В гг научная экспедиция на дрейфующей станции. Результаты поиска по \"направление дрейфа\"

Дрейф - перемещение корабля относительно водной поверхности под воздействием ветра. На надстройку корабля действует аэродинамическая сипа ветра - Р. Рх; Ру - составляющие силы Р. Рх - проекция силы Р на диамаметральную плоскость корабля, изменяет относительную скорость на величину ∆V и учитывается относительным лагом. Знак ∆V определяется курсовым углом ветра qw: ветер попутный - скорость увеличивается, прогивный - скорость уменьшается.

Составляющая Pу - проекция силы Р на плоскость шпангоутов, вызывает смещение корабля с линии ИК со скоростью Vдр. Таким образом, корабль перемещается со скоростью V = Vo + Vдр по линии пути, где Vо =Vл - Kл

Угол между северной частью истинного меридиана и линией пути - путевой угол при дрейфе - ПУ α. Угол между линией истинного курса и линией пути, обусловленный влиянием ветра на корабль,- угол дрейфа - α .

ПУ α = ИК + α.

Знак угла дрейфа определяется по курсовому углу ветра:
- ветер в левый борт - корабль сносит вправо: α - знак «плюс»;
- ветер в правый борт - корабль сносит влево: α - знак «минус».

Углы дрейфа определяются опытным путем и заносятся в «Справочные таблицы штурмана» для дальнейшего учета в процессе плавания.

Аргументами для выбора угла дрейфа являются отношения скоростей ветра (W в м/с) и корабля (V в узлах) и курсовой угол ветра qw - угол между диаметральной плоскостью корабля и направлением линии действующего ветра. Для определения направления ветра используется мнемоническое правило: «ветер дует в компас» - это значит, что направление ветра указывает, от куда он «дует». Например: северный ветер - с Севера, ветер 230° с направления 230°, т е. с юго-запада, ветер 315° с направления 315° - с северо-запада и т. д.

Например: ПЛ следует истинным курсом ИК=70,0° со скоростью 6 узлов, направление ветра 130°, скорость W= 12м/с. Отношение W/V=12/6=2. Курсовой угол ветра 60° правого борта. Из таблицы углов дрейфа α =4,0°. Ветер в правый борт - знак угла дрейфа минус. Т.о., угол дрейфа a=-4,0°

Путевая скорость корабля V = Vo / cosα = Vo secα, следовательно при углах дрейфа α ≤ 5°, sec α 5°).

Методика учета дрейфа при ручном графическом счислении

Расчет пути корабля:

1. Из «Справочных таблиц штурмана» по курсовому углу ветра qw и отношению скоростей ветра и корабля W/V выбрать угол дрейфа α.
2. Рассчитать путь корабля: ПУ α= ИК + α и проложить его на карте из точки начала учета дрейфа, если α > 5°, то на карте прокладываются линии истинного курса и пути.
3. У линии пути производится надпись: КК 63,0°(+2,0°) α = +3,0°.

1. Из исходной точки на карте проложить линию пути ПУ α, по которой над лежит следовать.
2. Из «Справочных таблиц штурмана» выбрать угол дрейфа α.
3. По курсовому углу ветра определить знак угла дрейфа.
4. Рассчитать истинный курс и компасный курс корабля, задаваемый рулевому: ИК = ПУ α -α; КК = ИК - Δ К.

Расчет счислимого места на заданный момент времени:

Если α ≤ 5,0°

1. Для расчета счислимого места на заданный момент зафиксировать время Т2 и отсчет лага ОЛ2.
2. Рассчитать пройденное по лагу расстояние: Sл=(ОЛ2 - ОЛ1) * кл.
3. Пройденное расстояние Sл отложить от исходной точки по линии пути, полученная точка - счислнмое место на момент Т2

Если α > 5°

1. Пройденное по лагу расстояние Sл отложить от исходной точки по линии ИК.
2. Полученную точку на ИК снести по перпендикуляру к истинному курсу на ПУ α - точка Т2/ОЛ2 - искомoe счислимое место на момент Т2.

Точка на линии пути может назначаться либо по координатам, либо относительно какого-либо объекта (навигационного ориентира) по заданному пеленгу, расстоянию от ориентира, курсовому углу на ориентир, например траверз. Для предвычисления времени и отсчета лага необходимо:

Eсли α ≤ 5,0°

1. Нанести на линию пути ПУ заданную точку C1 (С2, С3)одним из указанных способов.
2. Измерить расстояние Sл, проходимое кораблем по относительному лагу от исходной до заданной точки.
3. Рассчитать РОЛ, на который изменит отсчет счетчик пройденного расстояния лага: РОЛ=Sл / кл.
4. Рассчитать время плавания от исходной точки до заданной: t=Sл /V0
5. Рассчитать искомое время и отсчет лага: Т2 = T1 + t; ОЛ2=ОЛ1+ РОЛ.

Если α >5°

1. Нанести на линию пути ПУα заданную точку С1(С2, С3).
2. Заданную точку С1 (С2, C3)снести по перпендикуляру к ИК на линию истинного курса - полученная точка А1(А2, A3).
3. Измерить расстояние Sл по линии ИК от исходной точки до ТОЧКИ А1 (А2, А3).
4. Рассчитать время плавания t и РОЛ, на который изменит показания счетчик пройденного расстояния лага: t=Sл/V0; РОЛ=Sл / Кл
5. Рассчитать искомое время и отсчет лага Т2 = T1 + t; ОЛ2=ОЛ1 + РОЛ.

В этот день, 21 мая 1937 года - 79 лет назад экспедиция И.Папанина, Э.Кренкеля, П.Ширшова, Е.Федорова высадилась на льдах Северного Ледовитого океана в районе Северного полюса и развернула первую полярную станцию «Северный полюс-1».

На протяжении десятков лет тысячи отчаянных путешественников и исследователей Севера стремились попасть на Северный полюс, старались во что бы то ни стало водрузить там флаг своей страны, ознаменовав победу своего народа над суровыми и могучими силами природы.

С появлением авиации возникли новые возможности для достижения Северного полюса. Такие как полеты Р. Амундсена и Р. Берда на самолетах и полеты дирижаблей «Норвегия» и «Италия». Но для серьезных научных исследований Арктики эти экспедиции были кратковременными и не очень значительными. Настоящим прорывом было успешное завершение первой воздушной высокоширотной советской экспедиции и высадки на дрейфующий лед в 1937 году героической «четверки» под руководством И. Д. Папанина.

Так, О.Ю. Шмидт возглавил воздушную часть переброски на Полюс, а И. Д. Папанин отвечал за ее морскую часть и зимовку на дрейфующей станции «СП-1». В планах экспедиции была высадка в районе Северного полюса на год, в течение которого предполагалось собрать огромное количество разнообразных научных данных по метеорологии, геофизики, гидробиологии. Пять самолетов вылетели из Москвы 22 марта. Перелет завершился 21 мая 1937 года.

В 11 часов 35 минут флагманский самолет под управлением командира летного отряда Героя Советского Союза М.В. Водопьянова опустился на лед, перелетев 20 км за Северный полюс. А последний из самолетов приземлился только 5 июня, столь трудными были условия полета и посадки. Над Северным полюсом 6 июня был поднят флаг СССР, и самолеты отправились в обратный путь.

На льдине осталась четверка отважных исследователей с палаткой для жизни и работы, двумя радиостанциями, соединенными антенной, мастерской, метеорологической будкой, теодолитом для измерения высоты солнца и складами, сооруженными изо льда. В составе экспедиции были: П.П. Ширшов - гидробиолог, гляциолог; Е.К. Федоров - метеоролог-геофизик; Э.Т. Кренкель - радист и И.Д. Папанин - начальник станции. Предстояли месяцы изнурительного труда, нелегкого быта. Но это было время массового героизма, высокой духовности и нетерпеливого стремления вперед.

Каждый день пребывания на Северном Полюсе приносил исследователям новые открытия, и первым из них была глубина воды подо льдом в 4290 метров. Ежедневно в определенные сроки наблюдений отбирали пробы грунта, измеряли глубины и скорость дрейфа, определяли координаты, вели магнитные измерения, гидрологические и метеорологические наблюдения.

Вскоре обнаружился дрейф льдины, на которой располагался лагерь исследователей. Начались ее странствования в районе Северного Полюса, затем льдина устремилась на юг со скоростью 20 км в сутки.

Через месяц после высадки папанинцев на льдину (так окрестили отважную четверку во всем мире), когда в Кремле состоялась торжественная встреча участников Первой в мире воздушной экспедиции на Северный полюс, был зачитан указ о присуждении О.Ю. Шмидту и И.Д. Папанину званий Героя Советского Союза, остальные участники дрейфа были награждены Орденами Ленина. Льдина, на которой располагался лагерь папанинцев, через 274 дня превратилась в обломок шириной не более 30 метров с несколькими трещинами.

Принято решение об эвакуации экспедиции. Позади остался путь в 2500 км по Северному Ледовитому океану и Гренландскому морю. 19 февраля 1938 года полярников сняли со льдины ледоколы «Таймыр» и «Мурман». 15 марта полярники были доставлены в Ленинград.

Научные результаты, полученные в уникальном дрейфе, были представлены Общему Собранию АН СССР 6 марта 1938 года и получили высокую оценку специалистов. Научному составу экспедиции были присвоены ученые степени. Иван Дмитриевич Папанин получил звание доктора географических наук.

С героического дрейфа папанинцев началось планомерное освоение всего Арктического бассейна, что сделало регулярной навигацию по Северному морскому пути. Несмотря на все гигантские препятствия и трудности судьбы, папанинцы своим личным мужеством вписали одну из самых ярких страниц в историю освоения Арктики.

80 лет назад ледокольные пароходы Северного флота "Мурман" и "Таймыр" сняли с дрейфующей льдины четверых ученых первой научно-исследовательской станции "Северный полюс" под руководством Ивана Папанина .

На льдину экспедиция высадилась в мае 1937 года и за девять месяцев совершила дрейф на 2,5 тысячи км. Однако в Гренландском море льдина почти полностью разрушилась и спасение папанинцев стало эпопеей, за которой наблюдал весь Советский Союз.

Непредсказуемый лед

Экспедицию папанинцев готовили около пяти лет. До них никто еще не пробовал жить на дрейфующей льдине в течение долгого времени, собирая при этом бесценный материал для исследований. Отправляясь на Северный полюс, ученые, благодаря тому, что направление движения льда можно было просчитать, представляли, как пройдет их маршрут, но они не могли предвидеть, как долго продлится и чем закончится их путешествие.

"Черт возьми, всего лишь девять месяцев прожили мы на этой льдине, а как много пережито", - писал потом в своем дневнике радист Эрнст Кренкель . В его воспоминаниях наиболее подробно описана вся история первой научно-исследовательской станции "Северный полюс". Кроме Кренкеля и Папанина в составе станции работали метеоролог Евгений Федоров и океанолог Петр Ширшов . Еще одним участником экспедиции был пес Веселый, которого взяли для того, чтобы он предупреждал полярников о приближении к станции белых медведей.

Готовя папанинцев, организаторы экспедиции постарались предусмотреть все - от условий работы самого передового для той поры оборудования до бытовых мелочей. Их снабдили солидными запасами продовольствия, походной лабораторией и приборами для научных исследований, ветряком для выработки энергии и радиостанцией для передачи сообщений. Главной особенностью экспедиции папанинцев было то, что ее готовили на основе теоретических представлений об условиях пребывания на Северном полюсе, не имея практики, поэтому сложнее всего было предусмотреть главное: как снять ученых с льдины.

Есть продовольствие и топливо - плыви себе, дрейфуй

"Конечно, риск перед отправлением в такие места всегда присутствует, но было сделано все возможное, чтобы его минимизировать, несмотря на то, что фундаментальные знания о высокоширотной Арктике тогда отсутствовали, кроме данных, которые получил Нансен (норвежский мореплаватель и путешественник, ученый-географ Фритьоф Нансен - прим. ТАСС) - это было все, на чем можно было строить предположения", - сказал ТАСС об экспедиции 1937–38 годов последователь папанинцев - известный российский полярный путешественник, почетный полярник России, председатель Полярной комиссии Русского географического общества Виктор Боярский . Он зимовал на дрейфующей станции "Северный полюс - 24" в конце 1970-х годов.

"На самом деле пребывание на льдине, когда есть продовольствие и топливо, - не сильно рискованное занятие - плывешь себе, дрейфуешь", - считает Боярский. Примерно такое же впечатление складывалось у папанинцев первые несколько месяцев дрейфа. Об их быте на льдине можно судить по экспозиции в Российском государственном музее Арктики и Антарктики в Санкт-Петербурге. Там представлена палатка, в которой жили участники экспедиции, ветряк, динамомашина и другие предметы, служившие первым полярникам.

Палатка размером 4 х 2,5 м утеплялась по принципу пуховика: каркас обтягивали тремя чехлами - внутренний был сшит из парусины, далее шел подбитый гагачьим пухом шелковый чехол, наружная оболочка - из тонкого черного брезента, пропитанного водонепроницаемым составом. На полу в качестве утеплителя лежали оленьи шкуры. "Настоящая палатка у нас в экспозиции была до начала 2000-х годов, но потом ее убрали из-за ее ветхости. Нужны специальные условия, чтобы ее сохранить, поэтому она сейчас находится в фондах", - рассказала ТАСС специалист научно-просветительского отдела музея Ингрид Сафронова.

"Папанинцы вспоминали, как им здесь было тесно, но они умудрились установить в палатке даже лабораторию. Они в дневниках вспоминали, как боялись что-нибудь задеть и разбить эти "тайны океана". Им нужно было иметь акробатические качества, чтобы перемещаться внутри тесной палатки, да еще в громоздкой одежде", - рассказала Сафронова.

Первые концентрированные смеси

"Питались они очень хорошо. Колбаса, сало, масло, сыр. И у них были концентрированные суповые смеси - "прародители" бульонных кубиков, только гораздо более полезные и вкусные. Эти смеси были специально разработаны для СП-1 (эта аббревиатура со временем закрепилась для обозначения экспедиции - прим. ТАСС) и после того, как они себя хорошо в этой экспедиции проявили, они были поставлены на поток производства в Советском Союзе. Одной такой пачки было достаточно, чтобы сварить отличный наваристый суп на четверых", - рассказала сотрудник музея Арктики.

Продовольствие для папаницев было расфасовано в металлические банки, каждая весила по 45 кг. Для приготовления пищи использовали примусы и паяльные лампы. Для экономии места вся посуда - кастрюли, сковородки, чашки, были изготовлены так, чтобы один предмет входил в другой - этот принцип потом тоже стал широко применяться производителями кухонной посуды.

Все оборудование, посуда, постройки для полярников специально создавались из облегченных, но прочных материалов, чтобы лед не сломался под их тяжестью. В том месте, где высадились полярники, его толщина составляла около трех метров.

Тонкое место

Папанинцы изначально понимали, что их ждут трудности, но они были воодушевлены и готовы к риску, понимая, что они совершают важнейшие открытия. "Не верится, что мы на полюсе, не верится, что в такой прозаической обстановке осуществилась столетняя мечта прогрессивного человечества", - написал он в дневнике 21 мая 1937 года после высадки на льдину из самолета АНТ-4.

Во время работы станции Петр Ширшов проводил промеры глубины, брал образцы грунта, пробы воды на разных глубинах, определял ее температуру, соленость, содержание в ней кислорода. Пробы тут же обрабатывались в походной гидрохимической лаборатории. Одной из главных задач научной станции были метеонаблюдения, за них отвечал Евгений Федоров. Ученые измеряли атмосферное давление, температуру, относительную влажность воздуха, определяли скорость и направление ветра. Данные тут же передавались по радиосвязи на остров Рудольфа. Сеансы связи проводились четыре раза в сутки.

Трудности начались после нового года, когда льдина довольно быстро двигалась на юг и попадала в непогоду. "Оказалось, что для первой станции самое "тонкое место" - это возможность съемки с льдины. Это проявилось, когда возникла необходимость достаточно экстренной эвакуации. Одно дело - высадиться на Северном полюсе, а когда льдина ушла на юг, началась активная ломка льдов, речи о посадке самолета быть не могло, дирижабль, как мы знаем, трагически погиб… Не было возможности оперативно отреагировать на ситуацию. В этом риск той первой экспедиции был выше, чем современных аналогов", - отметил Виктор Боярский.

Когда треснул лед, они сели играть в шахматы

Самые тревожные дни у папанинцев выдались в конце января - начале февраля. "Вечер 31 января. Пятый день бушует пурга. Дмитрич (Иван Дмитриевич Папанин) и Петя (Ширшов) пошли на трещину - проверить сохранность гидрологического хозяйства. На всякий случай привязались друг к другу веревками. На полпути Петя заметил в снегу тонкую извилину трещины. Дмитрич промерил ее лопатой. Лопата провалилась. Значит, трещина глубокая - возможно, лопнула льдина", - написано в дневнике Кренкеля.

Полярники старались сохранять спокойствие и соблюдать обычный распорядок. "В палатке, нашей славной старой жилой палатке, вскипал чайник, готовился ужин. Неожиданно, в самом разгаре приятных приготовлений, раздался резкий толчок и скрипучий шорох. Казалось, где-то рядом рвут шелк или полотно", - вспоминал Кренкель о том, как трещал лед, сужая площадку станции.

"Дмитрич спать не мог. Он курил (первый признак волнения) и возился с хозяйственными делами. Иногда он с тоской поглядывал на репродуктор, подвешенный к потолку. При толчках репродуктор слегка качался и дребезжал. Под утро Папанин предложил сразиться в шахматы. Играли вдумчиво, спокойно, с полным сознанием важности выполняемого дела. И вдруг сквозь грохот ветра снова прорвался необычный шум. Судорожно содрогнулась льдина. Мы решили все же не прекращать игру", - написал он о моменте, когда льдина треснула под самой палаткой.

Даже когда стихия оставила полярникам для существования крошечную площадку в бушующем холодном океане, они не паниковали и отказывались посылать сигнал бедствия. Кренкель тогда довольно буднично передал по радио сообщение Папанина: "В результате шестидневного шторма в 8 часов утра 1 февраля в районе станции поле разорвало трещинами от полукилометра до пяти. Находимся на обломке поля длиной 300, шириной 200 метров. Отрезаны две базы, также технический склад с второстепенным имуществом. Из топливного и хозяйственного складов все ценное спасено. Наметилась трещина под жилой палаткой. Будем переселяться в снежный дом. Координаты сообщу дополнительно сегодня; в случае обрыва связи просим не беспокоиться".

К полярникам уже двинулись корабли "Таймыр" и "Мурман", но добраться до станции им оказалось очень непросто. Они приблизились на 50–60 км, и ночью полярники видели свет их прожекторов, однако ближе подойти было нельзя из-за сложной ледовой обстановки. Планы послать за полярниками самолеты не осуществились - площадка, которую полярники готовили для посадки самолета на льду, разрушилась. Один из самолетов, посланных на поиски полярной станции с корабля, затерялся, и для него самого потребовалась спасательная операция. Корабли смогли пробиться к станции, когда образовалась полынья, они получили в пути значительные повреждения во льдах.

18 февраля 1938 года наконец показались корабли. "Дмитрич стоял на высоком торосе и махал флагом. Был ясно виден дым парохода, затем показались мачты", - написал Кренкель в дневнике.

"Мурман" и "Таймыр" пришвартовались к ледовому полю в полутора километрах от полярной станции в 13 часов 40 минут 19 февраля. Они приняли на борт всех участников экспедиции и их снаряжение. 21 февраля папанинцы перешли на ледокол "Ермак", который доставил их в Ленинград 16 марта.

Опыт нужно копить

"Конечно, им было сложнее всего: они были первыми. Потом у нас целая плеяда замечательных станций прошла, и с каждым годом опыт накапливался. В разные ситуации попадали люди, и поэтому ошибок предыдущих стараются избегать. Горе ждет тех путешественников, ученых, которые не используют предыдущий опыт", - сказал Боярский.

Последняя станция "Северный полюс" была организована в России в 2015 году.

Курсовой угол ветра называют курсом судна относительно ветра. В зависимости от величины этого угла курсы судна относительно ветра получили различные наименования (рис. 47).

Если ветер дует в правый борт, то курсу судна относительно ветра придается еще название «правого галса», а когда он дует в левый борт - «левого галса».

Когда вследствие изменения направления ветра его курсовой угол уменьшается, говорят, что ветер заходит, или становится круче; если увеличивается, то-ветер отходит, или делается полнее. Когда же изменение угла вызывается переменой курса судна, то в первом случае говорят, что судно приведено к ветру, или легло круче, а во втором, что оно спустилось, или легло полнее.

Рис. 48

Разложим равнодействующую давления ветра А на две составляющие X и Z. Сила X направлена по диаметральной плоскости и равна X = A cosy, она оказывает влияние на скорость судна относительно воды (в данном случае уменьшает скорость) vл.

Сила Z направлена перпендикулярно диаметральной плоскости, Z = A.siny и вызывает боковое смещение - дрейф судна с линии курса со скоростью V др.

Сложив геометрически скорости судна по лагу vл И дрейфа удр, получим вектор действительной скорости судна относительно воды v0, по направлению которого происходит фактическое перемещение судна при действии этого ветра.

Линия фактического перемещения судна при действии ветра называется линией пути при дрейфе ПУ др, а угол между нордовой частью истинного меридиана и этой линией - путевым углом. Угол а между линией истинного курса и линией пути при дрейфе называется углом дрейфа. При решении задач углу дрейфа присваивается знак: при ветре правого галса - минус, а левого галса - плюс.

При одной и той же силе кажущегося ветра, но при различных курсовых углах влияние его на движущееся судно неодинаково. При курсовых углах ветра, равных 0 или 180°, угол дрейфа равен нулю, а при курсовых углах K w , близких к 50-60°, он достигает максимального значения вследствие того, что направление Kw является равнодействующей скорости и направления истинного ветра и скорости самого судна. При углах K w ~ 50 / 60° угол между направлением истинного ветра и диаметральной плоскостью судна будет примерно 90°.

Рис. 49

При продолжительном действии ветра в одном направлении создается поверхностное течение, которое также вызывает снос судна с линии истинного курса.

Таким образом, совокупное действие ветра и вызываемых им волнения и течения при плавании необходимо учитывать, вводя поправку на дрейф, равную величине угла дрейфа.

Истинный курс, путевой угол при дрейфе и угол дрейфа находятся в следующей алгебраической зависимости (рис. 49):

Определение угла дрейфа

В практике судовождения угол дрейфа определяют из непосредственных наблюдений, применяя один из следующих способов.

Рис. 50

Пеленгованием кильватерной струи (применяется как приближенный способ). Кильватерная струя представляет собой след перемещающегося судна вследствие возмущения вращением винтов массы воды. При ветре направление кильватерной струи почти не смещается. Поэтому для получения угла дрейфа можно измерять угол между направлениями диаметральной плоскости судна и кильватерной струи. Пеленги берут по ближайшему к корме компасу, устанавливая визирную плоскость пеленгатора параллельно кильватерной струе. Если отсчет замечают по азимутальному кругу компаса, то

А = КУ - 180°,

А если снимают ОКП, то а = ОКП - КК.

Величину угла дрейфа, определяемую всеми доступными способами, и условия, при которых она определялась (курс судна относительно ветра, скорость судна, сила ветра, состояние судна по загрузке, осадке и т. п.), необходимо записывать в специальной тетради с тем, чтобы можно было в аналогичных условиях заранее учитывать дрейф, т. е. при прокладке учитывать поправку на ветер.

Счисление пути судна при дрейфе

Пройденное по лагу (кроме забортного) расстояние при углах дрейфа более 8° рассчитывается с введением поправки на угол дрейфа по формуле

При ведении графического счисления с учетом дрейфа следует наносить на карту место судна в момент траверза ориентира; рассчитывать момент прихода судна на траверз ориентира; определять кратчайшее расстояние до ориентира при следовании заданным курсом и момент открытия или скрытия ориентира.

Для нанесения места судна на карту в момент траверза ориентира рассчитывают обратный истинный пеленг по следующим формулам. При наблюдении ориентира: справа

Такую задачу часто приходится решать при определении точки поворота на новый курс.

Рис. 51

Чтобы рассчитать заранее показание лага в момент прихода судна на траверз (в точку А), пользуясь расстоянием S, определяют рол по табл. 28-а или 28-6 (МТ-63) в зависимости от знака Ал или по фор- муле рол = S/Кл. Затем к отсчету лага, во время определения по ори- ентиру (в точке В), прибавляют найденное рол и получают ол2 = ол1 + рол.