Opublikowano dnia 16 wrzesnia 1958 r.Sffil POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 41557 O.. 42 o, 19 Politechnika Gdanska X// (Zaklad Elektrotechniki Morskiej; Gdansk, Polska Sposób obiektywnego pomiaru szybkosci statków i fotograficzna aparatura dla wykonywania tego sposobu Patent trwa od dnia 21 kwietnia 1958 r.Dokladna znajomosó Zwiazku pomiedzy szybkoscia statku a poszczególnymi warunkami jego pracy ma znaczenie zarówno dla celów eksploatacyjnych, jak dla prac naukowych i technicznych, sluzacych postepowi w przemysle okreto¬ wym.Dokladne pomiary predkosci sa szczególnie wazne dla prób odbiorczych statków nowobudowanych, kontroli szybkosci statków bedacych w .eksploatacji* okreslenia zaleznosci szybkosci statków od parametrów pracy ukladu napedo¬ wego i od specjalnych warunków pracy jednostki oraz dla cechowania logów okretowych.Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspóltwórcami wynalazku sa prof.Henryk Markiewicz i inz. mgr Jan WysoczynskiPomiarów szybkosci statków dokonuje sie na specjalnych próbach, któ¬ rych zasada,w zaleznosci od przyjetej metody, opiera sie badz na wyznacze¬ niu czasu, w jakim statek przeplywa odcinek drogi o znanej dlugosci, badz na wykorzystaniu innych zjawisk fizycznych, towarzyszacych ruchowi kadluba na wpdzie, pozwalajacych na ilosciowe przedstawienie wielkosci tego ruchu.Metody te i zwiazane z nimi urzadzenia pozwalaja na okreslenie szyb¬ kosci statku wzgledem wody lub wzgledem dna, róznia sie jednak miedzy soba zarówno pod wzgledem dokladnosci pomiarów, zakresu stosowalnosci, jak i kosztów inwestycji i eksploatacji urzadzen.I tak np. logi, wykazujace na ogól bezposrednio szybkosó statku wzgle¬ dem wody, moga byd w zasadzie stosowane bez zadnych ograniczen, jednak dok¬ ladnosc ich wskazali jest nizsza.Natomiast "mila pomiarowa*1, oparta na bazie optycznej wyznaczonej za pomoca dwóch osi, moze byd uwazana za metode znacznie dokladniejsza, ale tylko w przypadku korzystnych warunków brzegowych i dennych (pomiar w nie¬ duzej odleglosci od brzeguj oraz przy sprzyjajacej widocznosci. Ponadto jest to metoda subiektywna.Sposób obiektywnego mierzenia szybkosci statków wedlug wynalazku pole¬ ga na obiektywnym pomiarze czasu przejscia kadluba okretu (od dziobu do rufy) przez dowolnie wyznaczona os i oparty jest na specjalnej odmianie fotografii ruchu w funkcji czasu.Okreslenie szybkosci statku .sposobem wedlug wynalazku opiera sie na pomiarze ilosci czasu jaki uplywa miedzy przejsciem dwóch punktów kadluba 1 i gna fig. 1 o znanej wzajemnej odleglosci - przez pionowa plaszczyzne wyznaczona za pomoca osi 0-0« przechodzacej przez urzadzenie pomiarowe ^ i przecinajacej kursstatku. , Punktami tymi moga byd najbardziej wysuniete odcinki konturów dziobu i rufy, badz inne dowolne, dobrze widoczne punkty, znajdujace sie w plasz¬ czyznie pionowej przechodzacej przez os statku, np. maszty lub flagmaszty.Nalezy zwrócic* uwage, ze wielkosc mierzonego czasu jest niezalezna ani od odleglosci miedzy statkiem i punktem pomiarowym ^, ani od kata mie¬ dzy kursem statku i osia 0-0.Dokladnosc wyznaczonej na tej podstawie szybkosci 7, bedacej ilorazem odleglosci b (miedzy okreslonymi punktami 1 i Jj przez ilosc czasu t jaka uplynela od momentu przejscia punktu 1 przez os 0-0 do momentu przejscia punktu 2 przez os 0-0. jest zalezna od dokladnej znajomosci obu wielkosci: £ 1 czasu £.Znajomosc dlugosci odcinka ^1 - g, a scislej biorac jego rzutu s, na plaszczyzne pozioma, w oparciu o rysunki konstrukcyjne kadluba nie przed¬ stawia specjalnych trudnosci i miesci sie w granicach bledu okolo 0,1#.Problem sprowadza sie zatem do dokladnego pomiaru drugiego z czynni¬ ków tj. czasu t. 2 •Czas ten móglby byó w zasadzie mierzony w sposób subiektywny przez obserwatora wyposazonego w Stoper i sztywno zamocowana lunete wyznaczajaca swym polozeniem os 0-0. Pomiar taki móglby byó jednak obarczony znacznym i nie dajacym sie okreslic bledem a przede wszystkim bylby pomiarem su¬ biektywnym* Dlatego tez pomiar czasu t nalezy przeprowadzic w sposób za¬ pewniajacy maksimum dokladnosci i umozliwiajacy kontrole wyników oraz oce¬ ne mozliwych rozmiarów bledu w sposób obiektywny. W tym celu wykorzystane sa wlasciwosci specjalnie skonstruowanej kamery fotograficznej, która w polaczeniu z urzadzeniem zegarowym pozwala na dokladne zarejestrowanie czasów przejscia poszczególnych punktów kadluba, a wiec i punktów 112 przez os 0-3.Aparatura fotograficzna wedlug wynalazku uwidoczniona na fig.2 skla¬ da sie z nieruchomej kamery fotograficznej ± (na blone filmowa), wyposa¬ zonej w odpowiedni teleobiektyw £• Miedzy obiektywem £ 1 tasma filmowa 6 znajduje sie przeslona 2» posiadajaca w czesci srodkowej pionowa szczeli¬ ne 8 o nieduzej szerokosci 1 dlugosci, równej szerokosci filmu.Promienie swietlne, przechodzace przez teleobiektyw i padajace na szczeline! wyznaczaja plaszczyzne pionowa, przez która przechodzi os 0-0«_ Znajdujacy sie przed obiektywem statek £ powoduje powstanie jego pom¬ niejszonego 1 odwróconego obrazu i£ na przeslonie 2 2e szczelina, co jest uwidocznione na fig.?. Ma blone filmowa 6 pada tylko waski pionowy wycinek obrazu statku ^1 w miejscu, w którym pozwala na to szczelina, Jesli statek bedzie stal nieruchomo przed obiektywem, obraz jego bedzie równiez nieru¬ chomy na przeslonie. Jesli jednak statek bedzie plywal z szybkoscia J, wówczas na przeslonie nieruchomego aparatu znajdzie sie obraz statku po¬ ruszajacego sie z szybkoscia Y , zalezna od stopnia pomniejszenia obrazu.Poddany pomiarowi statek plynie w przyblizeniu prostopadle do osi 0-01 ale dziób jego jeszcze osi nie osiagnal. Sytuacji tej odpowiadac be¬ dzie obraz statku znajdujacy sie na przeslonie 2 P° jednej stronie szcze¬ liny 8 i zblizajacy sie do niej. Moment, w którym obraz dziobu statku osiagnie szczeline, jest poczatkiem pomiaru 1 oznacza, ze statek dziobem przeszedl os. W tym momencie obraz dziobu statku wraz z obrazem okreslone¬ go na nim punktu 1 pada przez szczeline 6 na film 6 i utrwala sie na nim w postaci pratka 11.Poniewaz film porusza sie ruchem jednostajnym, podobnie jak obraz statku, z taka sama w przyblizeniu szybkoscia Yf iw tym samym kierunku, przeto padajace na film przez szczeline kolejn~fragmenty obrazu statku utrwala na nim stopniowo caly statek.Moment przejscia obrazu rufy przez szczeline odpowiada przejsciu rufy statku przez os, co jest zakonczeniem pomiaru.Jesli tasma filmowa bedzie posiadala na swej dlugosci podzialke cza¬ sowa (tzw. podstawe czasu), wówczas na podstawie uzyskanego zdjecia foto¬ graficznego bedzie mozna ustalic czas przejscia przez os 0-0 dla dowolnego - J -punktu kadluba, a wiec i dla punktu 1 i g, co wlasnie jest celem niniej¬ szego pomiaru* Podzialka ta jest niejako tarcza zegarowa, fotografowana razem ze statkiem i scisle odzwierciedla zwiazek miedzy kazdym wycinkiem obrazu padajacym przez szczeline na film a czasem* Podzialka powstaje na filmie równoczesnie z obrazem statku. Blyskaja¬ ce w okreslonych odstepach swiatlo lampy Jg, dokladnego zegara podstawy czasu H znaezy na marginesie filmu, przez te sama szczeline 8 kreski ska¬ li 14* Pomiar czasu sprowadza sie teraz do okreslenia odstepu miedzy punk¬ tami 11%, obrazu statku na skali czasu* Przy sredniej ostrosci pozytywu oraz przy duzej dokladnosci zegara podstawy czasu - mierzony czas t moze byc odczytany z dokladnoscia okolo PL