CÂU HỎI THI TỐT NGHIỆP MÔN MÁY VTĐ HÀNG HẢI (dành cho câu 3) Câu 1 Hệ thống định vị toàn cầu GPS Nguyên lý xác định vị trí, cấu tạo và hoạt động của hệ thống? Cấu tạo và hoạt động của hệ thống GPS Hệ thống GPS bao gồm 3 khâu chính vệ tinh, hệ thống điều khiển và người sử dụng Khâu vệ tinh 24 vệ tinh được sắp xếp trên 6 mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 550 so với mặt xích đạo có cao độ danh nghĩa là 20,183 Km Chu kỳ một ngày bay được 2 vòng quanh Trái Đất Mỗi vệ tinh phát ra 2 tần số vô tuyến phục vụ m.
CÂU HỎI THI TỐT NGHIỆP MÔN MÁY VTĐ HÀNG HẢI (dành cho câu 3) Câu 1: Hệ thống định vị toàn cầu GPS: Nguyên lý xác định vị trí, cấu tạo và hoạt động hệ thống? - Cấu tạo hoạt động hệ thống GPS: Hệ thống GPS bao gồm khâu chính: vệ tinh, hệ thống điều khiển người sử dụng Khâu vệ tinh: 24 vệ tinh xếp mặt phẳng quỹ đạo nghiêng 55 so với mặt xích đạo có cao độ danh nghĩa 20,183 Km Chu kỳ ngày bay vòng quanh Trái Đất Mỗi vệ tinh phát tần số vô tuyến phục vụ mục đích định vị: L1 tần số 1575.42 Mhz L2 tần số 1227.6Mhz Các tần số sóng mang điều biến mã ngẫu giả nhiên thông điệp dẫn hướng đường Các tần số sóng mang cơng việc điều biến điều khiển đồng hồ nguyên tử đặt vệ tinh Khâu điều khiển: Giám sát hoạt động vệ tinh - trạm điều khiển trung tâm điều hành không gian thống Colorado Spring, tiểu bang Colorado Hoa Kỳ - trạm giám sát (monitor): Diego Grarreia, Đảo Ascension, Kwajalein Hawaii - Mục đích khâu điều khiển hiển thị hoạt động vệ tinh, xác định quỹ đạo chúng, xử lý đồng hồ nguyên tử, truyền thông điệp cần phổ biến lên vệ tinh Khâu sử dụng: Mục đích sử dụng cho quân dân Các máy thu riêng biệt trang bị máy tính điện tử mã phase sóng mang hầu hết điều tiếp nhận thông điệp phát tin ( broadcast vệ tinh Bằng cách so hàng tín hiệu từ vệ tinh tới ghi máy thu, người ta xác định giá trị tâm máy thu Đối với cơng tác trắc địa xác, đo ghi nhớ phase tần số mã sóng mang để xử lý sau theo dõi trường hợp message) từ mã phát tọa độ địa người ta cịn - Ngun lý xác định vị trí hệ thống: - Giả sử vị trí vệ tinh biết Đồng hồ điện tử vệ tinh người quan sát đồng với Vệ tinh phát tín hiệu người sử dụng nhận tín hiệu t giây sau - Như quãng đường D = C.t Do vị trí người quan sát mặt cầu có bán kính R = C.t, tâm vị trí vệ tinh vào thời điểm phát tín hiệu Giao mặt với mặt đất đường trịn có tâm giao đường nối tâm trái đất với vệ tinh bề mặt trái đất Thực đồng thời với vệ tinh thứ hai cho ta đường trịn vị trí (hình 11) - Hai đường giao hai giao điểm, có vị trí người quan sát Thường hai điểm thường xa nên dễ dàng xác định vị trí người quan sát dựa vào vị trí dự đoán - Như với hai vệ tinh đủ để xác định kinh vĩ độ Tuy nhiên thực tế lại có giá trị chưa biết khác sai số đồng hồ người quan sát với đồng hồ vệ tinh Do địi hỏi phải sử dụng phương trình khoảng cách tới vệ tinh - Ngồi ngành hàng khơng cịn phải xét độ cao so với mặt đất (ở tàu độ cao so với mặt biển xác định được) nên cần có vệ tinh - Nhằm đạt độ xác cao, vị trí hình học vệ tinh phải cho đường vị trí cắt tạo góc gần 90 tốt Như vậy, để xác định vị trí, có vấn đề cần phải giải quyết: 1) Xác định vị trí vệ tinh 2) Xác định khoảng cách xác từ máy thu đến vệ tinh 3) Xác định tọa độ người quan sát [Xác định vị trí vệ tinh : Như nói trên, vị trí người quan sát xác định khoảng cách tới vệ tinh biết vị trí vệ tinh vào thời điểm phát tín hiệu Ngược lại với trạm quan sát có vị trí biết nhận tín hiệu phát từ vệ tinh xác định vị trí vệ tinh lúc phát Trạm điều khiển tính tốn dựa vào lịch “thiên văn” vệ tinh dự đốn vị trí thời điểm nhiều vịng quỹ đạo sau Từng trạm quan sát xác định thời điểm đến tất tín hiệu vệ tinh nhận truyền thông tin (dựa đồng hồ trạm theo dõi-in GPS time) đến trạm điều khiển Khơng xác định vị trí vệ tinh không gian chiều mà thời điểm tín hiệu rời vệ tinh Căn số liệu này, vị trí tương lai vệ tinh, sai số đồng hồ xác định trạm phát dẫn động phát trở lại đến vệ tinh Vệ tinh lưu lại thông tin nhớ phát đến người sử dụng khoảng thời gian đặn Với độ cao 20,200 km trạm theo dõi thu tín hiệu vệ tinh thời gian dài vịng quỹ đạo Nhờ trạm điều khiển đủ khả quan sát sát định lịch trình cho vệ tinh Phương trình khoảng cách tsv (theo GPS time) tthời điểm vệ tinh phát tín hiệu thời điểm mà người sử dụng biết Giá trị hiệu chỉnh cho tsv vệ tinh phát đến người sử dụng tu thời điểm đến tín hiệu đồng hồ người sử dụng Nếu đồng hồ vệ tinh người sử dụng đồng bộ, khoảng cách lan truyền tín hiệu C (tu - tsv) Tuy nhiên có độ lệch chưa biết đồng hồ người sử dụng so với đồng hồ vệ tinh đặt tbias Như thời gian truyền tín hiệu : ∆t = tu – tsv + tbias Và khoảng cách vệ tinh với người sử dụng : D = C.∆t = C(tu - tsv) + C.tbias (phương trình khoảng cách) Trong công thức: C( tu-tsv) gọi là khoảng cách giả Khoảng cách không đổi C.tbias phải thêm vào khoảng cách giả để bù cho sai khác đồng hồ (tbias = const) Hiệu chỉnh cho thời điểm phát tín hiệu tsv: Vệ tinh phát tín hiệu thời điểm t sv theo đồng hồ Tuy nhiên thời điểm tăng hay giảm lượng ∆tsv so với chuẩn GPS xác định trạm điều khiển, đồng phát cho vệ tinh riêng lẻ, vệ tinh phát đến người sử dụng Máy thu người sử dụng hiệu chỉnh giá trị q trình sau Với sai số nanogiây (1 nanosecond=10-9s) tsv sinh sai số khoảng cách D = C.t = 3.10.8.10-9 = 0,3m Như việc xác định khoảng cách đến vệ tinh máy thu GPS việc xác định thời điểm điểm đến tín hiệu từ vệ tinh Nguyên tắc xác định thời điểm đến tín hiệu trình bày nội dung “Tín hiệu vệ tinh mã hóa tín hiệu”.] Xác định vị trí người quan sát Lập hệ trục tọa độ vng góc có gốc trùng tâm trái đất Mặt phẳng tọa độ (x-y) º mặt phẳng xích đạo, trục x nằm kinh tuyến Greenwich mặt phẳng Ta biết với điểm P1(x1, y1, z1), P1(x2, y2, z2) P1 P2 xác định công thức : Như sử dụng có toạ độ P (xu, yu, zu) vệ tinh (thứ i) có toạ độ S1 ta có phương trình : người (x1,y1,z1) Thời điểm tsv cho vệ tinh biết, giá trị chưa biết x u,yu,zu tbias ta phải cần phương trình độc lập, tức cần phải có vệ tinh đồng thời Từ cơng thức (33) suy phương trình là: Nếu coi trái đất mặt cầu bán kính R, phương trình mặt cầu là: Khi cịn có ẩn, tức cần phương trìng trình vệ tinh đủ xác định vị trí người quan sát Nếu người quan sát có đồng hồ nguyên tử có khả xác định tbias cần vệ tinh đủ để định vị Điều cho phép GPS sử dụng để định vị mà số lượng vệ tinh hạn chế Câu 2: Vi phân GPS: Khái quát chung, cấu tạo và hoạt động hệ thống? Khai thác Vi phân GPS hàng hải? - Khái niệm hệ thống DGPS: Hệ thống thu cải tiến tín hiệu vệ tinh tồn cầu GPS vị trí xác Bao gồm trạm có tọa độ xác DGPS cải thiện độ xác từ 15m tín hiệu GPS bình thường xuống đến 10cm điều kiện thử nghiệm tốt - Nguyên lý hoạt động 2.4.1 Cơ sở lý thuyết: Vị trí dự đốn vệ tinh có sai sót định không gian ba chiều ,dẫn tới sai số vị trí người sử dụng Nếu có người sử dụng thứ hai khoảng cách nằm trạm vi phân GPS chịu sai số gần giống Đó độ cao vệ tinh 20,200 km lớn nhiều so với khoảng cách 100 km người sử dụng, đường truyền tín hiệu từ vệ tinh tới người sử dụng gần nên sóng vơ tuyến gần chịu khúc xạ tầng Ion Trường hợp kinh, vĩ độ độ cao trạm vi phân GPS biết xác tổng sai số hướng, xác định với độ xác trạm vị trí tính tốn từ việc thu tín hiệu vệ tinh để đưa giá trị hiệu chỉnh Các trạm vi phân GPS không tính tốn độ chênh lệch vị trí đo đạc vị trí thật, mà cịn tính số hiệu chỉnh khoảng cách giả Số hiệu chỉnh vị trí khoảng cách giả Vi phân GPS linh goạt yêu cầu định vị với độ xác cao, chẳng hạn hàng hải cảng, sông luồng hẹp, định vị dàn khoan dầu, khảo sát đo đạc hải dương học, lại đất liền hạ cánh máy bay Bên cạnh độ xác định vị cao hơn, GPS vị phân cịn nâng cao độ tin cậy hàng hải Nó đảm bảo với người sử dụng tất tín hiệu dùng để định vị kiểm tra hiệu chỉnh Tính tồn vẹn hệ thống nâng cao có vài sai sót hiệu chỉnh vệ tinh số hiệu chỉnh đồng hồ tức khắc trạm GPS vi phân báo động thông báo sai lệch 2.4.2 Các phương pháp vi phân GPS: Trạm dẫn phát số hiệu chỉnh khoảng cách giả: Máy thu trạm dẫn đo khoảng cách giả tới tất vệ tinh quan sát (thường xuyên vệ tinh) tính tốn hiệu số khoảng cách tính tốn khoảng cách đo đạc Số hiệu khoảng cách giả vệ tinh phát truyền đến người sử dụng Cần lưu ý khoảng cách giả hiệu chỉnh thêm Ưu điểm: Các trạm dẫn phát số hiệu chỉnh cho tất vệ tinh quan sát nên cho phép người sử dụng lựa chọn chòm vệ tinh, loại bỏ vệ tinh có số hiệu chỉnh lớn Người sử dụng tùy ý lựa chọn loại máy thu khác Trong hệ thống hiệu chỉnh khoảng cách giả, trạm dẫn sử dụng đo khoảng cách giả không phụ thuộc vào thuật tốn sử dụng để tính tốn vị trí Nhược điểm: địi hỏi số lượng lớn phần mềm máy thu Như giá thành máy thu cao Phát số hiệu chỉnh sai số vị trí Tương tự phương pháp thứ nhất, không phát số hiệu chỉnh khoảng cách giả mà phát số hiệu chỉnh sai số vị trí Nhược điểm: người sử dụng phải có tính tốn vài chòm vệ tinh giống trạm dẫn Với vệ tịnh quan sát có gần 70 tổ hợp để xác định vị trí Như trạm dẫn phải có khả lớn để phát tất số hiệu chỉnh vị trí tất tổ hợp khoảng thời gian định Với quan điểm chuẩn hóa quốc tế GPS vi phân, Hội đồng vô tuyến Bắc Mỹ phục vụ hàng hải (RTCM) lập ủy ban vào tháng 11/83 Ủy ban gọi “Ủy ban đặc biệt 104 NAVSTAR vi phân/phục vụ GPS” với điều khoản hướng dẫn triển khai vi phân GPS, kiện, tần số ủy ban lựa chọn phương pháp thứ coi điều tiêu chuẩn trạm vi phân GPS tương lai Tuy nhiên, trước vi phân GPS sử dụng rộng rãi hàng hải, vấn đề cấp bách sử dụng vi phân GPS vùng mật độ giao thông dày đặc, nơi có nhiều chướng ngại nguy hiểm, kể vùng dầu mỏ tập trung nơi thăm dò dầu khí Vệ tinh giả (trạm mẫu chuẩn vi phân) Trạm mẫu chuẩn vi phân dạng đặc biệt vi phân GPS Giống vi phân GPS bao gồm máy thu máy phát đặt vị trí định Trạm mẫu chuẩn tính tốn tất khoảng cách giả đến vệ tinh quan sát Tín hiệu vi phân GPS bao gồm số hiệu chỉnh khoảng cách giả đo đạc Các trạm mẩu chuẩn vi phân phát số hiệu chỉnh tần số L giống vệ tinh phát Do có tên gọi trạm mẫu chuẩn (Psendolites) vệ tinh giả (Psendo satellite) Hệ thống trạm mẫu chuẫn vi phân phát tín hiệu tương hợp với vệ tinh nghĩa tần số Như không cần phải bổ sung phần mềm để lựa chọn nhận dạng thơng tin (vệ tinh giả) Tín hiệu trạm mẫu chuẩn vi phân bị giới hạn đường nhìn thấy gần 80Km bề mặt trái đất Yêu cầu nghiêm ngặt khả máy thu để điều khiển tín hiệu theo cơng suất khác Tín hiệu trạm mẫu chuẩn thường có cơng suất lớn tín hiệu vệ tinh Thơng qua việc ứng dụng trạm mẫu chuẩn vi phân GPS hàng khơng – hấp dẫn hàng hải Vấn đề thời hàng chục năm hàng hải nâng cao độ xác vị trí xác định cảng, vùng hẹp vùng mật độ tàu qua lại nhiều Từ trước tới chưa hệ thống hàng hải đáp ứng cách trọn vẹn Duy có hệ thống định vị tồn cầu với vi phân GPS hệ thống trạm mẫu chuẩn vi phân hỏa mãn cách triệt để yêu cầu dẫn tàu vùng hẹp, ven bờ *Ưu điểm: Tín hiệu trạm vi phân chuẩn đồng xác với thời gian chuẩn iPS người sử dụng nhập số đọc khoảng cách giả bổ sung cách sử dụng trạm vi phân chuẩn thay vệ tinh Tính nhân tạo làm tăng vùng bao phủ vệ tinh tăng đặc tính hình học hàng hải Như hàng hải xác thực trường hợp vùng bao phủ bị giảm - Chỉ cần vệ tinh để xác định vị trí hàng hải - Tiết kiệm máy thu bổ sung để nhận số hiệu chỉnh vi phân từ trạm dẫn Như phương án trạm mẫu chuẩn vi phân có giá thành rẻ so với phương án khác GPS vi phân - Khai thác máy chế độ DGPS máy cụ thể Câu 3: Anh trình báy tổng quan hệ thống AIS - Khái quát chung hệ thống AIS - Các thơng số kỹ thuật hệ thống AIS: - Cấu tạo trạm AIS tàu Các phận AIS Anten Một máy phát VHF Hai máy thu VHF đa kênh Một máy thu VHF kênh 70 để quản lý knh Một xử lý trung tâm (CPU) Một máy thu hệ thống xác định vị trí điện tử, GNSS để xác định thời gian… Giao diện cho thiết bị đo hướng, đo tốc độ cảm biến khác tàu Giao diện cho RADAR/ARPA, hải đồ điện tử hệ thống hiển thị hải đồ điện tử thông tin (ECD/ECDIS) hệ thống hng hải tích hợp (INS) Bộ thử kết nối BIIT Thiết bị hiển thị tối thiểu thiết bị nhập liệu Kết nối hệ thống AIS - Kết nối với báo phụ ngoại vi (màn hình đồ hoạ loại lớn, rađa, hải đồ điện tử) - Kết nối với thiết bị hàng hải xách tay ngoại vi hoa tiêu mang lên tàu, hiển thị mục tiêu cần thiết cho công tác hoa tiêu - Kết nối với thiết bị ngoại vi liên lạc tầm xa (nhờ AIS có giao diện hai chiều để kết nối) Phân loại thiết bị AIS: Theo khuyến cáo ITU: o Loại A: thoả mãn đầy đủ yêu cầu IMO o Loại B: loại bỏ bớt chức không cần thiết nhằm hạ giá thành sản xuất Loại B gần giống loại A trừ thơng tin sau không cần phát đi: • Tần suất phát báo thấp • Khơng phát số hiệu IMO, hô hiệu, trạng thái hàng hải, tốc độ quay tàu, mớn nước tàu, ETA, cảng tới, • Chỉ thu nhận mà không phát tin an tịan • Khơng phát Các liệu trao đổi trạm AIS với Thông tin AIS Thông tin mà thiết bị AIS tàu phát chia làm loại khác sau: Các thông tin cố định (tĩnh), chúng cài đặt vào máy sau lắp ráp máy lên tàu, thay đổi đổi tên tàu, tàu trải qua hoán cải lớn - Thông tin động, ngoại trừ thông tin trạng thái hàng hải , thông tin tự động cập nhật thông qua cảm biến nối với AIS - Thơng tin có liên quan đến hành trình đưa vào thiết bị tay cập nhật cững tay suốt hành trình Tĩnh MMSI Hô hiệu & Tên tàu Số IMO Chiều dài chiều rộng tàu Loại tàu Vị trí lắp đặt anten Động Vị trí tàu Thời gian tương ứng với vị trí theo UTC Hướng qua đất (COG) Tốc độ qua đất (SOG) Hướng mũi Trạng thái hành hải: thông tin trạng thái hàng hải SQTC cài đặt vào máy tay thay đổi cần, ví dụ: i Chạy máy ii Đang neo iii Mất chủ động (NUC) iv Hạn chế khả điều động (RIATM) v Buộc phao vi Mớn nước sau vii Mắc cạn viii Đang đánh cá ix Đang chạy buồm Trong thực tế, tất vấn đề kể có liên quan đến COLREGs, thay đổi phải đồng thời thay đổi đèn dấu hiệu tương ứng Tốc độ quay trở (ROT): cập nhật tự động từ cảm biến ROT tàu từ la bàn quay Liên quan đến hành trình Mớn nứớc tàu: cài đặt tay hành trình bắt đầu, sử dụng mớn nước cực đại thay đổi cần (chẳng hạn mớn nước bơm bỏ ballast trước vô cảng) Cảng tới ETA Kế hoạch chạy tàu (các điểm hẹn) Các tin ngắn liên quan đến an toàn Cài đặt tay tin ngắn theo mẫu tự nhằm tới địa riêng biệt (MMSI) phát cho tất tàu trạm bờ Tần suất phát thông tin Các liệu gửi cách tự động theo tần suất cập nhật khác nhau: - Các thông tin động phụ thuộc vào biến đổi tốc độ hướng - Các liệu tĩnh liệu liên quan đến hành trình phát phút lần theo yêu cầu (Thiết bị AIS tự động phản hồi không cần hành động người sử dụng) Loại tàu Giãng cách thời gian phát báo - tổng quát phút 12 giây Tàu neo Tàu chạy 0-14 knots Tàu chạy 0-14 knots đổi hướng Tàu chạy 14-23 knots Tàu chạy 14-24 knots đổi hướng Tàu chạy> 23 knots Tàu chạy > 23 knots đổi hướng giây giây giây giây giây Câu 4: Anh trình bày ưu, nhược điểm thông tin thu từ hệ thống AIS và lưu ý khai thác? - Ưu nhược điểm thông tin thu từ AIS *Ưu điểm: - Hỗ trợ việc nhận dạng tàu, truy theo mục tiêu, đơn giản hố việc trao đổi thơng tin ( làm giảm báo cáo từ tàu ngữ) cung cấp thêm thông tin để hỗ trợ việc nhận biết tình chung quanh Điều cải tiến chất lƣợng thông tin cho sĩ quan trực ca (SQTC) buồng lái cho trạm kiểm soát bờ Không chất lượnng thông tin đượcc cải tiến mà số lượnng thông tin tăng lên phong phú *Nhược điểm: - SQTC phải làm việc nhiều với AIS nghĩa phải cung cấp thông tin cho tàu khác đồng thời thu nhận liên tục thông tin từ tàu khác Điều dẫn đến việc thiếu cập nhập thông, cập nhập sai, ảnh hưởng độ tin cậy - Những lưu ý sử dụng AIS: - Không phải tất tàu có lắp AIS, tàu có lắp thiết bị AIS theo quy định bắt buộc tắt máy - Không tin tưởng vào AIS - Sĩ quan phải chịu trách nhiệm cho thơng tin cập nhập - Có thể tắt AIS thuyền trường cảm thấy cần thiết, ảnh hưởng an ninh, an toàn tàu (cướp biển) Phải ghi lại nhật ký bật thiết bị sau nguy hiểm qua - Kiểm tra liệu đầu vào cho máy (GPS, la bàn, máy đo tốc độ…) Câu 5: Nguyên lý hoạt động Radar hàng hải: Sơ đồ khối nguyên lý Radar, nguyên lý đo khoảng cách và nguyên lý đo góc Radar? Vẽ sơ đồ khối, thuyết minh nguyên lý hoạt động RADAR hàng hải: - Diễn giải: máy phát tạo xung điện từ siêu cao tần, qua chuyển mạch, tới anten, xạ vào không gian - Xung radio gặp mục tiêu phản xạ trở về, qua mạch vào máy thu, qua khuếch đại sửa đổi tín hiệu cho ta tín hiệu quan sát hình - Trình bày nguyên lý đo khoảng cách: Radar phát xung radio anten lan truyền vào không gian thám sát mục tiêu đồng thời điểm sáng (trên tia quét) chạy từ tâm biên ảnh Khi xung gặp mục tiêu phản xạ trở điểm sáng chạy khoảng bán kính ảnh tương ứng tỉ lệ với khoảng cách thực tế Tại điểm đó, điểm sáng sáng lên có tín hiệu mục tiêu đưa vào cathode ống phóng tia điện tử Như sóng phản xạ từ mục tiêu gây vùng sáng hình có hình dáng, kích thước phụ thuộc hình dáng, kích thước mục tiêu Do cần nhìn vị trí vùng sáng ảnh xác định khoảng cách thực tế mục tiêu ngồi thực địa Mục tiêu xa đốm sáng gần biên ảnh, ngược lại mục tiêu gần đốm sáng gần tâm nàn ảnh (vị trí tàu ta) Độ sáng ảnh phụ thuộc mức độ phản xạ mục tiêu Nếu gọi t khoảng thời gian từ phát xung thu sóng phản xạ từ mục tiêu trở radar, khoảng cách từ anten tới mục tiêu là: đó: - D: khoảng cách từ radar đến mục tiêu C *t D= - t: thời gian truyền sóng - C: vận tốc truyền sóng mơi trường d C *d đó: d:khoảng cách từ tâm đến vị trí điểm sáng hình t= D= = k *d v: tốc độ dịch chuyển điểm sáng hình v ⇒ 2v Mà Như muốn đo khoảng cách từ tàu ta tới mục tiêu cần đo khoảng cách từ tâm hình tới ảnh mục tiêu qua cấu biến đổi tỉ lệ Cr 2D ma x r v= tmax = = 2D max C v⇒ Hơn nữa: Nghĩa thang tầm xa khác tốc độ tia quét khác Minh họa điều sau: giả sử có mục tiêu & nằm đường phương vị so với tàu ta Khi mục tiêu & có ảnh tương ứng I & II đường phương vị hình Các khoảng cách d1 & d2 I & II so với tâm hình tỉ lệ với khoảng cách D & D2 mục tiêu & so với radar thực tế - Trình bày ngun lý đo góc - Người ta thiết kế cho anten quay phát sóng vào khơng gian thám sát mục tiêu, tia quét - ảnh chúng quay đồng pha đồng với nhau, nghĩa anten tia quét có tốc độ quay, búp phát trùng mặt phẳng trục dọc tàu tia quét hướng 0 mặt báo Radar phải lúc bao quát khu vực quanh tàu, đảm bảo phân biệt mục tiêu hướng khác chúng khơng nằm dính vào để thực điều này, người ta thiết kế cho anten quay trịn 3600 có tính định hướng sóng phát: anten radar xạ sóng điện từ vào khơng gian có giản đồ phát hình búp (gọi búp phát radar) Đối với la bàn quay có bình thủy ngân thơng người ta có cách để dập giao động không tắt sau: Cách 1: Người ta gắn vật nặng phía W hộp Rơto quay Khi trục quay nằm song song với mặt phẳng chân trời góc β= lúc vật nặng phía tây sinh moment với trục X moment khơng làm trục quay tiến động mà làm tăng giảm tốc độ quay Rôto mà Hiện tốc độ quay Rơto lớn từ 14.000 ÷ 32.000 vòng/phút ảnh hưởng Lx sinh cho phép bỏ qua khơng tính tốn Khi trục quay chênh khỏi mặt phẳng chân trời góc β vật nặng phía tây gây moment cường độ D : moment ngoại lực lớn thiết bị dập dao động tắt dần Thành phần moment làm cho trục quay tiến động mặt phẳng chân trời với vận tốc có hướng hình vẽ Cách 2: Người ta gắn lệch tâm bình thủy ngân nghiêng góc ε =1o5 – 2o phía tây so với trục Z gọi góc lệch tâm Khi trục quay chênh khỏi mặt phẳng chân trời tạo lượng thủy ngân dư bình thấp gây moment Ly ta phân tích Ly hai thành phần : Thành phần theo hướng E-W : LE = LY.cos ε ≈ Ly Thành phần theo đường dây dọi : LZ = LY.sinε ≈ LYε LE xuất kéo trục quay mặt phẳng kinh tuyến giống hệt nguyên lý tạo moment ngang LY la bàn quay có bình thủy ngân thơng LZ xuất kéo trục mặt phẳng chân trời với vận tốc góc giống phương pháp đặt vật nặng phía Tây (Người quan sát bắc bán cầu) Câu 4: Anh trình bày tóm tắt loại sai số LBCQ, cách khách phục - Nêu nguyên nhân, tính chất phương pháp loại trừ/làm giảm loại: sai số Tốc độ, sai số vĩ độ, sai số quán tính, sai số lắc Sai số Tốc độ: a) Nguyên nhân: la bàn quay đặt chuyển động (con tàu) b) Tính chất: khơng phụ thuộc vào loại la bàn quay phụ thuộc vào tốc độ hướng vĩ độ hành trình Dấu (-) cơng thức (*) biểu thị tàu chuyển động phí N trục quay lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến phía W mặt phẳng chân trời Khi tàu chuyển động S trục quay lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến phía E mặt phẳng chân trời Sai số tốc độ Max theo hướng không đổi 0o; 180o lên vĩ độ cao δv lớn c) Phương pháp loại trừ: Phương pháp 1: Đối số bảng tính hướng tàu chạy , vận tốc , vĩ độ hành trình tìm δv từ δv cộng đại số vào hướng tàu ta (phương pháp giống hệt phương pháp hiệu chỉnh hướng LB từ) Trong thực tế người ta lập hàng loạt bảng tính theo đại số , vận tốc, φ, HT theo biến thiên tùy độ xác Nhưng xử dụng cho tàu ta có bảng tính sẵn dán bàn tác nghiệp bảng tính LB từ Ngồi ta thay phương pháp phương pháp đồ thị Phương pháp 2: Phương pháp hiệu chỉnh tự động Người ta đưa tốc độ, φ tàu chạy vào tính sai số tự động sau biến thành tín hiệu điện áp tỉ lệ với góc lệch sai số δv tính tốn bảng làm quay đĩa hướng lái la bàn quay giá trị δv ngược dấu … Sai số quán tính: a) Nguyên nhân: Sai số quán tính xuất tàu quay trở thay đổi vận tốc sinh lực qn tính lực tác động vào phận nhạy cảm, gây moment tiến động kéo lệch trục quay khỏi mặt phẳng kinh tuyến góc gọi sai số quán tính Sai số quán tính loại ( δj1) a/ Định nghĩa: Khi tàu quay trở thay đổi tốc độ sinh lực quán tính tác động vào trọng tâm phận nhậy cảm làm cho trục quay lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến góc δj1 Đồ thị dao động tắt dần trục quay theo mặt phẳng kinh tuyến hình bên: Giá trị sai số quán tính loại ln biến đổi dấu độ lớn Trong tính tốn khó xác định người ta quan tâm đến giá trị cực đại sau tàu quy trở kết thúc Nhìn vào đồ thị ta thấy tàu quay trở φ > φc, δj max nằm phía phải kinh tuyến bắc la bàn (NL2) quy ước dương Khi tàu quay trở φ < φc δj1max phía trái kinh tuyến bắc la bàn (NL2) quy ước âm Khi tàu quay trở φ khác φc sau quay trở trục quay thực dao động chao đảo vị trí cân hướng HL2 ta gọi tắt dao động chao đảo xuất sai số quán tính loại1 (δj1) Nhưng tàu quay trở vĩ độ φ δj1= tức trục quay khơng chao đảo chung quanh vị trí cân động (NL2) gọi tắt la bàn quay không chao điều kiện để la bàn quay thực dao động không chao chu kỳ dao động khơng tắt chu kỳ dao động lắc đơn có độ dài R đ tức : Tại vĩ độ mà chu kỳ dao động khơng tắt quay 84,44 phút gọi chu kỳ tính toán la bàn số la bàn Nga chu kỳ tính tốn 60o N(S) Để khử sai số quán tính loại ta phải biến đổi chu kì dao động khơng tắt la bàn quay φ chu kì dao động khơng tắt vĩ độ tính tốn (φc) Tức ta tìm cách bỏ ảnh hưởng vĩ độ cơng thức chu kì chẳng hạn người ta biến moment động lượng (H) theo qui luật cosφ: H = Hc.cosφ (Hc: moment động lượng tính tốn) Để thay đổi moment động lượng theo qui luật cosφ, người ta chế tạo la bàn quay gồm có roto quay Vậy moment động lượng tổng hợp tổng hình học moment động lượng quay Trong chế tạo người ta lựa roto quay có thơng số kỹ thuật giống moment động lương tổng hợp đường phân giác góc hợp H1, H2 Muốn thay đổi H tổng hợp theo qui luật: H = Hccosφ tàu quay trở sinh lực quán tính li tâm, làm cho văng li tâm hoạt động đóng điện cho thiết bị điều khiển làm quay góc kẹp roto thay đổi theo luật cosφ Đại đa số la bàn quay tàu hàng dân dụng Việt Nam chưa thấy có phương pháp khử qn tính sai số loại Một số tàu quân USSR người ta chế tạo la bàn quay điều khiển không chao tức loại la bàn quay có thiết bị khử δj1 Nhược điểm phương pháp thay đổi moment động lượng theo quy luật hàm cosφ moment động lượng giảm, muốn tăng phải tăng kích thước la bàn 2 Sai số quán tính loại ( δj ): Khi tàu quay trở thay đổi tốc độ sinh lực quán tính tác động vào thiết bị tạo dao động tắt dần (bình chất lỏng N/S la bàn quay có trọng tâm thấp hay tác dụng vào vật nặng phía W thiết bị tạo dao động tắt dần la bàn quay có bình thủy ngân) lực quán tính sinh moment ngoại lực trục Y hay Z làm cho trục quay tiến động lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến góc gọi sai số qn tính loại 2, ký hiệu δj2 Đặc điểm sai số quán tính: Sai số quán tính loại phụ thuộc vào sai số quán tính biến đổi tắt dần giá trị lớn chúng hoàn toàn (+) tức ln nằm phía phải kinh tuyến Nl2 đạt cực đại sau 1/4 chu kỳ dao động tức khoảng 20 đến 30 phút sau tàu kết thúc quay trở Đối với la bàn quay dập dao động khơng tắt chất lỏng có thiết bị tự động đóng ống dẫn khơng cho dầu từ bình N chảy sang bình S quay trở tức khử sai số quán tính loại 2.Phương pháp áp dụng cho la bàn quay , KURS , KURS 4, KURS USSR Đối với la bàn quay có bình thủy ngân thơng ta khử cách : dùng thiết bị tự động để làm bớt góc lệch tâm bình thủy ngân so với trục Z hay dao chuyển vật nặng phía W vịng thẳng đứng góc triệt tiêu δj2 Sai số vĩ độ: a) Nguyên nhân: La bàn quay đặt tàu tàu lắc phức hợp sinh lực quán tính tác dụng vào trọng tâm phận nhạy cảm (trọng tâm quay) gây mômen làm cho trục quay bị kéo lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến góc δjk Khi theo dõi ảnh hưởng lắc tới la bàn quay để tiện lợi ta giả thiết lực quán tính sinh gia tốc lắc tác dụng lên lbcq có tác dụng chu kỳ gần chu kỳ, vùng mà gồm tác động tổng hợp theo chu kỳ có biên độ tần số khác vùng tác động tác dụng ta tác lực tác dụng lớn đánh giá độ xác trị số lbcq qua quan sát ta thấy lắc dọc ảnh hưởng đến sai số la bàn quay bé cho phép bỏ qua khơng xét đến cịn lắc ngang sinh sai số la bàn quay lớn tính tốn sai số la bàn quay Thiết lập công thức sai số lắc la bàn kiểu la bán quay có trọng tâm thấp Sai số lắc: Câu 5: Trình bày quy trình chung khai thác sử dụng máy đo sâu Những lưu ý sử dụng máy đo sâu? - Trình bày bước theo trình tự để vận hành máy đo sâu: kiểm tra chuẩn bị, bật/ tắt máy, lựa chọn tốc độ băng giấy (loại giấy ghi), chọn lựa thang đo sâu, điều chỉnh khuyêchs đại, khử nhiễu - Trình bày cơng tác kiểm tra, bảo dưỡng máy - Trình bày lưu ý việc sử dụng máy đo sâu liên quan đến độ xác an tồn Câu 6: Anh/Chi trình bày ngun lý hoạt động LBCQ điều khiển điện từ trường - Vẽ sơ đồ khối - Thuyết trình nguyên lý hoạt động loại la bàn - Trình bày phương pháp loại trừ/làm giảm loại sai số loại la bàn Gồm quay cân (2) áp dụng theo nguyên lý quay tự chưa hoạt động tức điểm treo tâm khối lượng quay trùng treo lơ lửng chất lỏng (3) phận báo chân trời (1) đặt chậu la bàn chậu vòng đăng hệ thống truy theo Hoạt động : Do trái đất quay trục quay lên phía E làm cho chậu la bàn nghiêng góc quay la bàn có liên kết so với chậu la bàn, lúc phận báo chân trời đưa góc lệch β tín hiệu góc lệch β so với mặt phẳng chân trời biến thành tín hiệu điện, sau qua phận khuếch đại đưa tín hiệu điện áp tỉ lệ với góc lệch b tín hiệu điều khiển chia làm tuyến: - Tuyến 1: Tín hiệu đưa đến động tạo moment ngang Ly (7) làm quay vòng đăng truy theo ngang Lập tức trục quay chịu tác dụng moment ngang Ly Kết trục quay tiến động mặt phẳng kinh tuyến phương pháp nguyên lý tiến động quay có ngoại lực tác dụng gây trục - Tuyến 2: Đi đến động tạo moment thẳng đứng Lz (8) tín hiệu tạo moment Lz tỉ lệ với góc lệch β trục quay tiến mặt phẳng chân trời nằm song song mặt phẳng chân trời Moment Lz đóng vai trò moment tạo dao động tắt dần la bàn quay có bình thủy ngân thơng Từ ngun lý ta thấy quay cân thành dụng cụ hướng ta kiềm chế theo mặt phẳng kinh tuyến moment Ly mà máy tạo kềm chế trục quay mặt phẳng chân trời máy tạo moment thẳng đứng Lz sinh • Nếu ta cắt tín hiệu vào động tạo Ly lúc trục quay nằm song song mặt phẳng chân trời tức bị kềm chế mặt phẳng chân trời mà moment Lz tạo lúc trục quay lệch khỏi mặt phẳng kinh tuyến góc α nên phương pháp gọi tắt quay phương vị • Nếu ta giữ ngun tín hiệu vào động tạo moment ngang Ly mà cắt tín hiệu vào động tạo Lz lúc quay mặt phẳng kinh tuyến theo nguyên lí tiến động vẽ lên mặt phẳng kinh tuyến mặt phẳng chân trời hình elip dao động gọi dao động không tắt la bàn quay • Nếu tắt tín hiệu đến đ/c tạo Ly đ/c tạo Lz lúc quay biến thành quay tự Đây phương pháp la bàn quay điều khiển điện từ, có tính ưu việt ngun lí ta cho quay hoạt động theo ngun lí la bàn củng theo ngun lí CQ phương vị hay hoạt động chế độ quay tự 4.4 Những sai số và phương pháp khử Sai số tốc độ Sai số tốc độ la bàn quay điều khiển điện từ sinh giống dv la bàn khác phương pháp khử : người ta lấy vĩ độ tốc độ phương pháp tự động hay đặt tay sau lấy hướng qua sensin thu hướng (9) đưa vào phận thiết bị tính tốn đưa thông số điều khiển điện tỉ lệ với sai số tốc độ dv lúc tín hiệu điều khiển khử sai số tốc độ chia thành hai tuyến : - Tuyến 1: Làm cho động tạo Ly quay góc làm cho trục quay tiến động xa trục z mặt phẳng kinh tuyến ngược chiều với độ lệch sai số tốc độ - Tuyến 2: Tín hiệu điện phận sai số tốc độ tới phận tạo Lz (8) làm cho trục quay tiến mặt phẳng chân trời ngược chiều với phận khử dv Bản chất việc khử dv bắt trục quay tiến động mặt phẳng kinh tuyến thật tức khử trực tiếp Roto quay không khử dv đĩa la bàn la bàn quay kiểu lắc Sai số quán tính : La bàn quay xuất sai số qn tính khơng theo qui luật dj la bàn quay kiểu lắc tức khơng có khái niệm khơng chao Vì quay điểm treo chúng trùng điểm đặt tâm khối lượng ta thấy phận báo chân trời lắc vật lý nên ảnh hưởng thành phần gia tốc khử tàu quay trở thay đổi vận tốc Để loại trừ người ta có phương pháp sau: - Phương pháp 1: Khi tàu quay trở người ta đưa tín hiệu điều khiển điện từ ngược chiều với đường sức điện từ trường máy báo chân trời gây Đường sức hiệu chỉnh dj tỉ lệ với thời gian quay trở Khi việc quay trở kết thúc tín hiệu biến nên phương pháp xác cao - Phương pháp 2: Khi tàu quay trở thay đổi vận tốc người ta dùng thiết bị giới hạn cắt tín hiệu thiết bị phận báo chân trời không cho đưa đến KĐ, lúc quay giữ nguyên hướng ban đầu thời gian quay trở bé trục quay chưa bị lệch tàu quay trở kết thúc, công tắc giới hạn tự động đóng lại, phương pháp xác đảm bảo cần thiết hàng hải Sai số lắc (djk) Sai số lắc la bàn quay điều khiển điện từ chủ yếu sai số lắc gây phận báo chân trời cấu tạo phận báo chân trời lắc vật lý Khi tàu lắc sinh lực quán tính với lắc vật lý (sẽ nghiên cứu phần sau) Còn Roto cân trọng tâm khối lượng trùng tâm hình học trùng điểm treo quay lực quán tính tàu lắc ảnh hưởng Người ta chứng minh sai số lắc la bàn quay điều khiển điện từ tương tự sai số la bàn quay kiểu lắc vật lý loại roto quay: Người ta giảm sai số lắc la bàn quay điều khiển điện từ sau: ta thấy hệ số (1 + τ k2 ω k2) hệ số giảm lắc la bàn quay điều khiển điện từ, hệ số tăng djk giảm la bàn quay người ta chế tạo (1 + τk2 ω k2) > 60s Ngoài người ta hạn chế lắc vật lý chân trời lò xo hai đầu dọc theo trục x lắc vật lý lại đặt song song trục quay cân bằng, cách làm làm giảm sai số nhiều mà kích thước giảm Câu 7: Nguyên lý hoạt động báo độ nghiêng chân trời , phương pháp loại bỏ/giảm sai số lắc và sai số quán tính - Nguyên lý làm việc cảm biến chân trời - Các phương pháp làm giảm loại bỏ sai số lắc, sai số quán tính bàn điều khiển điện từ trường Bộ có hoạt động lắc tự do.Thiết bị hoạt động theo nguyên lý máy biến áp hình chữ E: có cuộn (được nuôi nguồn điện xoay chiều), hai cuộn phụ giống hệt đấu ngược chiều hai bên Dòng điện sinh hai cuộn phụ điều chỉnh di chuyển lõi thép chữ I Lõi thép chữ I di chuyển qua lại lắc dung dịch đậm đặc Si để không bị ảnh hưởng chuyển động tàu mà chịu tác động góc nghiêng chậu la bàn truy theo cầu quay Lõi chữ E vàchữ I đặt thẳng hướng với trục bắc-nam để có thành phần nghiêng bắc-nam bị cảm ứng Điện áp lấy từ hai cuộn phụ cuả cảm biến chân trời điện AC, tỷ lệ với độ nghiêng trục bắc-nam chậu la bàn chất lỏng tỷ lệ với độ lệch pha phụ thuộc vào hướng nghiêng Khi quay hoạt động góc nghiêng nhỏ, hoạt động quay không bị ảnh hưởng chuyển động lõi thép chữ I bị giới hạn khoảng ¾ ° Điều có nghĩa gia tốc Bắc hay gia tốc Nam xuất tàu thay đổi hướng tốc độ tín hiệu từ cảm biến giới hạn Câu 8: Trình bày quy trình chung khai thác sử dụng la bàn quay Cho ví dụ cụ thể - Nêu trình tự bước vận hành LBCQ yêu cầu bước: chuẩn bị, khởi động, đưa nhanh (nếu có), khử sai số, đồng la bàn phản ảnh, kiểm tra bảo dưỡng la bàn - Ví dụ minh họa cho thao tác bước la bàn cụ thể Câu 9: Trình bày nguyên lý máy đo tốc độ cảm ứng điện từ, sai số? - Nêu nguyên lý sở lý thuyết nguyên lý Nguyên lý hoạt động Tốc độ kế điện từ dựa nguyên lý định luật Faradaymaxwell Dòng điện chạy cuộn dây sinh từ trường Bốn đoạn dây dẫn (ab, bc, cd, da) đặt mặt phẳng quanh cuộn dây Nếu dây dẫn không chuyển động cách tương đối so với cuộn dây chúng khơng cắt đường sức từ, khơng có điện áp cảm ứng lên chúng Giả sử dây dẫn mặt phẳng chuyển động theo mũi tên với vận tốc v (Giả thiết khoảng cách đoạn dây cuộn từ đủ lớn khung dây di chuyển với vận tốc mà không cần phải di chuyển cuộn dây, cường độ từ trường vùng dây dẫn, đường sức từ vng góc với chúng) Do chuyển động dây dẫn nên đoạn ab cd dây xuất suất điện động e = B.l.v B: cảm ứng từ, l: dộ dài đoạn ab cd Ứng dụng vào Hoạt động tốc độ kế dựa sơ đồ sau đây: Thiết bị cảm biến là phận nhạy cảm, áp dụng nguyên lý cảm ứng điện từ để chuyển tốc độ học tàu thành tín hiệu điện tỷ lệ thuận với tốc độ tàu Trong loại tốc độ kế điện từ sử dụng hai loại thiết bị cảm biến gồm loại phẳng loại cần hình trụ + Bộ cảm biến phẳng lắp cố định vào vỏ đáy tàu, + Loại hình trụ đưa thị đáy tàu hoạt động thu vào dừng hoạt động nhờ thiết bị nâng hạ Hình bên nguyên lý câu tạo thiết bị cảm biến phẳng gồm lõi sắt từ chữ E đặt nằm, trụ quấn cuộn dây, đầu phía sắt từ gắn chất cách điện, đặt hai cực điện a, b có dây dẫn thiết bị trung tâm để đo sức điện động cảm ứng Giữa hai cực điện chung quanh chèn chất cách điện Khi cho dòng điện xoay chiều qua cuộn dây lõi sắt từ sinh từ trường xoay chiều hình thành đường sức từ chạy từ trụ qua môi trường nước đáy tàu đến hai trụ hai bên, hình thành đường sức từ khép kín Theo định luật cảm ứng điện từ Faraday, tàu chạy tới nước tàu có chuyển động tương đối, dòng chảy nước biển hai cực điện ab coi có nhiều vật dẫn điện chuyển động song song từ trường cắt đường sức từ cảm ứng sức điện động Ei hai cực a b Vì dịng nước đường sức từ vng góc nên viết, E = B.L.V.10-8 (Volt) B- Cường độ cảm ứng từ điện xoay chiều (Gs) L - Khoảng cách hai cực điện ab (cm) V - Tốc độ dòng chảy (cm/s) Ei B~ giá trị tức thời, biểu thị biên độ viết, EiM=BM.L.V.10-8 (Vol) Trong biểu thức BM L số phụ thuộc vào kết cấu thiết bị cảm biến, lại EiM tốc độ V tỷ lệ thuận với Vì vậy, cần đo điện áp hai cực thiết bị cảm biến xác định tốc độ V Điện áp tín hiệu lấy từ cảm biến thường vài mili vôn Mặt khác, thực tế, cảm biến cịn chịu ảnh hưởng nhiễu từ trường tạp từ bên nên thành phần điện áp đầu có nhiều tín hiệu tạp làm cho độ xác tốc độ đo khơng cao Tín hiệu nhiễu có hai loại + Loại thứ nhất, tín hiệu nhiễu 90°, lệch pha 90° so với dịng điện kích từ, ngun nhân là tính chất nước biển làm phát sinh hiệu ứng từ trường thứ cấp và “hiệu ứng máy biến thế” thân cảm biến Khi tín hiệu nhiễu vượt; giới hạn khiến khuếch đại máy bị bảo hồ khơng thể làm việc cách bình thường Để khắc phục nhược điểm này, khuếch đại có thiết kế mạch điện để khống chế khử nhiễu 90° + Loại thứ hai, tín hiệu nhiễu 0°, pha với dịng điện kích từ, phát sinh cường độ cảm ứng từ cảm biến phân bổ không khơng đối xứng, tàu khơng cịn tốc độ (tốc độ không) nước yên tĩnh, cảm biến điện áp nhỏ xuất làm cho đồng hồ tốc độ không số 0, gây sai số diểm Khi lắp ráp cảm biến phải áp dụng biện pháp hiệu để triệt tiêu sai số điểm Các biện pháp là: Lớp bọc dây điện nối với cảm biến vỏ cảm biến phải tiếp đất tốt Giảm điện áp kích từ Dây cáp dẫn điện phải cách điện thật tốt - Nêu nguyên nhân phương pháp loại trừ/ hạn chế sai số mắc phải Một số yếu tố ảnh hưởng tới xác tốc độ kế - Ảnh hưởng vùng nước tàu hoạt động: Khi tàu hoạt động vùng nước có độ dẫn điện khác độ xác khác (nước mặn, nước ngọt) - Ảnh hưởng sóng: Tốc độ kế cảm ứng có độ nhạy cao, kim tốc độ lúc tàu lắc dao động với biên độ từ 0,1 đến hải lí Như ta khơng thể đọc trị số tốc độ cách xác Có thể khử sai số cách lắp thêm phận làm thay từ trường đồng với tàu lắc - Ảnh hưởng vị trí đặt phận nhạy cảm: Độ xác tốc độ kế phụ thuộc nhiều vào vị trí đặt phận nhạy cảm Trước hết có lớp nước chuyển động, lớp nước có chiều dày thay đổi dọc theo vỏ tàu Sau trường tốc độ phân tử sinh bất thần Ngoài phân bố từ cảm B quanh phận nhạy cảm không đồng theo chiều dọc tàu mang tính chất phức tạp, khó phân tích Những tượng đột biến làm sinh sai số số tốc độ kế đo Vđo khác với tốc độ thật Vc tàu Quan hệ Vđo Vc khơng tuyến tính, để khắc phục sai số khơng tuyến tính máy tốc độ kế có phận hiệu chỉnh riêng mà trị số hiệu chỉnh xác định thực nghiệm trường đo - Sai số bình phương: Để tránh cực hóa tự cực điện sơ đồ tốc độ kế cần phải tránh dùng từ trường chiều Mặt khác dùng điện từ trường có q trình tự cảm ứng xảy nên mạch sinh sức điện động vô ích mà ta gọi nhiễu bậc hai Nghiên cứu kỹ tượng ta thấy nhiều bậc hai khơng phụ thuộc vào tốc độ tàu Vc lệch pha với điện áp hữu ích góc 90 o, cịn biên độ thường lớn tín hiệu hữu ích Kết mạch phận nhạy cảm sinh điện áp Tốc độ kế cảm ứng dùng tàu vận tải biển cho phép ta đo tốc độ tàu giới hạn từ 0,5 đến 25 nơ với độ cính xác 0,15 đến 0,2 nơ - Phân tích ưu, nhược điểm so với máy đo tốc độ ứng dụng nguyên lý khác (Doppler) Câu 10: Trình bày nguyên lý máy đo tốc độ hiệu ứng Doppler, sai số? - Nêu nguyên lý sở lý thuyết nguyên lý - Nêu nguyên nhân phương pháp loại trừ/ hạn chế sai số mắc phải - Phân tích ưu, nhược điểm so với máy đo tốc độ ứng dụng nguyên lý khác (điện từ) Câu 11: Anh trình bày nguyên lý hoạt động máy máy lái tự động theo sơ đồ khối? - Vẽ sơ đồ khối - Thuyết minh nguyên lý hoạt động - Tác động điều khiển khối - Ứng dụng khối điều khiển hệ thống máy lái thật tế Câu 12: Anh/Chị chuẩn bị máy lái trước khởi hành, đến cảng và công tác kiểm tra hàng ngày - Nêu yêu cầu bước chuẩn bị máy lái trước khởi hành trước đến cảng Bước 1: Kiểm tra máy lái buồng máy lái - Hệ thống thủy lực: kiểm tra rò rỉ dầu thủy lực, mực dầu két; Kiểm tra khớp truyền động, vệ sinh, bôi mỡ; Thử hệ thống liên lạc trực tiếp từ buồng lái với buồng máy lái; Kiểm tra la bàn lái cố nguồn chiếu sáng la bàn lái cố; Báo với buồng máy kiểm tra cấp điện cho hệ thống máy lái; Đảm bảo khơng có chướng ngại vật cản trở máy lái hoạt động Bước 2: Kiểm tra trạm điều khiển buồng lái - Đặt công tắc, núm nút vị trí chuẩn bị khởi động máy lái, để vô lăng midship; Kiểm tra số, hoạt động mặt phản ảnh la bàn Bước 3: Thử máy lái - - Kiểm tra bánh lái có vướng mắc khơng; Bật mơ-tơ lai bơm thủy lực; Bật công tắc cấp nguồn cho trạm điều khiển; Bẻ hết lái phải, trái, đồng thời báo cho người buồng máy lái biết góc bẻ lái Tại buồng máy lái, theo dõi hoạt động máy lái báo cho người buồng lái so sánh với góc bẻ lái vơ-lăng đồng hồ báo góc bánh lái; Kiểm tra thời gian bánh lái quay từ hết lái từ mạn sang hết lái mạn đối diện (không 28 giây); Thử chế độ lái Lever, Remote (nếu có); Nếu có trục trặc, hư hỏng phải kịp thời báo cáo cho thuyền trưởng biết để có kế hoạch khắc phục ngay; Sau thử chế độ lái xong, chuyển máy lái chế độ lái tay - Trình bày nội dung bước thực kiểm tra máy lái hàng ngày Câu 13: Ưu nhược điểm chế độ lái tay, lái tự động, lái cố, phương pháp sử dụng tối ưu - Nêu đặc điểm chế độ lái - Ứng dụng quy trình chuyển đổi chế độ lái - Phương pháp sử dụng chế độ lái để đảm bảo an toàn hành hải tăng tuổi thọ máy lái - Lái tự động: - Ưu điểm: tự động điều khiển chuyển động bánh lái nhằm giữ tàu hướng cho trước Đặc tính giúp cho thuyền viên có thời gian để thực đo đạc hàng hải, hiệu chỉnh chiều chìm… - Nhược điểm: khơng phù hợp với việc hành hải vùng biển đông đúc, luồng hẹp - Phương pháp sử dụng tối ưu: điều chỉnh máy lái phù hợp với điều kiện sóng gió; ngày đêm nên đổi máy lái lần; tàu chạy vùng nước có dịng chảy mạnh hay cần thay đổi hướng lớn chạy hai máy để tránh tải; không thay đổi hướng 50 chế độ lái tự động Để đảm bảo máy lái hoạt động chế độ tốt ta cần điều chỉnh thêm núm: o Weather (tùy thuộc vào điều kiện sóng gió, điều chỉnh núm cho tàu giữ hướng mong muốn mà số lần bẻ lái không lớn, gây tải cho bánh lái), o Rate ADJ (phụ thuộc tốc độ đảo hướng mũi tàu, điều chỉnh núm tốc độ lệch hướng mũi tàu thay đổi, o Rudder ADJ (điều chỉnh góc mở bánh lái tải trọng tàu thay đổi) - Lái tay: - công tắc chế độ “Hand” nghĩa ngắt vi phân tích phân, quay vơ lăng tác động trực tiếp đến tỷ lệ, đưa điện áp đến cộng → khuếch đại → động thực phản hồi Động thực làm quay senxin phát góc bẻ lái người đứng lái biết góc bẻ lái Khi ngừng bẻ lái, điện áp tín hiệu phản hồi với điện áp từ tỷ lệ → bánh lái ngừng quay - Lái tay phù hợp với điều động vào cầu, luồng, neo, hành hải tình đặc biệt - Lái cố (Non-Follow up): - Khi sử dụng chế độ nghĩa ngắt tất khối từ khuếch đại trở lên, đưa điện áp chiều trực tiếp đến động thực - Thông thường, chế độ thường dùng trường hợp nguy cấp trường hợp có cố với mạch điện mạch khuếch đại Câu 14: Trình bày nguyên lý hoạt động máy đo sâu hồi âm, sai số máy đo sâu? - Trình bày nguyên lý đo sâu song âm Cơ sở việc sử dụng sóng siêu âm cho đo sâu - Hoạt động máy đo sâu hồi âm dựa phản xạ sóng siêu âm từ đáy biển trở - Vấn đề đo độ sâu vấn đề đo khoảng thời gian t bé - Máy phát xung phát xung điện đến máy biến đổi tạo xung âm, xung âm ngắn tạo theo chu kỳ vùng nước phía tàu phát thẳng xuống đáy biển, gặp đáy biển phản xạ trở lại thu máy biến đổi (transducer) sau biến đổi thành tín hiệu điện, sau khuếch đại máy thu - Khoảng thời gian lần phát thu xung đo chiều sâu xác định cách trực tiếp Trung tâm điều khiển: điều khiển hoạt động máy phát, máy thu khối báo Máy phát: tạo xung điện áp cao để đưa xuống màng thu phát Màng dao động thu phát: biến đổi tín hiệu điện thành sóng siêu âm phát xuống đáy biển Biến đổi tín hiệu siêu âm thu thành tín hiệu điện đưa đến khuếch đại Bộ khuếch đại: khuếch đại tín hiệu đưa đến từ màng thu phát đưa đến trung tâm điều khiển Khối báo: biểu thị độ sâu đo dạng số giấy tự ghi - Nêu loại máy đo sâu hồi âm phổ biến ưu nhược điểm loại (sử dụng bang giấy ghi, sử dụng hiển thị số, hiển thị kết hợp) Sử dụng bang giấy ghi: Sử dụng hiển thị số: Hiển thị kết hợp: - Trình bày nguyên nhân, ảnh hưởng loại sai số mắc phải máy đo sâu hồi âm, cách khắc phục/ hạn chế Câu 15: Anh/Chị trình bày phương pháp làm mát và báo động có la bàn quay? (cho ví dụ cụ thể với la bàn) - Trình bày phương pháp làm mát ứng dụng la bàn quay • Tự nhiên • Quạt gió • Nước tuần hồn - Nêu loại báo động có la bàn điện ... HỌC PHẦN: MÁY ĐIỆN HÀNG HẢI (dành cho câu 4) Câu hỏi Yêu cầu tối thi? ??u Câu 1: Anh trình bày quy luật chuyển động trục quay cân hạn chế chiều chuyển động với trục Y (thí nghiệp Fuco) - Thi? ??t lập... 2.2.1.2.Trang thi? ??t bị vô tuyến điện cho tàu chạy vùng biển A1 o VHF: kênh 16, có khả thu phát trực canh liên tục DSC kênh 70 o SART (9GHz) o Thi? ??t bị thu nhận xử lý thông tin an toàn hàng hải (MSI) + Máy. .. diện cho RADAR/ARPA, hải đồ điện tử hệ thống hiển thị hải đồ điện tử thông tin (ECD/ECDIS) hệ thống hng hải tích hợp (INS) Bộ thử kết nối BIIT Thi? ??t bị hiển thị tối thi? ??u thi? ??t bị nhập liệu