Методика розв’язання оберненої задачі
У даному випадку відомий вектор швидкості течії (його величина
та напрям – курс
), а також величина
швидкості руху судна відносно води та шляховий кут
абсолютної швидкості
. Отже в рівнянні
потрібно знайти – величину абсолютної швидкості та курс
– напрям вектора
.
Графічно – задача зводиться до побудови трикутника векторів за відомими двома кутами та
(тобто за одним відомим кутом у трикутнику швидкостей) і двома сторонами
та
.
З початкової точки проводимо промінь по заданому шляховому куту
– визначаємо траєкторію абсолютного руху судна. З точки
відкладаємо вектор швидкості течії
– визначаємо точку
– місце, куди течія знесе судно у відсутності відносного руху (роботи двигуна).
Далі умовно відключаємо течію і визначаємо, куди може потрапити судно з точки за рахунок роботи двигуна так отримуємо точку
на траєкторії абсолютного руху судна. Напрям
визначає істинний курс
, а довжина
модуль абсолютної швидкості.
Аналітично – у трикутнику швидкостей ,
та
відомі дві сторони,
та кут
між векторами
та
, тому за теоремою синусів знаходимо кут
, який спирається на
і визначає зміну курсу за рахунок течії. Для визначення абсолютної швидкості
знову застосовуємо теорему синусів.
Приклад. Знайти величину абсолютної швидкості та істинний курс
, щоб судно рухалось заданим шляховим кутом
= 220° в області дії тієї ж самої течії, що у попередньому прикладі, якщо модуль відносної швидкості
відомий (нехай має таке значення, як у прямій задачі).
Розв’язання. Графічний метод. Вважаємо, що судно знаходиться у точці
. Від норду відкладаємо шляховий кут
і проводимо лініюшляху
, по якій повинно рухатися судно (рис. 3.2). Вектор абсолютної швидкості судна
повинен співпадати з лінією шляху
. Для того, щоб знайти напрям вектора
(істинний курс
) послідовно виконаємо наступні операції:
1) з початкової точки побудуємо вектор швидкості течії
у обраних раніше масштабах (1 см = 1 миля, 1 см = 1 вузол) та отримаємо точку
(рис. 3.2), в яку течія за одну годину зносить судно з умовно виключеним двигуном;
2) умовно відключаємо течію і визначаємо, куди може потрапити судно за такий самий час з точки у відсутності течії під дією двигуна. Таким геометричним місцем точок буде коло з центром у точці
, радіус якого дорівнює модулю швидкості судна відносно нерухомої води, тобто
. Тому з точки
циркулем з розтином
робимо помітку на лінії шляху
і отримаємо точку
. Напрям
відносно норду визначає істинний курс судна
(дивись рис. 3.2), а довжина відрізку
, який розташований на лінії шляхового кута, визначає модуль вектора абсолютної швидкості
.
Вимірюємо довжину і отримуємо модуль абсолютної швидкості
= 13,6 вузлів. Вимірюємо істинний курс і отримуємо
= 227°, який повинно тримати судно, щоб рухатися заданим шляховим кутом
= 220°. Отже, поправка на течію
= 7°.
Аналітичний метод розв’язання базується на властивостях трикутників. Так, у трикутнику швидкостей (дивись рис. 3.2) відомі дві сторони
,
та кут
=
між векторами
та
легко знаходиться з умови задачі
= 140°. Тоді за теоремою синусів знаходимо кут
=
, який потрібно знайти для визначення істинного курсу:
звідки отримуємо рівняння для визначення кута :
=
·
= 0,1205,
=
(0,1205) = 6,9°.
Тоді для істинного курсу в конкретній ситуації (рис. 3.2) отримуємо
= 227°.
Для визначення абсолютної швидкості знову застосовуємо теорему синусів, оскільки кут на який спирається цей вектор
= 33°
,
Звідки знаходимо
= 13,6 (вуз.).
Таким чином, щоб судно рухалося шляховим кутом 220° в області дії даної течії необхідно, щоб його істинний курс був 227°, при цьому абсолютна швидкість буде 13,6 вузлів, а не 16 вузлів.
Відповідь: = 13,6 вузлів,
= 227°.