Судовые лаги, их классификация. Погрешности лагов и учёт их в судовождении.

Лаги бывают относительные − измеряющие скорость судна относительно воды, и абсолютные − измеряющие скорость судна относительно грунта. К первым относятся индукционные, гидродинамические и радиодопплеровские. Абсолютные лаги являются гидроаккустическими и делятся на доплеровские о корреляционные.

Индукционные лаги. Их действие основано на свойстве электромагнитной  индукции. Согласно этому свойству при перемещении проводника в магнитном поле в проводнике индуктируется ЭДС, пропорциональная скорости его перемещения. Индукционный лаг, независимо от конструктивного решения его узлов, включает: электромгнит, токосъёмные контакты (электроды) для съёма наведённого в воде сигнала; измерительное устройство для измерения сигнала на электродах и преобразования его в скорость; корректирующее устройство, исключающее методическую погрешность измеряемой скорости; счётно-решающее устройство для выработки пройденного судном расстояния; трансляционное устройство для передачи данных о скорости и пройденном расстоянии на репитеры и в судовую автоматику.

Эксплуатируемые на отечественных судах индукционные лаги ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М измеряют только продольную составляющую относительной скорости. С обрастанием корпуса индукционные лаги ИЭЛ-2 и ИЭЛ-2М начинают давать заниженные показания. При этом проверка  «рабочего нуля», нуля измерительной схемы и масштаба никаких изменений не показывает. Для исключения погрешности за счёт обрастания корпуса необходимо установить новый масштаб:

,

где М − первоначально установленный масштаб;

V_И − действительная скорость судна относительно воды в момент наблюдения;

V_Л − наблюдаемая скорость по лагу.

После вычисления нового масштаба необходимо перевести лаг в режим масштабирования (переключатель рода работы в  приборе 6 перевести в режим «Масштаб») и с помощью потенциометров «Масштаб грубо» и «Масштаб точно» установить новое значение масштаба. После этого вернуть лаг в рабочий режим. Новое значение масштаба записать в формуляр лага и на карту в приборе 6. Установку нового масштаба можно производить как на ходу, так и при стоянке судна у причала и на якоре.

В схемы лагов включен фильтр, осредняющий их показания. Поэтому изменение скорости судна лаг фиксирует с некоторым запаздыванием. Фильтры имеют две постоянные времени, устанавливаемые тумблером. Первой постоянной рекомендуется пользоваться при плавании вблизи берегов и спокойном состоянии моря, второй − при плавании в открытом  море и на сильном волнении.

Гидродинамические лаги. Принцип действия основан на измерении гидродинамического давления, создаваемого скоростным напором набегающего потока воды при движении судна. Поправка гидродинамического лага, как правило нестабильна. Основными причинами, обуславливающими её изменения во время плавания являются: дрейф судна, дифферент, обрастание корпуса, качка и изменение плотности морской воды с изменением района плавания.

Рассчитать изменение поправки лага от влияния первых трёх причин не представляется возможным. Практика показывает, что наибольшую погрешность в измерении скорости судна даёт дрейф (3−4%); дифферент и обрастание − 1−2% (при использовании штевневого приёмного устройства погрешность от обрастания вообще отсутствует). Погрешности от дрейфа, дифферента и обрастания носят систематический характер, поэтому, будучи определёнными из наблюдений, могут учитываться при счислении. Погрешность за  счёт качки носит периодический характер. Погрешность от изменения солёности воды может быть рассчитана.

Гидроакустические доплеровские лаги (ГДЛ). Принцип работы ГДЛ заключается в измерении доплеровского сдвига частоты высокочастотного гидроакустического сигнала, посылаемого с судна и отражаемого от поверхности дна. Результирующей информацией являются продольная и поперечная составляющие путевой скорости. ГДЛ позволяют измерять их с погрешностью до 0.1%. Разрешающая способность высокоточных ГДЛ составляет 0.01−0.02 уз. Большинство существующих ГДЛ обеспечивают измерение абсолютной скорости при глубинах под килём до 200−300 м. При больших глубинах лаг перестаёт работать или переходит в режим измерения относительной скорости (начинает работать относительно некоторого слоя воды как относительный лаг).

Антенны ГДл не выступают за корпус судна. Для обеспечения их замены без постановки в док они устанавливаются в клинкетах. В качестве электроакустических преобразователей в антеннах доплеровских лагов используются пьезокерамические элементы. Источниками погрешностей ГДЛ могут быть: погрешность измерения доплеровской частоты, изменение скорости звука в морской воде, изменение углов наклона лучей антенны, наличие вертикальной сотавляющей скорости. Суммарная погрешность по этим причинам не превышает 0.5%.

Корреляционные лаги. Принцип действия гидроакустического корреляционного лага (ГКЛ) заключается в измерении временного сдвига между отражением от грунта акустическим сигналом, принятым на разнесённые по корпусу судна антенны. На глубинах до 200 м ГКЛ измеряет скорость относительно грунта и одновременно показывает глубину под килём. На больших глубинах он автоматически переходит на работу относительно воды.

Достоинствами ГКЛ по отношению к ГДЛ являются независимость показаний от скорости звука в воде и более надёжная работа на качке.