Rate of Turn, ROT
« skrivet: 12 oktober 2017, 16:47:08 »
Skulle villa ställa en fråga till sådana som har erfarenheter av ROT-indikatorer på flytetyg av olika storlek.

Enligt gängse fakta mäts ROT med hjälp av gyroskop. Därmed frigörs mätningen från själva farkosten, mätningen vet inte om var den befinner sej. Endast rörelsebanan har betydelse.

IMO har lite anvisningar på adressen:
http://www.imo.org/blast/blastDataHelper.asp?data_id=24426&filename=A526(13).pdf

Allt ok så läge vi talar om ett fartyg, som är stort och har långsamma rörelser både i vågorna och i kursändring. Men hur är det med mindre flytetyg?

Q: Minsta flytetyg med ROT-indikator bland instrumenten? Och i så fall, hur fungerar givaren? Är det fortfarande frågan om gyroskop, eller har man "fuskat" och använder t.ex. skrovets riktning (dvs. inte samma som COG), eller kanske de senaste GPS-punkterna?

Om man använder skrovets riktning blir det ju lite fel, eftersom skrovet "räker" (glider) i sidled i en gir. Skrovets riktning indikerar hela tiden en cirkel med mindre diameter än den förverkligade.

Om man å andra sidan använder GPS-punkter, blir det ju ifs rätt. Dock kan ett problem vara att en liten, tillfällig och irreguljär positionsändring orsakar en stor förändring i ROT. Stora fartyg gör mera sällan "sidstepp" men ett 24-meters skrov kan mycket väl tillfälligt glida någon meter i sidled trots att giren som helhet har en bibehållen och konsekvent radie.

Vad har ni sett för olika slag av ROT-implementeringar, ombord på vad, hur snabbt och stort? Något om funktion och karakteristika?

Fokuserar själv på skrovlängder under 30 meter och det är ju frågan om simulator. Thx! - Tomas
SV: Rate of Turn, ROT
« Svar #1 skrivet: 13 oktober 2017, 10:09:07 »

Användandet av RoT eller GirRadie kom in som metod att svänga med Siljas Kapten Kari Larjo, som utvecklade "kontrollerad navigering" där alla girar gör med kontrollerad RoT eller Radie varför fartygets (nuvarande och förväntade) position är i enkel att bestämma och ändra. (Innan dess svängde man mer på "magkänsla med traditionella klumpiga roderkommandon till en matros som handstyrde). Detta möjliggjorde en mer systematisk "matematisk" navigering varför man kunde använda större fartyg med högre säkerhet än innan.



Bild från Isabellas brygga. RoT instrumentet överst till höger i bild. Tangentbordet med NACOS trackpilot till vänster. Bild från fartygssidan.se

Själva RoT kan man få från vilken kompass som helst; gyro, fluxgate eller attitydsmätande GNSS. Vanligast är självklart från den vanliga 3 axliga nordsökande (SOLAS) gyrokompassen. Vissa skärgårdsbåtar och flodbåtar använder istället de enklare enaxliga (icke nordsökande) gyrona.
Med fler än en GPS antenn i samma system kan man mäta fartygets långskeppsriktning och därmed så klart RoT. Fugro säljer system med lång baslinje och kan därmed få en noggrannhet som överträffar gyrona, fast dyrt så klart.

De moderna autopiloterna använder sedan RoT signalen plus fartygets fart genom vattnet för att utföra säkra och ekonomiska girar, utgående från befälets direkta kommandon eller den förutbestämda ruttplanen.



Cinderellas brygga med en EMRI autopilot. Bild från Fartygsbloggen



//Skepptikern
SV: Rate of Turn, ROT
« Svar #2 skrivet: 13 oktober 2017, 14:40:14 »
Tack, det var ett bra svar!

Efter vidare studier noterade jag att det, förutom metoderna du nämnde, finns både lasergyros och solid state gyros. Den förra funkar så att man låter en ljusstråle gå igenom en ring med spegelytor på insidan (eller triangel med speglar inuti, etc) och mäter tiden det tar för ljuset att gå runt. Om ringen (dvs. höljet), inklusive sändaren/givaren roterar, tar det kortare/längre tid innan strålen träffar sändaren/givaren i ryggen. Om man sedan vet hur stor skillnaden blev och hur lång tid det tog kan man konkludera ROT. Solid state gyros fungerar enligt principen att en vibration bibehåller sin riktning i ett fast medium. Om man t.ex dänger en kyrkklocka med slägga från söderifrån, sedan roterar klockan ett kvarts varv, så vibrerar den fortfarande som om man skulle slå den från söder. Om man sedan placerar en fast givare på klockhöljet kan den notera att vibrationen sker i en annan riktning i förhållande till sej själv. Om man vet den nya riktningen och mätte tiden kan man konstatera ROT. Grejerna är förstås minimalt små. Allt hittar dom på :-). Enklast är det väl ändå att använda metoderna (kompass/GPS) du nämnde.

Men ROT är ju inte lika med den geometriska sanningen. Om ROT är 36 grader/min (= ett varv tar 10 min) och farten 10 knop (= 3086.6 m på 10 minuter), skulle radien på helt varv för fartyget bli 491.2 meter. I verkligheten sker slip och varvet tar betydligt längre tid och varvets radie blir betydligt större.

Undrar ännu: Finns det något instrument ombord som mäter den geometriska gir-radien? Inte alltså ROT, utan radien på det cirkelsegment som en gir utför "over ground"? Jag vet att plotter/radar/autopilot-softvaran gör detta men har vi något dedikerat instrument för ändamålet? Som t.ex. berättar att RoT är 30 (varav följder att motsvarande cirkelradie är 491 meter men [vahetere-radien] är 700 meter? Eller är det så att detta enbart ritas ut i displayen som en prognos (t.ex. påföljande skrovbilder)?
SV: Rate of Turn, ROT
« Svar #3 skrivet: 13 oktober 2017, 17:12:07 »
Men ROT är ju inte lika med den geometriska sanningen. Om ROT är 36 grader/min (= ett varv tar 10 min) och farten 10 knop (= 3086.6 m på 10 minuter), skulle radien på helt varv för fartyget bli 491.2 meter. I verkligheten sker slip och varvet tar betydligt längre tid och varvets radie blir betydligt större.

Undrar ännu: Finns det något instrument ombord som mäter den geometriska gir-radien? Inte alltså ROT, utan radien på det cirkelsegment som en gir utför "over ground"? Jag vet att plotter/radar/autopilot-softvaran gör detta men har vi något dedikerat instrument för ändamålet? Som t.ex. berättar att RoT är 30 (varav följder att motsvarande cirkelradie är 491 meter men [vahetere-radien] är 700 meter? Eller är det så att detta enbart ritas ut i displayen som en prognos (t.ex. påföljande skrovbilder)?


Alltså, man kör med en autopilot med Radius mode. Sedan kör man flera tester för att beräkna "framförhållningen". Detta är den sträcka/tid som fartyget behöver för att genomföra roder-rörelesen, börja svänga och komma in i "steady state turning". Dessutom viss kompensation för antenners placering från conning positionn och den normala pivotpunkten.  (Detta är inte teoretiskt exakt men i verkligheten är det bra nog och en rejäl förbättring jämfört med "gut feeling")
I reseplaneringen så använder man sedan denna framförhållningssträcka och lägger den som en W/O Wheel over Line. 
När fartyget passerar denna aktiverar man giren i autopiloten och om allt är normalt så kommer giren att genomföras på den tänkta radien. Styrmännen har kontroll-linjer och om kan justera positionen genom att öka eller minska radien även under pågående gir om så skulle behövas. 
I läge trackpilot så har man en förberedd rutt och framförhållningssträckan är inprogrammerad. Även trackpiloten kommer att vilja aktivera giren på W/O linjen och och styrman bekräftar så startar giren. Två GNSS mottagare kontrollerar om fartyget ligger rätt och autopiloten justerar automatiskt radien när det behövs.
Vid hård vind eller kraftig ström kan giren ibland bli snävare eller vidare än önskat, detta är känt och förväntat. samma vid förändring av maskinkraft-roderverkan.Är det små marginaler så bedömer befälet detta redan innan gir och justerar och kompenserar för det.