В ночное и дневное время

Основным требованием к маяку является обеспечение заданной дальности видимости огня и дальности видимости сооружения.

Различают географическую, метеорологическую и оптическую дальность видимости.

Географической дальностью видимости (D_п) называется то расстояние, на котором объект заданной высоты появляется из-за линии видимого горизонта при данной высоте глаза наблюдателя.

Рис. 1

Географическая дальность видимости D _п в милях определяется (с учетом средней рефракции и кривизны Земли) по формуле

D _п = 2,08 ( + ), (1)

где Н - высота сооружения от уровня моря, м;

е - высота глаза наблюдателя от уровня моря, м.

При определении D _п - Н на морях без приливов определяется от среднего многолетнего уровня, на морях с приливами - от среднего уровня полных сизигийных вод (ср. Сз. ПВ).

Высота маяка от основания определяется как расстояние от уровня спланированной территории до вершины купола фонарного сооружения, а при отсутствии фонарного сооружения, до верхней площадки башни.

Высота огня от основания - расстояние от уровня спланированной площадки до центра огня (тела накаливания источника света).

Метеорологическая дальность видимости (D _м) - наибольшее расстояние, на котором под воздействием атмосферной дымки теряется видимость абсолютно черной поверхности, имеющей на этом расстоянии угловые размеры не менее 0,3^о и проектирующейся на фоне неба у горизонта.

Наблюдение за метеорологической дальностью видимости и ее оценку ведут гидрометеорологические станции и суда, имеющие приборы для измерения метеорологической дальности видимости. Характеристика видимости приводится в приложении № 3 ИНО-89.

Метеорологическая дальность видимости D _м зависит от прозрачности атмосферы τ и определяется по формуле

D _м = , (2)

где ε - порог контрастной чувствительности глаза (принимаем равным 5%, т.е. ε =0,05,

ln 0,05 = 3);

τ - коэффициент прозрачности атмосферы.

D _м можно получить по τ из приложений 4 и 5, а τ - по условиям наблюдений можно определить из приложений 3 и 6 ИНО - 89.

Оптической дальностью видимости называют то наибольшее расстояние, с которого глазу наблюдателя становится видимым наблюдаемый объект.

Дальность видимости маяка определяется:

- силой света огня;

- прозрачностью атмосферы;

- геометрическими формами сооружения;

- яркостью фона;

- окраской, а также контрастом фона местности и маяка;

- остротой глаза наблюдателя.

Различают ночную и дневную оптическую дальность видимости. Ночная дальность видимости огня определяется наибольшим расстоянием от маяка, которого освещенность, создаваемая на зрачке глаза наблюдателя, равна пороговой освещенности. Дневная дальность видимости определяется наибольшим расстоянием, с которого объект, доступный для наблюдения, при данных условиях погоды полностью сливается с фоном и становится не видимым.

Дальность видимости огня определяют по формуле:

I = ED ² τ ^-D, (3)

где I - сила света огня, кд;

Е - пороговая освещенность на зрачке глаза наблюдателя, мк лк;

D - дальность видимости огня, км;

τ - коэффициент прозрачности атмосферы на км.

Для белых постоянных огней в ночных условиях принята пороговая освещенность (световой порог) на зрачке глаза наблюдателя Е _п, равная 0,2 мклк (2 ^. 10^-7 лк).

Дальность видимости постоянного белого огня ночью при пороговой освещенности Е _п = 0,2 мклк находится с помощью формулы

I = 0,7 D ² τ ^-D, (4)

где I - сила света огня, кд;

D - дальность видимости огня, мили

τ - коэффициент прозрачности атмосферы на милю.

В практических целях для определения дальности видимости маячных огней проще пользоваться номограммой (приложение 7 ИНО-89).

При расчете дальности видимости проблесковых огней, пороговая освещенность рассчитывается по формуле

Е _пр = Е _п , (5)

Где Е _пр - пороговая освещенность на зрачке глаза наблюдателя от проблескового огня;

Е _п - пороговая освещенность от постоянного огня.

Дальность видимости проблескового огня определяется так называемой эффективной силой света I _эф, которая рассчитывается по формуле

I _эф = I _осп , (6)

где I _осп - осевая сила света постоянного огня (сила света в направлении оптической оси).

При расчете цветных огней определяют общий визуальный коэффициент пропускания светофильтра (отношение прошедшего через светофильтр светового потока к падающему) по формуле

К _с = , (7)

где I _о - сила света светового потока, падающего на светофильтр;

I _сф - сила света светового потока, прошедшего через светофильтр.

Для расчета силы света светооптических аппаратов в канделлах применяется формула

I _са = К _о L _г S, (8)

где I _са - сила света светооптического аппарата, кд;

К _о - коэффициент пропускания оптической системы;

L _г - габаритная яркость источника света, кд/м²;

S - площадь свечения оптической системы (линзы), м².

Для расчета высоты маяков для обеспечения заданной дальности видимости в дневное время пользуются формулой

Н = (0,26 D ― )² + 0,29 βD, (9)

где Н - высота маяка от уровня моря, м;

D - заданная дальность видимости маяка, км

е - высота глаза наблюдателя, м;

β - вертикальный угол, под которым виден маяк с расстояния D.

Если D в милях, то формула (9) примет вид

Н = (0.48 D ― )² + 0,537 βD. (10)

Значение угла β принимается равным:

2' - для маяков, проектирующихся на фоне неба или моря;

3' - для маяков, проектирующихся на фоне берега;

4' - для маяков, обеспечивающих наиболее ответственные участки плавания в узкостях при неблагоприятных условиях освещенности.

Для расчета видимой площади башни S _мк, обеспечивающей заданную дневную дальность видимости, используется формула

S _мк = _, (11)

где К ^о - истинный контраст;

D - дальность видимости маяка, км;

D _м - метеорологическая дальность видимости, км;

b - коэффициент светлоты фона.

Расчет площади S _мк проще производить по номограмме Н.Г. Болдырева (приложение 14).