Теория и практика управление судном (стр. 2 из 4)
Контрольная формула:
V доп =√ Fг / АБС
V доп =√ (719,8/4,37)/ 7,97 = 20,7где АБС - размерный коэффициент сопротивления буксируемого судна, определяемый как отношение величины сопротивления буксируемого судна с учетом сопротивления винта, кН, при скорости буксировки КБ к квадрату этой скорости:
АБС = RБС / Vб2
АБС = 437/7,42 = 7,97
1.3. Расчет буксирной линий
Расчет выполняется для определения возможности буксировки на волнении при заданной высоте волны, скорости буксировки и длине буксирной линии. Необходимо отметить, что; скорость буксировки на волнении должна быть меньше допустимой скорости буксировки на тихой воде, поскольку в буксирной линии возникают дополнительные динамические нагрузки за счет орбитального движения судов на волнении.
Рис. 1.2. Схема буксирной линии
При буксировке буксирная линия принимает форму цепной линии (рис. 1.2).
Цепная линия в системе координат XOY описывается следующими уравнениями:
а = Fг/АБС; l = ash(x/a); y = a + f = ach(x/a)
где а - параметр цепной линии, зависящий от величины горизонтальной составляющей силы ее натяжения Fг и веса единицы длины цепной линии р.
Из этих уравнений находим:
x/a = arsh(1/a) =√ ln[l/a + (l/a)2 + 1 ;
f/a = √ch(x/a) = (l/a)2 + 1 - 1
Полученные выражения используются при расчетах буксирной линии. Для упрощения расчетов по ним составлены таблицы, входным параметром которых является величина l/а [5].
1.4. Расчет однородной буксирной линии
1. Рассчитывается параметр буксирной линии а = FГ/PТ. Сила тяги на гаке FГ определяется по паспортной диаграмме буксировки, а вес одного метра троса в воде - по формуле РТ = 0,87р, где р - вес одного метра троса в воздухе (выбирается из паспортных данных троса).
Fг = 719,8 Рт = 0,87 * 6,2 = 5,4
а = 719,8 / 5,4 = 133,3
2.Рассчитывается значение l/а и по таблицам цепной линии или согласно приведенным ранее формулам определяется расстояние между судами
АВ = 2* на стрелка провеса f.
AB = 2* f АВ =
3. Сила тяги на гаке принимается равной половине разрывного усилия троса Fг = 1/2 Рраз и вновь выполняются расчеты в соответствии с пп. 1 и 2. Определяется новое расстояние между судами А'В'.
Fг = ½ *719,8 = 359,9 ?????
4. Вычисляется изменение расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии (весовая игра буксирной линии):
в = А'В' - АВ. ???
5. Рассчитывается упругое удлинение троса буксирной линии при изменении нагрузки от Fг до 1/2 Рраз :
y = ((0,5Pраз – Fг)/d2)*lm
y = ((0,5*719,8 – ???)/462*37)*???
где d - диаметр троса,
lт — длина буксирной линии,
- упругость троса (для стали = 37 кН/мм2).
6. Определяется суммарное изменение расстояния = в + у, которое сравнивается с высотой волны hв:
если > hв, то буксировка возможна с заданной скоростью, в противном случае необходимо или уменьшать скорость буксировки, или увеличивать длину буксирной линии для увеличения величины .
1.5. Особенности расчета неоднородной буксирной линии
Если буксирная линия неоднородная, т.е. состоит из двух участков, один из которых трос или якорная цепь с большим погонным весом, а другой трос с меньшим погонным весом, то расчет выполняется следующим образом.
Условно делим буксирную линию (рис. 1.3) на четыре участка цепной линии: BE, DE, DM и AM. Участок DM - дополняющий фиктивный участок цепной линии AM. Точка М - вершина цепной линии AM, от которой отсчитывается величина х для данной цепной линии.
Две цепные линии ED и МА соединяются в точке D без какого-либо перегиба, т.е. одна цепная линия плавно переходит в другую.
Буксирная линия имеет вид, представленный на рис. 1.3 (с вершиной на участке легкого троса).
Рис. 1.3. Неоднородная буксирная линия с вершиной на тросовом участке
Длина участка DE определяется по формуле
DE = lx = [l2m – l2ц((рц/pm)(1 – ) + )]/2(lm + lц)
где = еач/lч .
Длина фиктивного участка DM определяется из условия равенства веса участков DM и DE:
DМ = lф = lх (рm – рц)
Расчет по формулам цепной линии для четырех участков:
АМ = lц+lф; DМ = lф; DE = lX; BE = lm-lx,
выполняется по формуле:
AB = XAM – XDM + XDE + XBE
Расчет каждого участка выполняется дважды: для Тo = Fг и Тo = Рраз
Если при расчетах получилась величина DE меньше нуля, то это
означает, что вершина цепной линии лежит на участке более тяжелого троса
(рис. 1.4).
Расчеты такие же, как и в предыдущем случае, но с учетом того, что
DE - фиктивный участок цепной линии BE.
Рис. 1.4. Неоднородная буксирная линия с вершиной на цепном участке
2. СНЯТИЕ СУДНА С МЕЛИ
| Исходные данные к расчетам по снятию судна с мели | ||||
| Исходные данные | Судно № 1 | Судно №2 | Судно №3 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Осадка носом до посадки на мель, м | 7,75 | 7,05 | 6,00 | |
| Осадка кормой до посадки на мель, м | 7,85 | - 7,25 | 6,00 | |
| Осадка носом после, посадки на мель, м | 7,10 | 6,50 | 5,25 | |
| Осадка кормой после посадки на мель, м | 8,20 | 7,30 | 6,40 | |
| Число тонн на 1 сантиметр осадки | 20 | 16 | 11 | |
| Судно село на мель носовой оконечно- | 44 | 40 | 36 | |
| стью. Координата X равнодействующей | ||||
| силы реакции грунт, м | ||||
| Продольная метацентрическая высота | 136 | 120 | 100 | |
| Имеется возможность перекачать балласт | ||||
| из форпика в ахтергшк, если: | ||||
| вес балласта, ф | 40 | 35 | 30 | |
| координата X форпика, м | 60 | 50 | 40 | |
| координата X ахтерпиха, м | -60 | -50 | -40 | |
| Имеется возможность перекачать топли- | ||||
| во из носовой цистерны в кормовую, | ||||
| если: | ||||
| вес топлива, ф | 30 | 25 | 20 | |
| координата X носовой цистерны, м | 30 | 30 | 25 | |
| координата X кормовой цистерны, м | -30 | -30 | -25 | |
| Имеется возможность перенести груз из | ||||
| носового трюма в корму, если: | ||||
| вес груза, ф | 40 | 35 | 30 | |
| координата X носового трюма, м | 50 | 45 | 3-5 | |
| координата X кормового трюма, м | -40 | -35 | -25 | |
Примечания: 1. Судно,аналогичное буксируемому судну из разд. 1 «Буксировка судов морем». 2. Пробоин и крена нет.
Задание к разд. 2 курсовой работы:
Оценить возможности снятия судна с мели.
2.1. Силы, действующие на судно, сидящее на мели
Реакция грунта (сила давления судна на грунт). При посадке на мель уменьшается осадка судна, т.е. происходит как бы потеря его водоизмещения, которая приводит к нарушению равновесия между весом судна и силами поддержания воды.
Величина потерянного водоизмещения D определяется по формуле :
D = q(Tcp – Tcp)= 200(-0,05-(-0,55) = 200*0,6 = 120
где q - число тонн на 1 м осадки (определяется по грузовой шкале с учетом плотности воды), по условию задания = 20т на 1см = 200т на 1метр осадки.
q = 200т ???
Средняя осадка до посадки на мель рассчитывается по формуле
Тср = (Тн + Тк)/2 = (7,75 – 7,85)/2 = -0,05
где Тн, Тк - соответственно осадки носом и кормой до посадки на мель.
Средняя осадка после посадки на мель рассчитывается по формуле.
Т'ср = (Т'н + Т'к)/2 = (7,10 – 8,20)/2 = -0,55
где Т'н, Т'к - осадки носом и кормой, снятые после посадки на мель.
Реакция грунта R, кН, рассчитывается по формуле
R=g*D R = ???*120 =
где g - ускорение свободного падения.
При повреждении корпуса и поступлении воды внутрь судна сила реакции грунта увеличивается на величину веса влившейся воды.
Сила присасывания грунта - прилипание к корпусу частиц грунта, создающих тем больший эффект присасывания, чем большей вязкостью обладает грунт. Наибольшее присасывание наблюдается у вязкой глины.
Сила ударов волн при длительном воздействии приводит к разрушению корпуса. При снятии с мели, как правило, оказывает положительное влияние, раскачивая корпус и тем самым уменьшая силу присасывания и силу трения корпуса о грунт.
Сила давления ветра в зависимости от направления ветра увеличивает или уменьшает тяговое усилие, необходимое для снятия судна с мели.
2.2. Снятие с мели работой машины на задний ход
Прежде всего необходимо определить:
• стягивающее усилие F, необходимое для снятия с мели,
F = fR, F = 0.5*???
где f - коэффициент трения корпуса о грунт (зависит от характера грунта и выбирается из специальной литературы). Если характер грунта неизвестен, то f принимается равным 0,5;
• силу тяги винта на задний ход Рзх (из паспортной диаграммы тяги или расчетными методами).