Теория и практика управление судном (стр. 4 из 4)
где lт - длина буксирного троса,
Рpаз - разрывное усилие троса;
d- диаметр троса;
- упругость троса ( - 37 кН/мм2 ).
Приравнивая Ек и Еп находим допустимую скорость буксировщика, при которой усилия в буксирном тросе не превышают половины его разрывного усилия:
V = √Рраз/2 lт/Dd2
2.10. Снятие с мели устройством каналов и размывом грунта
Устройство каналов с размывом грунта используется на мягких грунтах, когда другие способы снятия судна с мели не дали положительных результатов.
Обычно для размыва грунта используются специалюированные /суда-спасатели, буксиры, ледоколы. Поскольку эффективность размыва находится в прямой зависимости от уклона гребного вала, на судне-спасателе создается максимально возможный дифферент на корму. Далее спасатель становится на якоря на безопасной глубине и заводит на аварийное судно стальные; швартовы. После обтягивания якорных цепей и швартовых он/дает ход, постепенно увеличивая обороты. Направление размыва грунта и ширина канала определяются перекладками руля и разворотами судна-спасателя с помощью якорей и швартовых. Во время работы промерами периодически контролируются глубины и ведется наблюдение за струей от винтов. Отсутствие в струе частиц грунта свидетельствует о том, что размыв на данном участке закончен.
Примечание. Необходимо отметить, что все перечисленные способы снятия судна с мели в сложных случаях посадки используются комплексно. Например, производят дифферентовку и частичную разгрузку судна, затем для увеличения стягивающего усилия заводят якоря. Буксировке судна для снятия с мели другими судами или спасателями обычно предшествуют все перечисленные ранее способы уменьшения силы реакции грунта, и в самых неблагоприятных случаях производится образование канала размывом грунта, если в направлении стягивания имеются недостаточные глубины. При наличии водотечности корпуса до начала работ по снятию с мели производится заделка пробоин и откачка воды из затопленных отсеков.
3. РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ПАЛУБНЫХ ГРУЗОВ
Таблица 3.1
| Исходные данные для расчетов крепления палубных грузов | |||
| Исходные данные | Вариант 1 | Вариант 2 | Вариант 3 |
| Перевозится тяжеловес (ящик прямоугольной формы) весом 30 тонн, размером 5 * 2 * 3 м (длина,высота, ширина), установленный на палубе вдоль судна между комингсом люка и фальшбортом | |||
| Максимальный угол крена, ° | 30 | 35 | 35 |
| Максимальный угол дифферента, ° | 8 | 9 | 10 |
| Период бортовой качки, с | 20 | 18 | . 15 |
| Период килевой качки, с | 25 | 30 | 20 |
| Высота волны, м | 5 | 6 | 4 |
| Координаты центра тяжести груза, м: X Y Z | 15 7 12 | 25 7 10 | 30 8 11 |
| Допустимая нагруз-ка на палубу, кН/м2 | 45 | 45 | 45 |
Примечание. Номер варианта аналогичен номеру буксирующего судна.
Задания к разд. 3 курсовой работы:
1. Подобрать найтовы для крепления груза.
2. Проверить, является ли достаточной прочность палубы при перевозке груза во время качки.
Расчет крепления палубного груза выполняется в соответствии с рекомен-дациями ИМО
В приложении ИМО Кодекса безопасной практики размещения и крепления груза - «Методы оценки эффективности устройств крепления нестандартных грузов» - определен следующий порядок расчета сил, действующих на груз.
1. Расчет внешних сил, действующих на груз в продольном, поперечном и вертикальном направлениях, выполняется по формуле
F(x,y,z) = ma(x,y,z) + Fw(x,y) + Fs(x,y),
где F(x,y,z) - продольные, поперечные и вертикальные силы;
m - масса груза;
a(x,y,z) - продольное, поперечное и вертикальное ускорение (табл. 3.2);
Fw(x,y) - продольная и поперечная сила ветрового давления Рвет, кН,
Рвет = 1,5Sп
где Sn - площадь парусности груза (соответственно поперечная и продольная).
Fs(x,y) - продольная и поперечная сила удара волн.
2. Расчет силы ударов волн при заливании грузов,
F(x,y) = pS(x,y)
где S(x, у) - площадь заливания поверхности, перпендикулярная соответственно осям X, Y;
p = 7,4 кН - при высоте заливания 0,6м;
p = 19,6 кН - при высоте заливания 1,2м.
Если высота заливания находится в пределах от 0,6 до 1,2м, то величина p определяется методом линейной интерполяции.
Таблица3.2
Приведенные величины поперечных ускорений включают составляющие сил тяжести, килевой качки и подъёма судна на волне параллельно палубе. Приведенные величины вертикальных ускорений не включают составляющую статического веса.
Основные данные ускорений рассматриваются применительно к следующим условиям эксплуатации:
- неограниченный район плавания;
- любое время года;
- длина судна L = 100м;
- эксплуатационная скорость 15 уз;
- отношение B/GM > 13 (В - ширина судна, GM- метацентричес-кая высота).
Для судов, длина которых отличается от 100 м, а скорость - от 15 уз, величины ускорений корректируются коэффициентом, приведенным в табл. 3.3
Таблица 3.3 Коэффициент корректуры ускорений в зависимости от длины и скорости судна
| Скорость, УЗ | Длина, м | ||||||||||||||||||
| 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | |||||||||
| 9 | 1,20 | 1,09 | 1,00 | 0,92 | 0,85 | 0,79 | 0,70 | 0,63 | 0,57 | 0,53 | 0,49 | ||||||||
| 15 | 1,49 | 1,36 | 1,24 | 1,15 | 1,07 | 1,00 | 0,89 | 0,80 | 0,73 | 0,68 | 0,63 | ||||||||
| 18 | 1,64 | 1,49 | 1,37 | 1,27 | 1,18 | 1,10 | 0,98 | 0,89 | 0,82 | 0,76 | 0,71 | ||||||||
| 21 | 1,78 | 1,62 | 1,49 | 1,38 | 1,29 | 1,21 | 1,08 | 0,98 | 0,90 | 0,83 | 0,78 | ||||||||
| 24 | 1,93 | 1,76 | 1,62 | 1,50 | 1,40 | 1,31 | 1,17 | 1,07 | 0,98 | 0,91 | 0,85 | ||||||||
Дополнительно для судов, у которых соотношение B/GM < 13, величины поперечных ускорений исправляются коэффициентом, приведенным в табл. 3.4.
Таблица 3.4 Коэффиииент короеютюы при B/GM<13
| B/GM | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 и более |
| Верх палубы | 1,56 | 1,40 | 1,27 | 1,19 | 1,11 | 1,05 | 1,00 |
| Низ палубы | 1,42 | 1,30 | 1,21 | 1,14 | 1,09 | 1,04 | 1,00 |
| Твиндек | 1,26 | 1,19 | .1,14 | 1,09 | 1,06 | 1,03 | 1,00 |
| Трюм | 1,15 | 1,12 | 1,09 | 1,06 | 1,04 | 1,02 | 1,00 |
3.1. Усилия, возникающие в найтовы при бортовой качке(Fн)
Под действием опрокидывающих моментов, приведенных на рис. 3.1, составим уравнение моментов относительно точки N
Fн cos*hк + Fн sin * b + Pzb/ 2 = Pyhg +P'yha + P"y hз,
откуда находим
Fн = (Pyhg + P'yhn + P"y hз – 0,5 Pzb)/(bsin + hkcos)
Рис. 3.1. Схема действия сил на палубный груз:
hk - расстояние по вертикали от палубы до верхней точки крепления найтова;
b - ширина ящика;
hg - расстояние по вертикали от, палубы до середины ящика;
hn - половина высоты площади парусности;
h3 - половина высоты заливания.
Условно можно принять, что hn = h3 = hg равно половине высоты ящика.
Ру- силы инерции и тяжести по оси Y (Pу=m*а(у));
Рх - силы инерции и тяжести по оси Z (Pz=m*a(z));
Р'у - поперечная сила ветрового давления (Fw(y));
P"у - поперечная сила удара волн (Fs(y)).
Под действием сил, смещающих груз, составляем уравнения сил:
Fy = Ру + Р'у + P"у (1) Рz + Fн sin = N; (3)
Fy= Fн cos + Fmp (2) Fmp = fN, (4)
где N - реакция опоры (палубы);
f - коэффициент трения-скольжения. Подставляя значения в уравнения (2) - (4), получим:
Fy = Fн cos + fPz + fFн sin .
Принимая коэффициент f равным 0,15 (сталь - сталь); 0,5 (сталь -дерево), находим:
Fн = (Fy – fPz)/(cos + fsin)
Из полученных значений Fн выбирается большее, которое и принимается за усилие, возникающее в найтовых при бортовой качке.
3.2. Усилия, возникающие в найтовых при килевой качке
Учитывая небольшую по сравнению с бортовой амплитуду килевой качки, уравнения опрокидывающих моментовй можно не составлять. Необходимо составить только уравнения сил, смещающих груз аналогично бортовой качке, откуда определяется усилие, возникающее в найтовых:
Fн1 = (Fx – fPz)/cos + fsin)
где - угол между продольным найтовым и палубой.
3.3. Расчет крепления груза
Поперечные и продольные найтовы для крепления груза выбираются в соответствии с ГОСТ 7679-69 по разрывному усилию Fpаз которое
определяется по формуле:
Fpаз = Fнk
где k - коэффициент запаса прочности (для крепления палубного груза k = 3; для крепления груза в трюмах k = 2,5).
Если для крепления используется несколько найтовых n, то они выбираются по формуле:
Fpаз = Fнk/n
Дополнительная нагрузка на палубу при обтяжке найтовых принимается равной 10 -12% от суммарного разрывного усилия всех найтовых.