Из графика видно, что:
Тr = 70 кН
V = 7,5 узла
2.2.Расчет «игры» буксирной линии
за максимальное усилие, могущее возникнуть при волнении в буксирной линии, принимается так называемая случайная нагрузка, принимаемая равной половине разрывной прочности троса. Так как рабочая нагрузка буксирного троса в расчетной практике принимается равной тяги, то в этом случае:
Траз = Кх∙Тr = 5∙70кН = 350кН
Тсл =1/2Траз = 350/2 = 175кН
Где Траз – разрывная прочность буксирного троса
Кх – коэффициент запаса прочности равный 5 – при тяге на гаке 98,1 кН и менее, 3 – при тяге на гаке 294 кН и более. Для данного значения тяги – 70 кН коэффициент запаса прочности – 5. Диаметр троса = 28 мм. Масса одного метра каната из приложения 1 будет равна 25,9 Н/м.
Далее для расчета «игры» буксирной линии определяем вспомогательные параметры:
а1 = Тr/q = 70 кН/0,87∙25,9Н/м = 3,1∙103м
a2 = Тсл/q = 175 кН/ 0,87∙25,9Н/м = 7,8∙103м
где а1, а2 – расстояние от нижней точки провиса буксирной линии до начала координат, м
q= 0,87∙qвозд – вес одного метра буксирной линии в воде, Н/м
qвозд - вес одного метра буксирной линии в воздухе, Н/м
Далее рассчитываем отношение:
n1 = l/a1 = 120м/3,1∙103м = 0,039
n2 = l/a2 = 120м/7,8∙103м = 0,015
где l – длина буксирной линии
Так как 0,039<0,25, то возможна замена буксирной линии параболой.
1. Рассчитываем стрелки провиса буксирной линии
f1 = l2/2a1 = 1202/2∙3,1∙103 = 2,32м
f2 = l2/2a2 = 1202/2∙7,8∙103 = 0,92м
f1,f2 – стрелки провиса буксирной линии соответственно при тяговых усилиях в тросе Tr и Тсл
2.1-x1 = f1∙1/3a1 = 2,32∙120/3∙3,1∙103= 0,03м
1-x2 = f2∙1/3a2 = 0,92∙120/3∙7,8∙103= 0,005м
x1,x2 – абсциссы рассматриваемых точек (в данном случае расстояние от кормы буксировщика или носа буксируемого судна до оси ординат, проходящей через низшую точку буксирной линии) соответственно при Тг и Тсл
3.l1=(2Trl)/(Eтр∙ Fтр)= (2∙70∙120)/(3,63∙6,15) = 0,75м
l2=(2Tcлl)/(Eтр∙ Fтр)= (2∙175∙120)/(3,63∙6,15) = 1,88м
где l1, l2 – удлинение буксирной линии за счет упругой деформации троса соответственно при Тг и Тсл
Етр – модуль упругости троса, при расчетах принимаем равным 3,63
Fтр – суммарная площадь сечения всех проволок в тросе, выбирается из ГОСТа и равна 6,15 см2
4. ά1 = 2∙((l-x1)-(l-x2)) = 2∙(0,03-0,005) = 0,025м
ά1 – изменение расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии
5.β=l2-l1= 1,88-0,75 = 1,13м
β – изменение длины троса, обусловленное его упругой деформацией
6.hp= ά1+β = 0,025+1,13 = 1,155м
hp – общее расхождение судов за счет ά1, β должно быть больше или равно максимальной высоте волны в районе плавания
Так как hp=1,155м<4,0= hв, то необходимо увеличить стрелку провеса путем введения в буксирную линию якорной цепи
Рассчитываем требуемую длину якорной цепи:
άтр = hвβ = 4-1,155= 2,845 м
3∙άтр∙а22∙а12 3∙2,8∙3,12∙7,82∙1012
lcт.тр.= --------------- = ------------------------ = 457,7 м
а22-а12 (7,82-3,12)106
lн = 2(lcт.тр – l) = 2(457,7 – 120) = 675,4 м
lц = (lн∙qст.тр.)/qn = (675,4 ∙ 25,9)/(25∙9,81) = 71,3 м цепи 3,7 смычки
где άтр – требуемая весовая «игра» буксирной линии, м
lcт.тр – общая полудлина буксирного троса с имеющимися параметрами, которая может обеспечить άтр
l – имеющаяся полудлина троса
lн – недостающая длина троса
lц – требуемая длина якорного каната
qст, qn – соответственно вес одного метра имеющегося на судне стального троса и якорной цепи.
Раздел №3. Снятие судна с мели
1.Определение потерянного водоизмещения
Определение потерянного водоизмещения производится по формуле:
Q=100q1((Tн+Тк)/2) + γ∙Voi = 100∙10(0,1+0,2)/2 + 1,025∙80,7 = 233т= 2285,7 кН
Где Tн и Тк – изменение осадки носом и кормой после посадки на мель, м
γ – удельный вес забортной воды, кН/м3
Voi – объем воды, попавшей внутрь судна через пробоину, м3, рассчитывается по формуле:
Voi = К1∙К2∙l∙b∙ho = 0,7∙0,97∙18∙11∙0,6=80,7 м3
К1 – коэффициент полноты затопленного отсека
К2 - коэффициент проницаемости затопленного отсека
l, b – длина и ширина затопленного отсека, м
ho – высота уровня воды в затопленном отсеке, м
q1 – вес груза, изменяющий осадку на 1 см, кН/см
2. Усилие необходимое для снятия судна с мели
Усилие необходимое для снятия судна с мели, находится из выражения:
F= T∙Q= 0,5∙2285,7= 1142,9 кН
T – коэффициент трения корпуса судна о грунт, равный 0,50 так как грунт – крупный песок и машина на судне находится в положении СТОП.
Упор винта собственного судна на заднем ходу, определяется по формуле:
Тш.з.х.= 0,1 N= 0,1 ∙ 1300 ∙ 0,7355 = 95,6 кН
Где N – индикатор мощности главного двигателя
Так как 95,6 кН<1142,9кН, то от этого способа придется отказаться
Для расчета снятия судна с мели с помощью якорей определим тяговое усилие, которое может быть создано с помощью гиней.
Fгин = Fлеб∙(n+1)/(1+0,1n) = 27 (6+1)/(1+0,1∙1,6) = 118,1 кН
Где Fлеб – усилие развиваемое лебедкой, кН
n – количество шкивов, шт
Число якорей, которое необходимо завести, чтобы полностью использовать мощность, развиваемую палубным механизмами и гинями, находим из выражения:
N=Fгин/ηя∙Ря∙9,81 = 118,1/1,7∙1900∙9,81 = 4 якоря
Где Ря – вес якоря, кН
ηя – коэффициент держащей силы якоря, который равен 1,7
разрывная прочность закрепляемого за якорь троса:
Rраз = 5∙ Fгин = 5∙118,1 = 590,5 кН
Где 5 – коэффициент запаса прочности троса
По Rраз из ГОСТа находим диаметр и массу метра троса, диаметр равен 37,5 мм, диаметр проволоки равен 2,0мм, а масса метра троса равна 46,2 кг
Расстояние х, на которое необходимо завести якоря, находится из выражения:
2f∙Fгин 2∙4∙118,1
х> ----------- = -------------- = 49,1 м
q 0,87∙0,45
где f – стрелка провиса троса равная глубине места подкладки якоря, м
q – вес метра троса в воде, кН/м
требуемая длина троса:
l = (х2+Н2) = 49,12+42 = 49,3 м
где Н – глубина места подкладки якоря, м
Fгин+ Тш.з.х. = 118,1 + 95,6 = 213,7 кН
Так как 213,7<1142,9, то от этого способа тоже придется отказаться и необходимо вызвать на помощь другие суда. Рассчитаем количество судов требуемых для снятия с мели.
В нашем случае считаем, что судно буксировщик однотипное с нашим судном.
N = F/Tr = 1142,9/70 = 16 cудов
От этого способа тоже необходимо отказаться, потому что такое количество судов невозможно разместить.
Иногда требуется применять рывок для снятия судна с мели. Для этого необходимо подобрать трос.
Тсл>F = 1142,9 кН
Рраз= 2Тсл= 2∙1142,9 = 2285,8 кН
Троса с таким Траз нет, поэтому необходимо для снятия с мели снять часть груза, чтобы уменьшить давление судна на грунт.
Усилие требуемое для снятия судна с мели с учетом действия собственных движителей и с помощью буксира:
F1=F – (Tш.з.х.+ Тг) = 1142,9 – (95,6 + 70) = 977,3 кН
Q1 = F1/f = 977,3/0,5 = 1954,6 кН
М1 = Q1/g = 199,3 т