Курсовая работа управление судном. Курсоваяработ а по курсу " управление судном и его техническая эксплуатация"
 Скачать 482.5 Kb.
|
1 2 Балтийская государственная академия (БГА РФ) Кафедра: Судовождение К У Р С О В А Я Р А Б О Т А По курсу “УПРАВЛЕНИЕ СУДНОМ И ЕГО ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ” Вариант № 2 Калининград – 2003 г. ОГЛАВЛЕНИЕ: Стр. Таблица задание……………………………………………………………………..3 Часть №1. Методика расчета скорости буксировки и определения элементов однородной буксирной линии……………………………………4 1.2. Расчет упора винта буксировщика……………………………………………..5 1.3. Расчет сопротивления судов………………………………………....................5 1.4. Определение максимальной скорости буксировки и силы тяги на гаке……...9 1.5. Определение диаметра, длины и провиса стального буксирного троса…………………………..… …………………………………11 1.6. Выводы по произведенным расчетам………………………………...………..12 Часть №2. Методика проведения расчетов по снятию судна с мели…….......13 2.1. Общая информация по снятию судов с мели………………………………….13 2.2 Расчет усилий, необходимых для снятия судна с мели……………………….14 2.3. Задание и методика расчетов по снятию судна с мели……………………….18 ЧАСТЬ З. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЯКОРНОЙ СТОЯНКИ………………………19 3.1. Условия безопасной якорной стоянки…………………………………………19 3.2. Обоснование обеспечения надежности якорной стоянки…………………….20 3.3. Задание и методика расчетов якорной стоянки судна………………………...22 Литература……………………………………………………………………………23 Примечания…………………………………………………………………………..24 Исходные данные :
Часть №1. Методика расчета скорости буксировки и определения элементов однородной буксирной линии. Морская буксировка может быть запланированной и вынужденной. Все расчеты, связанные с плановой буксировкой, выполняются заблаговременно в КБ с учетом особенностей предстоящей операции: числа и типа буксирных судов и буксируемых объектов, вида буксирной линии (однородная, неоднородная, несимметричная и пр.), предполагаемых погодных условий, районов плавания (узкости, мелководье). Эти расчеты выполняются по существующим методикам, одобрены регистром России 1999 года, и выдаются в виде чертежей и рекомендаций для выполнения буксировочной операции. При вынужденной буксировке капитан буксировщика обязан выполнить расчеты скорости буксировки, а также элементов буксировочной линии (длины, толщины троса и его провиса). Задача может свестись к выбору безопасной скорости буксировки, при которой прочность имеющегося буксирного троса оказалась бы достаточной. Поскольку при вынужденной буксировке капитан не всегда может располагать точными сведениями о буксируемом объекте, расчеты приходится вести с использованием простейших эмпирических формул. В данных методических указаниях приведен простейший способ расчета скорости буксировки и элементов буксирной линии, пригодный для выполнения расчетов в судовых условиях. В задании на курсовую работу каждому курсанту дается судно-буксировщик и буксируемое судно, по ТТД которых требуется рассчитать максимально возможную скорость буксировки и элементы буксирной линии. Максимальной скоростью при буксировке будет та, при которой сопротивление буксирующего и буксируемого судов в сумме составят силу, равную упору винта:  , (1.1.1)где Pm-максимальный упор винта буксировщика, кН; R0-суммарное сопротивление, кН; R1-сопротивление буксирующего судна, кН; R2-сопротивление буксируемого судна, кН. При этом скорость буксировки будет определяться тягой на гаке буксировщика:  , (1.1.2)Где ТГ - тяга на гаке буксировщика, кН; R1Vб - сопротивление буксирующего судна, соответствующее скорости буксировки, кН. Расчет буксировки производится в следующем порядке: 1. Определяется максимальный упор винта буксировщика или сопротивление воды движению судна при максимальной скорости, которое равно упору винта при швартовом режиме. 2. Определяется сопротивление буксирующего и буксируемого судов (сопротивление буксирного троса прибавляется к сопротивлению буксируемого судна) на различных скоростях буксировки. 3. Составляется таблица и чертятся графики R1(Vб), R2(Vб), R0(Vб) зависимости сопротивлений от скорости буксировки, по которым определяются максимальная скорость буксировки и тяга на гаке. 4. Значение силы тяги на гаке Т позволяет определить, каковы должны быть толщина буксирного троса и длина рабочей части буксирной линии. 1.2. Расчет упора винта буксировщика. Для приближенной оценки упора винта буксировщика может быть использована формула Регистра России расчета упора винта на швартовах:  = 240,3 кН, (1.2.1)где Рm-упор винта, кН; Ni-индикаторная мощность главной силовой установки, кВт, которая выбирается из табл. 2. Однако формула 1.2.1 дает большие погрешности в расчетах по буксировке, поэтому для определения тяги на гаке буксировщика и максимальной скорости буксировки упор винта буксировщика следует принимать равным сопротивлению буксирующего судна на полном переднем ходу. 1.3. Расчет сопротивления судов. Сопротивление буксирующего судна равно сумме сопротивлений:  , (1.3.1)где RСТ-сопротивление трения, кН; RС-остаточное сопротивление, кН; Rвозд-сопротивление воздуха, кН; RВ-сопротивление от волнения, кН. Сопротивление буксируемого судна (в кН) отличается от сопротивления буксирующего судна дополнительным сопротивлением застопоренного винта RЗ.В и буксирного троса RТР, кН:  , (1.3.2)где RЗ.В-сопротивление застопоренного винта, кН; RТР-сопротивление буксирного троса, кН. Сопротивления можно рассчитать по эмпирическим формулам: Сопротивление трения (в кН):  , (1.3.3)Сопротивление остаточное (в кН):  , (1.3.4)В выражениях (1.3.3) и (1.3.4) Кф-коэффициент трения, выбирается в зависимости от длины судна из табл. 2; υ—плотность воды, кг/м3 ( плотность соленой воды - 1025 кг/м3); S-площадь смоченной поверхности судна, м2; Vб-скорость судна при буксировке, м/с; δ -коэффициент полноты водоизмещения; Д-водоизмещение судна, т; L-длина судна, м. Для транспортных судов и плавбаз:  , (1.3.5)В нашем случае вычисление площади смоченной поверхности судна будем вычислять по формуле (1.3.5), т. к. буксирующее и буксируемое суда, согласно данному варианту курсовой работы, являются плавбазами. Для буксирующего судна:  Для буксируемого судна:  Для промысловых судов, буксир, (1.3.6) где Lв-длина действующей ватерлинии при средней осадке, м, выбирается из табл. 2; В-ширина, м; Тср-средняя осадка, м (определяется по ТВ в грузу из табл.2). Воздушное сопротивление (в кН):  , (1.3.7)где Ко-коэффициент обтекания, при ветре, параллельном ДП, равен 0,8 (для данной работы Ко=0,8); υ=1,25-плотность воздуха, кг/м3; AН-проекция надводной части поверхности судна на плоскости мидель-шпаунгоута, м, выбирается из табл. 2; vB-скорость встречного ветра, м/с, выбирается из табл. 2; vб-скорость буксировки, м/с. Сопротивление судна на волнении (в кН):  , (1.3.8)где КВ-коэффициент волнового сопротивления (hВ выбирается из строки буксировщика табл. 2); υ-плотность воды, кг/м3; S-площадь смоченной поверхности корпуса судна, м2; vб-скорость буксировки, м/с. Сопротивление застопоренного винта (в кН):  , (1.3.9)где dВ-диаметр винта, м. Сопротивление погруженной в воду части буксирного троса (в Н):  , (1.3.10)где l-полная длина троса, м; R-сопротивление буксируемого судна, кН; hT-средняя высота закрепления троса над уровнем моря , м; q-линейная плотность буксирного троса, кг/м; θт-диаметр троса, м; vб-скорость буксировки, м/с. Значения l, q, vб, можно определить только после предварительного расчета полного сопротивления и определения тяги на гаке. Если RTP не превышает 5% от суммарного сопротивления R0, то его в расчет не берут, т.к. запас прочности троса перекрывает «упущение» из-за неучета RTP. Если RTP >5%, то его следует учесть. Расчет сопротивлений судов необходимо свести в таблицу сопротивлений 3. Расчет сопротивлений производится для скоростей до Vmax буксировщика.
1.4. Определение максимальной скорости буксировки и силы тяги на гаке. По данным таблицы сопротивлений строят графики сопротивлений R0(vб) и R2(vб) в прямоугольной системе координат, затем используют их для определения максимальной скорости буксировки и силы тяги на гаке (Рис. 1). Допустим, что максимальный упор гребного винта буксировщика равен 105 кН. Требуется определитьVбmax и силу тяги на гаке Тг. По оси ординат откладываем отрезок «0е», равный 105 кН. Через точку «е» проводим линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой суммарного сопротивления в точке «а». Из точки «а» опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и получаем при их пересечении точку «в». Отрезок «0в» представляет собой максимальную скорость буксировки Vбmax которая в рассматриваемом примере равна 10,2 уз. Для определения тяги на гаке отыскиваем точку пересечения перпендикуляра «ав» с кривой сопротивления буксируемого судна. Обозначив эту точку буквой «с», проведем через нее линию, параллельную оси абсцисс, до-пересечения ее с осью ординат в точке «d». Отрезок «0d» определяет тягу на гаке Тг, которая в рассматриваемом примере равна 64 кН. Это и есть усилие, на которое следует подбирать буксирный трос.  11.5. Определение диаметра, длины и провиса стального буксирного троса. Запас прочности буксирной линии должен быть равен 5Тг если Тг не превышает 100 кН, или 3Тг, если тяга на гаке более 100 кН. Из построенного графика определили тягу на гаке Тг = 135 кН – это усилие по которому будет подбираться буксирный трос. Запас прочности равен 3 х 135 кН = 405 кН – т. к. тяга на гаке более 100 кН. При вынужденной буксировке диаметр буксирного троса θ линейную плотность q можно определить, пользуясь сертификатом имеющегося на судне троса или таблицами ГОСТа. Для данной работы значения диаметра стального буксирного троса, имеющего определенную разрывную прочность Рр и линейную плотность q, приведены втабл. 4. В курсовой работе требуется по найденной в п. 1.4 по графику силе Тг определить диаметр троса и его линейную плотность. Разрывная прочность троса Рр = до 403,1 кН. Диаметр стального троса = 28,0 мм. Линейная плотность троса q = 2,590 кг/м. Затем следует найти длину выбранного стального буксирного троса, при которой обеспечивается весовая и упругая игра, для гашения динамических нагрузок от волнения, рыскания и резкого изменения взаиморасположения судов. Рабочая длина троса (в м) определяется по эмпирической формуле:   , (1.5.1)где f-стрелка провиса буксирной линии, м; Тг-тяга на гаке, определенная в п. 1.4, Н; q-линейная плотность буксирного троса, кг/м. Провис буксирного троса зависит от его длины и массы и уменьшается при увеличении тяги на гаке. Значение провиса (стрелку) можно определить по эмпирической формуле:  , (1.5.2) Где hв - высота волнения, баллы, выбирается из табл. 2 и переводится в метры; Н1 - высота крепления троса над водой на буксировщике, м, выбирается из табл.2 Н2 - высота крепления троса над водой на буксируемом судне, м, выбирается из табл. 2.  - высота волны, при волнении 6 балла.  Если на судне имеется один штатный буксирный трос, то по сертификату определяется его разрывная прочность, из которой обратным входом можно получить предельную тягу на гаке и соответствующее ей значение предельно возможной для данного троса и сопротивления буксируемого объекта скорости буксировки. 1.6. Выводы по произведенным расчетам. Результатом произведенных в части 1 курсовой работы расчетов должен быть вывод о возможности проведения буксировочной операции для заданных судов с рассчитанными параметрами буксирной линии и скоростью буксировки, которые сводятся в итоговую табл. 5, а также о необходимой подготовке обоих судов к буксировке, исходя из полученных результатов. Таблица 5. Параметры буксирной линии и скорость буксировки.
 Вывод: Так как упор винта буксировщика получился больше разрывной прочности троса то следует произвести необходимую подготовку обоих судов к буксировке: буксирующее и буксируемое суда снабжают основным и запасными буксирными снаряжениями, при необходимости подкрепляют буксирные устройства; обеспечивают суда дополнительными средствами аварийной связи и аварийно – спасательным имуществом; готовят на переход штурманское имущество и пособия с учетом наихудших условий плавания при переходе и вероятных заходов буксирного каравана в порты убежища; снабжают оба судна топливом, водой и запасами исходя из планируемой продолжительности рейса и с учетом штормовых запасов; рассчитывают на прочность детали буксируемого снаряжения; рассчитывают остойчивость буксировщика и буксирующего объекта при плавании в шторм; подкрепляют корпус, надстройки, рубки, палубные устройства; предусматривают способы борьбы за живучесть судов и снятию людей с буксируемого объекта в случае необходимости; предусматривают меры по уменьшению рыскливости буксируемого судна в случае отказа его рулевого устройства. 1 2 |