Курсовая работа управление судном. Курсоваяработ а по курсу " управление судном и его техническая эксплуатация"

• Название: Курсоваяработ а по курсу " управление судном и его техническая эксплуатация"
• Анкор: Курсовая работа управление судном
• Дата: 25.09.2021
• Размер: 482.5 Kb.
• Имя файла: Uprsud.doc
• Тип: Курсовая; #236915
• страница: 2 из 2

ЧАСТЬ 2. МЕТОДИКА IIРОВЕДЕНИЯ РАСЧЕТОВ ПО

СНЯТИЮ СУДНА С МЕЛИ.

2.1. Общая информация по снятию судов с мели.

Посадка судна на мель происходит обычно в результате ошибки или небрежности судоводителей ( ошибки в счислении пути судна, при постановке на якорь или маневрировании у берега без учета ветра, течения и тд.), действиями судно непреодолимой силы (ураган, шторм, быстрое течение, подвижка льда и т. д.), а также несоответствия данных карты действительному положению.

При ударах о грунт, топляк и посадках на мель прежде всего должны быть застопорены главные двигатели, немедленно объявлена общесудовая тревога, выяснены окружающая обстановка и положение корпуса на мели. Аварийные партии и группы должны тщательно проверить водонепроницаемость корпуса, особенно в районах касания днищем грунта, сделать замеры воды в льялах и вести энергичную борьбу с водой при нарушении водонепроницаемости корпуса. В случае Затопления больших отсеков перед снятием судна с мели должны бьть приняты меры по обеспечению непотопляемости судна (заделка повреждений корпуса, осушение затопленных отсеков и тд.). В результате заделки повреждений и осушение затопленных отсеков уменьшается давление судна на грунт и требуется меньше усилий для снятия судна с мели.

Успех снятия судна с мели всецело определяется тяжестью аварийной обстановки: глубинами в месте посадки, характером грунта, возможными изменениями уровня воды (при приливах и отливах), величиной потери плавучести, наличием повреждений корпуса, размерами и расположением по длине и ширине участков касания днищем грунта, а также гидрометеорологическими условиями (волнение, ветер, лед).

При отсутствии больших повреждений корпуса, мягком грунте, незначительной потере плавучести и благоприятной гидрометеорологической обстановке судно может быть снято с мели без посторонней помощи (своим ходом, с использованием приливов, дифферентовки, накренения, завозкой якорей и т.д.).

При посадке судна на мель в штормовых условиях, ухудшения гидрометеоусловий или невозможности немедленно снять судно с мели собственными силами и средствами необходимо принять меры, предотвращающие разворот судна лагом к волне и дальнейшее перемещение судна в сторону малых глубин (работа главным двигателем, балластировка отсеков забортной водой, завоз якорей на достаточное расстояние).

Использование работы главных двигателей наиболее оперативный и целесообразный способ снятия судна с мели в случаях, если под кормой чисто, особенно в момент прилива, при этом установление характера грунта позволит определить держащие усилия заводимых якорей и коэффициент зрения судна о грунт.

Снятие судна с мели с помощью одновременного использования работы главных двигателей и лебедок производится тогда, когда снятие судна с мели только с помощью работы главных двигателей не представляется возможным. Для этого в сторону наибольших глубин от кормы заводят один или два становых якоря, с целью повышения стягивающих возможностей механизмов используют гини, тяговое усилие которых можно определить по формуле:

(2.1.1)

где Fг - тяговое усилие гиней, кН; Е -тяговое усилие в ходовом лопаре, кН; m - число лопарей, выходящих из подвижного блока, n - число шкивов в обоих блоках. Если своими силами и средствами смять судно с мели не удается то могут быть привлечены транспортные, промысловые или буксирные спасательные суда, прибывшие для оказания помощи, при этом стягивающее усилие будет равно сумме упора движителей судов-спасателей.

2.2 Расчет усилий, необходимых для снятия судна с мели.

Нижеприведенные математические выражения могут быть использованы для определения силы реакции грунта на корпус судна, севшего на мель, количества груза для снятия или перемещения с целью изменения посадки судна и дадут достаточную точность в пределах небольших изменений осадки судна.

Сила реакции грунта Rг

при посадке судна на мель без затопленных отсеков:

(2.2.1)

при посадке судна на мель с затоплением отсеков:

(2.2.2)

(2.2.3)

(2.2.4)

где Rг –с ила реакции грунта, кН; - плотность забортной воды, т/м³; - площадь действующей ватерлинии, L,B – длина и ширина судна, м; Т - изменение средней осадки судна после посадки на мель, м.; - осадки носом, м.; - осадки кормой, м.; Хf –а абсцисса ЦТ площади действующей ватерлинии, м.; - изменение дифферента судна, рад.; Рi-масса воды, влившейся в отверстие судна, т.

При посадке судна на отдельную банку (камень) малых размеров, когда длина касания днища о грунт не превышает ширины судна и судно можно считать сидящим на мели в одной точке (без затопления отсеков):

(2.2.5)

(2.2.6)

где Д - массовое водоизмещение— судна до посадки на мель т. выбирается- из табл. 2 по Д в грузу; Но - продольная метацентрическая высота судна до посадки на мель, м; Хк-абсцисса точки приложения силы реакции грунта (отстояние центра касания днищем грунта от миделя), м.

Изменение силы реакции грунта при изменении нагрузки судна, стоящего на мели (прием, снятие, перемещение груза), определяется по формуле:

(2.2.7)

где -суммарная масса принятых грузов, т; -суммарная масса снятых грузов, т; -суммарное изменение дифферента от приема ( ), снятия ( ), перемещения груза ( ), изменения уровня воды ( ), рад.

для изменения силы реакции грунта на величину (кН) при приеме груза в точку с абсциссой Хi (в м) или его снятии, массу этого груза Рi (в т) можно определить по формуле:

(2.2.8)

откуда условие уменьшения давления судна на грунт:

(2.2.9)

или

(2.2.10)

при перемещении груза из точки с абсциссой Хо (в м) в точку с абсциссой Хi (в м):

(2.2.11)

Усилие, которое необходимо создать для стягивания судна с мели, определяется по формуле:

(2.2.12)

где Fм -усилие для стягивания судна с мели, кН; f1 -коэффициент трения покоя для различных грунтов, задается в табл. 2.

Усилие, которое может обеспечить главный двигатель при работе на задний ход, определяется по паспортным диаграммам тяги и мощности силовой установки судна. Кроме того, это усилие можно определить по приближенной формуле:

(2.2.13)

где Рзх – упор движителя на полный задний ход, кН; - коэффициент, учитывающий падение силы упора движителя на максимальной мощности ГД и его конструкцию (для ВФШ = 0,83, для ВРШ = 0,75); Ni —индикаторная мощность главного двигателя, кВт.

Тяговая нагрузка, необходимая для снятия судна со скалы или камней при вхождении отдельных камней во вмятины и пробоины:

(2.2.14)

Где Zк - высота вошедших в корпус камней, м; - угол наклона камней с той стороны, по которой будет подниматься судно при движении, град.

Известно, что в процессе манипуляций, связанных с перемещением, выгрузкой или погрузкой грузов с целью снятия судна с мели, изменяется остойчивость судна и не всегда в нужную сторону, поэтому необходим контроль положения метацентров по соответствующим поправкам.

Величину новой поперечной метацентрической высоты (после посадки и появления силы реакции грунта) можно определить по формуле:

(2.2.15)

где h_r - поперечная метацентрическая высота после посадки на мель, м; h - поперечная метацентрическая высота до посадки на медь, м; Т- средняя осадка судна до посадки, м.

Поправка метацентрической высоты при перемещении груза на судне:

(2.2.16)

Где - поправка метацентрической высоты, м; Рi -масса перемешенного груза, т. Z2, Z1 - аппликаты точек перемещения груза, м.

Поправка метацентрической высоты при приеме или снятии малого груза (до 10-12% водоизмещения):

(2.2.17)

(2.2.18)

где - масса принятого или снятого груза, т; Z - аппликаты центра тяжести принятого или святого груза, м.

Расчет посадки судна при приеме или снятия груза можно рассчитать по следующим выражениям:

(2.2.19)

(2.2.20)

(2.2.21)

(2.2.22)

для контроля начальной остойчивости при приеме или снятии большого груза необходимо использовать кривые элементов теоретического чертежа и диаграммы осадок судна.

2.3. Задание и методика расчетов по снятию судна с мели.

Во второй части курсовой работы требуется определить количество груза, которое необходимо сиять из заданной точки судна с абсциссой Хi, чтобы судно могло сняться с мели самостоятельно при работе своей машины на полный задний ход. При этом для всех вариантов задано, что посадка судна произошла носовой частью на отдельную банку малых размеров, без затопления отсеков, сила присоса грунта и гидрометеоусловия при этом не учитываются. Все данные для расчетов помещены в табл. 2 и берутся по судну-буксировщику.

Расчеты следует производить по следующей схеме:

1. 
   Определить абсциссу точки приложения силы реакции грунта Х_R;
   
2. 
   Определить силы реакции грунта Rг и усилие, необходимое для снятия судна с мели Fм;
   
3. 
   Определить усилие, необходимое для стягивания судна с мели с учетом работы главного двигателя на полный задний ход: F1=Fм-Рзх;
   
4. 
   По усилию F1 рассчитать количество груза Рi, которое необходимо выгрузить из заданной точки на судне с абсциссой Хi для снятия его с мели;
   
5. 
   Произвести расчет поперечной метацентрической высоты hR после посадки на мель и поправку после снятия груза.
   

В случае уменьшения поперечной метацентрической высоты до 0,5 м в результате снятия груза необходимо рассчитать вариант перемещения груза в кормовую часть судна одновременно с его частичным снятием.

Расчеты по снятию судна с мели:

1. 
   
   

2. 
   
   

3. 
   
   

4. 
   
   

5. 
   
   

Вывод: Так как в нашем случае количество груза, которое необходимо выгрузить из заданной точки на судне меньше 10-12% от водоизмещения, то груз можно считать малым. В результате снятия груза поперечная метацентрическая высота уменьшилась, и стала равна 0,71м, следовательно, необходимость перемещения груза в кормовую часть одновременно с его частичным снятием отсутствует.

ЧАСТЬ З. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЯКОРНОЙ СТОЯНКИ

3.1. Условия безопасной якорной стоянки.

В этой части курсовой работы рассматриваются вопросы обеспечения безопасной якорной стоянки судна Выбор места постановки судна на якорь обуславливается: гидрометеорологическими, физико-географическими условиями местности и навигационным обеспечением района,

Судно, стоящее на якоре, подвержено воздействию внешних факторов, таких, как ветер, течение, поэтому оно может перемещаться по окружности, описанной вокруг места выкладки якоря радиусом:

(3.1.1)

где Rя -радиус якорной стоянки, м; Х - горизонтальное расстояние от точки начала под’ема якорной цепи от грунта до якорного клюза, м; а - длина участка якорной цепи, лежащей на грунте, м; L - наибольшая длина судна, м.

Окружность, описанная радиусом I называется местом якорной стоянки. С целью обеспечения безопасности судна на случай ухудшения погоды в радиус якорной стоянки следует включать запас акватории , необходимый для обеспечения маневрирования.

Надежность стоянки судна на якоре может быть обеспечена в том случае, если держащая сила якорного устройства Fя будет больше или равна сумме внешних сил , действующих на судно, стоящее на якоре, т. е:

(3.1.2)

3.2. Обоснование обеспечения надежности якорной стоянки.

Комплекс сил, действующих на судно, стоящее на якоре, приведем на рис.2.

Держащая сила якорного устройства Fя представляет собой сумму держащей силы якоря и держащей силы участка цепи «а», лежащей на грунте:

(3.2.1)

где Fя - держащая сила якорного устройства, Н; К - коэффициент держащей силы якоря, зависящий от конструкции и массы якоря и от характера грунта, задается в табл. 2; а - длина участка якорной цепи, лежащей на грунте, м; - линейная плотность якорной цепи в воде, кг/м; d_ц - калибр якорной цепи, мм; G - масса якоря, кг; f1 - коэффициент трения покоя якорной цепи для различных грунтов, задается в табл. 2.

Длина якорной цени, провисающей над грунтом в зависимости от возвышения якорного клюза от грунта Нк, определяется по формуле:

(3.2.2)

где l_ц - длина якорной цели, провисающей над грунтом, м; Нк - возвышение якорного клюза над грунтом, м.

Влияние внешних условий определяется суммой внешних сил

(3.2.3)

где Fв—сила воздействия ветра, Н; F_т - сила воздействия течения, Н; F_ин – сила инерции судна при рыскании, Н; F_волн - воздействия волнения, Н.



Рис.2. Расположение сил, действующих на судно, стоящее на якоре

Сила воздействия ветра Fв (в Н) на надводную часть судна зависит от скорости ветра и площади обдуваемой поверхности, м с достаточной для практических расчетов точностью может быть рассчитана по формуле (1.3.7), приведенной в первой части курсовой работы. Исходные данные для расчетов выбираются из табл. 2.

Сила воздействия течения Р (в Н) на подводную часть судна определяется как сумма сопротивления подводной части корпуса судна и сопротивления застопоренного винта на течении:

(3.2.4)

где Rтр – сопротивление трения корпуса, Н, рассчитывается по формуле (1.3.3); Rс - остаточное сопротивление корпуса, H рассчитывается по формуле (1.3.4); Rзв - сопротивление застопоренного винта, Н; рассчитывается по формуле (1.3.9.)

В формулах (1.3.3), (1.3.4), (1.3.9)- в качестве скорости. берется скорость течения Vт (в м/с). Исходные данные для расчетов помещены в табл. 2.

Воздействие силы инерции судна Fин (в Н) при рыскании судна на якоре можно принять равной весу якоря в воде.

динамичность воздействия волнения в первом приближении, достаточном для практических расчетов, можно учесть, введя в расчеты коэффициент динамичности, равный 1,4.

С получением значения (в Н), учитывая неравенство (3.1.2), длину якорной цели l_ц (в м) от клюза до грунта, в зависимости от возвышения якорного клюза Нк (в м) и суммы внешних сил, действующим на судно, взятых с коэффициентом динамичности, можно определить по формуле:

(3.2.5)

Горизонтальное расстояние Х (в м) от точки начала подъема якорной цели с грунта до якорного клюза определяется по формуле:

(3.2.6)

3.3. Задание и методика расчетов якорной стоянки судна.

В третьей части курсовой работы требуется произвести расчеты по обеспечению необходимой держащей силы якорной системы при заданных гидрометеорологических условиях и радиуса якорной стоянки. Все необходимые исходные данные для выполнения расчетов необходимо выбрать из табл. 2 для буксируемого судна.

Расчеты рекомендуется проводить в следующем порядке:

1. Рассчитать сумму всех внешних сил, действующих на судно, стоящее на якоре.

2. Определить держащую силу якорного устройства из расчета того, что длина участка цели, лежащего на грунте, должна быть не менее 20 м.

З: Рассчитать длину якорной цели, провисающей над грунтом, по формулам (3.2.1) и (3.2.2) и принять ее наибольшую величину.

4. Рассчитать горизонтальное расстояние от места подъема якорной цепи с грунта до якорного клюза.

5. Рассчитать радиус якорной стоянки судна.

Расчеты якорной стоянки:

1.







2.

3.

4.

5.

Вывод: Расчеты показывают, что Fя > Fi, т. е. при заданных гидрометеоусловиях обеспечивается надежная якорная стоянка. При этом на клюзе должно быть не менее 5-ти смычек якорь цепи. На якорной стоянке предпочтительней иметь ровный рельеф дна. От характера грунта зависит держащая сила якоря. Наиболее благоприятно якорная стоянка на песчаных и илисто-песчаных грунтах. На илистых или глинистых грунтах якоря держат хорошо, но все кроме адмиралтейского якоря, забиваются илом или глиной и после срыва плохо забирают. На мелкокаменистом грунте якоря Матросова и катерный могут заклиниваться. На крупнокаменистом грунте могут заклиниваться якоря Холла. Держащая сила якорей на каменистых грунтах зависит не только от характера грунта, но и от отношения размеров преобладающих частиц грунта к длине лапы якоря. Чем больше это отношение, тем хуже держит якорь.



ПРИМЕЧАНИЯ: