Курсовая работа по маневрированию и управлению судном. Ноунейм 89В. Методика расчёта буксировки и определения элементов однородной буксирной линии
 Скачать 240.75 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ
Введение Теоретические основы морской буксировки При плавании на тихой воде горизонтальная составляющая натяжения буксирного троса равняется тому сопротивлению, которое оказывает буксируемое судно при данной скорости. Сопротивление буксируемого судна и собственное сопротивление преодолеваются упором гребного винта буксировщика. При неравномерной работе машин буксирующего судна, рыскании буксирующего и буксируемого судов, страгивании с места в начале буксировки, резком повороте буксирующего судна, внезапно налетевшем шквале и в некоторых других случаях, когда наблюдаются рывки и появляются динамические нагрузки, в буксирном тросе могут возникнуть усилия большие, чем максимальный упор гребного винта буксировщика Перечисленные выше причины возникновения в буксирном тросе значительных усилий, превышающих максимальный упор винта, встречаются как при работе на тихой воде, так и при буксировке в штормовых условиях. Но при плавании на взволнованном море или на мертвой зыби в буксирном тросе могут возникнуть усилия, которые во много раз превысят нормальные значения тяги. Это объясняется тем, что при плавании против волны, по волне или под углом к волне буксирующее и буксируемые суда, участвуя в орбитальном движении частиц воды, то сближаются, то удаляются друг от друга, вследствие чего натяжение буксирного троса все время изменяется. При таком орбитальном движении центр тяжести каждого из судов, если бы оно было свободным, описал бы около своего среднего положения некоторую орбиту. Уравнение такой орбиты в параметрической форме: x = a cos (2πt/τ) y = b sin (2πt/τ) где τ — период волны, с; а и b— некоторые постоянные для данного судна и данной волны. Принцип выбора буксирной линии. В приведенном выше уравнении нас интересует только величина Х, которая представляет собой изменение расстояния между судами на качке. Влияние вертикальных колебаний судов на усилия в буксирном канате при принимаемых в морских буксировках длинах буксирных линий практически ничтожно. Определим усилия, возникающие при горизонтальных перемещениях буксирующего и буксируемого судов вследствие их орбитального движения при плавании на волнении. Сила равна произведению массы на ускорение; определим характер ускоренного движения судна на волнении:   Наибольшее ускорение будет в том случае, если  ;  Определим усилие, которое возникает в этом случае;  где т — масса судна, т. Следовательно, для того чтобы воспрепятствовать судну массой т совершить орбитальное движение, к нему необходимо приложить силу, равную X. Наибольшее значение эта сила приобретает при х"=ω: Xmax= m co. Допустим, что высота волны hB = 8 м, а период ее т = 10 с. Тогда максимальное ускорение  . Максимальное усилие в буксирном тросе Xmax=m*ω = I ,6т.Значит, максимальное усилие, возникающее в буксирном канате при заданных значениях, численно равно массе судна, умноженной на 1,6. Отсюда следует, что если буксирующее и буксируемое суда имеют большие размеры, то сила Xдействия волны настолько велика, что орбитальное движение не может быть остановлено. Например, усилия в буксирном тросе во время буксировки судов массой 6000 т при заданных выше значениях высоты волны и ее периода достигали бы 9600 кН. Для такого усилия невозможно подобрать трос и создать для него крепление. Таким образом при морской буксировке необходимо устраивать буксирную линию так, чтобы расстояние между судами могло изменяться на значение, равное высоте волны: 2а = hВ. При этом в буксирных канатах не должно возникать напряжений, превышающих их прочность. Типы буксирных линий. В морской практике существуют два вида буксирных линий: Однородная  КомбинированнаяБуксирную линию следует рассматривать с точки зрения обеспечения безопасности движения судов при волнении, при этом выделяют:  – расстояние между судами;  – длина буксирной линии;  – стрелка провеса буксирной линии. Максимальной скоростью при буксировке будет та, при которой сопротивления буксирующего и буксируемого судов в сумме составляют силу, равную упору винта буксировщика:Рш = R0 = R1 + R2 При этом скорость буксировщика будет определяться тягой на гаке буксировщика: Тг = Рш – R1v Расчет буксировки производится в следующем порядке: Определяется максимальный упор винта буксировщика или сопротивление воды движению буксирующего судна при максимальной скорости, которое равно упору винта при швартовом режиме. Определяется сопротивления буксирующего и буксируемого судов (сопротивление буксирного троса прибавляется к сопротивлению буксируемого судна) на различных скоростях буксировщика. Составляется таблица и чертится графики R1(Vб), R2(Vб), R0(Vб), зависимости сопротивлений от скорости буксировки, по которым определяется максимальная скорость буксировки и тяга на гаке. Значение силы тяги на гаке Тг позволяет определить, каковы должны быть толщина буксирного троса и длина рабочей части буксирной линии. Общая информация по снятию судна с мели Посадка судна на мель происходит обычно в результате ошибки или небрежности судоводителя (ошибка в счислении пути судна, при постановке на якорь, при маневрировании у берега без учета ветра, течения и т.д.), действия непреодолимой силы (ураган, шторм, быстрое течение, подвижка льда и т.д.), а также несоответствия данных карты действительному положению. При ударах о грунт, топляк и посадке на мель прежде всего должен быть застопорены главные двигатели, немедленно объявлена общесудовая тревога, выяснены окружающая обстановка и положение корпуса на мели. Аварийные партии и группы должны тщательно 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 быть приняты меры по обеспечению непотопляемости судна (заделка повреждений корпуса, осушение затопленных отсеков и т.п.). В результате заделки повреждения корпуса и осушения отсеков уменьшается давление судна на грунт и требуется меньшее усилие 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, лёд). 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 прилива, дифферентовки, накренения, завозкой якорей и т.п.) При посадке судна на мель в штормовых условиях, ухудшении гидрометеорологических условий или невозможности 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 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 позволяет определить держащие усилие заводных якорей и коэффициент трения днища судна о грунт. Снятие судна с мели с помощью одновременного использования работы главных двигателей и лебедки 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:  ,где, FГ – тяговое усилие гиней, FЛ – тяговое усилие в ходовом конце лопаря (кН), m – число лопарей, выходящих из подвижного блока, n – число шкивов в обоих блоках. Если своими силами и средствами снять судно с мели не удается, то могут быть использованы привлеченные транспортные, промысловые или буксирно-спасательные суда, прибывшие для оказания помощи, при этом стягивающее усилие будет равно сумме упоров двигателей судов-спасателей. Условия безопасной якорной стоянки В этой части курсовой работы рассматриваются вопросы обеспечения безопасной якорной стоянки судна. Выбор места постановки 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: RЯ =X+a+L где RЯ - радиус якорной стоянки; X – горизонтальное расстояние от точки начала подъёма якорной цепи от грунта до якорного клюза. м ; a – длина якорной цепи лежащей на грунте, м; L – наибольшая длина судна, м. Площадь круга, описанного радиусом RЯ, называется местом якорной стоянки, с целью обеспечения безопасности судна на случай ухудшения погоды в радиус якорной стоянки следует включать запас акватории δRЯ необходимый для обеспечения маневрирования. Кроме этого необходимо помнить , что глубина моря в месте якорной стоянки должна быть не меньше: HМ ≥ 0,7 dMAX +hВ hВ – максимальная высота волны, наблюдаемая в данном районе в данном сезоне. Надежность стоянки на якоре может быть обеспечена в том случае, если держащая сила якорного устройства FЯ будет больше или равна сумме внешних сил ∑FI . действующих на судно, стоящее на якоре, т.е. FЯ ≥ ∑FI Обоснование обеспечения надежности якорной стоянки Комплекс сил, действующих на судно, стоящее на якоре, приведен на Рис. 1  -Рис. 1. Расположение сил, действующих на судно, стоящее на якоре. Держащая сила якорного устройства FЯ представляет собой сумму держащей силы якоря и держащей силы участка цепи «а», лежащей на грунте и рассчитывается по формуле (3.2.1). где FЯ – держащая сила якорного устройства, Н; k – коэффициент держащей силы якоря, зависящий от конструкции и массы якоря и от характера грунта, задаётся в таб.2; а – длина участка якорной цепи лежащей на грунте, м; qЦ = 0.018d2Ц – линейная плотность якорной цепи в воде, кг/м; dЦ – калибр якорной цепи, мм; G – масса якоря, кг; ζ1 – коэффициент трения покоя якорной цепи для различных грунтов, задается в таб.2 Длина якорной цепи, провисающей над грунтом, в зависимости от возвышения якорного клюза над грунтом НК, определяется по формуле (3.2.2). где  - длина якорной цепи, провисающей над грунтом, м; НК – возвышение якорного клюза над грунтом, м.Влияние внешних условий определяется суммой внешних сил ∑FI,н. ∑FI = FВ+FТ+FИН+FВОЛН, где FВ – сила воздействия ветра, Н; FТ – сила воздействия течения, Н; FИН – сила инерции судна при рыскании, Н; FВОЛН – сила воздействия волнения, Н. Сила воздействия ветра FВ (Н) на надводную часть корпуса судна зависит от скорости ветра и площади обдуваемой поверхности и с достаточной, для практических расчетов, точностью может быть рассчитана по формуле (1.3.5). Исходные данные для расчетов выбираются из таб.2. для буксируемого судна. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Вариант № 89 Буксирующее судно – ПБ В-64/3 Буксируемое судно – ПБ 582 |