управление судном книга. На якоре 203 Штормовые диаграммы 184186 Штормовые условия в дрейфе

• Название: На якоре 203 Штормовые диаграммы 184186 Штормовые условия в дрейфе
• Анкор: управление судном книга.doc
• Дата: 19.12.2017
• Размер: 3.93 Mb.
• Имя файла: управление судном книга.doc
• Тип: Документы; #12203
• страница: 12 из 66

( 25 4 \

4,854 + 0,492 =5008 м* — по формуле (5.19);

Г 25,4

2. 
   4 = 5880 4-0,654-5008 1/ —— = 11 337 кг/м— по формуле (5.18);
   

3) A/A=-Jj|p-=2,02*2,0.

В. Определение Р ШМ X '•

1. 
   кр^у'0,669.4 (0,225 sin* 1,01b-j 0,098 sin 1,016)
   

=-0,341 —по формуле (5.21);

2. 
   Р_Ш|)—0,341-1020 — * 082 986W—по формуле (5.20);
   

25 4*9 15*0 98

3. 
   Су_у = 0,5084-0,106—-—=«0,362— по формуле (5.22);
   

*) ^max — I 082 986* 1,362 — I 475027// — по формуле (5.23).

В. Определение времени и пути торможения для маневра СХП— Г1ХЗ.

Расчет ИТХ с указанием способа получения всех величин приведен в табл. 5.2.

Л Построение линейного графика торможения.

По рассчитанным для всех скоростей значениям времени и пути (см. табл. 5.2) строятся обычные графики v(t) и s{t) в прямоугольных координатах, а по ним таким же способом, как было показано в п. 5.2 (см. рис. 5.4), строится линейный график торможения для заданного маневра.


Таблица 5.2. Элементы торможения контейнеровоза для маневра СХП—ПХЗ

Периоды	Величины, размерность	Способ получения	Маневр СХП ПХЗ
1	IV уз с S, Кб	По условию По формуле s] -:V0t (с учетом размерности)	13.5 5 0.2
	С- у*	По условию	13,5
	V'np. уз	Выбрана произвольно между	11,5
		и Урев
	VBP/Kj'	Из УД по Упр/ V'l1 и Д/А (а -0)	0,852
11	^пр» С		56
	Sop, Кб	То же	2,0
	VX1.		0,696
	f". С	Из УД по Vpen/Vj1 и Д/А (а=0)	141
	s", Кб	То же	4,5
	уз	1/111 1/ ун УР«*	9,4
	о, уз	По формуле (5.24)	5,56
1U	Упр. уз	0,5 У*11	4,7
	с	Из УД по о, ИПр/У'1,=0,5 и А/к	85
	Ч»« кб	То же	!,9
	с	Из УД по о, К/К*1 *=0 и A/ft	133
	МП1 Кб *0.0* ко	То же	2,2
Полный	7\ с S, кб	По формуле (3.16) То же	279 6.9

Примечание. При расчете II и 111 периодом юрмижения время и путь определены, поми­мо конечных, дли промежуточных скоростей Vnp с целью облегчения построения графика.




Достоинством расчетного метода является возможность опреде­ления ИТХ с удовлетворительной в большинстве случаев точностью ^ез выполнения громоздких натурных экспериментов.

К недостаткам метода относится отсутствие контроля, в связи с чем для отдельных судов с нестандартными инерционно-тормозными свойствами расчетные значения ИТХ могут иметь погрешности, пре­вышающие средние статистические оценки (6,4—6,9%), а также и то, что этот метод, разработанный применительно к одновинтовым судам, не может в настоящем виде обеспечить надежных результатов для судов многовинтовых.

5. 
   Экспериментально-расчетное определение элементов торможения
   

Целесообразное сочетание экспериментального и расчетного мето­дов определения ИТХ позволяет в значительной мере сохранить при­сущие этим методам достоинства и одновременно исключить их не­достатки.

В разработке экспериментально-расчетных методов принимал уча­стие ряд авторов, предложивших свои независимые варианты расчета ИТХ с привязкой к натурным экспериментам.

А. И. Цурбан предложил расчетно-экспериментальный метод оп­ределения элементов пассивного торможения с использованием рас­считанных им таблиц.

С. С. Кургузов предложил аппроксимировать силу суммарного сопротивления корпуса судна параболой в степени 1,5, а также на ос­нове моделирования комплекса «корпус — винтдвигатель» построил графики для получения тормозных путей. Им же (в соавторстве с М. М. Лесковым) в качестве меры инерционности предложено исполь- ювать временную характеристику tv (время снижения скорости вдвое при остановке двигателя в зависимости от начальной скорости V_H) для определения текущей скорости V по формуле:

У= — . (5.25)

I

четным путем (см. п. 5.4) определяются ИТХ, точность которых по сравнению с чисто расчетным определением существенно повышается за счет привязки к результатам экспериментов.

Выполнение двух натуральных экспериментов. Первый эксперимент (пассивное торможение) выполняется с установившейся скорости пол­ного или полного маневренного переднего хода по команде «Стоп ма­шина». После выполнения команды (тахометр показывает снижение оборотов) замечают по лагу и записывают начальную скорость пас­сивного торможения V^йп и одновременно пускают седундомер. Судно удерживается на постоянном курсе с помощью руля.

В процессе пассивного торможения на судах с двигателями внут­реннего сгорания следует наблюдать за снижением частоты враще­ния винта при закрытом топливе, а когда частота вращения станет равной значению, при котором допускается по инструкции реверс дви­гателя, нужно заметить и записать значение скорости судна, которую в дальнейшем следует считать максимальной скоростью, допускаю­щей реверсирование У_рев.

После снижения скорости до какого-то произвольно выбранного значения V (снижение должно быть значительным, например вдвое) снова замечают скорость и останавливают секундомер, записывая значения V и /^п.

Второй эксперимент (активное торможение) выполняется с уста­новившейся скорости полного маневренного или среднего переднего хода. По машинному телеграфу отдается команда «Полный назад». В момент реверсирования двигателя (стрелка тахометра проходит через нуль) пускают секундомер и одновременно записывают началь­ную скорость активного торможения V_н • Руль ставят в положение «Прямо», затем замечают и записывают частоту вращения, устойчиво развиваемую винтом при работе на задний ход.

В момент остановки судна относительно воды останавливают се­кундомер и записывают его отсчет

Экспериментальная часть работы на этом заканчивается, и судно может следовать по назначению.

Таким образом, описанные натурные наблюдения fie требуют тра- екторпых измерений, что существенно упрощает экспериментальную часть работы.

Обработка экспериментов. Полученные из первого эксперимента значения Vⁿ_H, V и t¹¹ позволяют на основании формулы для времени пассивного торможения (3.35), разрешенной относительно k_y рассчи­тать экспериментальное значение коэффициента

/ Ун _ Л Vnt \ У Г

Вместо приведенной формулы можно из нижней части УД по про­изведению Vⁿ_Hfⁿ и отношению V/Vj_t¹¹ при а=0 определить экспери­ментальное значение параметра (Д/&)э, после чего определить Л»:

' - <⁵²⁶) (Д/*)э)

где А — водоизмещение судна во время эксперимента, т.

Измеренные при втором эксперименте значения V ^ и t с ис­пользованием V/V1¹¹ =0 и полученного из первого эксперимента /г_э позволяют по одной из формул (3.32—3.34) методом последовательных

приближений найти экспериментальное значение коэффициента ак­тивности торможения а_э, по которому затем на основании формулы (5.24) рассчитать экспериментальное значение максимальной силы упора винта,





(5.27)

где У”¹ — начальная скорость третьего (активного) периода, уз.

Для выбора нужной формулы из (3.32) — (3.34), поскольку значение а_э еще неизвестно, следует сначала выполнить расчет времени тормо­жения по формуле (3.33), полагая а_э=1. Затем, сравнив расчетное время *рУ_сч с полученным из эксперимента /*^п, выбрать нужную

формулу по условию: если то а_э> 1, следовательно, нуж­

но использовать формулу (3.34), а если <t *^п, то а_э< 1— сле­

дует применить формулу (3.32).

Можно также вместо расчетов по формулам воспользоваться уни­версальной диаграммой. Для этого нужно рассчитать вспомогательное произведение а затем, используя значение У/У^ш=0 и

А/Л_э, полученное из первого эксперимента, по нижней части диаграм­мы определить искомое значение а_э, после чего по формуле (5.27) найти Р^эщ«х. Значения k₉ и Р^э_тах, полученные по результатам экспери­ментов, должны быть пересчитаны на другие заданные осадки судна, для которых нужно рассчитать ИТХ, а Р^э_тах — еще и на номинальную частоту вращения при работе полным назад (если частота во время эксперимента отличалась от номинала).


ко
Пересчет к_ъ и Р⁹_тах с помощью переходных коэффициентов. Пере­ходные коэффициенты у* ^и Yv выражают отношения между экспери­ментальными и расчетными значениями коэффициента сопротивления и максимальной силы упора винта соответственно. Они определяются по формулам:

(5.28)

(5.29)

в которых k и Ртах должны быть определены соответственно по фор­мулам (5.18) и (5.20) — (5.23) для тех же значений осадки и частоты вращения винта, при которых были выполнены два натурных экспе­римента.

Полученные переходные коэффициенты позволяют определить экс- периментально-расчетные значения коэффициента сопротивления £_э.р и силы упора при торможении для любых заданных значений

осадки и частоты вращения винта по формулам:

(5.30)

(5.31)

в которых k и Ртах — расчетные значения, полученные по формулам

18. 
    и (5.20—5.23) для любых заданных значений осадки судна и частоты вращения винта при торможении.
    

Определение экспериментально-расчетным методом коэффициента сопротивления и силы упора для заданных условий показано на при­мере с использованием универсальной диаграммы (УД).

Пример. На теплоходе «Большевик М. Томас», имеющем осадку 4ср^ж9,15 м, водоизмещение Л22 850 т. выполнены два эксперимента — пассивное и активное тор­можение, из которых получено:

первый эксперимент: V'J,¹ ** 16,0 уз; У*7,0 уЗ; /^и=400 с; второй эксперимент: vj¹¹ =9,4 уз; /q q «129 с; Лз.х—93 об/мин.

Требуется определить экспериментально-расчетные значения Л_{э р} и для

судна в полном грузу: d_cр—9,8 м; Д«25000 т; л₃.х=90 об/мин (характеристики кор­пуса и гребного винта даны в п. 5.2).

Решение.

Обработка натурных экспериментов.

1. Первый эксперимент:

1) V/yJ¹ = =0,438; V^¹ / '¹ = 16,0-400 = 6400 уэс, а=0;

А 22 850

2) из УД (A/fc)_s«2,3, откуда к_э — —— = -——=== 9935 кг/м;

(Л/й)_э 2,3

3) Й =Д^2/3 ^4,854 -I- 0,492-у) = 22 850*/³ ^4,854 + 0,492-2^-j = 5008 м*;

4) *---5 880 + 0,654U —■ =5880 + 0,654 =11 337 кг/м;

*„ 9 935

⁵>v*=-f=

2. 
   Второй эксперимент:
   

I) -9.4.129» 1213; У/У"¹ =-«, <Д/Лг)_а— 1.3;

2) из УД— а. я» 7,5, откуда /*,*=--«» к._л (0.514^^м )* - 7.5-9935 (0,514.9.4)» = 1 742 454 Н;

3) к,, —У0г( 0,225sin* — 0,098 sin ^

\ ^11 ‘ /

--- уО,бб9-4 (0.225 sin* 1,0164-0,098 sin 1,016)^0,341;

4) Pm*” *Р Р (-jjj-y D* = 0,341 • 1020 6,0« = 1 082 986 H:

5 | 95 4.9 15-0 98

Ъ) C_yy -0,508 I-0,106-j— «=.-0,5084 0,106—^'^оГ/4 ’

6. 
   /"max * Cyy Р_шн = 1,362-1 082 986 ^ 1 475 027 H;
   

/»„ 1742453

^7)V,’^'^7 1475027 " ' '

Определение экспериментально-расчетных значений коэффициента сопротивле­ния и силы упора для судна в полном грузу.

1) И-= 25000²14,854 0,492 ) =5240 м*;

/ 25,4

2. 
   к 5880 _; 0,<»54*5 240 |/ -11 397 кг/м;
   
3. 
   —Yk Л —0,876* 11 397 -9 984 кг/м;
   

25 0(Х)

2. 
   (Д/^.р-^-2.5;
   

5). /ши -0,341 • 1020(У 6,О⁴ - 1 014 243Н;

25,4*9,8*0,98

У¥ =0,508 ; 0,100 -—^!— - 1,423;

' ^у> 1 я-6,02/4

6. 
   Р_так -» 1,423-1 014 243-- 1 443 268 Н;
   

#> ^max^Yp^ir»ax-=iJ8l*l 443 268-1 704 500 Н.

Полученные экспериментально-расчетные значения коэффициента юпротивления и силы упора винта позволяют определить время и путь торможения при заданной осадке и частоте вращения для любой начальной скорости судна по такой же схеме, какая применялась для Расчетного метода в предыдущем примере (см. п. 5.4).

Точность экспериментально-расчетного метода. Точность определе­ния тормозных путей экспериментально-расчетным методом в сред­нем на 1—2% выше, чем расчетным, благодаря привязке к экспери­ментальным данным с помощью переходных коэффициентов. Стан­дартная относительная погрешность экспериментально-расчетного оп­ределения полных тормозных путей по статистическим оценкам состав­ляет около 5—6 %. Таким образом, выигрыш в точности не очень ве­лик, тем не менее применение экспериментально-расчетного метода существенно повышает надежность результатов, особенно для судов, обладающих необычными тормозными свойствами. В этих случаях вы­игрыш в точности гораздо выше.

Особо следует подчеркнуть, что экспериментально-расчетный ме- к)д применим для всех судов, включая многовинтовые, в то время как расчетный метод можно использовать только для определения ИТХ одновинтовых судов.

Контрольные вопросы. 1. Каковы требования ИМО к форме и содержанию судо­вой информации о маневренных характеристиках? 2. Каковы достоинства и недостат­ки различных способов определения маневренных элементов из натурных наблюдений? :t. Каковы принципы и порядок определения элементов поворотливости расчетно-экспе­риментальным методом? 4. Каковы обоснования определения коэффициента сопро­тивления расчетно-экспериментальным методом? 5. Каковы обоснования определения максимальной силы упора винта при торможении расчетно-экспериментальным мето­лом? в. Что представляют собой переходные коэффициенты и какова их роль в рас­четно-экспериментальных методах определения маневренных характеристик судов?