Влияние штормовых условий на мореходные качества судна
Потеря скорости судна. Скорость судна на волнении всегда меньше, чем в тихую погоду, вследствие:
увеличения сопротивления движению £удна как из-за непосредст- веного воздействия на корпус ветра и волн, так и их вторичного влияния через различные виды качки и рыскание судна на курсе; снижения эффективности действия гребного винта; ограничения используемой мощности двигателя вследствие разгона гребного винта;
намеренного снижения скорости при возникновении ударов корпуса о волны (слеминг, удары волн в развал носа), заливания палубы и надстроек, чрезмерных ускорений при качке и др.
Основная часть естественной потери скорости судна обусловлена средним дополнительным сопротивлением, которое вызвано ветром и волнами.
Рекомендации по выбору безопасной скорости, курса или посадки судна исходя из непосредственной оценки ходовых качеств, чрезмерных перемещений или ускорений при качке, частоты слеминга или заливания палубы предлагались отечественными и зарубежными учеными. Первые общие диаграммы, основанные па совместном учете опасных последствий шторма, предложены В. Б. Липисом и Д. В. Кондри- ковым в 1972 г.
Штормовые диаграммы В. Б. Липиса и Д. В. Кондрикова предназначены для оперативного определения безопасного режима движе> ния судна в условиях ветра и волн. Режим движения судна характеризуется его скоростью, курсовым углом волны, частотой вращения двигателя или шагом винта (для судов с ВРШ), осадками носом и кормой. Диаграммы составлены с учетом: силы и направления ветра; интенсивности и направления нерегулярного морского ветрового^ волнения;
килевой, вертикальной и бортовой качки судна, сдвига фаз между? ними и профилем набегающих волн;
дополнительного сопротивления движению судна вследствие мор с кого волнения и ветра;
ограничения мощности главного двигателя по защитным параметрам;
слеминга, опасность которого оценивается по условиям прочности, днищевых перекрытий корпуса;
снижения эффективности работы гребного винта; разгона гребного винта' и движителя при подсосе винтом воздуха и оголении лопастей в процессе качки; заливания палубы судиа; ускорений в процессе качки.
Цель такой информации — облегчить капитану принятие обоснованных решений по обеспечению безопасности судна при плавании ш штормовую погоду. Предлагаемая информация служит вспомогательным средством, не связывающим инициативу капитана и не освобождающим его от ответственности за принимаемые решения.
На штормовых диаграммах нанесены кривые допускаемых значе-* ний средней скорости судна, частоты вращения винта или шага ВРШ и используемой мощности главного двигателя при различных осадка носом и кормой для различных курсовых углов волн в зависимости о их высоты. Диаграммы строятся применительно к конкретному судну; или судам одной серии. Удобно пользоваться информацией в виде двух, серий однотипных диаграмм, предназначенных для плавания при боль ших и малых осадках. Для примера на рис. 11.1 приведена штормовав диаграмма для судов типа «Выборг» при малых осадках для курсовог* угла волны <7=0°.
Форма диаграмм может быть различной в зависимости от того, какими средствами располагает судоводитель для управления скоростью судна. Используются диаграммы двух основных видов: для судов t одновальной пропульсивной установкой и обычным гребным вин- юм фиксированного шага, когда управление скоростью осуществляв егся с помощью изменения частоты вращения винта, и для судов с од- повальной пропульсивной установкой и ВРШ, т. е. управлением скоростью с помощью изменения шага винта. В специальных случаях могут быть учтены и другие особенности судов (многовальные про- пульснвные установки, управление скоростью судна путем одновременного изменения частоты вращения и шага ВРШ и др.).
Линии, отмеченные на диаграмме (см. рис. 11.1) цифрами и буквами в кружках, означают:
/ — линии постоянных значений средней скорости судна на волнении;
.4 — максимально допустимые скорости судна и частота вращения винта по условиям длительной работы двигателя без перегрузки;
л
об/мин
120
110
100
00
ЬО
Рис. 11.1. Штормовые диаграммы В. Б. Липиса и Д. В. Кондрикова для судов типа «Выборг» при малых осадках
Ь
7
д
?
10
11
Г0.С
 
В
максимально допустимая скорость и соответствующая частота вращения по условиям слеминга для различных значений осадки судна носом (кривые нанесены на диаграмме для теплохода «Выборг» при малых осадках);
С - максимально допустимые скорости и частота вращения по условиям разгона винта для постоянных значений осадки судна кормой (на рисунке линии С штриховые);
D — максимально допустимая скорость и соответствующая частота вращения по условиям заливания палубы для различных значений осадки судна носом;
Е—максимально допустимая скорость и соответствующая частота вращения по условиям отсутствия чрезмерных ускорений.
Каждой точке диаграммы соответствуют определенное сочетание высоты видимых волн, числа оборотов винта, скорости судна, осадок носом и кормой.
Например. Точке М на рис. 11.1 отвечают значительная высота волны h =4,5 м (верхний предел волнения силой 6 баллов, Лз%*“6 м), частота вращения п = »114 об/мин (по вертикальной шкале), скорость судна V*=12,4 уз (по линиям 1), осадка носом dH — 3,8 м) (по линиям Б), осадка кормой 7,0 м (по линиям С) Осадка носом указана от 2,0 м и посадке кормой—от 5,0 м. Веем точкам диаграмм, расположенным левее ограничительных линий, соответствуют допускаемые осадки носом du^ 2,0 м и кормой rfHe5,0 м Меньшие осадки при волнении более 5 баллов не допускаются
Для приближенной оценки падения скорости на волнении может быть применена формула Г. Аертсена
&v т
100—— -——+«, (11.1) vo LP
где Av — падение скорости, м/с;
Vo — скорость на тихой воде, соответствующая проектной мощности, м/с; т и л —эмпирические коэффициенты (табл. 11.1);
Lp — длина судна между перпендикулярами, м
Формула (11.1) получена на основании анализа натурных наблюдений, проведенных на грузовых судах.
Пример. Длина судна £/>=*165 м, Ко** 16 уз (8,1 м/с). Определить потерю скорости на волнении при волне7,4 м (8 баллов по шкале Бофорта), волнение встречное.
Решение.
/ т \I 3600 , \ ,
(
Г+п) * (
1бГ+18) •'
100
100 —3,2 м/с (6,2 уз).
Таблица 11.1. Значения коэффициентов т и п на волнении
Число баллов по Бофорту
|
Высота волны *1/3* м
|
Волнение
|
встречное
|
в скулу
|
в борт
|
попутное
|
т
|
п
|
т
|
п
|
ж !
|
1 *
|
т
|
п
|
5
|
3,0
|
800
|
2
|
700
|
2
|
350
|
1
|
100
|
0
|
6
|
4,2
|
1300
|
6
|
1000
|
5
|
500
|
1
|
200
|
1
|
7
|
5,8
|
2100
|
11
|
1400
|
8
|
700
|
5
|
400
|
2
|
8
|
7,4
|
3600
|
18
|
2300
|
12
|
1000
|
7
|
700
|
3
| |
Скачать 3.93 Mb.