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: 45 из 66

2 Я,

V.

(13.4)

In -

Уш ’

A_xA_t — 5 j —■

AxB — Sx—Ss.

Если известна а>_Ср — скорость вращательного движения, вызван­ного работой винта на задний ход, то дополнительно можно опреде­лить и наиболее желательный угол подхода к причалу <р, используя вышеприведенные формулы.

В отдельных случаях условиями маневрирования задается поло­жение точки А|.

В этих условиях безопасность выполнения маневра определяется выбором режима работы двигателя на задний ход. Расчет маневра _г ведется по следующей схеме:

Я*

У>

In-

(13.5)

Щ\У\*1

S_t^AB— 5,;

-1

ехр
25,/?,

VI

Частота вращения двигателя, обеспечивающая необходимый упор, определяется по выражению

(13.6)

где fci(j.x) — коэффициент упора винта на заднем ходу при швартовном режиме; р — плотность воды, кг/м^а;

D_a — диаметр винта, м.

В отдельных случаях бывает, что <р₀ — угол разворота судна в про­цессе работы двигателя на задний ход для погашения инерции движе­ния вперед не соответствует углу <р подхода к причалу.

Если окажется, что сро>ф, то возникает опасность навала на причал кормы. В этом случае скорость движения кормы в сторону причала может быть уменьшена (или полностью погашена) подачей и закреплением на кнехтах носового продольного, а еще лучше носо­вого прижимного.

Если же Фо<Ф. то корма остановится, не дойдя до причала. В та­ком случае для завершения маневра следует подать носовой шпринг и, положив руль в сторону от причала, осторожно подработать маши­ной на передний ход (рис. 13.4). Следует иметь в виду, что для наи­более эффективной работы шпринг в этом случае должен подаваться с клюза, расположенного в корму от точки контакта судна с при­чалом.

При швартовке судна к причалу правым бортом (рис. 13.5) нос судна в момент погашения инерции движения вперед работой двига­теля на задний ход будет стремиться идти к причалу. Следователь­но, для предотвращения навала на причал необходимо, чтобы двига­тель на задний ход работал как можно меньше и судно не приобрело
Рис 13.5. Швартовка судна правым бортом




Рис. 13 4. Поджатне кормы к причалу с помощью носового шпринга:

А - точка контакта судна с причалом: Р ■■■■ упор винта; цр — сила ни «»ул1-; ушп — натя­жение шпринга
значительной инерции вращательного движения. Для этого скорость судна должна быть как можно меньше, а угол сближения с причалом должен быть небольшим (около 10°).

Схема маневрирования будет иметь следующий вид. Судно выхо­дит в исходную точку А| с таким расчетом, чтобы сближение с прича­лом происходило под углом ф'^Ю⁰, и стопорит машину (положе­ние I). Отстояние этой точки от места швартовки A'jB должно быть несколько большим, чем At В в первом случае. Когда судно будет поч­ти на траверзе причала, дается на короткое время задний ход (поло­жение II). Если же в этот момент скорость движения вперед будет еще значительна, то перед подачей заднего хода руль перекладыва­ется от причала, чтобы нос судна к моменту начала работы двигателя на задний ход получил инерцию движения от причала. В этом случае вращательный момент от руля частично скомпенсирует момент, созда­ваемый боковой силой винта, и навал судна на причал будет значи­тельно ослаблен.

Если сближение с причалом под небольшим углом осуществить по условиям порта невозможно, то швартовку необходимо выполнять с помощью буксиров или отдачей левого якоря, который используется с одной стороны для погашения инерции движения вперед, с дру­гой — для облегчения разворота судна у причала.

3. 
   Швартовка судна при наличии ветра
   

В результате того, что маневрирование судна вблизи причала осу­ществляется на малых скоростях, относительное воздействие ветра на судно увеличивается. В зависимости от силы ветра и направления он может как облегчать выполнение маневра, так и затруднять его, а в ряде случаев делать невозможной швартовку судна без помощи буксиров.

Под влиянием ветра судно приобретает дрейф, скорость которого будет зависеть от силы ветра и соотношения боковой "площади парус­ности судна и площади погруженной части диаметральной плоскости.

Поэтому ветер, как правило, всегда усложняет маневрирование судов в балласте, имеющих большую парусность. В то же время сла­бый прижимной ветер облегчает швартовку судна с нормальной за­грузкой и небольшой парусностью. Такому судну достаточно выйти на траверз причала, погасив инерцию поступательного движения вперед, и ветер подожмет его к причалу.

При этом необходимо иметь в виду, что у судна, не имеющего хода, направление дрейфа будет зависеть от взаиморасположения ЦП и ЦБС.
Так, при смещении центра парусности к носу ветровой момент бу­дет стремиться развернуть нос судна в сторону причала. Такие суда должны маневрировать с таким расчетом, чтобы судно при подходе к траверзу причала полностью погасило инерцию движения вперед и располагалось параллельно причалу.

При смещении ЦП к корме целесобразнее во избежание набра­сывания последней на причал подходить под некоторым углом к при­чалу с таким расчетом, чтобы корма в своем движении к причалу не опередила нос.

Во всех остальных случаях швартовку судна к причалу при при­жимном ветре следует производить с отдачей наветренного якоря (рис. 13.6, положение 1), который позволит удержать судно от чрез­мерного дрейфа и использовать работу винта для сохранения управ­ляемости, не допуская разгона судна.

Используя якорную цепь отданного якоря в качестве шпринга и переложив руль в сторону причала, судно работает машиной вперед и движется к причалу, удерживая все время якорную цепь туго на­тянутой (положение И).

За счет работы винта на руле даже при небольшой скорости по­ступательного движения создается сила, удерживающая корму судна на ветре.

В то же время туго натянутая и постепенно потравливаемая якор­ная цепь позволяет осуществить сближение с причалом с безопасной скоростью (положение III).

После осуществления контакта с причалом (положение IV) сразу же должен быть подан на берег носовой прижимной. Когда этот швартов будет обтянут и взят на кнехты, двигатель останавливают

и, потравливая прижимной, регулируют с его помощью скорость дви­жения кормы к причалу. При этом трос, используемый в качестве при­жимного, должен будет выдерживать нагрузку F_np= • Следо­вательно, для этих целей должен быть использован трос с разрывной прочностью

Яраа —ЯрабЛ — ^пр**,

где хь — расстояния от точки контакта судна с причалом до прижимного и ЦП судна, м;

У* — поперечная составляющая силы ветра.

Вполне очевидно, что это осуществимо только при определенном соотношении действующих на судно сил, которые будут зависеть как от режима работы двигателя и угла перекладки руля, так и от силы ветра и направления движения.

Как видно из рис. 13.7, под влиянием работающего на передний ход винта и натянутой якорной цепи судно будет стремиться повер­нуться кормой в сторону причала. В этом же направлении будет дей­ствовать и ветровой момент.

Предотвратить движение кормы в сторону причала можно только в случае, если момент, создаваемый силой, возникающей на руле за счет работы двигателя, будет больше суммы двух вышеуказанных.

Условие возможности выполнения маневра определяется нера­венством ч

Afp^A1a + М_в; Ур (/i -\-Р_шлЬ, (13.7)

где Мр, М_л, М₉ — соответственно моменты силы на руле, ветра и упора винта отно­сительно точки к — места расположения якорного клюза;

/_ь /₂ _ отстояние якорного клюза и руля от центра тяжести судна, м;

/', _ отстояние центра парусности от якорного клюза, м.

Рис. 13.6. Швартовка судна при на­личии прижимного ветра

Рис. 13.7. Схема сил, действующих на судно при прижимном ветре:

А'я, V.i — продольная и поперечная составляю­щие силы ветра; Т

натяжение якорной це­пи; Р-^упор винта; Ур — сила на руле

Поскольку в рассматриваемом случае скорость движения судна практически равна нулю, можно считать, что сила на руле полностью определяется водяным потоком, создаваемым винтом, который рабо­тает в швартовном режиме.

При этом условии

где k(a)—коэффициент, зависящий от угла перекладки руля, который при углах в пределах 20—25° может быть принят равным 0,3.

Как известно из теории судна:





(!3.9)





где С*_а» С_у —аэродинамические коэффициенты корпуса; п — частота вращения винта, об/с;

Dm — диаметр винта, м;

b — отстояние якорного клюза от ДП судна, м;

Ь_Ср — средняя ширина руля, м;

Акш1) — коэффициент упора винта на швартовах; р₂, pi — плотность воды и воздуха, соответственно, кг/м³; wв — скорость ветра, м/с.

При решении неравенства 13.7 необходимо иметь виду, что п не может превышать определенного значения. Максимально допустимая частота вращения вала двигателя определяется из условия, чтобы развиваемый при этом упор винта не вызвал подрыва якоря, т. е. должно выполняться равенство РякС08у=РшвЧ-Х_а—Яр, или учиты­вая, что сила Х_р мала по сравнению с Я_шв, Ршв=ЛшС08у—Х_а, откуда







(13.10)

где Ряк — держащая сила якоря, Н;

Y — угол между якорной цепью и ДП судна, град.
Приведенные формулы позволяют заранее определить предельны^ параметры ветра, при которых возможно самостоятельное выполнение маневра для данного состояния судна (его загрузки, дифферента и др.). Методика такого расчета имеет следующую схему.

1. 
   Определяется держащая сила якоря исходя из качества грунта, в месте швартовки
   

Я _яр= ^гр Ряр*

2. 
   Принимая, что максимальный упор, который может создавать винт, не может превышать 0,75—0,85Я*к, рассчитывается возникаю­щая в этом случае сила на руле
   

0,ЗР_шв6_ср. (0,75 -г о,85) Р_ян Ь_ср ^Р D_B D_B

(13.11)

3. 
   Определяется величина аэродинамического момента, который может быть скомпенсирован работой руля и винта
   

М_л=*0,8Р_ян [ ^36cp^ⁱ + lt) -б|. (13.12)

4. 
   
   »-i/—^ У .^сп-ч-
   Полагая, что наиболее неблагоприятные условия создадутся в случае неожиданного увиливания судна до галфинда, определяем пре­дельную скорость ветра
   

^к'в (прел) 1 / (13.13)

5_P/J

При отжимиом ветре опасность навала судна на причал снижа­ется, но зато затрудняется подвод судна к причалу и резко сокраща­ется промежуток времени, в течение которого должны быть поданы швартовы на берег, чтобы нос судна не был отброшен ветром от при­чала. Первыми, как правило, подаются швартовы на ветер, т. е. носо­вые продольные или носовые продольный и прижимной.

После закрепления у причала носа, как и при швартовке без вет­ра, работой двигателя на передний ход при переложенном от при­чала руле на носовом шпринге поджимается к причалу корма. Однако в этом случае момент от силы на руле должен быть значительно боль­ше, чтобы можно было преодолеть давление ветра:

М_р>М_А\-М_в±М_Шп\ (13.14)

У р/ Yъ1\ г РЬ±У шиД»

где У_Р — сила на руле, кН;

/ — расстояние от точки контакта судна с причалом до руля (/**£), м;

/i — расстояние от точки контакта до ЦП; b — отстояние точки контакта судна с причалом от ДП судна, м;

Уши — поперечная составляющая натяжения шпринга;

о—отстояние точки контакта от клюза, через который подан шпринг (см. рис. 13.4).

Как видно из формулы, чтобы шпринг наиболее эффективно спо­собствовал поджатию кормы к причалу, необходимо подавать его как можно дальше от точки контакта судна с причалом.

Если и при этом корма плохо поджимается к причалу, рекомен­дуется завести кормовой прижимной швартов и начать обтягивать его шпилем.

Следует отметить, что при слабом отжимном ветре сам подход судна к причалу осуществляется в принципе как и при отсутствии ветра. При свежем отжимном ветре, направленном под небольшим уг­

лом к линии причала, сближение с причалом лучше осуществлять, следуя против ветра, что поможет быстро погасить инерцию поступа­тельного движения вперед.

Если такая схема маневрирования невозможна, то швартовку луч­ше делать с отдачей подветренного якоря, который позволит за счет подрабатывания машиной удерживать нос у причала на время пода­чи швартовов и таким образом сделает швартовку более спокойной.

3. 
   Швартовка судна на течении
   

Как известно, величина силы на руле зависит от относительной скорости водяного потока. В связи с этим управляемость судна, сле­дующего с постоянной скоростью относительно грунта, будет в значи­тельной степени определяться как скоростью, так и направлением те­чения. У судна, следующего со скоростью V относительно грунта про­тив течения, скорость которого v_Tt руль будет обтекаться потоком со скоростью и=У+1/_т. При следовании же судна по течению v=V—v_Tt т. е. управляемость судна в первом случае будет лучше, чем во вто­ром. Если же то судно, следующее по течению, вообще ока­жется неуправляемым.

Поэтому, если возможен выбор способа маневрирования, швартов­ка судна против течения предпочтительнее, чем по течению. Сближе­ние судна с причалом необходимо планировать с таким расчетом, чтобы судно могло выйти несколько вперед по течению от намечен­ного места швартовки В и полностью погасить к этому времени ско­рость относительно грунта (рис. 13.8), находясь от причала на рас­стоянии примерно 0,5—1,0 ширины судна (положения /, //, III). В этот момент подается и сразу же закрепляется носовой продольный, на ко­тором судно постепенно спускается к месту стоянки (положение IV),

При выполнении маневра следует иметь в виду, что уменьшение скорости реверсом двигателя на задний ход чрезвычайно нежела­тельно, так как это приведет к забрасыванию кормы в ту или другую сторону, в результате чего возникнет реальная угроза навала на при­чал носа или кормы.

Для успешного и безопасного выполнения маневра он должен пла­нироваться таким образом, чтобы падение скорости от V\ вначале ма­невра до в конце происходило под влиянием действия течения.

Если скорость течения мала и не превышает скорости, соответст­вующей минимальному числу оборотов двигателя, то в точке А_{ да­ют «Стоп» и тогда положение точки остановки двигателя А\\





(13.15)




При значительной скорости течения в точке *А| производится уменьшение оборотов двигателя от П\ до л₂, при котором соответству­ющая этому количеству оборотов скорость V₂ будет равна v_T. В этом случае положение точки Aj определяется:







(13.16)


где V—скорость судна (1,05-5-1,10) Vz, м/с;

$V -*> V путь, проходимый судном при падении скорости от V_x до Г₂, м;

Р₂ — упор винта, соответствующий числу оборотов двигателя л? при скорости











Рис. 13.8. Швартовка судна при встречном течении

Если сближение с причалом приходится осуществлять под значив тельным углом, то швартовка должна осуществляться с отдачей яко­ря, который поможет удержать нос судна от навала на причал в мо­мент сближения с последним. Для выполнения маневра судно осуще­ствляет сближение с причалом в точке, находящейся впереди места швартовки на расстоянии, примерно равном длине продольного., шваргова.

На подходе к причалу отдается якорь с противоположного при­чалу борта и как только судно начнет разворачиваться на якоре парал­лельно причалу под воздействием течения, подается носовой продоль­ный. Потравливая якорную цепь втугую, судно на швартове спуска­ется по течению к месту стоянки. После закрепления всех швартовов якорную цепь выбирают и втягивают якорь в клюз.

Швартовка по течению всегда осуществляется с отдачей якоря (рис. 13.9), который позволяет осуществить сближение с причалом при небольшой скорости относительно грунта, сохраняя в то же вре­мя управляемость судна за счет потока, вызванного работой винта.

Для выполнения маневра (см. рис. 13.9, положение I) отдают якорь с противоположного причалу борта и вытравливают якорную цепь на столько смычек, чтобы судно могло двигаться вперед, подра­батывая машиной и волоча якорь по грунту.

Как только позволят обстоятельства (положение II), подают кор­мовой продольный, останавливают двигатель и, потравливая швартов и якорную цепь, спускаются по течению к месту стоянки.

Расчет маневра сводится, во-первых, к определению частоты вра­щения винта, при которой сохранилась бы управляемость судна с наи­меньшей нагрузкой на якорную цепь; во-вторых, к расчету количества смычек вытравливаемой якорной цепи, при котором якорь будет дрей­фовать (волочиться), но в то же время не будет позволять судну раз­вивать большую скорость сближения с причалом. Отдача якоря с та­ким расчетом, чтобы он забрал полностью и не имел дрейфа, недопу­стима в связи с опасностью разрыва якорной цепи из-за значительной скорости подхода к месту отдачи якоря, которая для сохранения уп­равляемости судна в этот момент должна быть больше скорости тече-

& ■ -

Рис. 13.9. Швартовка судна на попутном течении:

и — схема маневрирования; О — силы, действующие на судно

d

[ес
лгг

ния, а также потому, что якорь должен отдаваться на значительном расстоянии от причала для обеспечения свободы маневрирования во время сближения с причалом.

Наиболее простое решение задачи с достаточной для практиче­ских расчетов точностью может быть получено из следующих сооб­ражений.

Для сохранения управляемости винт должен иметь такую частоту вращения л, при которой скорость потока, вызванная его работой, бу­дет больше скорости течения, т. е. и_Вызв>0т.

Величина

(13.17)

является наименьшей скоростью, при которой судно начнет слушать­ся руля, и зависит от маневренных качеств судна.


Ц_Т-Ь АУ
Тогда с допустимым приближением можно определить наимень­шую частоту вращения винта, при которой судно будет управляемо,

(13.18)

Очевидно, что наименьшая скорость сближения судна с причалом при условии сохранения управляемости будет в случае, если при от­данном якоре и частоте вращения винта л_ь соответствующей вызван­ной скорости 1>вызв = 0_т, судно останется в равновесии (рис. 13.9,6).


(13.19)
Тогда

РHKCOSOC— Р (ⁿi) Рт

где Р(п,) — упор винта, который приближенно может быть принят равным упору вин­та на швартовах при числе оборотов п\\

Fт —сила действия течения на судно, Н;

а — угол наклона якорной цепи к грунту, град;

Ряк —держащая сила якоря, Н.

Учитывая, что cosa= , можно определить необходи-

мую длину якорной цепи, при которой выполняется поставленное вы­ше условие;

Л—■ ЛрдЧ' АЛ;

(13.20)

где Л_Гл — глубина места, м; *

Д Л — возвышение шлюза над уровнем воды, м.

3. 
   Отшвартовка судна
   

Для выполнения маневра по отшвартовке одновинтового судна без помощи буксиров необходимо первоначально отвести от причала одну из его оконечностей. Если отход от причала будет осуществляться на заднем ходу, то первой от причала отводится корма, а при отходе на переднем ходу — нос.
В обоих случаях предваригел ное разворачивание судна у прич л а производится при помощи шва товов, руля и работы двигателя.




Пил 1 О 1 Л ^ч»«1>м«км<1МАММА
Следует отметить, что на пра тике наиболее часто употребляет отход от причала на заднем ход' так как при нем исключается вер ятность навала кормы на причал, следовательно, устраняется риск п вреждения винта или руля.

Отбрасывание кормы от причал осуществляется при помощи носов 1-п^. W..U. ^дп» i.p_H ui- го шпринта и работающего на п

сутствии ветра и течения редний ход винта при руле, перел

женном в сторону причала.

Как видно из рис. 13.10, сразу же после начала работы винта н передний ход с развитием упора винта Р и появлением на руле сил У'р к судну будут приложены моменты: