Теория и практика управления судном (стр. 2 из 13)

Масса судна m=10000т, скорость полного хода V_o=7,5 м/с, сопротивление воды на скорости V_o R_o=350 кН, начальная скорость V_н=4,0 м/с.

Решение

1. Масса судна с учетом присоединенных масс

m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

S_о =

3. Скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V₁ = 0,6 V_o = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

4. В случае, если V_н ≤ V₁ = 0,6 V_o (V_н = 4,0 м/с, V₁ = 4,5 м/с), винт останавливается мгновенно и t₁ = 0; S₁ = 0.

5. Тормозящая сила винта

Р_е = 0,8 Р_з.х. = 0,8 320 = 256 кН

6. Время активного торможения

t =

,

где V₁ = V_н = 4,0 м/с

t =

= 154 с

7. Тормозной путь

S = 0,5 S_o ℓn

,

где V₁ = V_н = 4 м/с

S = 0,5 1768 ℓn

Пример 6

Определить время активного торможения и тормозной путь судна с ВРШ и ГТЗА, если максимальный упор заднего хода Р_з.х. = 320 кН.

m = 10000 т, V_o = 7,5 м/с, R_o = 350 кН, V_н = 7,2 м/с

Решение

1. Масса судна с учетом присоединенных масс

m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

S_о =

3. Продолжительность активного торможения

,

т.к. к концу периода торможения V = 0, то

, где для ВРШ Р_е = Р_з.х. = 320 кН

4. Т.к. к концу периода торможения V = 0, то тормозной путь судна

S = 0,5 S_o ℓn

, где V₁ = V_н = 7,2 м/с

S = 0,5 1768 ℓn

5.

Задачи

Определить время падения скорости до V = 0,2 V_о после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна)

№ задачи	m , м	Vo , м/с	Ro , кН	Двигатель	Vн , м/с
1	8545	8,8	490	ДВС, ВРШ	8,8
2	10210	8,7	420	ДВС, ВРШ	8,7
3	11130	7,5	330	ДВС, ВФШ	7,5
4	182000	7,7	1990	ГТЗА, ВРШ	7,7
5	2725	6,1	140	ДВС, ВФШ	6,1
6	29170	9,5	1050	ДВС, ВФШ	7,0
7	11130	7,5	330	ДВС, ВФШ	3,4
8	20165	7,2	460	ДВС, ВФШ	3,0
9	61600	8,2	1080	ГТЗА, ВРШ	3,3
10	2725	6,1	140	ДВС, ВФШ	3,0

Определить время активного торможения и тормозной путь после команды ЗПХ

№ задачи	m , м	Vo , м/с	Ro , кН	Rз.х. , кН	Двигатель	Vн , м/с
11	11130	7,5	330	340	ДВС, ВФШ	7,5
12	29170	9,5	1050	1200	ДВС, ВФШ	9,5
13	182000	7,7	1990	1900	ГТЗА, ВРШ	7,7
14	10210	8,7	420	450	ДВС, ВФШ	6,5
15	20165	7,2	460	500	ДВС, ВРШ	5,0
16	87965	7,5	1120	1030	ГТЗА, ВРШ	5,8
17	20165	7,2	460	480	ДВС, ВРШ	3,0
18	61600	8,2	1080	350	ГТЗА, ВРШ	3,3
19	2725	6,1	140	120	ДВС, ВФШ	3,0
20	8545	8,8	490	470	ДВС, ВРШ	4,0

Рекомендованная литература:

1. Сборник задач по управлению судами; Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 37 - 43.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация; Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 191 – 196.

3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 305 – 311.

4. С.И. Демин. Торможение судна. – М. Транспорт, 1975, стр. 5 – 18.

5. Управление судном. Под общей редакцией В.И. Снопкова. – М. Транспорт, 1975, стр. 5 – 12, 25-37.

Тема: “Расчет безопасной якорной стоянки”

Пример

Танкер водоизмещением ∆ = 84500 тонн, длина L = 228 м, средняя осадка d_ср = 13,6 м, высота борта Н_б = 17,4 м, масса якоря G = 11000 кг, калибр якорной цепи d_ц = 82 мм, глубина места постановки на якорь Н_гл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения V_т = 4 уз., угол между направлением течения и ДП θ_т = 20º, усиление ветра по прогнозу до u = 10-12м/с, угол между ДП и направлением ветра q_u = 30º. По судовым документам площадь проекции надводной части корпуса судна на мидель

А_u = 570 м², то же на ДП В_u = 1568 м².

Определить:

- длину якорной цепи необходимую для удержания судна на якоре;

- радиус окружности, которую будет описывать корма судна;

- силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.

Решение

1.Вес погонного метра якорной цепи в воздухе

q_о = 0,021 d_ц² = 0,021 82² = 141,2 кг/м

2.Вес погонного метра якорной цепи в воде

q_w = 0,87 q_о = 0,87 141,2 = 122,84 кг/м

3. Высота якорного клюза над грунтом

Н_кл = Н_гл + (Н_б - d_ср) = 30 + (17,4 – 13,6) = 33,8 м

4. Удельная держащая сила якоря дана в условии задачи: К =1,3

5. Необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и отрезка цепи, лежащего на грунте

, где:

а – длина части якорной цепи, лежащей на грунте; принимаем, а = 50 м;

ƒ - коэффициент трения цепи о грунт дан в условии задачи: ƒ=0,15

6. Определим силу ветра, действующую на надводную часть судна

R_A = 0, 61 Сх_а u² (А_u cos q_u + B_u sin q_u), где

Сх_а – аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сх_а=1,46

quº	Сха
	сухогр. судно	пассаж. судно	танкер, балкер
0	0,75	0,78	0,69
30	1,65	1,66	1,46
60	1,35	1,54	1,19
90	1,20	1,33	1,21

R_A = 0,61 1,46 12² (570 cos 30º + 1568 sin 30º) =163,850 кН = 16,7 m

7.Определим силу действия течения на подводную часть судна

R_т = 58, 8 В_т V_т² sin θ_т, где:

В_т – проекция подводной части корпуса на ДП судна,

В_т ≈ 0,9 L d_cp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м²

V_т – скорость течения в м/с

V_т = 4 уз. ≈ 2 м/с

R_т = 58,8 2791 2² sin 20º = 224,517 кН = 22,9 m

8.Определим силу рыскания судна при усилении ветра

R_ин = 0,87 G = 0,87 11000 = 9,57 m = 93,882 кН

9.Сумма действующих на судно внешних сил

∑ R = R_А + R_т + R_ин = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН = 49,2 m

10.Определим минимальную длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре, при условии F_г = F_х = ∑ R (н) = 10 · G · К и коэффициенте динамичности К_д = 1,4

, где:

К = 1,3 – удельная держащая сила грунта,

q_w = 122,84 кг/м – вес погонного метра якорной цепи в воде

С целью обеспечения безопасности якорной стоянки надлежит вытравить

9 смычек = 225 м якорной цепи.

11. Определим горизонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта

x=

= 214,21 м ≈ 214 м.

Следовательно, длина цепи, лежащая на грунте составляет

а = 225 – 214=11м

12. Радиус окружности, которую будет описывать корма танкера

R_я = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м

13. Определим силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза

F₂ = 9,81 q_w

Задачи