Теорія і практика управління судном

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

1. БУКСИРУВАННЯ СУДЕН МОРЕМ.
Вихідні дані
Судно № 1
Судно № 2
Судно № 3
Характеристика постачання N c
1220
1080
800
Водотоннажність, т
12700
9800
5600
Потужність силової установки, кВт
4600
3300
2100
Швидкість повного ходу, м / с
7,4,
7,5
7,0
Діаметр гвинта, м
4,9
4,2
3,6
Частота обертів двигуна, 1 / с
12
18
18
Довжина судна між перпенди-рами, м
130
110
90
Характеристики
буксирувального тросу
Довжина, м
200
200
180
Вага одного погонного метра, кг
6,2
5,3
4,3
Розривне навантаження, кН
740
650
440
Діаметр, мм
46
42
38
Модуль пружності, кН / мм 2
37
1. Буксирна лінія складається зі скріплених між собою буксирувальних тросів буксирує і буксируваного судів.
2. Для кріплення буксира використовуються браги, тому довжину буксирної лінії повинна дорівнювати сумі довжин тросів обох судів.
3. Буксирування здійснюється з застопореному гвинтом судна, що буксирується.
4. Водотоннажність судна, що буксирує приймати рівним водотоннажності за вихідними даними таблиці мінус (№ -1) * 20 т, де № - номер по журналу або остання цифра шифру залікової книжки.
Номер буксируючого судна, згідно варіанту (0) - 1;
Номер судна, що буксирується - 3.

1.1. Визначення буксирного постачання за правилами Морського Регістра Судноплавства
Вибір розмірів буксирних канатів морських транспортних (суховантажних, наливних, пасажирських) і рибальських суден здійснюється в залежності від характеристики постачання
Nc =  2 / 3 + ​​2Bh p + 0,1 Aw,
де  - водотоннажність судна при осаді по літню вантажну ватерлінію, т;
B - ширина судна, м;
h p - умовна висота від літньої вантажної ватерлінії до верхньої кромки палуби біля борту найвищою рубки, має ширину більш ніж 0,25 B, м. При визначенні величини h p седловатость і диферент не враховуються тобто h p слід обчислювати як суму надводного борту і висоту бортів всіх ярусів надбудов, а також рубок, що мають ширину понад 0,25 В. Якщо рубка шириною більше 0,25 У розташовується над рубкою шириною 0,25 В-менш, то висота останньої у величину h p не включається;
Aw - площа парусності в межах длінь1 судна L, вважаючи від літньої вантажної ватерлінії, м 2.
Усі морські судна довжиною до 180 м повинні бути забезпечені буксирним канатом, який вважається частиною аварійного постачання і використовується відповідно тільки в аварійній ситуації. Судна завдовжки більш 180м можуть не мати буксирного каната.
Довжина буксирного каната l, м, обчислюється за формулою:
L = 160 + 0,035 Nc.
Результат обчислення округлюється в обидві сторони до найближчих 20м. Мінімальна довжина каната повинна бути дорівнює 180м, проте немає необхідності приймати її більш 300м, навіть якщо за, розрахунку вона виходить більшою.
Поперечний перетин (діаметр) каната вибирають згідно з його розривному зусиллю Р раз, кН, з умови
P pa з = 0,59 N c.
P pa з = 0,59 * 1220 = 719,8 кН
He слід вибирати канат з розривним зусиллям менше 98 кН або понад 1470 кН.
Обмеження розривного зусилля каната викликано прагненням полегшити операції з передачі каната на буксируючий судно. Обмеження довжини каната обумовлено тим, що в морській практиці під час буксування на хвилюванні на додаток до буксирному канату використовуються якірні ланцюги.
ОСТ 5.2333-80 рекомендує як буксирних тросів, при використанні їх без автоматичних буксирних лебідок, сталеві оцинковані канати подвійного звивання типу ЛК (лінійне торкання), що мають 6 х 30 = 180 зволікань і 7 органічних сердечників (канат подвійного звивання типу ЛК-0 конструкції 6 х 30 (0 +15 +15) + 7 о.с. (ГОСТ 3083-80)).
Для забезпечення гнучкості каната межа міцності дроту беруть не більше 1175 - 1370 Н / мм 2.
1.2. Розрахунок максимальної і припустимої швидкості буксирування на тихій воді
Максимальна швидкість буксирування V max визначається силою тяги гвинта буксирувальника, яка повинна бути дорівнює сумарній силі опору буксируваного і буксирує судів. Ця швидкість визначається з паспортної діаграми буксирування - графіка залежностей тяги гвинта буксирувальника, опору буксирувальника і сумарного опору буксирувальника і судна, що буксирується від швидкості буксирування. Дані для побудови діаграми можуть бути взяті з паспортної діаграми буксирує і буксируваного судів або отримані розрахунковим способом у наступному порядку:
1. Визначити опір буксирувальника на різних швидкостях від нуля до повного ходу V 0:
- Розраховується опір на повному ходу:
R o = N e *  *  в *  p / V o,
R o = 4600 * (0,885 - 0,00115 * 12 * 11,4) * 0,98 * 0,99 / 7,4 = 437 - буксирувальник
R o = 2100 * (0,885 - 0,00115 * 18 * 9,5) * 0,98 * 0,99 / 7 = 200 - судна, що буксирується
де N e - потужність двигуна, кВт; = 4600/2100
в = 0,98;  p = 0,99 - коефіцієнти корисної дії валопровода і редуктрра;
 - пропульсівних коефіцієнт, що визначається за формулою Лаппа:
 = 0,885 - 0,00115 n L;
- Розраховуються проміжні значення опору R для будь-якій швидкості ходу за формулою:
R = AV 2,
де А = R o / V o 2
А = 437/54, 8 = 7,97 - буксирувальник
А = (200 + 158,8) / 49 = 7,3 - судна, що буксирується
R = 7,97 * 1 2 = 7,97
R = 7,97 * 2 2 = 31,9
R = 7,97 * 3 2 = 71,7
R = 7,97 * 4 ​​2 = 127,5 - буксирувальник
R = 7,97 * 5 2 = 199,3
R = 7,97 * 6 2 = 286,9
R = 7,97 * 7,4 2 = 437
R = 7,3 * 1 2 = 7,3
R = 7,3 * 2 2 = 29,2
R = 7,3 * 3 2 = 65,7
R = 7,3 * 4 2 = 116,8 - судна, що буксирується
R = 7,3 * 5 2 = 182,5
R = 7,3 * 6 2 = 262,8
R = 7,3 * 7 2 = 358
- Визначається опір судна, що буксирується для тих же швидкостей ходу, що і буксирувальника. Розрахунок проводиться аналогічно попередньому розрахунку для судна, що буксирує, тільки до опору на повному ходу R o додається опір гвинтів судна, що буксирується:
для застопореному гвинта
R зв = 0,25 D 2 в V про 2,
R зв = 0,25 * 3,6 2 * 7 2 = 158,8 - судна, що буксирується
де D в - діаметр гвинта;
2. Складаємо таблицю опорів згідно з наведеним зразком:
V, м / с
1
2
3
4
5
6
V o
R букс, кН
7,3
29,2
65,7
116,8
182,5
262,8
358
R НД кН
7,97
31,6
71,7
127,5
199,3
286,9
437
R . кН
15,3
60,8
137,4
244,3
371,8
549,7
795
R букс - опір буксирувальника;
R нд - опір судна, що буксирується;
R  - сумарний опір буксирувальника і судна, що буксирується.
3. Визначаємо силу тяги гвинта Р е:
- При швидкості повного ходу V 0 вона приймається рівною опору-нію R o;
Сила тяги гвинта буксирувальника Р e, кН, дорівнює його. опору на повному ходу.
Щоб уникнути грубих прорахунків необхідно силу тяги гвинта Р е розрахувати за контрольною формулою
P e = 0,1 N e
P e = 0,1 * 4600 = 460 кН
де; P e - сила тяги гвинта буксирувальника, кН;
N e - потужність силової устанозкі буксирувальника, кВт.
- У швартовних режимі (при V = 0) сила тяги Р e 0, кН, обчислюється
за формулою:
Р e 0 = 0,136 N e.
Р e 0 = 0,136 * 4600 = 625,6 кН
4. За даними таблиць опорів і певним двом значенням сили тяги гвинта побудувати паспортну діаграму буксирування (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Паспортна діаграма буксирування
Крапка а на діаграмі визначає рівність сил тяги гвинта і сумарного опору буксирувальника і судна, що буксирується, тому її абсциса - це максимальна швидкість буксирування на тихій воді.
Допустима швидкість буксирування V доп розраховується з діаграми, виходячи з міцності (розривного навантаження) буксирної лінії:
- Відрізок аb відповідає опору букскіруемого судна і дорівнює в масштабі діаграми натягу буксирної лінії, або тязі на гаку F г при максимальній швидкості буксирування.
Контрольна формула:
V доп = √ P e / A Б + А БС
V доп = √ 460 / 7,97 + 10,5 = 8,06
де Р і - сила тяги гвинта буксирувальника на повному ходу, кН;
А Б - коефіцієнт опору буксирувальника, який визначається як відношення сили опору буксирувальника на повному ходу, кН, до квадрату швидкості повного ходу, м / с. = 437 / 7,4 2 = 7,97
А БС - коефіцієнт опору судна, що буксирується, який визначається аналогічно А Б, але з урахуванням опору гвинта. = 358 / 7 2 = 7,3
- Для отримання допустимої тяги на гаку F r доп відоме значення розривного навантаження троса Р раз, з якого складається однорідна буксирна лінія, або найменш міцного її ділянки (при неоднорідною буксирної лінії) необхідно розділити на коефіцієнт запасу міцності k. Значення k визначається виходячи з величини F r:
-Пpи F r <100кH - k = 5;
-Прі F r> 300кH - k = 3;
- При 100 <F r <300 кН значення k визначається інтерполяцією.
Контрольна формула:
k = √ 3 + 9 - 0,01 Р раз
k = √ 3 + 9 - 0,01 * 719,8 = 4,34
де Р раз - розривне навантаження троса, кН.
- Отримане значення F г доп порівнюється з F г:
- При F г доп> F г - V доп = V max
- При F r доп <F r значення F r доп в масштабі діаграми ставиться між кривими сумарного опору і опору буксирувальника, як показано на рис. 1.1. Абсциса відрізка cd визначає значення допустимої швидкості буксирування на тихій воді.
Контрольна формула:
V доп = √ F г / А БС
V доп = √ (719,8 / 4,37) / 7,97 = 20,7
де А БС - розмірний коефіцієнт опору судна, що буксирується, який визначається як відношення величини опору судна, що буксирується з урахуванням опору гвинта, кН, при швидкості буксирування До Б до квадрату цієї швидкості:
А БС = R БС / V б 2
А БС = 437 / 7,4 2 = 7,97
1.3. Розрахунок буксирної ліній
Розрахунок виконується для визначення можливості буксирування на хвилюванні при заданій висоті хвилі, швидкості буксирування і довжині буксирної лінії. Необхідно відзначити, що; швидкість буксирування на хвилюванні повинна бути менше допустимої швидкості буксирування на тихій воді, оскільки в буксирної лінії виникають додаткові динамічні навантаження за рахунок орбітального руху суден на хвилюванні.

Рис. 1.2. Схема буксирної лінії
При буксируванні буксирна лінія приймає форму ланцюгової лінії (рис. 1.2).
Ланцюгова лінія в системі координат XOY описується такими рівняннями:
а = F г / А БС; l = ash (x / a); y = a + f = ach (x / a)
де а - параметр ланцюгової лінії, що залежить від величини горизонтальної складової сили її натягу F г і ваги одиниці довжини ланцюгової лінії р.
З цих рівнянь знаходимо:
x / a = arsh (1 / a) = √ ln [l / a + (l / a) 2 + 1;
f / a = √ ch (x / a) = (l / a) 2 + 1 - 1
Отримані вирази використовуються при розрахунках буксирної лінії. Для спрощення розрахунків по них складені таблиці, вхідним параметром яких є величина l / а [5].
1.4. Розрахунок однорідної буксирної лінії
1. Розраховується параметр буксирної лінії а = F Г / P Т. Сила тяги на гаку F Р визначається по паспортній діаграмі буксирування, а вага одного метра троса у воді - за формулою Р Т = 0,87 р, де р - вага одного метра троса в повітрі (вибирається з паспортних даних троса).
F г = 719,8 Р т = 0,87 * 6,2 = 5,4
а = 719,8 / 5,4 = 133,3
2.Рассчітивается значення l / а і за таблицями ланцюгової лінії або згідно з наведеними раніше формулах визначається відстань між судами
АВ = 2 * на стрільця провисання f.
AB = 2 * f АВ =
3. Сила тяги на гаку приймається рівною половині розривного зусилля троса F г = 1 / 2 Р разів і знову виконуються розрахунки відповідно до пп. 1 і 2. Визначається нове відстань між судами А'В '.
F г = ½ * 719,8 = 359,9 ?????
4. Обчислюється зміна відстані між судами за рахунок зміни форми буксирної лінії (вагова гра буксирної лінії):
 в = А'В '- АВ. ???
5. Розраховується пружне подовження троса буксирної лінії при зміні навантаження від F г до 1 / 2 Р раз:
 y = ((0,5 P раз - F р) / d 2 ) * l m
 y = ((0,5 * 719,8 - ???)/ 46 2 * 37 )*???
де d - діаметр троса,
l т - довжина буксирної лінії,
 - пружність троса (для сталі  = 37 кН / мм 2).
6. Визначається сумарний зміна відстані  =  в +  у, що порівнюється з висотою хвилі h в:
якщо > h в, то буксирування можлива із заданою швидкістю, у противному випадку необхідно або зменшувати швидкість буксирування, або збільшувати довжину буксирної лінії для збільшення величини .
1.5. Особливості розрахунку неоднорідною буксирної лінії
Якщо буксирна лінія неоднорідна, тобто складається з двох ділянок, один з яких трос або якірний ланцюг з великих погонах вагою, а інший трос з меншим погонних вагою, то розрахунок виконується наступним чином.
Умовно ділимо буксирну лінію (рис. 1.3) на чотири ділянки ланцюгової лінії: BE, DE, DM і AM. Ділянка DM - доповнює фіктивний ділянку ланцюгової лінії AM. Точка М - вершина ланцюгової лінії AM, від якої відраховується величина х для даної ланцюгової лінії.
Дві ланцюгові лінії ED і МА з'єднуються в точці D без будь-якого перегину, тобто одна ланцюгова лінія плавно переходить в іншу.
Буксирна лінія має вигляд, представлений на рис. 1.3 (з вершиною на ділянці легені троса).

Рис. 1.3. Неоднорідна буксирна лінія з вершиною на тросових ділянці
Довжина ділянки DE визначається за формулою
DE = l x = [l 2 m - l 2 ц ((р ц / p m) (1 - ) + )] / 2 (l m + l ц)
де  = е ач / lч.
Довжина фіктивного ділянки DM визначається з умови рівності ваги ділянок DM і DE:
DМ = l ф = l хm - р ц)
Розрахунок за формулами ланцюгової лінії для чотирьох ділянок:
АМ = l ц + l ф; DМ = l ф; DE = l X; BE = l m-l x,
виконується за формулою:
AB = X AM - X DM + X DE + X BE
Розрахунок кожної ділянки виконується двічі: для Т o = F г і Т o = Р раз
Якщо при розрахунках вийшла величина DE менше нуля, то це
означає, що вершина ланцюгової лінії лежить на ділянці більш важкого троса
(Рис. 1.4).
Розрахунки такі ж, як і в попередньому випадку, але з урахуванням того, що
DE - фіктивний ділянку ланцюгової лінії BE.

Рис. 1.4. Неоднорідна буксирна лінія з вершиною на ланцюговому ділянці

2. Зняття судна з мілини
Вихідні дані до розрахунків по зняттю судна з мілини
Вихідні дані
Судно № 1
Судно
№ 2
Судно
№ 3
1
2
3
4
Осадка носом до посадки на мілину, м
7,75
7,05
6,00
Осадка кормою до посадки на мілину, м
7,85
- 7,25
6,00
Осадка носом після, посадки на мілину, м
7,10
6,50
5,25
Осадка кормою після посадки на мілину, м
8,20
7,30
6,40
Число тонн на 1 сантиметр опади
20
16
11
Судно сіло на мілину носового краю-
44
40
36
стю. Координата X рівнодіючої
сили реакції грунт, м
Поздовжня метацентріческая висота
136
120
100
Є можливість перекачати баласт
з форпіка в ахтергшк, якщо:
вага баласту, ф
40
35
30
координата X форпіка, м
60
50
40
координата X ахтерпіха, м
-60
-50
-40
Є можливість перекачати паливо-
во з носової цистерни в кормову,
якщо:
вагу палива, ф
30
25
20
координата X носової цистерни, м
30
30
25
координата X кормової цистерни, м
-30
-30
-25
Є можливість перенести тягар з
носового трюму в корму, якщо:
вага вантажу, ф
40
35
30
координата X носового трюму, м
50
45
3-5
координата X кормового трюму, м
-40
-35
-25

Примітки: 1. Судно, аналогічне буксируваному судну з розд. 1 «Буксирування суден морем». 2. Пробоїн і крену немає.

Завдання до розд. 2 курсової роботи:
Оцінити можливості зняття судна з мілини.
2.1. Сили, що діють на судно, що сидить на мілині
Реакція грунту (сила тиску судна на грунт). При посадці на мілину зменшується осаду судна, тобто відбувається як би втрата його водотоннажності, яка призводить до порушення рівноваги між вагою судна і силами підтримки води.
Величина втраченого водотоннажності  D визначається за формулою:
                    D = q (T cp - T cp) = 200 (-0,05 - (-0,55) = 200 * 0,6 = 120
де q - число тонн на 1 м опади (визначається за вантажною шкалою з урахуванням щільності води), за умовою завдання = 20т на 1см = 200т на 1метр опади.
q = 200т???
Середня осаду до посадки на мілину розраховується за формулою
Т сер = (Т н + Т к) / 2 = (7,75 - 7,85) / 2 = -0,05
де Т н, Т к - відповідно опади носом і кормою до посадки на мілину.
Середня осаду після посадки на мілину розраховується за формулою.
Т 'ср = (Т' н + Т 'к) / 2 = (7,10 - 8,20) / 2 = -0,55
де Т 'н, Т' к - опади носом і кормою, зняті після посадки на мілину.
Реакція грунту R, кН, розраховується за формулою
R = g *  D R =??? * 120 =
де g - прискорення вільного падіння.
При пошкодженні корпусу і надходження води всередину судна сила реакції грунту збільшується на величину ваги влився води.
Сила присмоктування грунту - прилипання до корпусу частинок грунту, що створюють тим більший ефект присмоктування, чим більшою в'язкістю володіє грунт. Найбільше присмоктування спостерігається у в'язкому глини.
Сила ударів хвиль при тривалому впливі призводить до руйнування корпусу. При знятті з мілини, як правило, робить позитивний вплив, розгойдуючи корпус і тим самим зменшуючи силу присмоктування і силу тертя корпусу про грунт.
Сила тиску вітру залежно від напрямку вітру збільшує або зменшує тягове зусилля, необхідне для зняття судна з мілини.
2.2. Зняття з мілини роботою машини на задній хід
Перш за все необхідно визначити:
• стягуюче зусилля F, необхідне для зняття з мілини,
F = fR, F = 0.5 *???
де f - коефіцієнт тертя корпусу про грунт (залежить від характеру грунту і вибирається зі спеціальної літератури). Якщо характер грунту невідомий, то f приймається рівним 0,5;
• силу тяги гвинта на задній хід Р зх (з паспортної діаграми тяги або розрахунковими методами).
Якщо стягуюче зусилля порівнянно з силою тяги гвинта, то зняття з мілини можливо при роботі машини на задній хід. В іншому випадку необхідно використовувати один з методів зменшення сили реакції грунту: діфферентованіе, кренованіе, часткову розвантаження.
2.3. Зняття з мілини діфферентованіем
Діфферентованіе використовується при посадці судна на окрему банку невеликих розмірів, коли місце торкання грунту розташоване в краях судна, а під іншою частиною кіля є достатній запас глибин. Найбільш простим способом зміни дифферента є перекачування баласту або палива з району посадки в протилежну край.
Спочатку визначається величина втрати опади АБ в місці зіткнення з грунтом (рис. 2.1):

Рис. 2.1. Схема посадки судна на мілину
АБ =  Т до + ( Т н -  Т к) (1 / 2 + xa / L)
де  Т н = Т н-Т Н1;  Т к = Т К-T к1;
ха - абсциса зовнішньої крайки банки; =?
L - довжина судна між перпендикулярами;
Т н, Т Н1 - осідання носом до і після посадки на мілину;
Т к, Т к1 - осаду кормою до і після посадки на мілину.
У судна, що знаходиться на плаву з осадкою Т н і Т к в результаті поздовжнього переміщення вантажу масою Р, центр ваги якого розташований у точці з абсцисою x 1, в точку з абсцисою x 2 зміни осад носом  Т і кормою  Т' до складуть:
 Т = P (x 2 - x 1) L/2DH;  Т' к = P (x 2 - x 1) L/2DH
де D - водотоннажність при середній осаді, яку судно мало до посадки на мілину;
Н - поздовжня метацентріческая висота;
L - довжина судна між перпендикулярами.
Далі з урахуванням отриманих значень  Т і  Т' до визначається величина зменшення опади у місці дотику грунту аб (рис. 2.2),
аб =  Т "до + ( Т -  Т' к) (1 / 2 + xa / L)

Рис. 2.2, Схема зміни посадки судна при діфферентовкі
Якщо аб> АБ, то судно після діфферентовкі виявляється на плаву. В іншому випадку зменшується значення сили реакції грунту. Нове значення сили реакції грунту після діфферентовкі R t можна приблизно оцінити за наступною формулою:
R д - R (АБ - аб) / АБ
При прийманні або зняття вантажу на судні, що знаходиться на плаву, для розрахунку зміни осад носом і кормою використовуються наступні формули:
 Т н = + P (xL / DH +1 / q);  Т до =- P (xL/DH-1/q),
де х - абсциса центру ваги вантажу.
При знятті вантажу його маса Р вводиться зі знаком (+), а водотоннажність судна зменшується на величину знятого вантажу і, навпаки, при прийомі вантажу його маса вводиться зі знаком (-), а водотоннажність судна збільшується на величину прийнятого вантажу.
2.4. Зняття з мілини кренованнем
Кренованіе застосовується, коли судно сіло на мілину одним бортом, а з боку іншого борту є достатні глибини. Креновать судно можна перекачуванням палива, баласту або переміщенням вантажу з борту, який би, на мілині, на інший борт до тих пір, поки головна палуба не ввійде у воду.
У результаті поперечного переміщення вантажу масою Р, центр ваги якого розташовується в точці з ординатою Y1, в точку з ординатою Y2 зміни осад бортів при кренованіі  Т 'до p складуть:
                                   Т 'до p = + / - (P (y 2 - y 1) B) / 2Dh
де D - водоюмещеніа при середній осаді, яку судно мало до посадки на мілину;
h - поперечна метацентріческая висота;
В - ширина судна.
Величина    Т 'до p буде негативною для борту, що знаходиться на мілині, і позитивною - для борту, що знаходиться на плаву.
Подальші дії аналогічні діфферентовкі судна.
2.5. Зняття з мілини за використанням часткового розвантаження
Часткова розвантаження судна застосовується при посадці на мілину всім корпусом, а також у разі, коли діфферентовкі і кренованіе судна не дають позитивних результатів. Розвантаження є найбільш ефективною, а іноді і єдиною мірою самостійного зняття судна з мілини і частіше за все пов'язана з втратою частини вантажу. Тому, приймаючи рішення про часткового розвантаження, необхідно враховувати, наскільки велика небезпека загибелі судна, якщо на одержання допомоги в найближчим часом не можна розраховувати.
При часткового розвантаження визначається маса вантажу Р, що підлягає вивантаженню, з тим щоб судно могло самостійно знятися з мілини роботою машини на задній хід:
P = (F - P зх) / fg; Р зх = 0,5 Р пх
Порядок розрахунку Р пх = Р ео дано в розд. 1 "Буксирування суден морем".

Рис. 2.3. Каргоплан судна
Абсциса і ордината центру ваги знімається вантажу повинні збігатися або знаходитися близько до абсциссе Х R і ординаті Y R рівнодіючої сили реакції грунту:
X R = DH /  DL ( T н -  T k); y R = Dh /  D * sin  кр.
При знятті вантажів, розташованих в різних місцях (рис. 2.3), координати їх загального центру ваги визначаються з виразів:
X = (p 1 x 1 + p 2 х 2 + ... + p п х п) / (р 1 + p 2 + ... + р п);
Y = (p 1 y 1 + p 2 y 2 + ... + p п y п) / (р 1 + p 2 + ... + р п)
де р 1, р 2, ... р n-маси окремих вантажів;
x n, y n-їхні координати.
Примітка. При проведенні перерахованих операцій необхідно здійснювати контроль за зміною метацентричної висоти.
При знятті з судна водотоннажністю D і осадкою Т сер вантажу масою Р сн з точки (Х сн, Z сн) величина поперечної метацентричної висоти h 1 визначиться наступним чином:
h 1 = h - Р сн / (D - Р сн) (Т сер -  T СР / 2 - h - Z сн)
де h - початкова метацентріческая висота, м.
Зміна середньої опади обчислюється за формулою
Т сер = Р сн / q

2.6. Використання якірного пристрою при знятті з мілини
Для створення додаткового стягуючого зусилля і зменшення тиску корпусу на грунт при посадці на мілину носової краєм судна можна використовувати якірне пристрій. Станові якоря за допомогою вантажних стріл або кранів заводяться як можна далі в корму. Під час зняття з мілини сила тяги брашпиля доповнює силу тяги гвинта на задній хід. Завезення на шлюпках стоп-анкерів і Верпа, особливо на сучасних великотоннажних судах, зазвичай не дає позитивних результатів.
2.7. Зняття з мілини за допомогою інших судів
Буксирування найбільш часто використовується для зняття судна з мілини за сторонньою допомогою. Розраховується необхідна стягуюче зусилля і якщо воно порівнянно з сумарною силою тяги гвинтів суден-рятувальників, то зняття з мілини можливо буксируванням. По можливості машина аварійного судна повинна працювати на задній хід: при цьому окрім створення додаткового стягуючого зусилля, через вібрацію зменшується присмоктування корпусу до грунту і зменшується коефіцієнт тертя корпусу про грунт.
Типова схема буксирування при стягуванні судна з мілини наведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема розташування рятувальників при знятті судна з мілини
При такій розстановці (див. рис. 2.4) стягуюче зусилля F визначається за формулою:
F = (P 1 + P я1) + (Р 2 + Р Я2) cos  2 + (Р 3 + Р Я3) cos  3 + Р зх
де Р 1, Р 2, Р 3, Р зх - сили тяги гвинтів суден;
Р я1, Р Я2, Р Я3 - сили тяги, створювані якірними пристроями суден-рятувальників.
2.8. Якірне постачання морських суден
Маса кожного станового якоря Q, кг, повинна бути не менш
Q = kN c,
де к - коефіцієнт, що дорівнює 3,0; 2,75; 2,50 і 2,00, відповідно для судів необмеженого району плавання і обмежених районів плавання I, II і ІІІ.
Сумарна довжина обох ланцюгів l 2, м, для станових якорів визначається
у вигляді
l 2 = √ 87r 4 Nc
де r - коефіцієнт, що дорівнює 1,00; 0,88; 0,76 і 0,64, відповідно для судів необмеженого району плавання і обмежених районів плавання I, II і III.
Отримане за формулою значення довжини ланцюга має бути округлена до найближчого цілого числа змичок і одно не менш 200 м для судів необмеженого району плавання.
Калібр ланцюгів, мм,
d = √ st   Nc
де s - коефіцієнт, що дорівнює 1,00; 0,94; 0,88 і 0,82, відповідно для судів необмеженого району плавання і обмежених районів плавання I, II і III;
t - коефіцієнт, що дорівнює 1,75; 1,55; 1,35, відповідно для ланцюгів звичайної, підвищеної та особливої ​​міцності.
2.9. Зняття з мілини буксируванням ривками
Буксирування ривками використовується у випадку, коли стягуюче зусилля недостатньо для зняття аварійного судна з мілини. При ривку виникають сили інерції, які можуть багаторазово перевищити розривну міцність буксирного троса. Щоб цього не сталося, необхідно розрахувати допустиму швидкість буксирувальника до моменту початку ривка.
Під час розгону до швидкості V буксирувальник водотоннажністю D накопичує кінетичну енергію:
E k = DV 2 / 2
яка переходить в потенційну енергію пружної деформації буксирного троса Е п:
Е п = l т Р 2 разів / 8d 2
де l т - довжина буксирного троса,
Р p аз - розривне зусилля троса;
d-діаметр троса;
 - пружність троса ( - 37 кН / мм 2).
Прирівнюючи Е к і Е п знаходимо допустиму швидкість буксирувальника, при якій зусилля в буксирному тросі не перевищують половини його розривного зусилля:
V = √ Р раз / 2 l т / Dd 2
2.10. Зняття з мілини пристроєм каналів і розмивом грунту
Облаштування каналів з розмивом грунту використовується на м'яких грунтах, коли інші способи зняття судна з мілини не дали позитивних результатів.
Зазвичай для розмиву грунту використовуються спеціалюірованние / суду-рятувальники, буксири, криголами. Оскільки ефективність розмиву знаходиться в прямій залежності від ухилу гребного валу, на судні-рятувальники створюється максимально можливий диферент на корму. Далі рятувальник стає на якорі на безпечній глибині і заводить на аварійне судно сталеві; швартови. Після обтягування якірних ланцюгів і швартових він / дає хід, поступово збільшуючи обороти. Напрямок розмиву грунту і ширина каналу визначаються перекладку руля і розворотами судна-рятувальника з допомогою якорів і швартових. Під час роботи промірами періодично контролюються глибини і ведеться спостереження за струменем від гвинтів. Відсутність в струмені частинок грунту свідчить про те, що розмив на даній ділянці закінчений.
Примітка. Необхідно відзначити, що всі перераховані способи зняття судна з мілини в складних випадках посадки використовуються комплексно. Наприклад, виробляють діфферентовкі і часткову розвантаження судна, потім для збільшення стягуючого зусилля заводять якоря. Буксируванні судна для зняття з мілини іншими судами або рятувальниками зазвичай передують всі перераховані раніше способи зменшення сили реакції грунту, і в самих несприятливих випадках проводиться освіта каналу розмивом грунту, якщо в напрямку стягування є недостатні глибини. При наявності водотечності корпусу до початку робіт зі зняття з мілини виробляється закладення пробоїн і відкачування води із затоплених відсіків.

3. РОЗРАХУНОК кріплення палубного вантажу
Таблиця 3.1
Вихідні дані для розрахунків кріплення палубних вантажів
Вихідні дані
Варіант 1
Варіант 2
Варіант 3
Перевозиться важкоатлет (ящик прямокутної форми) вагою 30 тонн, розміром 5 * 2 * 3 м (Довжина, висота, ширина), встановлений на палубі вздовж судна між комінгсом люка і фальшбортом
Максимальний кут крену, °
30
35
35
Максимальний кут диференту, °
8
9
10
Період бортовий качки, з
20
18
. 15
Період кільової качки, з
25
30
20
Висота хвилі, м
5
6
4
Координати центра ваги вантажу, м:
X
Y
Z
15
7
12
25
7
10
30
8
11
Допустима навантаження-ка на палубу, кН / м 2
45
45
45
Примітка. Номер варіанта аналогічний номером буксируючого судна.
Завдання до розд. 3 курсової роботи:
1. Підібрати Найтови для кріплення вантажу.
2. Перевірити, чи є достатньою міцність палуби при перевезенні вантажу під час качки.
Розрахунок кріплення палубного вантажу виконується відповідно до рекомен-даціямі ІМО
У додатку ІМО Кодексу безпечної практики розміщення і кріплення вантажу - «Методи оцінки ефективності пристроїв кріплення нестандартних вантажів» - визначений наступний порядок розрахунку сил, що діють на вантаж.
1. Розрахунок зовнішніх сил, що діють на вантаж у поздовжньому, поперечному і вертикальному напрямках, виконується за формулою
F (x, y, z) = ma (x, y, z) + Fw (x, y) + Fs (x, y),
де F (x, y, z) - поздовжні, поперечні і вертикальні сили;
m - маса вантажу;
a (x, y, z) - подовжнє, поперечне і вертикальне прискорення (табл. 3.2);
Fw (x, y) - поздовжня і поперечна сила вітрового тиску Р вет, кН,
Р вет = 1,5 S п
де S n - площа парусності вантажу (відповідно поперечна і поздовжня).
Fs (x, y) - поздовжня і поперечна сила удару хвиль.
2. Розрахунок сили ударів хвиль при заливанні вантажів,
F (x, y) = pS (x, y)
де S (x, у) - площа заливання поверхні, перпендикулярна відповідно осях X, Y;
p = 7,4 кН - при висоті заливання 0,6 м;
p = 19,6 кН - при висоті заливання 1,2 м.
Якщо висота заливання знаходиться в межах від 0,6 до 1,2 м, то величина p визначається методом лінійної інтерполяції.
Табліца3.2

Наведені величини поперечних прискорень включають складові сил ваги, кільової хитавиці і підйому судна на хвилі паралельно палубі. Наведені величини вертикальних прискорень не включають складову статичної ваги.
Основні дані прискорень розглядаються стосовно до наступних умов експлуатації:
- Необмежений район плавання;
- Будь-який час року;
- Довжина судна L = 100м;
- Експлуатаційна швидкість 15 уз;
- Відношення B / GM> 13 (В - ширина судна, GM-метацентрічес-кая висота).
Для суден, довжина яких відрізняється від 100 м , А швидкість - від 15 уз, величини прискорень коригуються коефіцієнтом, наведеним у табл. 3.3
Таблиця 3.3 Коефіцієнт коректури прискорень в залежності від довжини і швидкості судна
Швидкість, УЗ
Довжина, м
50
60
70
80
90
100
120
140
160
180
200
9
1,20
1,09
1,00
0,92
0,85
0,79
0,70
0,63
0,57
0,53
0,49
15
1,49
1,36
1,24
1,15
1,07
1,00
0,89
0,80
0,73
0,68
0,63
18
1,64
1,49
1,37
1,27
1,18
1,10
0,98
0,89
0,82
0,76
0,71
21
1,78
1,62
1,49
1,38
1,29
1,21
1,08
0,98
0,90
0,83
0,78
24
1,93
1,76
1,62
1,50
1,40
1,31
1,17
1,07
0,98
0,91
0,85
Додатково для судів, у яких співвідношення B / GM <13, величини поперечних прискорень виправляються коефіцієнтом, наведеним у табл. 3.4.

Таблиця 3.4 Коеффіііент короеютюи при B / GM <13
B / GM
7
8
9
10
11
12
13 і більше
Верх палуби
1,56
1,40
1,27
1,19
1,11
1,05
1,00
Низ палуби
1,42
1,30
1,21
1,14
1,09
1,04
1,00
Твіндек
1,26
1,19
.1,14
1,09
1,06
1,03
1,00
Трюм
1,15
1,12
1,09
1,06
1,04
1,02
1,00
3.1. Зусилля, що виникають у Найтови при бортовий хитавиці (F н)
Під дією перекидальних моментів, наведених на рис. 3.1, складемо рівняння моментів відносно точки N
F н cos  * h к + F н sin  * b + P z b / 2 = P y h g + P'yha + P "y h з,
звідки знаходимо
F н = (P y h g + P 'y h n + P "y h з - 0,5 P z b) / (bsin  + h k cos )

Рис. 3.1. Схема дії сил на палубний вантаж:
hk - відстань по вертикалі від палуби до верхньої точки кріплення Найтови;
b - ширина ящика;
h g - відстань по вертикалі від, палуби до середини ящика;
h n - половина висоти площі парусності;
h 3 - половина висоти заливання.
Умовно можна прийняти, що h n = h 3 = h g   дорівнює половині висоти скриньки.
Р у - сили інерції і тяжіння по осі Y (P у = m * а (у));
Р х - сили інерції і тяжіння по осі Z (P z = m * a (z));
Р - поперечна сила вітрового тиску (Fw (y));
P - поперечна сила удару хвиль (Fs (y)).
Під дією сил, що зміщують вантаж, складаємо рівняння сил:
Fy = Р у + Р + P (1) Р z + F н sin   = N, (3)
F y = F н cos  + F mp (2) F mp = fN, (4)
де N - реакція опори (палуби);
f - коефіцієнт тертя-ковзання. Підставляючи значення у рівняння (2) - (4), отримаємо:
F y = F н cos  + fP z + fF н sin .
Приймаючи коефіцієнт f рівним 0,15 (сталь - сталь); 0,5 (сталь-дерево), знаходимо:
F н = (F y - fP z) / (cos  + fsin )
З отриманих значень F н вибирається більше, яке і приймається за зусилля, що виникає в Найтови при бортовий хитавиці.
3.2. Зусилля, що виникають у Найтови при кільової хитавиці
Враховуючи невелику у порівнянні з бортовою амплітуду кільової качки, рівняння перекидальних моментовй можна не складати. Необхідно скласти тільки рівняння сил, що зміщують вантаж аналогічно бортовий хитавиці, звідки визначається зусилля, що виникає в Найтови:
F Н1 = (F x - fP z) / cos  + fsin )
де  - кут між подовжнім Найтови і палубою.

3.3. Розрахунок кріплення вантажу
Поперечні та поздовжні Найтови для кріплення вантажу вибираються відповідно до ГОСТ 7679-69 по розривному зусиллю F p аз яке
визначається за формулою:
F p аз = F н k
де k - коефіцієнт запасу міцності (для кріплення палубного вантажу k = 3; для кріплення вантажу в трюмах k = 2,5).
Якщо для кріплення використовується кілька Найтови n, то вони вибираються за формулою:
F p аз = F н k / n
Додаткове навантаження на палубу при обтягуванню Найтови приймається рівною 10 -12% від сумарного розривного зусилля всіх Найтови.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Транспорт | Курсова
188.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Управління судном
Теорія і практика перекладу
Конкуренція теорія і практика
Теорія етикету і практика
Теорія і практика логістики
Реклама теорія і практика
Педрада теорія і практика
Теорія і практика спору
Заземлення теорія і практика
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru