Контрольна робота Тема:
«Розрахунок пройденої відстані і часу при пасивному та активному гальмуванні судна»
Визначити час падіння швидкості до V = 0,2 · V o судна з ВФШ і ДВС після команди СТОП і пройдене за цей час відстань (час вільного гальмування і вибіг судна). Маса судна m = 10000 т, швидкість повного ходу V o = 7,5 м / с, опір води при швидкості V o R o = 350 кН, початкова швидкість V н = 7,2 м / с Рішення 1.
Маса судна з урахуванням приєднаних мас води
m
1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Інерційна характеристика судна
S
о =
3. Тривалість першого періоду (до зупинки гвинта)
t
1 = 2,25
4. Швидкість в кінці першого періоду V
1 = 0,6 V
o, коли зупиняється гвинт
V
1 = 0,6 · V
o = 0,6 · 7,5 = 4,5 м / с
5. Відстань, пройдена в першому періоді, приймаючи
= 0,2
S
1 = 0,5 · S
o · ℓ n
= 0,5 · 1768 · ℓ n
6. Під час другого періоду (від швидкості V
1 = 4,5 м / с до швидкості
V = 0,2 · V
про = 0,2 · 7,5 = 1,5 м / с)
де
= 0,5 - коефіцієнт опору для ВФШ
7. Відстань, пройдена в другому періоді
8. Час вільного гальмування
t
в = t
1 + t
2 = 115 + 524 = 639 ≈ 640 з
9. Вибіг судна
S
в = S
1 + S
2 = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.
- У радіанах
Визначити час падіння швидкості до V = 0,2 · V про судна з ВФШ і ДВС після команди СТОП і пройдене за цей час відстань (час вільного гальмування і вибіг судна), якщо вільне гальмування здійснюється на швидкості V н ≤ 0,6 · V o m = 10000 т, V o = 7,5 м / с, R o = 350 кН, V н = 4,0 м / с Рішення 1. m
1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. S
о =
3. Визначимо швидкість в кінці першого періоду, коли зупиняється гвинт
V
1 = 0,6 · V
o = 0,6 · 7,5 = 4,5 м / с
4. Оскільки V
н <V
1, то гвинт зупиняється миттєво.
5. V = 0,2 · V
o = 0,2 · 7,5 = 1,5 м / с
6. Час падіння швидкості від V
н = 4,0 м / с до V = 1,5 м / с
де ε
вт = 0,5 - коефіцієнт опору для ВФШ
V
н = V
1 7. Відстань, пройдена при падінні швидкості від V
н = 4,0 м / с до V = 1,5 м / с
Визначити час падіння швидкості до V = 0,2 · V о для судна з ВРШ і ГТЗА після команди СТОП і пройдене за цей час відстань (час вільного гальмування і вибіг судна). M = 10000 т, V o = 7,5 м / с, R o = 350 кН, V н = 7,2 м / с Рішення 1.m
1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.S
про =
3.V = 0,2 · V
o = 0,2 · 7,5 = 1,5 м / с
4.Время падіння швидкості до V = 1,5 м / с
де V
1 = V
н = 7,2 м / с,
ε
вт ≈ 0,7 - коефіцієнт опору для ВРШ
5.
Визначити час активного гальмування і гальмівний шлях (нормальне реверсування) судна з ВФШ і ДВС, якщо максимальний упор заднього ходу Р З.х. = 320 кН. m = 10000 т, V o = 7,5 м / с, R o = 350 кН, V н = 7,2 м / с Рішення 1.Масса судна з урахуванням приєднаних мас
m
1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Інерціонная характеристика судна
S
о =
3.Продолжітельность першого періоду (до зупинки гвинта)
t
1 = 2,25
4. Швидкість в кінці першого періоду V
1 = 0,6 · V
o, коли зупиняється гвинт
V
1 = 0,6 · V
o = 0,6 · 7,5 = 4,5 м / с
5. Відстань, пройдена в першому періоді
S
1 = 0,5 · S
o · ℓ n
,
де Р
е - гальмує сила гвинта, що
працює в режимі гідротурбіни і складова приблизно 0,2 R
o, тобто
= 0,2
S
1 = 0,5 · 1768 · ℓ n
6.Продолжітельность другого періоду
t
2 =
, Де V
1 = 4,5 м / с
Р
е = 0,8 · Р
З.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
t
2 =
7. Відстань, пройдена в другому періоді
S
2 = 0,5 · S
o · ℓ n
тому що до кінця другого періоду V = 0, то
S
2 = 0,5 · S
o · ℓ n
= 0,5 · 1768 · ℓ n
8. Час активного гальмування
t
ι = t
1 - t
2 = 115 + 168 = 283 с
9. Гальмівний шлях
S
ι = S
1 + S
2 = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.
Визначити час активного гальмування і гальмівний шлях (нормальне реверсування) судна з ВФШ і ДВС після команди ЗПХ, якщо наголос заднього ходу Р З.х. = 320 кН і гальмування здійснюється з швидкості V н ≤ 0,6 · V o. Маса судна m = 10000 т, швидкість повного ходу V o = 7,5 м / с, опір води на швидкості V o R o = 350 кН, початкова швидкість V н = 4,0 м / с Рішення 1.Масса судна з урахуванням приєднаних мас
m
1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Інерціонная характеристика судна
S
о =
3.Скорость в кінці першого періоду, коли зупиняється гвинт
V
1 = 0,6 · V
o = 0,6 · 7,5 = 4,5 м / с
4.У випадку, якщо V
н ≤ V
1 = 0,6 · V
o (V
н = 4,0 м / с, V
1 = 4,5 м / с), гвинт зупиняється миттєво і t
1 = 0; S
1 = 0.
5.Тормозящая сила гвинта
Р
е = 0,8 · Р
З.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
6.Время активного гальмування
t =
,
де V
1 = V
н = 4,0 м / с
t =
= 154 з
7.Тормозной шлях
S = 0,5 · S
o · ℓ n
,
де V
1 = V
н = 4
м / с
S = 0,5 · 1768 · ℓ n
Визначити час активного гальмування і гальмівний шлях судна з ВРШ і ГТЗА, якщо максимальний упор заднього ходу Р З.х. = 320 кН. m = 10000 т, V o = 7,5 м / с, R o = 350 кН, V н = 7,2 м / с Рішення 1.Масса судна з урахуванням приєднаних мас
m
1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Інерціонная характеристика судна
S
о =
3.Продолжітельность активного гальмування
,
тому що до кінця періоду гальмування V = 0, то
, Де для ВРШ Р
е = Р
З.х. = 320 кН
4.Т.к. до кінця періоду гальмування V = 0, то гальмівний шлях судна
S = 0,5 · S
o · ℓ n
, Де V
1 = V
н = 7,2
м / с
S = 0,5 · 1768 · ℓ n
5.
Танкер водотоннажністю Δ = 84500 тонн, довжина L = 228 м, середня осаду d ср = 13,6 м, висота борту Н б = 17,4 м, маса якоря G = 11000 кг, калібр якірного ланцюга d ц = 82 мм, глибина місця постановки на якір Н гол = 30 м, грунт - мул, найбільша швидкість течії V т = 4 уз., кут між напрямком течії та ДП θ т = 20 º, посилення вітру за прогнозом до u = 10-12 м / с, кут між ДП і напрямком вітру q u = 30 º. За судновим документам площа проекції надводної частини корпусу судна на мидель А u = 570 м 2, то ж на ДП У u = 1568 м 2 Визначити: -
Довжину якірного ланцюга необхідну для утримання судна на якорі; -
Радіус кола, яку буде описувати корми судна; -
Силу найбільшого натягу якірного ланцюга у Клюза. Рішення 1. Вага погонного метра якірного ланцюга в повітрі
q
о = 0,021 · d
ц 2 = 0,021 · 82
2 = 141,2 кг / м
2. Вага погонного метра якірного ланцюга у воді
q
w = 0,87 · q
про = 0,87 · 141,2 = 122,84 кг / м
3. Висота якірного Клюза над грунтом
Н
кл = Н
гол + (Н
б - d
ср) = 30 + (17,4 - 13,6) = 33,8 м
4. Питома тримає сила якоря дана в умові завдання: До = 1,3
5. Необхідна довжина якірного ланцюга з розрахунку повного використання тримає сили якоря і відрізка ланцюга, що лежить на грунті
,
де:
а - довжина частини якірного ланцюга, що лежить на грунті; приймаємо а = 50 м;
ƒ - коефіцієнт тертя ланцюга про грунт дано в умові завдання: ƒ = 0,15
6. Визначимо силу вітру, що діє на надводну частину судна
R
A = 0,61 · Сх
а · u ² · (А
u · cos q
u + B
u · sin q
u), де
Сх
а - аеродинамічний коефіцієнт завдання дано в умові Сх
а = 1,46
q u º
| Сх а
|
сухогр. судно
| пасаж. 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 · 12
2 · (570 · cos 30 º + тисяча п'ятсот шістьдесят-вісім · sin 30 º) = 163,850 кН = 16,7 m
7. Визначимо силу дії течії на підводну частину судна
R
т = 58,8 · У
т · V
т 2 · sin θ
т, де:
У
т - проекція підводної частини корпусу на ДП судна,
У
т ≈ 0,9 L · d
cp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м
2 V
т - швидкість течії в м / с
V
т = 4 уз. ≈ 2 м / с
R
т = 58,8 · 2791 · 2
2 · sin 20 º = 224,517 кН = 22,9 m
8. Визначимо силу нишпорення судна при посиленні вітру
R
ін = 0,87 · G = 0,87 · 11 000 = 9,57 m = 93,882 кН
9. Сума діють на судно зовнішніх сил
Σ R = R
А + R
т + R
ін = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН = 49,2 m
10. Визначимо мінімальну довжину якірного ланцюга, необхідну для утримання судна на якорі, за умови F
р = F
х = Σ R (н) = 10 · G · К і коефіцієнті динамічності До
д = 1,4
,
де:
К = 1,3 - питома тримає сила грунту,
q
w = 122,84 кг / м - вага погонного метра якірного ланцюга у воді
З метою забезпечення безпеки якірної стоянки належить витравити
9 змичок = 225 м якірного ланцюга.
11. Визначимо горизонтальна відстань від Клюза до точки початку підйому якірного ланцюга з грунту
x =
214,21 м ≈ 214 м.
Отже, довжина ланцюга, що лежить на грунті складає
а = 225 - 214 = 11 м
12. Радіус кола, яку буде описувати корму танкера
R
я = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м
13. Визначимо силу найбільшого натягу якірного ланцюга у Клюза
F
2 = 9,81 · q
w
Список літератури 1.
Збірник завдань з
управління судами. Навчальний посібник для морських вищих навчальних закладів / Н.А. Кубачі, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махін. - М.
Транспорт, 1984, стор 48 - 57.
2.
Управління судном і його технічна експлуатація.
Підручник для учнів судноводійного спеціальностей вищих інженерних морських училищ. Під
редакцією А.І. Щетинін. 3-є видання. - М. Транспорт, 1983, стор 383 - 392.
3.
Управління судном і його технічна експлуатація. Під редакцією А.І. Щетиніна 2-е видання. - М. Транспорт, 1975, стор 393 - 401.