Розрахунок елементів циркуляції та інерційних характеристик судна

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

скачати

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

по виконанню курсової роботи з дисципліни «Управління судном»

Тема: "Розрахунок елементів циркуляції та інерційних характеристик судна»

1. Загальні положення курсової роботи
Відповідно до Резолюції ІМО А.160 (ES.IV) та параграфа 10 Правила II / I Міжнародної конвенції про підготовку і дипломування моряків та несення вахти 1978 р. на кожному судні повинна бути представлена ​​інформація про маневрених характеристик.
Виконання курсової роботи з дисципліни «Управління судном» передбачає більш глибоке вивчення питань, пов'язаних з визначенням маневрених елементів судна.
Завдання по КР містить у собі розрахунки елементів циркуляції і інерційні властивостей судна, а також складання типової таблиці маневрених елементів за отриманими результатами.
Курсова робота виконується курсантами 5 курсу судноводійного факультету в 10 семестрі після вивчення Розділу 3 (тім'я 13-17) типової програми дисципліни «Управління судном».
Курсова робота включає наступні теми:
1. Визначення елементів циркуляції судна розрахунковим способом.
2. Розрахунок інерційних характеристик судна, що включають у себе пасивне гальмування, активне гальмування і розгін судна при різних режимах руху.
3. Розрахунок збільшення осадки судна при плаванні на мілководдя і в каналах.
4. Складання таблиці маневрених елементів судна на підставі результатів розрахунку (розрахунково-графічна частина роботи).
Курсова робота оформляється у відповідність до існуючих вимог.
Розмірність фізичних величин у використовуваних формулах повинна відповідати наведеній в розділі «Умовні позначення», якщо в тексті МУ не обумовлено інше.
Після перевірки курсової роботи викладачем учень в призначений термін захищає її на кафедрі.

2. Умовні позначення
Δ - об'ємне водотоннажність, м 3
D - вагова водотоннажність судна, т
L - довжина судна між перпендикулярами, м
В - ширина судна, м
d - осаду, м
V 0 - швидкість повного ходу, м / с
V н - початкова швидкість для конкретного маневру, м / с
З в - к-т загальної повноти
З м - к-т повноти мідельшпангоута
С д - к-т повноти ДП
З у - к-т підйомної сили пера керма
η - пропульсівних коефіцієнт
λ 11 - коефіцієнт приєднаної маси
α - кут повороту судна, град
β - кут дрейфу судна на циркуляції, град
δ р - кут перекладки керма, град
θ - кут крену, град
ψ - кут диференту, град
l р - довжина пера керма, м
h р - висота пера керма, м
λ р - відносне подовження пера керма
А р - площа пера керма, м 2
А д - площа зануреної частини ДП судна, м 2
А м - площа зануреної частини мідельшпангоута, м 2
D в - діаметр гребного гвинта, м
H в - крок гвинта, м
n 0 - частота обертання гвинта, 1 / с
N i - індикаторна потужність головного двигуна, к.с.
N е - ефективна потужність, к.с.
М ш - момент на швартових
Р зх - упор гвинта на швартових на задньому ходу, тс
Т 1 - час першого періоду, з
Т 2 - час другого періоду, з
Т р - час реакції судна на перекладку руля, з
Т ц - період циркуляції, з
Д 0 - діаметр сталої циркуляції, м
Д т - тактичний діаметр циркуляції, м
Д к - діаметр циркуляції корми судна, м
l 1 - висуваючи, м
l 2 - пряме зміщення, м
ΔS - ширина смуги руху на циркуляції, м
S 0 - інерційна постійна, м
S т - гальмівний шлях при активному гальмуванні, м
t т - час активного гальмування, з
S п - гальмівний шлях при пасивному гальмуванні, м
t п - час пасивного гальмування, з
S р - шлях розгону судна, м
t р - час розгону судна, хв
g - прискорення вільного падіння, м / с 2

3. Завдання по розділу «Визначення елементів циркуляції судна»
Всі елементи циркуляції визначаються для двох водотоннажність судна (в вантажу й у баласті) з повного переднього ходу з положенням керма «на борт» (35 °) і «полборта» (15 °).
Результати розрахунку зводяться в таблицю і по них будується крива циркуляції для двох водотоннажності і двох перекладань керма.
У вантажу
У баласті
15
35
15
35
Д 0, м
Д т, м
l 1, м
l 2, м
β, °
Д к, м
Т ц, хв
ΔS, м
3.1 Методика розрахунку елементів циркуляції
Діаметр сталої циркуляції з деякими допущеннями розраховується за емпіричною формулою Шенхера [3].
,
де К 1 - емпіричний коефіцієнт, що залежить від ставлення ;

.
Таблиця значень коефіцієнта До 1

0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
0,13
0,14
0,15
До 1
1,41
1,10
0,85
0,67
0,55
0,46
0,40
0,37
0,36
0,35
0,34
Площа пера керма визначається за формулою:
,
де А - емпіричний коефіцієнт, що визначається за формулою:
.
Коефіцієнт підйомної сили пера керма С у може бути знайдений за формулою:
,
де ;
(У розрахунку приймати ).
Тактичний діаметр циркуляції можна визначити за формулами:
- В вантажу: ;
- У баласті: ,

де Д т - тактичний діаметр циркуляції при перекладці керма «на борт».
Залежність тактичного діаметру циркуляції від кута перекладки керма виражається формулою:
.
Висуваючи і пряме зміщення розраховуються за формулами:
,
,
де К 2 - емпіричний коефіцієнт, що визначається за формулою:
,
де - Відносна площа пера керма, виражена у відсотках від площі зануреної частини ДП:
.
Кут дифферента визначається за формулою:
.

Діаметр циркуляції корми судна можна визначити за формулою:
,
де .
Поступальна швидкість на сталої циркуляції визначається за наближеним формулами:
при перекладці керма «на борт» ;
при перекладці керма «підлогу борту»
Період сталої циркуляції визначається за формулою:
.
Ширина смуги руху судна на циркуляції визначається за формулою:
.
3.2 Методика побудови циркуляції судна
Криву еволюційного періоду циркуляції можна побудувати з дуг окружностей змінних радіусів. Після повороту судна на кут 180 ° радіус циркуляції вважається постійною величиною.
Величина радіусу циркуляції постійно зменшується від найбільшого значення на початку повороту до значення повороту радіуса сталої циркуляції.
Відносні значення радіусів несталої циркуляції в залежності від кута повороту судна і кута перекладки керма показані в таблиці:
Таблиця значень R н / R ц
Кут перекладки керма, град.
Кут повороту судна, град.
5
10
30
60
90
120-160
35
2,20
1,80
1,30
1,15
1,10
1,06
15
4,40
3,20
1,90
1,60
1,40
1,30
де R н - радіус несталої циркуляції;
R 0 - радіус сталої циркуляції.
Порядок побудови циркуляції:
1. Проводимо лінію початкового курсу і відкладаємо на ній у вибраному масштабі відрізок шляху судна, пройденого за маневрений період:
.
2. Розраховуємо середній радіус повороту судна на кут 10 ° за даними таблиці. Для цього, наприклад, вибираємо з таблиці від носіння радіусів R н / R ц при кутах повороту на 5 ° і 10 ° при р = 35. Ці значення будуть рівні 4,4 і 3,2.
Звідси: .
Потім розраховуємо середні радіуси повороту судна в інтервалах від 10 ° до 30 ° і т.д.
3. Криву циркуляції судна будуємо (апроксимуємо) з ряду дуг кіл різних радіусів до кута повороту на 180 °.
4. Побудувавши криву циркуляції в еволюційному періоді завершуємо побудова, описавши коло радіусом сталої циркуляції до кута повороту на 360 ° (рис. 1)

Рис. 1. Схема побудови циркуляції судна

4. Завдання по розділу «Визначення інерційних характеристик судна»
Інерційні характеристики повинні бути розраховані при маневрах ППХ-ПЗХ, СПХ-ПЗХ, МПХ-ПЗХ, ППХ-СТОП, СПХ-СТОП, МПХ-СТОП, розгін з положення СТОП-ППХ.
Перераховані характеристики представляються у вигляді графіків для водотоннажність судна в вантажу й у баласті. Результати розрахунку зводяться в таблицю:
вантаж
баласт
ППХ
СПХ
МПХ
ППХ
СПХ
МПХ
А м, м 2
ххх
ххх
ххх
ххх
R 0, т
ххх
ххх
ххх
ххх
S 1, м
V 2, м / с
М 1, т
ххх
ххх
ххх
ххх
S 2, м
М ш
ххх
ххх
ххх
ххх
ххх
Р зх, т
ххх
ххх
ххх
ххх
ххх
S 3, м
Т 3, з
S т, з
t т, з
Т сер, з
S св, м
З
ххх
ххх
ххх
ххх
Т р, хв.
ххх
ххх
ххх
ххх
S р, кб.
ххх
ххх
ххх
ххх
4.1 Методика визначення інерційних характеристик судна
4.1.1 Активне гальмування
Активне гальмування розраховується в три періоди.
Розрахунок ведеться до повної зупинки судна (V к = 0).
Приймаються , .
Визначаємо опір води руху судна на повному ходу за формулою Рабиновича:
,
де .
Інерційна постійна:
,
де m 1 - маса судна з урахуванням приєднаної маси:


Упор гвинта на задньому ходу:
,
де ;
N е = η ∙ N i;
η може бути визначена за формулою Емерсона:
.
Шлях, пройдений в першому періоді:
S 1 = V н ∙ Т 1
Швидкість судна в кінці другого періоду:
.
Шлях, пройдений судном у другому періоді:
.
Шлях, прохідний судном у третьому періоді:
.
Час третього періоду:

Загальний шлях і час гальмування:
S т = S 1 + S 2 + S 3
t т = t 1 + t 2 + t 3

4.1.2 Пасивне гальмування
Розрахунок ведеться до швидкості V до = 0,2 ∙ V 0.
Визначаємо час пасивного гальмування:
,
.
4.2 Розгін судна
Розрахунок судна ведеться до швидкості V до = 0,9 ∙ V 0
Визначаємо шлях і час розгону за емпіричною формулою:
S р = 1,66 ∙ З
,
де С - коефіцієнт інерційності, визначається за виразом:
,
де V к, вузли;
N е, к.с.

5. Розрахунок додаткових даних для таблиці маневрених елементів
5.1 Збільшення опади судна на мілководді
Величина збільшення осадки судна на мілководді може бути розрахована за формулами інституту гідрології та гідромеханіки Україні (формула Г. І. Сухомел), модифікованим А.П. Ковальовим [13]:
при
при
де - Відношення глибини моря до середньої осаді;
k - коефіцієнт, що залежить від відношення довжини до ширини судна.
Таблиця для визначень k:
L / B
4
5
6
7
8
9
k
1,35
1,03
0,80
0,62
0,55
0,48
Результати розрахунку представляються у вигляді графіка залежності d к = f (V) при співвідношенні h / d = 1,4; 2,0; 3,0.
Додаткове приріст осідання при плаванні в каналі:
,
де k '- коефіцієнт, що залежить від ставлення площ перетину каналу та занурена частини мідельшпангоута.

Таблиця для визначення k '
А к / А м
4
5
6
7
8
10
12
k '
0,98
0,61
0,44
0,35
0,24
0,18
0,15
Результати розрахунку представляються у вигляді графіка залежності d к = f (V) при співвідношенні h / d = 1,4 і А к / А м = 4, 6, 8.
5.2 Збільшення опади судна від крену
Збільшення осідання при різних кутах крену розраховується за формулою:

Результати розрахунку представлені в табличній формі для кутів крену до 10 º.
5.3 Визначення запасу глибини на вітрове хвилювання
Хвильовий запас глибини визначається відповідно до додатка 3 РШС-89 для висот хвиль до 4 метрів і подається у табличній формі.
5.4 Маневр "Людина за бортом»
Одним з видів маневру судна «Людина за бортом» є розворот з виходом на контркурс. Виконання цього маневру залежить від вибору кута відхилення судна від початкового курсу (α). Величина кута α визначається за формулою:


де Т п - час перекладання керма з борту на борт (Т п = 30 сек);
V ср - середня швидкість на циркуляції, що визначається з виразу:

Побудова схеми маневру виконується за даними циркуляції, розрахованим в розділі 3.
SHAPE \ * MERGEFORMAT
α


Література
1. Войткунскій Я.І. та ін Довідник з теорії корабля. - Л.: Суднобудування, 1983.
2. Дьомін С.І. Наближене аналітичне визначення елементів циркуляції судна. - ЦБНТІ ММФ, експрес-інформація, серія «Судноводіння і зв'язок», вип. 7 (162), 1983, с. 14-18.
3. Знамеровський В.П. Теоретичні основи управління судном. - Л.: Видавництво ЛВІМУ, 1974.
4. Карапузов А.І. Результати натурних випробувань і розрахунок маневрених елементів судна типу «Прометей». СБ Безпека мореплавання та ведення промислу, вип. 79. - Л.: Транспорт, 1987.
5. Мастушкін Ю.М. Керованість промислових судів. - М.: Легка і харчова промисловість, 1981.
6. Рекомендацій з організації штурманської служби на суднах Минморфлота СРСР (РШС-89). - М.: Мортехінформреклама, 1990.
7. Довідник капітана (під загальною редакцією Хабур Б.П.). - М.: Транспорт, 1973.
8. Суднові пристрої (під загальною редакцією Александрова М.М.): Підручник. - Л.: Суднобудування, 1988.
9. Цурбан А.І. Визначення маневрених елементів судна. - М.: Транспорт, 1977.
10. Управління судном і його технічна експлуатація (під загальною редакцією Щетиніна А.І.). - М.: Транспорт, 1982.
11. Управління судами і складами (Солар Н.Ф. та ін.) - М.: Транспорт, 1983.
12. Управління великотоннажними судами (Удалов В.І., Массанюк І.Ф., Матевосян В.Г., Ольшамовскій С.Б.). - М.: Транспорт, 1986.
13. Ковальов О.П. До питання про «просідання» судна на мілководдя і в каналі. Експрес-інформація, серія «Безпека мореплавання», вип 5,1934. - М.: Мортехінформреклама.
14. Гирі І.В. та ін Випробування морехідних якостей суден. - Л.: Суднобудування, 1977.
15. Ольшамовскій С.Б., Миронов А.В., Маричев І.В. Удосконалення маневрування великотоннажними судами. Експрес-інформація, серія «Судноводіння зв'язок і безпеку мореплавання», вип. 11 (240). - М.: Мортехінформреклама, 1990.
16. Експериментальне та теоретичне визначення маневрених елементів суден НМП для складання формулярів маневрених характеристик. Звіт про НДР УДК. 629.12.072/076. - Новоросійськ, 1989.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Транспорт | Методичка
109.6кб. | скачати


Схожі роботи:
Апроксимація характеристик нелінійних елементів і аналіз ланцюгів при гармонійних впливах
Знайомство з програмою Micro-cap Вивчення характеристик і логічних елементів транзисторних-транзисторної
Розрахунок судна
Розрахунок вантажного плану судна
Перевірочний розрахунок місцевої міцності конструкції корпусу судна
Розрахунок характеристик редуктора
Розрахунок економічної ефективності впровадження нового типу повітряного судна
Розрахунок економічної ефективності впровадження нового типу повітряного судна
Розрахунок характеристик літального апарату
© Усі права захищені
написати до нас