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
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.
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
S 1 = 0,5 · S o · 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
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.
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
S 1 = 0,5 · 1768 · ℓ n
6.Продолжітельность другого періоду
t 2 =
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
S 2 = 0,5 · S o · 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 =
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
4.Т.к. до кінця періоду гальмування V = 0, то гальмівний шлях судна
S = 0,5 · S o · ℓ n
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 |
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 =
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.