реферат
Главная

Рефераты по зарубежной литературе

Рефераты по логике

Рефераты по маркетингу

Рефераты по международному публичному праву

Рефераты по международному частному праву

Рефераты по международным отношениям

Рефераты по культуре и искусству

Рефераты по менеджменту

Рефераты по металлургии

Рефераты по муниципальному праву

Рефераты по налогообложению

Рефераты по оккультизму и уфологии

Рефераты по педагогике

Рефераты по политологии

Рефераты по праву

Биографии

Рефераты по предпринимательству

Рефераты по психологии

Рефераты по радиоэлектронике

Рефераты по риторике

Рефераты по социологии

Рефераты по статистике

Рефераты по страхованию

Рефераты по строительству

Рефераты по схемотехнике

Рефераты по таможенной системе

Сочинения по литературе и русскому языку

Рефераты по теории государства и права

Рефераты по теории организации

Рефераты по теплотехнике

Рефераты по технологии

Рефераты по товароведению

Рефераты по транспорту

Рефераты по трудовому праву

Рефераты по туризму

Рефераты по уголовному праву и процессу

Рефераты по управлению

Учебное пособие: Теория и практика управления судном

Учебное пособие: Теория и практика управления судном

Содержание

Пояснительная записка

Образец титульного листа

Контрольная работа №1

Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении

Расчет безопасной якорной стоянки

Учет инерции судна при швартовных операциях и определение положения мгновенного центра вращения неподвижного судна

Расчет увеличения осадки судна от крена, изменения плотности воды, проседания на мелководье и расчет безопасной ширины фарватера

Контрольная работа №2

Определение положения судна относительно резонансных зон, длины волны и построение резонансных зон

Буксировка судов

1        Расчет однородной буксирной линии

2        Расчет неоднородной симметричной буксирной линии

3        Расчет неоднородной несимметричной буксирной линии

4        Определение высоты волн для безопасной буксировки

5        Определение весовой игры буксирной линии

Снятие

1        Снятие судов с мели стягиванием

2        Снятие судов с мели способом отгрузки

3        Снятие судна с мели при наличии крена, когда внешняя

кромка банки лежит позади миделя

4        Снятие судна с мели дифферентованием в случае, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью

киля имеется достаточный запас глубины

5        Снятие судна с мели с помощью выгрузки после предварительного перемещения груза с носа в корму, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин

6        Снятие судна с мели дифферентованием, если часть груза снята, и когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин

7        Снятие судна с мели при отсутствии запаса глубины под килем с учетом работы машины на задний ход

8        Определение начальной скорости буксировщика при снятии с мели способом рывка


Пояснительная записка к выполнению контрольных работ

Студенты 5-го и 6-го курса заочной формы обучения по дисциплине «Теория и практика управления судном» согласно учебному плану должны выполнить 2 контрольные работы: №1 - на 5-м курсе и №2 - на 6-м .

Номер первой задачи выбирается по последней цифре шифра, а все последующие номера задач определяются путем прибавления к номеру первой задачи числа 10. Например: номер первой задачи 8, второй – 18, третьей - 28 и т.д.

Для всех видов задач приведены примеры их решения.

При выборе примера для решения задач, связанных с пассивным и активным торможением, следует обратить внимание на конструкцию винта (ВФШ, ВРШ) и на начальную скорость торможения.

При вычислениях записи делаются по форме: формула - числовое значение величин (без промежуточных вычислений) - результат.

При графическом решении задач на диаграммах и номограммах, последние должны быть приложены к контрольной работе.

На чистом поле листов диаграмм и номограмм надлежит указать фамилию студента и номер задачи.

Листы контрольной работы должны быть пронумерованы и подшиты.

Образец титульного листа прилагается.

Контрольная работа должна быть зарегистрирована на кафедре и передана для проверки преподавателю до начала экзаменационной сессии.


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ

імені гетьмана Петра Конашевича-Сагайдачного

Зразок

Контрольна робота № 1

з дисципліни:

“Теорія і практика управління судном”

Студента 5 курсу

заочної форми навчання

факультету судноводіння

Разгуліна В.В.

шифр 057040

Київ-2007


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Тема: “Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна”

Примеры решения

Пример 1

Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vo судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна).

Масса судна m = 10000т, скорость полного хода Vo = 7,5 м/с, сопротивление воды при скорости Vo Ro = 350 кН, начальная скорость Vн = 7,2 м/с.

 

Решение.

1.  Масса судна с учетом присоединенных масс воды

m1 = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2.  Инерционная характеристика судна

Sо =

3.  Продолжительность первого периода (до остановки винта)

t1 = 2,25

4.  Скорость в конце первого периода V1 = 0,6Vo, когда останавливается винт

V1 = 0,6 Vo = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

5.  Расстояние, пройденное в первом периоде, принимая =0,2


S1 = 0,5 So ℓn  = 0,5·1768·ℓn

6. Во время второго периода (от скорости V1 = 4,5 м/с до скорости

V = 0,2 Vо = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с)

 

где =0,5 - коэффициент сопротивления для ВФШ

7. Расстояние, пройденное во втором периоде

 

8. Время свободного торможения

tв = t1 + t2 = 115 + 524 = 639 ≈ 640 с

9. Выбег судна

Sв = S1 + S2 = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.

- в радианах

 

Пример 2

Определить время падения скорости до V = 0,2 Vо судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна), если свободное торможение осуществляется на скорости Vн ≤ 0,6 Vo

m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 4,0 м/с

Решение

1.       m1 = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Sо =

3. Определим скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V1 = 0,6 Vo = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

4. Т.к. Vн < V1, то винт останавливается мгновенно.

5. V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с

6.  Время падения скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с

где εвт = 0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ

Vн = V1

7.Расстояние, пройденное при падении скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с

Пример 3

Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vо для судна с ВРШ и ГТЗА после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна).

m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с

Решение.

1.  m1 = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2.  Sо =

3.  V = 0,2 Vo = 0,2 7,5 = 1,5 м/с

4.  Время падения скорости до V = 1,5 м/с

где V1 = Vн = 7,2 м/с ,

εвт ≈ 0,7 – коэффициент сопротивления для ВРШ

5. 

 

Пример 4

Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС, если максимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН.

m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 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

Sо =

3.  Продолжительность первого периода (до остановки винта)

t1 = 2,25

4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6 Vo , когда останавливается винт

V1 = 0,6 Vo = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

5. Расстояние, пройденное в первом периоде

S1 = 0,5 So ℓn ,

где Ре – тормозящая сила винта, работающего в режиме гидротурбины и составляющая примерно 0,2 Ro, т.е.  = 0,2

S1 = 0,5 1768 ℓn

6.  Продолжительность второго периода

t2 = , где V1 = 4,5 м/с

Ре = 0,8 Рз.х. = 0,8 320 = 256 кН

t2 =

7. Расстояние, пройденное во втором периоде

S2 = 0,5 So ℓn  т.к. к концу второго периода V = 0, то

S2 = 0,5 So ℓn = 0,5 1768 ℓn

8. Время активного торможения

tι = t1 – t2 = 115 + 168 = 283 с

9. Тормозной путь

Sι = S1 + S2 = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.

Пример 5

Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС после команды ЗПХ, если упор заднего хода Рз.х. = 320 кН и торможение осуществляется со скорости Vн ≤ 0,6 Vo.

Масса судна m=10000т, скорость полного хода Vo=7,5 м/с, сопротивление воды на скорости Vo Ro=350 кН, начальная скорость Vн=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

Sо =

3.  Скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V1 = 0,6 Vo = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

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

5.  Тормозящая сила винта

Ре = 0,8 Рз.х. = 0,8 320 = 256 кН

6.  Время активного торможения

t = ,

где V1 = Vн = 4,0 м/с

t = = 154 с

7.  Тормозной путь

S = 0,5 So ℓn ,

где V1 = Vн = 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 Рз.х. = 320 кН.

m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 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

Sо =

3.  Продолжительность активного торможения

,

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

 , где для ВРШ Ре = Рз.х. = 320 кН

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

S = 0,5 So ℓn , где V1 = Vн = 7,2 м/с

S = 0,5 1768 ℓn

5. 

Задачи

 

Определить время падения скорости до V = 0,2 Vо 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 dср = 13,6 м, высота борта Нб = 17,4 м, масса якоря G = 11000 кг, калибр якорной цепи dц = 82 мм, глубина места постановки на якорь Нгл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения Vт = 4 уз., угол между направлением течения и ДП θт = 20º, усиление ветра по прогнозу до u = 10-12м/с, угол между ДП и направлением ветра qu = 30º. По судовым документам площадь проекции надводной части корпуса судна на мидель

Аu = 570 м2, то же на ДП Вu = 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

qо = 0,021 dц2 = 0,021 822 = 141,2 кг/м

2.Вес погонного метра якорной цепи в воде

qw = 0,87 qо = 0,87 141,2 = 122,84 кг/м

3. Высота якорного клюза над грунтом

Нкл = Нгл + (Нб - dср) = 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

RA = 0, 61 Сха u² (Аu cos qu + Bu sin qu), где

Сха – аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сха=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

RA = 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

Rт = 58, 8 Вт Vт2 sin θт, где:

Вт – проекция подводной части корпуса на ДП судна,

Вт ≈ 0,9 L dcp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м2

Vт – скорость течения в м/с

Vт = 4 уз. ≈ 2 м/с

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

8.Определим силу рыскания судна при усилении ветра

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

9.Сумма действующих на судно внешних сил

∑ R = RА + Rт + Rин = 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 Fг = Fх = ∑ R (н) = 10 · G · К и коэффициенте динамичности Кд = 1,4

, где:

К = 1,3 – удельная держащая сила грунта,

qw = 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

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

13. Определим силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза

F2 = 9,81 qw

 

Задачи

 

Определить:

-  длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре;

-  радиус окружности, которую будет описывать корма судна;

-  силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.

Исходные данные

Номера задач

 

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Тип судна Сухо-груз Пассаж Танкер Сухогруз Танкер Балкер Пассаж. Балкер

Сухо

груз

Танкер
Водоизмещение ∆, m 21000 10565 35930 20286 30000 33090 18300 55600 26200 18900
Длина L, м 150 134 179 155 186 183 195 218 171 152

Ср. осадка dср , м

9,5 6,2 10,4 9,2 9,8 7,6 8,3 12,4 10,1 8,2

Высота борта Нб , м

11,7 16,3 13,6 13,4 12,6 12,1 18,9 17,0 13,1 10,4

Площади

проекций Аu, м2

надв. части

корпуса Вu , м2

195 410 382 341 360 390 532 405 320 240
790 2480 1320 1280 1210 1290 3530 1470 840 960
Грунт песок галька ил галька песок ил песок галька ил песок
Масса якоря G, кг 5100 3650 7000 5000 5850 6800 6500 8600 5800 4800

Уд. держ. сила

якоря К

2,6 3,5 2,1 3,3 2,6 2,1 2,5 3,2 2,2 2,6

Калибр цепи dц ,мм

57 53 72 57 68 72 72 78 68 57

Коэф. трения

цепи ƒ

0,35 0,38 0,12 0,38 0,35 0,12 0,35 0,38 0,12 0,35

Глубина Нгл , м

25 30 35 45 40 40 35 30 25 20

Ветер qu, град

 u, м/с

30

10

60

10

45

14

60

8

30

12

30

14

45

10

60

10

30

8

45

10

Течение θт , град

 Vт, уз.

60

1

30

2

45

2

30

2

20

3

40

2

45

1

50

1

45

1

30

2

Аэродинамический

 коэффициент Сха

1,65 1,54 1,32 1,35 1,46 1,46 1,60 1,19 1,65 1,32

Рекомендованная литература:

1.  Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных, морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание.- Транспорт, 1983, стр.241-249.

2.  Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных, морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 2-е издание.- М.Транспорт, 1975, стр.336-349.

3.  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.17-20.

4.  Управление судном. Под общей редакцией В.И. Снопкова.-

М. Транспорт, 1991, стр. 206-221.


Тема: “Учет инерции судна при швартовных операциях и определение положения мгновенного центра вращения неподвижного судна”

Примеры решения

Пример 1

Определить инерционную характеристику судна tv1 на скорости VH1 = 7,2 м/с (14 уз.), если Vo = 7,5 м/с (14,6 уз.), а So = 2500 м.

Примечание: характеристика tv численно равна времени падения скорости от VH до 0,5 VH при свободном торможении.

Решение

 

tv1 = с = 4 м 42 с

Задачи

Определить инерционную характеристику tv на скорости VH.

Номер задачи 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Vo , м/с

So , м/с

Vн , м/с

6,1

780

3,0

8,8

1490

4,0

8,7

2020

3,4

7,5

2120

4,0

7,2

2520

3,0

7,7

2760

3,5

9,5

2840

4,0

8,2

4220

3,3

7,5

4930

3,4

7,7

5940

2,6

Пример 2

Судно, следуя против течения, подходит к причалу со скоростью VH' = 3 уз. Относительно грунта. Скорость течения Vт = 2 уз.

Определить на каком расстоянии от причала дать СТОП, чтобы:

а) остановиться у причала без реверса двигателя на задний ход;

б) иметь скорость относительно причала не более V= 0,5 уз.

Инерционная характеристика tv = 7 мин.

Решение

а) VH = VH' + Vт = 3 + 2 = 5 уз.

Скорость относительно воды у причала:

V = Vт = 2 уз. ; ∆V = VH – V = 5 – 2 = 3 уз.

S = кб

б) VH = 5 уз.

Скорость относительно воды у причала

V = Vт + 0,5 = 2 + 0,5 = 2,5 уз.; ∆V = VH – V = 5 – 2,5 = 2,5 уз.

S = кб

Задачи

 

Судно следует против течения к причалу со скоростью Vн относительно грунта. Определить на каком расстоянии от причала дать СТОП чтобы:

а) остановиться у причала без реверса двигателя на задний ход;

б) иметь скорость относительно причала не более Vуз.

 

Номер задачи 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

Vн , уз.

Vт , уз.

V, уз.

tv , мин.

2,5

1,5

0,5

3,0

3,0

2,0

1,0

4,2

4,0

1,0

0,5

5,5

3,4

2,0

1,0

6,0

2,5

2,5

1,0

8,0

3,0

2,0

0,5

9,0

4,0

1,0

0,5

7,4

4,8

1,5

0,5

11,0

3,4

1,0

0,5

16,5

2,6

2,0

1,0

18,8


Пример 3

Определить расстояние, на котором будет остановлено судно работой винта на задний ход ωз.х. = 60 об/мин., если скорость судна перед дачей заднего хода VH = 2 уз. Скорость полного хода Vо = 16 уз. Частота вращения винта при работе на полный задний ход ωз.хо. = 105 об/мин. Инерционная характеристика Sо = 2500 м, тормозная характеристика = 0,9.

Решение

Sт = 1,3 α (1 + α) Sо

где α =

Sт = 1,3 0,025 (1 + 0,025) 2500 = 83 м

 

Задачи

 

Определить расстояние, на котором будет остановлено судно работой винта на задний ход с частотой вращения ωз.х., если скорость перед дачей заднего хода Vн. Известна тормозная характеристика судна Рз.х./Rо, соответствующая частота вращения винта на полный задний ход ωз.хо., инерционная характеристика Sо , скорость полного хода Vо.

Номер задачи 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

 Vн , уз.

 ωз.х., об/мин.

 Vо , уз.

 Sо, м

 ωз.хо., об/мин.

 Рз.х./Rо

1,5

45

12,0

780

105

1,0

2,8

60

17,2

1490

115

1,1

2,1

50

17,0

2020

120

1,2

1,0

50

14,6

2120

100

1,1

1,2

40

14,0

2520

110

1,3

0,9

60

15,0

2760

75

0,7

1,8

70

18,5

2840

130

1,4

2,0

50

16,0

4220

60

0,4

1,4

65

14,6

4930

100

1,1

1,1

70

15,0

5940

90

0,7


Пример 4

Определить кинетическую энергию навала судна Д = 250000 тонн на докфиндер причала при скорости подхода V = 0,1 м/с, коэффициент энергии навала Кн = 0,9, коэффициент присоединенной массы μ = 0,35, g = 9,81 м/с2.

 

Решение.

W = κн  тонн

 

Задачи

 

Определить кинетическую энергию навала судна

Номер задачи 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70

Д, тыс.т

V, м/с

Кн

μ

380

0,05

0,5

0,22

370

0,1

0,5

0,23

360

0,15

0,6

0,24

350

0,2

0,7

0,25

340

0,1

0,6

0,26

330

0,05

0,7

0,27

320

0,2

0,6

0,28

310

0,1

0,7

0,29

300

0,15

0,7

0,30

290

0,05

0,8

0,31

 

Пример 5

Под углом 90º к ДП судна подан буксир на расстоянии d =  от центра тяжести судна (G) в корму. Длина судна L = 300 м. Определить расстояние (К) мгновенного центра вращения (О) от центра тяжести судна (G) и радиус, которым оконечность кормы судна опишет дугу вокруг мгновенного центра вращения.

 

Решение:

d =  = = 100 м ; м ;

а = - d = - 100 = 50 м ; R = К + d + а = 56,25+100+50 = 206,25 м

Задачи

 

Определить положение центра вращения неподвижного судна и радиус, которым оконечность кормы опишет дугу вокруг мгновенного центра вращения

Номер задачи 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

 L, м

 d,

320

L/2

320

L/3

320

L/4

320

L/5

320

L/6

320

L/8

320

L/10

320

L/12

320

L/16

320

L/32


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. 57-62.

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. 284-286.

3.  С.Г. Погосов. Швартовка крупнотоннажных судов. – М. Транспорт, 1975, стр. 67-72.


Тема: “Расчет увеличения осадки судна от крена, изменения плотности воды, проседания на мелководье и расчет безопасной ширины фарватера”

Примеры решения

Пример 1

І. Танкер длиной L = 174 м, шириной В = 23,5 м со статической осадкой Тсm = 9,8 м на ровном киле следует со скоростью V = 14 уз (7,2 м/с) на мелководье, Hгл = 14,8 м.

Определить суммарное увеличение осадки от крена судна θ = 3º, при изменении плотности воды от ρ1 = 1,025 m/м3 до ρ2 = 1,008 m/м3 при поправке на пресную воду ∆Т = 213 мм и от проседания на мелководье.

Решение

1.  Увеличение осадки от крена

∆Ткр   tg θ =  tg 3º = 0,61 м

Формула используется при θ ≤ 8

2. Увеличение осадки от изменения плотности воды

∆Тпл = ·∆Т =  213 = 0,15 м

3. Увеличение осадки от проседания на мелководье

∆Тv´ = ·  при 1,5 << 4

или ∆Тv =  при ≤ 1,4

где Кv – коэффициент, зависящий от  см. таблицу

L/B Кv L/B Кv

4 1,32 8 1,17

5 1,27         9 1,15

6 1,23         12 1,1

7 1,19

= = 7,4 К = 1,18; ∆Тv´ = ·= 0,84 м

4. Увеличение дифферента на корму при коэффициенте общей полноты корпуса ≤ 0,65

∆Тк = Кк ∆Тv´, где Кк – коэффициент, зависящий от  см. таблицу

L/B Кк

3,5 – 5,0 1,5 – 1,25

5 – 7 1,25 – 1,1

7 – 9 1,1

= = 7,4 Кк = 1,1

∆Тv = Кк ∆Тv´ = 1,1·0,84 = 0,92 м

5. Суммарное увеличение осадки

а) на миделе

∆Т= ∆Ткр + ∆Тпл + ∆Тv′ = 0,61 + 0,15 + 0,84 = 1,60 м

б) кормой при острых отводах кормы

∆Тк = ∆Тпл + ∆Тvк = 0,15 + 0,92 =1,07 м

т.е. максимальное увеличение осадки ∆Т = 1,60 м

2.  Максимальная динамическая осадка

Тдин = Тсm + ∆Т = 9,80 + 1,60 = 11,40 м

Задачи

 

Определить суммарное увеличение осадки:

1)  от крена судна θ ;

2)  при переходе судна из воды с плотностью ρ1 в воду с плотностью ρ2 при поправке на пресную воду ∆Т ;

3)  от проседания при плавании на мелководье по формулам Института гидрологии и гидротехники АН СССР для судов с острыми отводами;

4)  при увеличении дифферента на корму и максимальную осадку

 Номер задачи L, м В, м Тсm, м Θ, град. ∆Т, мм

ρ1 m/м3

ρ2 m/м3

Нгл, м * V, уз.
81 100 13,3 6,30 3 85 1,030 1,000 7,80 9,5
82 102,3 14,1 6,35 4 87 1,029 1,002 8,90 10,0
83 104,2 15,2 6,40 5 90 1,028 1,005 10,60 11,5
84 105,6 14,4 6,55 6 92 1,027 1,007 8,80 10,5
85 108,1 15,3 6,70 7 97 1,026 1,008 10,70 10,8
86 110,6 15,4 6,85 8 100 1,025 1,013 8,80 12,5
87 112,5 16,0 7,05 7 116 1,024 1,008 9,40 11,8
88 114,4 16,3 7,10 6 123 1,023 1,010 11,40 13,2
89 116,7 16,6 7,25 5 131 1,022 1,015 9,60 12,4
90 138,0 19,9 8,50 4 175 1,021 1,004 11,90 13,0

V, уз. перевести в V м/с

Пример 2

Определить приращение осадки судна при плавании на мелководье и в узком канале по Формулам Барраса, когда отношение глубины к осадке , а отношение площади подводной части миделя судна к площади поперечного сечения канала . Длина судна L=160 м, ширина В=26,7 м, осадка Тср=10,80 м , объемное водоизмещение судна

Vоб =34635 м3, глубина Н=12, 40 м, скорость судна V=8 уз.


Решение

1.  Коэффициент общей полноты судна

 

2.  Увеличение осадки на мелководье

3.  Увеличение осадки в канале

Задачи

 

Номер задачи L, м В, м Т , м

Vоб, м3

V, уз

Нгл, м

91 167,4 27,4 10,65 33217 9,5 12,5
92 174,6 28,5 9,80 34136 10,0 11,3
93 188,9 29,3 10,85 43238 11,5 12,8
94 202,4 31,6 11,25 53245 12,5 13,1
95 210,0 35,2 12,80 71909 10,8 14,4
96 212,4 34,8 12,95 74662 9,7 15,0
97 217,3 34,5 13,05 78267 13,4 15,1
98 221,6 33,7 13,10 80220 12,2 15,3
99 227,8 34,2 13,15 82983 12,0 15,8
100 231,5 35,7 13,25 85414 11,0 15,0

 

Пример 3

По методу NPL определить изменение осадки танкера: L= 300 м

на скорости 14 уз. при Тcm = 13,5 м;

дифферент ψ = 0, на глубине Нгл=20 м; (см. Приложение 1)

Для использования номограммы NPL необходимо выполнение следующих условий:

-  коэффициент полноты объема корпуса судна должен быть 0,80≤ δ≤90

-   отношение длины судна к его ширине ;

-  отношение глубины моря к осадке 1,1≤≤1,5 ;

-  число Фруда по глубине Frh = 0,10,6;

Решение

1.  По номограмме NPL (см. лист. Приложение 1) из точки А, соответствующей значению V = 14 уз., провести вертикаль до пересечения с линией глубины моря Н = 20 м (точка В);

2.  Из точки В провести горизонталь на правую часть номограммы до пересечения с линиями заданного дифферента ψ = 0 (точка С – нос, точка С' – корма);

3.  Из точек С и С' опустить вертикальные линии до пересечения с линией длины судна L = 300 м (точки D и D');

4. Из точек D и D' провести горизонтали до пересечения осадок и снять результат: приращение осадки носом ∆Тн=+1,98м, приращение осадки кормой ∆Тк=+1,48м

 

Задачи

 

Номер задачи

L , м

Тсm, м

Нгл, м

Дифферент

ψ

V, уз.

101

190

9,85

13,0

0

12

102

200

11,15

15,0

1/100 на корму

12

103

210

12,85

16,0

1/100 на корму

13

104

230

13,10

17,0

0

14

105

240

13,55

18,0

1/500 на нос

14

106

250

14,00

17,0

1/500 на нос

15

107

280

15,65

19,0

0

12

108

300

18,40

22,0

1/100 на корму

11

109

330

21,70

26,0

1/100 на корму

10

110

350

23,90

28,0

0

12


Пример 4

а) Определить ширину свободного пространства прохождения судна в узкости на прямолинейном участке

L = 174м – длина судна;

В = 23,5м – ширина судна;

* V = 18 уз – скорость судна;

 = 200м – наибольшая ошибка;

tu = 10мин = 600с – промежуток времени между обсервациями;

t3 = 3,5 мин=150с – время на определение и прокладку линий положения;

Со = 5 о – учитываемый угол сноса;

Со = - ошибка в угле сноса;

ω = 0.1 град/c – средняя угловая скорость поворота;

Z = 30м – необходимый навигационный запас.

* V, уз. перевести в V м/с

 

Решение

в = 2 δm + 2V (tu + tз) =    

= 2 · 200 + 2 · 7,2 (600 + 150)  + 23,5 + 2 · 30 ≈ 887м.

в) Определить будет ли достаточной ширина фарватера 400 м при проводке судна по створу (непрерывное наблюдение за смещением судна, tu=0, tз= 0) при тех же условиях.

Решение

в = 2 δm + = 2 · 200 +  + 23,5 + 2 · 30= =510 м.

Ширина фарватера не достаточна.


Задачи

а) Определить ширину полосы свободного пространства для прохождения судном узости:

Номер задачи L, м В, м

V, м/с

δm, м

tu, с

tз, с

С, град. ∆С, град. Z, м ω град./с
111 126,0 17,0 6,0 200 600 150 5,0 2,0 30 0,1
112 180,0 27,2 8,0 300 600 150 4,0 2,0 40 0,1
113 214,0 31,0 7,0 200 600 150 5,0 3,0 50 0,1
114 245,0 38,0 6,0 300 600 150 4,0 2,0 50 0,2
115 277,0 45,0 8,0 200 600 150 5,0 3,0 50 0,2

в) Определить будет ли достаточной ширина фарватера 150 м при проводке судна по створу.

Номер задачи

в , м

L, м В, м

V, м/с

δm, м

С, град. ∆С, град. Z, м ω град./с
116 150 165,0 25,3 3,0 25,0 12,0 5,0 10,0 0,1
117 200  236,0 39,0 3,0 25,0 3,0 1,0 10,0 0,1
118 200  190,6 31,4 4,0 25,0 8,0 3,0 10,0 0,1
119 150 172,0 22,8 3,0 25,0 3,0 1,0 10,0 0,1
120 150 109,0 16,6 4,0 25,0 5,0 2,0 10,0 0,1

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. 48 - 57.

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. 383 – 392.

3.  Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 393 – 401.


Контрольная работа № 2

Тема: «Определение положения судна относительно резонансных зон, длины волны и построение резонансных зон»

 

Примеры решения

Пример 1

Определение положения судна относительно резонансных зон.

Судно следует в условиях регулярного волнения, когда определение длины волны не представляет затруднений. Сравниваем ее с длиной судна. Определить положение судна относительно резонансных зон.

Дано: Длина судна L = 101,9 м; ширина судна В = 16,7 м; осадка судна

Т = 7,0 м; скорость судна Vs = 10 уз.; поперечная метацентрическая высота h = 0,9 м; курсовой угол направления движения волны q = 45º; длина волны λ = 90 м.

 

Решение

1.  Рассчитать кажущийся период волн:

2.  Находим период бортовой качки судна

; принимаем К = 0,8

3.  Определяем период килевой качки

4.  Рассчитываем отношения:

 


Выводы:

а) по бортовой качке судно находится в дорезонансной зоне, т.е.

< 0,7;

б) по килевой качке судно находится в резонансной зоне

(0,7 < < 1,3) и испытывает килевую качку

 

Задачи

 

Исходные данные Номер задачи
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
В, м 19,7 20,0 17,7 14,4 16,7 16,7 14,0 17,7 19,2 20,0
Т, м 9,2 8,6 7,8 6,5 7,1 6,8 5,8 7,6 6,6 8,2
h, м 0,97 0,92 0,95 0,85 0,90 0,88 0,94 0,90 1,20 0,95

Vs, уз.

14,0 12,0 8,0 9,0 13,0 6,0 4,0 10,0 12,0 12,0
130 110 35 80 140 25 15 160 45 120
λ, м 100 40 60 30 80 70 40 130 120 90

Пример 2

Определение длины волны с помощью универсальной диаграммы качки (Приложение 2).

Судно следует в условиях нерегулярного волнения. Для определения средней величины кажущегося периода волн измерили суммарное время прохождения серии волн и вычислили τ как среднее арифметическое.

Определить среднее значение длины волн.

Дано: Скорость судна Vs = 10 уз. ; курсовой угол направления движения волны q = 30º; кажущийся период волн τ ′= 7 с.

 

Решение

1.  Находим в нижней части диаграммы точку, соответствующую значениям Vs = 10 уз. и q = 30º.

2.  Проводим из этой точки вертикальную линию в верхнюю часть диаграммы до пересечения с кривой τ′ = 7 с.

3.  Ордината полученной точки соответствует длине волны λ = 130 м.

Задачи

Исходные данные Номер задачи
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Vs, уз.

12 10 13 12 12 11 8,5 12 16 14
q, град. 35 120 15 95 170 40 105 50 35 120
τ, с 6 12 5 9 17 6,5 8,5 6 8 14

 

Пример 3

Построение резонансных зон на универсальной диаграмме Ремеза (Приложение 3) по измеренному кажущемуся периоду волн.

Построить резонансные зоны для бортовой и килевой качки.

Дано: Длина судна L = 139,4 м; скорость судна Vs = 12 уз., q = 120º; период собственных поперечных колебаний судна Тθ = 18 с; период собственных продольных колебаний судна Тψ = 8 с, кажущийся период волн τ′= 12 с.

 

Решение

1.   Находим длину волны (см. Пример 2 этой темы): λ = 140 м.

2.  Из точки пересечения горизонтали с ординатой, равной λ = 140 м и кривой τ′ = Тθ = 18 с, проводим в нижнюю часть диаграммы линию чистого резонанса по бортовой качке.

3.  Рассчитаем  и  (можно воспользоваться шкалой в верхней части диаграммы)

4. Из точек пересечения кривых τ′ = 14 с и τ′ = 26 с с горизонталью λ = 140 м проводим вертикальные линии в нижнюю часть диаграммы. Эти вертикали ограничивают резонансную зону по бортовой качке.

5. Линию чистого резонанса по килевой качке проводим из точки пересечения кривой τ′=Тψ=8 с горизонталью λ=140м. Линии, ограничивающие резонансную зону по килевой качке, проводим из точек пересечения горизонтали λ=140 м с кривыми τ′ =Тψ / 1,3=8/1,3=6 с и τ′ =Тψ /0,7=8/0,7=11 с

Ответ: вертикали, ограничивающие резонансную зону по бортовой качке, отсекают на внешней полуокружности курсовых углов значения 112º и 138º, а по килевой качке значения 45º и 100º.

 

Задачи

 

Исходные данные Номер задачи
21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Vs, уз.

14 14 10 12 9 12 11 8 10 13

Тθ, с

10 12 14 16 14 10 11 12 10 14

Тψ, с

6 6 5 6 5 5 8 5 5 4
q, град. 30 85 45 155 30 10 30 60 0 60
τ, с 4 4,5 9 16 8 4 5 7 5 7

Пример 4

Построение резонансной зоны бортовой качки по высоте волны. (Приложение 4)

Судно следует в условиях, когда волнение имеет явно выраженный нерегулярный характер. Определить резонансную зону бортовой качки по высоте волны 3 %-ной обеспеченности, τ рассчитывать с точностью до 1 с.

Дано: Тθ = 20 с; h3% = 4м.


Решение

1.  Из точек шкал А и В, соответствующих hв = 4 м, проводим горизонтали до пересечения с кривой τ′ = 20 с в части диаграммы, расположенной выше кривой τ′ = ∞.

2.  Из точек пересечения опускаем вертикали, которые на нижней части диаграммы ограничат зону значений V и q, отвечающих чистому резонансу бортовой качки.

3.  Рассчитываем Тθ / 1,3 = 15,4 с и Тθ / 0,7 = 28,6 с. Так же, как и кривая τ′=20с, кривые τ′= и τ′= пересекаются горизонталями, упомянутыми в п.1. При этом образуется фигура с 4-мя точками пересечения. Из крайней левой и крайней правой точек пересечения проводим вертикальные линии, которые на нижней части диаграммы ограничат резонансную зону бортовой качки.

Крайней левой точкой пересечения будет точка пересечения кривой

τ′ = 29 с горизонталями h3% = 4м шкалы В, а крайней правой – точка пересечения кривой τ′ = 15 с и горизонталями h3% = 4м шкалы А. Внешнюю полуокружность курсовых углов диаграммы вертикали пересекут в точках со значением 115º и 132º.

 

Задачи

Исходные данные Номер задачи
31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Тθ, с

16 10 14 15 14 12 10 15 16 14

hв, м

4 5 6 3 2 3 2 5 5 4

Тема: “Расчет условий отсутствия слеминга и штормование судна с застопоренными машинами»

 

Примеры решения

 

Пример 1

Расчет условий отсутствия слеминга. Условия отсутствия слеминга можно определить по выражению:

 ,

где:   L – длина судна, м;

Тн – осадка носом, м;

А – коэффициент, зависящий от Fr (число Фруда) и ; Fr =  (м/с);

В – ширина судна, м;

λmax – длина волны максимальная, м;

hв max – высота волны максимальная, м;

При условии отсутствия слеминга коэффициент А должен быть

Дано. Судно следует навстречу волне. Рассчитать скорость, при которой слеминг будет отсутствовать. L = 139,4 м; В = 17,7 м; Тн = 6,5 м; λmax = 120 м; hв max = 5 м.

 

Решение:

= = 0,89 , принимаем А = 0,9;

По А = 0,9 и = 8 по графику (см. Приложение 5) находим максимально допустимое значение Fr. В нашем случае Fr = 0,14.

Максимально допускаемая скорость судна

V = Fr

Задачи

Исходные данные Номер задачи
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
L, м 139 140 130 96 113 115 93 130 140 96
В, м 18 20 18 14 17 17 14 18 20 14

Тн , м

5,2 4,8 4,2 4,3 7,0 5,8 5,2 5,8 3,4 4,0

λmax , м

120 170 120 100 110 110 100 150 160 100

hв max , м

4 6 3 3 6 4 5 4 4 3

Пример 2

Штормование судна с застопоренными машинами.

Судно может лечь в дрейф в том случае, когда оно, не имея хода, находится в условиях, достаточно удаленных от резонансного режима бортовой качки.

Это возможно при соблюдении условий

λ >  или λ <

Дано: В = 14 м; h = 0,96 м.

Определить при какой длине волны судно может безопасно лечь в дрейф.

Решение

λ > = = 408 м или λ < = = 122 м

Ответ: судно может лечь в дрейф, если длина волны будет менее 120 м (результат 408 м практического интереса не представляет.)

Задачи

 

Исходные данные Номер задачи
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
В, м 12,0 19,7 20,0 14,4 16,7 16,7 14,0 14,0 17,7 12,0
h, м 1,0 1,0 0,7 1,2 0,9 0,4 0,3 0,9 0,8 0,5

Тема: “Выбор оптимальных условий плавания на попутном волнении»

 

Примеры решения

 

Пример 1

Построение на универсальной диаграмме качки (Приложение 6) зоны, опасной при плавании на попутном волнении.

Принимаем кажущийся период волны, начиная с которого нахождение на гребне становится опасным

τ′ =  Тθ

Дано: L = 56 м; λ = 60 м; Тθ = 10 с.

Построить опасную (за счет уменьшения остойчивости на гребне волны) зону для судна, следующего на попутном волнении.

Решение

1. Рассчитываем τ′ = 1,54 · Тθ = 1,54 · 10 = 15 с.

2.  Из точек пересечения горизонтали, соответствующей λ = 60 м с кривыми τ′ = 15 с (по обе стороны кривой τ′ = ∞) опустим вертикали, которые в нижней части диаграммы ограничат опасную зону. В данном случае в пределах графика горизонталь пересекает только кривую τ′ = 15 с, расположенную выше кривой τ′= ∞. Вертикаль, опущенная, из этой точки пересечения отбивает на полуокружности КУ точки 116º. Зона левее этой вертикали – опасная.

Для полной оценки положения судна, кроме этой зоны, следует построить резонансные зоны по бортовой и килевой качке и только после этого принимать решение о выборе курса и скорости судна для штормования.

Задачи

Исходные данные Номер задачи
61 62 63 64 65 66 67 68 69 70
L, м 144 134 140 130 95 113 115 150 45 75
λ, м 150 130 140 130 100 110 110 150 40 80

Тθ, м

12 12 20 18 15 7 19 17 8 10

Пример 2

Оценка параметров неблагоприятных попутных волн по вспомогательной диаграмме А.И. Богданова. ( Приложение 7)

Необходимость использования диаграмм Богданова определяется по вспомогательной диаграмме, на которой нанесены области неблагоприятных и опасных параметров, соответствующих неблагоприятных и опасных сочетаний скоростей и курсовых углов.

Дано: L = 116 м; λ = 110 м; hв 3% = 7 м.

Определить необходимость использования диаграмм А.И. Богданова.

 

Решение

1.  На внутренней горизонтальной шкале вспомогательной диаграммы отложим величину длины судна L = 116 м и от этой точки проведем вертикальную линию до кривой, от точки пересечения с которой проведем горизонталь до внутренней вертикальной шкалы, с которой снимем значение hв 3% расчеты или определим эту величину по формуле

h 3% расч. = 0,22 ∙ L0,715 = 0,22 116 0,715 = 6,8 м

2.  Рассчитаем отношения  

3.  По значениям λ/L=0,95 и hв3% / h3%=1,03 , используя внешнюю оцифровку шкал, проводим горизонтальную и вертикальную линии.

4.  Точка пересечения проведенных линий находится в опасной зоне вблизи параметра, обозначенного цифрой 1, где высоты волн очень близки к расчетным.

5.  Для определения безопасных курсов и скоростей воспользуемся основными диаграммами Богданова, выбирая ту, которая соответствует данной загрузке судна и наблюдаемой высоте волны 3 % обеспеченности.

Задачи

Исходные данные Номер задачи
71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
L, м 110 120 90 140 150 160 126 127 95 137
λ, м 90 130 100 130 160 110 140 120 110 150

hв3%

6 7 7 8 6 8 7 6 7 8

Пример 3

Выбор оптимальных условий для движения судна.

а) Судно следует в условиях регулярного волнения Vs = 10 уз.; q = 45º;

Тθ = 14 с; Тψ = 6 с; λ = 100 м. (Приложение 8)

Построить резонансные зоны и выбрать маневр изменением курса для выхода из них.

Решение

1.  == 11 с; == 20 с; = =4,5 с; = =8,5 с.

2.  Строим резонансные зоны.

3.  Приводим волну на курсовой угол q = 96÷125º.


Задачи

Исходные данные Номер задачи
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Vs , уз.

14 12 8 10 6 4 10 12 9 14
q, град. 130 110 75 160 25 15 160 113 114 155

Тθ , с

16 17 14 12 14 12 15 17 12 15

Тψ , с

7 7 7 6 6 5,5 6,5 7,5 6 6,5
λ, м 100 40 60 30 70 40 130 80 100 80
Изменить

Vs

q q

Vs

q

Vs

q q

Vs

Vs

 

Пример 4

б) Судно следует на попутном волнении. L = 122 м; Vs = 13 уз.; q = 170º;

θ = 13 с; Тψ = 7 с; λ = 100 м. (Приложение 9)

Построить опасную зону и выбрать маневр для безопасного штормования с учетом резонансных зон бортовой и килевой качки.

Решение

1.По методике, изложенной в примере 1 этой темы, строим опасную зону для

τ′ = 1,54 · Тθ ; τ′ = 1,54 · 13 = 20 с.

2.  Строим резонансную зону бортовой качки для

τ′ = = = 10 с и τ′ = = 19 с.

3.  Строим резонансную зону килевой качки для

τ′ = = 5,5 с и τ′ = = 10 с.

4.  Можно, оставаясь на прежнем курсе, сбавить ход до 5 уз. Судно будет удерживаться на границе резонансных зон бортовой и килевой качки.


Задачи

Исходные данные

Номер задачи

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

L, м

102

80

110

102

80

123

123

110

42

100

Vs , уз.

11

12

14

13

12

16

17

16

11

16

Тθ , с

25

9

14

12

11,5

14

19

12

10

12

Тψ , с

6,5

5,5

6,5

5,5

4,5

5

6,5

5

4

6,5

q, град.

170

165

170

175

165

170

170

160

170

175

λ, м

90

70

100

90

80

110

115

100

40

100


Рекомендованная литература

для решения задач для плавання в штормовых условиях

1.  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. 396 – 403.

2.  Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 407 – 414.

3.  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. 68 - 76.

4.  Рекомендации по организации штурманской службы на морских судах Украины (РШСУ-98). Одесса, 1998, стр. 95 – 100.


Тема: “Буксировка судов”

 

І. Расчет однородной буксирной линии

Пример решения

Дано: длина буксирного троса ℓб = 300 м, вес одного погонного метра троса в воздухе q = 92 Н, горизонтальная составляющая натяжения троса

То = 80 кН.

Определить:

1)расстояние между судами АВ = 2х;

2)стрелку провеса буксира ƒ;

3)длину буксирного троса, необходимого для прохода пролива с допустимой стрелкой провеса буксира ƒдоп = 8 м.

 

Решение

1.  Вес одного погонного метра троса в воде q1 = q·0,87 = 92 0,87 = 80 Н.

2.  Параметр буксирной линии а = .

3.  Определим х – половину длины между судами

 ,

где ℓ - длина участка буксирного троса от вершины буксирной линии до буксирующего или буксируемого судна.

 = 0,14944

х = 0,14944 *= 0,14944 1000 = 149,44 м

4. Расстояние между судами АВ = 2 х = 2 149,44 = 298,88 м м

5. Определим - 1 = - 1 = 1,01119 – 1 = 0,01119

6. Определим стрелку провеса буксира ƒ=0,01119 *= 0,01119 1000=11,2 м

7. Длина буксирного троса с допустимой стрелкой провеса ƒдоп = 8 м

Из формулы

- 1

= = = 126,74 м ≈ 127 м

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

101 102 103 104 105 106 107 108 109 110

ℓб, м

300 400 400 400 400 600 600 550 350 320
q, Н 84 92 92 104 104 104 104 92 92 84
То, Н 40 70 310 200 120 120 280 200 140 60

ƒдоп., м

12 10 4 6 10 20 10 10 5 6

 

IІ. Расчет неоднородной симметричной буксирной линии

 

Пример решения

Дано: симметричная буксирная линия состоит из 2-х участков троса АС и DВ длиной ℓт = 180 м каждый и участка цепи СD длиной 50 м (2ℓц). Вес одного погонного метра троса в воздухе qmp = 92 Н, цепи qц = 687 Н. Горизонтальная составляющая натяжения буксира То=100 кН.

Определить:

1)расстояние между судами АВ;

2)стрелку провеса ƒЕ.

Решение:

1.  Вес одного погонного метра троса и цепи в воде

q'mp = 0,87 92 = 80 Н q'ц = 0,87 687 = 598 Н

2.  Параметры буксирной линии тросового и цепного участков буксира

*mp =  *ц =

3. Достроим буксирную линию ВD до вершины М

,

где    ℓц – длина половины цепного участка буксира

4. Для участка цепи ℓц = 25 м определим

= 0,14915

х1D = 0,14915 * = 0,14915 167 = 24,91 м

- 1 = - 1 = 0,01114

ƒ'E = 0,01114 * = 0,01114 167 = 1,86 м

5. Для участка ВМ определим ℓ = ℓт + ℓƒ = 180 + 187 = 367 м

= 0,28953

х2В = 0,28953 * = 0,28953 1250 = 361,93 м

- 1 = - 1 = 0,04221

ƒм = 0,04221 * = 0,04221·1250 = 52,76 м

6.       Для участка МД = ℓƒ = 187 м определим

= 0,14905

х2D = 0,14905 * = 0,14905 1250 = 186,31 м

- 1 = - 1 = 0,01113

ƒ'м = 0,01113 ·* = 0,01113 1250 = 13,91 м

7.  Расстояние между судами

АВ = 2 (х2В – (х2D - х1D)) = 2 (361,93 – (186,31 – 24,91)) = 401,06м

8.  Стрелка прогиба

ƒE = ƒм – (ƒ'м - ƒ'E) = 52,76 – (13,91 – 1,86) = 40,71 мм

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи
111 112 113 114 115 116 117 118 119 120

ℓm, м

150 150 200 200 200 300 300 250 250 200

ℓц, м

25 100 25 50 100 50 100 50 100 150

qm, Н/м

92 76 92 76 104 92 104 104 92 76

qц, Н/м

687 687 853 853 853 687 687 853 853 687
То, кН 50 200 120 400 100 100 250 450 450 600

IІІ. Расчет неоднородной несимметричной буксирной линии

 

Пример решения

Дано: несимметричная буксирная линия, состоящая из участка троса АD ℓm = 400 м и участка цепи DВ ℓц = 50 м. Вес одного погонного метра троса в воздухе qm = 92 Н, цепи qц = 687 Н. Горизонтальная составляющая натяжения буксира То = 49 кН.

Определить:

1)положение вершины буксирной линии DЕ = ℓх;

2)проверить решение, вычислив провес буксирной линии в ее вершине по однородной ƒ1 и неоднородной ƒ2 ее части;

3)определить расстояние между судами АВ.

 

Решение

1.  Вес одного погонного метра троса и цепи в воде

          q'm = 0,87 · 92 = 80 Н q'ц = 0,87 687 = 598 Н

2.  Параметры буксирной линии тросового и цепного участков

*m = *ц =

3.  Из прилагаемой таблицы для поправочного коэффициента α

*ц / ℓц

α

*ц / ℓц

α

*ц / ℓц

α
0,00 1,000 1,00 0,368 2,00 0,135
0,05 0,951 1,05 0,350 2,10 0,122
0,10 0,905 1,10 0,333 2,20 0,111
0,15 0,861 1,15 0,317 2,30 0,100
0,20 0,819 1,20 0,301 2,40 0,091
0,25 0,779 1,25 0,286 2,50 0,082
0,30 0,741 1,30 0,272 2,60 0,074
0,35 0,705 1,35 0,259 2,70 0,067
0,40 0,670 1,40 0,247 2,80 0,061
0,45 0,638 1,45 0,235 2,90 0,055
0,50 0,606 1,50 0,223 3,00 0,050

*ц / ℓц

α

*ц / ℓц

α

*ц / ℓц

α
0,55 0,577 1,55 0,212 3,10 0,045
0,60 0,549 1,60 0,202  3,20 0,041
0,65 0,522 1,65 0,192 3,30 0,037
0,70 0,497 1,70 0,183 3,40 0,033
0,75 0,472 1,75 0,174 3,50 0,030
0,80 0,449 1,80 0,165 3,60 0,027
0,85 0,427 1,85 0,157 3,70 0,025
0,90 0,407 1,90 0,150 3,80 0,022
0,95 0, 387 1,95 0,142 3,90 0,020

4,00

0,018

по значению  найдем α = 0,194.

4.  Длина участка троса DЕ от точки соединения троса с цепью до вершины буксирной линии

DЕ = ℓх =  =  = 160,5м

5.  Для однородного тросового участка буксирной линии АЕ

ℓ = ℓm - ℓх = 400 – 160,5 = 239,5 м

- 1 = - 1 = 0,07385

ƒ1 = 0,07385 612 = 45,2 м

6.  Для неоднородного участка цепи ВDЕ длина фиктивного участка цепи

MD = ℓф = ℓх

7.  Для участка DЕ = ℓх = 160,5 м

- 1 = - 1 = 0,03382

ƒDE = 0,03382 612 = 20,7 м

8.  Для участка ВМ = ℓц + ℓф = 50 + 21,47 = 71,47 м

- 1 = - 1 = 0,32652

ƒВМ = 0,32652 82 = 26,77 м

9.  Для фиктивного участка цепи DМ = ℓф = 21,47 м

- 1 = - 1 = 0,03371

ƒDМ = 0,03371 · 82 = 2,76 м

10.  Провес буксира по неоднородной его части

ƒ2 = ƒDE + ƒВМ - ƒDМ = 20,7 + 26,77– 2,76 = 44,71 м

При *ц / ℓц < 4,0 α принимаем равным нулю

Положение вершины найдено правильно, так как ƒ1 = 45,2 м и ƒ2 = 44,71 м практически совпадают.

11.  Для участка АЕ = ℓm - ℓх = 400 – 160,5 = 239,5 м

х1А = 0,38198 612 = 233,77 м

12.  Для участка DЕ = ℓх = 160,5 м

х1D = 0,25934 612 = 158,72 м

13.  Для участка ВМ = ℓц + ℓф = 50 + 21,47 = 71,47 м

х2В = 0,7876 82 = 64,58 м

14.  Для фиктивного участка цепи DМ = ℓф = 21,47 м

х2D = 0,25893 82 = 21,23 м

15.  Расстояние между оконечностями судов

АВ = х1А + х1D + х2В – х2D = 233,77+158,72 + 64,58 – 21,23 = 435,84 м436м


Задачи

 

Исходные данные Номер задачи
121 122 123 124 125 126 127 128 129 130

ℓm, м

400 400 400 200 400 400 200 250 300 300

qm, Н/м

92 92 92 92 76 104 92 76 104 104

ℓц, м

50 50 50 50 50 75 60 50 100 100

qц, Н/м

687 687 687 687 853 687 687 853 687 687
То, кН 137 245 20 441 93 98 147 245 137 589

 

ІV. Определение высоты волны для безопасной буксировки

Пример решения

Дано: длина буксирного стального троса L = 600 м, диаметр троса

d = 52 мм, тяга на гаке Fr = 98 кН, разрывная прочность буксирного троса Рразр. = 880 кН, расстояние между судами на спокойной воде (То = Fr), АВ = 595,2 м при рывке (То = 0,5 Рразр.) А'В' = 599,8 м.

Определить высоту волны, при которой возможна безопасная буксировка.

 

Решение

1.  Упругое удлинение троса ∆у = ,

где ε = 36 кН/мм2 – упругость стального троса.

∆у =

2.  Весовое удлинение троса     

∆в = А'В' – АВ = 599,8 – 595,2 = 4,6 м

3.  Высота волны, при которой возможна безопасная буксировка

h = ∆ = ∆у + ∆в = 2,1 + 4,6 = 6,7 м


Задачи

 

Исходные данные Номер задачи
131 132 133 134 135 136 137 138 139 140
Fr, кН 98 80 200 30 60 140 200 100 70 290

Рразр., кН

840 420 750 800 640 750 910 1200 840 1200
L, м 550 300 400 400 400 400 600 600 550 850
АВ, м 544,6 299,4 399,5 392,8 398,6 399,6 599,0 594,0 544,7 841,8
А'В', м 549,5 299,9 399,8 399,9 399,8 399,9 599,9 599,8 549,8 849,5
d, мм 45,0 32,5 43,5 41,0 39,0 43,5 47,5 52,0 45,0 52,0

 

V.  Определение весовой игры буксирной линии

 

Пример решения

Дано: неоднородная буксирная линия состоит из стального троса длиной ℓm = 300 м и цепи ℓц = 75 м. Вес одного погонного метра троса в воздухе qm = 76 Н, цепи qц = 687 Н.

Определить весовую игру буксира при изменении горизонтальной составляющей натяжения от То = 118кН до Тодоп=388кН.

 

Решение:

1.Вес одного погонного метра троса и цепи в воде

q'm = 0,87 · qm = 0,87 76 = 66 Н       q'ц = 0,87 qц = 0,87 687 = 598 Н

2.Параметры буксирной линии тросового и цепного участков буксира при

То = 118 кН

mp =  ц =

3.  Из прилагаемой таблицы для поправочного коэффициента α


Поправочный коэффициент α

α

α

α
0,00 1,000 1,00 0,368 2,00 0,135
0,05 0,951 1,05 0,350 2,10 0,122
0,10 0,905 1,10 0,333 2,20 0,111
0,15 0,861 1,15 0,317 2,30 0,100
0,20 0,819 1,20 0,301 2,40 0,091
0,25 0,779 1,25 0,286 2,50 0,082
0,30 0,741 1,30 0,272 2,60 0,074
0,35 0,705 1,35 0,259 2,70 0,067
0,40 0,670 1,40 0,247 2,80 0,061
0,45 0,638 1,45 0,235 2,90 0,055
0,50 0,606 1,50 0,223 3,00 0,050
0,55 0,577 1,55 0,212 3,10 0,045
0,60 0,549 1,60 0,202 3,20 0,041
0,65 0,522 1,65 0,192 3,30 0,037
0,70 0,497 1,70 0,183 3,40 0,033
0,75 0,472 1,75 0,174 3,50 0,030
0,80 0,449 1,80 0,165 3,60 0,027
0,85 0,427 1,85 0,157 3,70 0,025
0,90 0,407 1,90 0,150 3,80 0,022
0,95 0,387 1,95 0,142 3,90 0,020
4,00 0,018

по значению =  найдем α = 0,073

4.  Длина участка троса DЕ от точки соединения с цепью до вершины буксирной линии

DЕ = ℓх =  =  ≈ 56,46 м

5.  Для фиктивного участка цепи DМ = ℓф = ℓх

6.  Для участка АЕ

ℓАЕ = ℓm - ℓх = 300 – 56,46 = 243,54 м

= 0,13579

0,13579 х1А = 0,13579 m = 0,13579 · 1788 = 242,79 м

7.  Для участка DЕ = ℓх = 56,46 м

= 0,03157

0,03157 х1D = 0,03157 · m = 0,03157 · 1788 = 56,45 м

8.  Для участка ВМ = ℓц + ℓф = 75 + 6,23 = 81,23 м

0,40146 х2В = 0,40146 ц = 0,40146 197 = 79,09 м

9.  Для участка DМ = ℓф = 6,23 м       

0,03162 х2D = 0,03162 · ц = 0,03162 · 197 = 6,23 м

10.  Расстояние между оконечностями судов при То = 118 кН

АВ = х1А + х1D + х2В – х2D = 242,79 + 56,45 + 79,09 – 6,23 = 372,1 м

11.  Параметры буксирной линии тросового и цепного участков буксира при

То доп. = 388 кН

m' =  ц' =


Так как  > 4, α = 0 (см. таблицу «Поправочный коэффициент α»)

12.  Длина участка троса DE' от точки соединения с цепью до вершины буксирной линии при То доп. = 388 кН

DE' = ℓх' =  

13.  Для фиктивного участка цепи DМ при То доп. = 388 кН

ℓф' = ℓх'

14.  Для участка АЕ при То доп. = 388 кН

ℓ'АЕ = ℓт - ℓх' = 300 – 52 = 248 м

= 0,04218

х'1А = 0,0418 m' = 0,0418 5878 = 247,93 м

15.  Для участка DЕ' = ℓх' = 52 м при То доп. = 388 кН

= 0,00885

х'1D = 0,00885 m' = 0,00885 5878 = 52,02 м

16.  Для участка ВМ' = ℓц + ℓф' = 75 + 5,7 = 80,7 м

х'2В = 0,12403 ц = 0,12403 649 = 80,5 м

17.  Для участка DМ' = ℓ'ф = 5,7 м        

х'2D = 0,00878 ц' = 0,00878 649 = 5,7 м

18.  Расстояние между оконечностями судов при То доп. = 388 кН

А'В' = х'1А + х'1D + х'2В – х'2D = 247,93 + 52,02 + 80,5 – 5,7 = 374,75 м

19.  Весовая игра буксирной линии ∆в = А'В' – АВ = 374,75 – 372,1 = 2,65 м

20.  Наибольший провес буксирной линии найдем из однородного участка

АЕ = 243,54 м

- 1 = - 1 = 0,00923

ƒ = 0,00923 m = 0,00923 1788 = 16,5 м

Наибольший провес буксирной линии   

ƒ = ƒЕ = 16,5 м

Задачи

 

Исходные данные Номер задачи
141 142 143 144 145 146 147 148 149 150

ℓm, м

300 300 400 400 400 400 600 600 350 350

qm, H/м

76 76 76 76 76 76 92 92 71 71

ℓц, м

50 100 25 50 75 100 25 75 25 50

qц, Н/м

687 687 853 853 853 853 687 687 853 853
То, кН 118 118 88 88 88 88 137 137 49 49

То доп., кН

388 388 300 300 300 300 490 490 275 275

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. 93 - 108.

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. 462 – 490.

3.Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 459 – 481.

4.  Управление судном. Под общей редакцией В.И. Снопкова, – М. Транспорт, 1991, стр. 90 - 115.


Тема: “Снятие судов с мели”

 

Примеры решения

I. Снятие судов с мели стягиванием

 

Судно сидит на мели всем корпусом. Грунт – глина с песком. Пробоин нет. Силу присоса грунта не учитываем. Расположение судов-спасателей согласно схеме. Судно № 1 – однотипное с аварийным, суда №№ 2,3 – спасатели с упором винта на переднем ходу РПХ 2,3 = 287 кН.

Исходные данные:

Д = 9220 m, = 115 м, Тн = 6,5 м, Т¤ = 6,8 м, Тк = 7,1 м; Тн1 = 5,2 м,

Т¤1 = 6,5 м, Тк1 = 7,8 м; число тонн на 1 м изменения средней осадки

q = 1600 m/м, коэффициент трения стального корпуса судна о грунт

ƒ=0,32, РПХ1=480кН, абсцисса ЦТ ватерлинии хƒ = - 0,6м, продольная метацентрическая высота Н = 120 м.

Определить количество груза, которое необходимо выгрузить с судна, чтобы оно могло сняться с мели методом стягивания.

 

Решение.

1.Определим величину потерянного водоизмещения

∆Д = q (Тср – Тср1)

где Тср = м

Тср – средняя осадка до посадки на мель, м

Тср, Тср1 следует подсчитывать с точностью до 1 см

Тср1 = м

Тср – средняя осадка после посадки на мель, м

∆Д = 1600 (6,8 – 6,5) = 480 m

2.Определим усилие, необходимое для снятия судна с мели

F = ƒ·∆Д = 0,32 480 = 153,6 m = 1506,8 кН

3.Найдем величину усилия, развиваемого совместно судами-спасателями при стягивании судна с мели

F1 = РПХ1 + 2РПХ 2,3 cos 30º = 480 + 2 287 0,866 = 977,1 кН

5.  Количество груза, подлежащего снятию с судна

Р = m

6.  Дифферентующий момент на 1 м

m = m/м

7.  Определим абсциссу ц.т. снимаемого груза

хр = хƒ +

где ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м

∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7 м

хр = -0,6 + м

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

151 152 153 154 155 156 157 158 159 160
Д, m 127200 110000 45840 33350 18560 17900 17400 12740 9860 9530

, м

235,85 235 195 165 140,1 140 134,5 130,3 113 115

Тн , м

15,9 13,8 10,5 9,74 9,50 8,90 8,85 7,80 7,12 6,90

Т , м

16,0 14,0 10,7 9,74 9,68 8,93 9,15 7,85 7,16 7,00

Тк , м

16,1 14,2 10,9 9,74 9,86 8,96 9,45 7,90 7,20 7,10

Тн1 , м

13,0 11,2 8,8 7,62 6,10 7,20 8,00 6,78 5,92 5,93

Т 1, м

15,15 13,55 10,1 8,95 8,85 8,58 8,95 7,65 6,90 6,80

Тк1 , м

17,3 15,9 11,4 10,28 11,60 9,96 9,90 8,52 7,88 7,67
q, m /м 8400 8300 4670 3680 2430 2330 2200 1910 1600 1600
Н , м 230 210 255 207 144 146 140 136 120 120

хƒ , м

-0,5 -0,5 ±0 -0,2 -3,1 -1,0 +0,6 -0,2 -0,8 -0,2
ƒ 0,22 0,42 0,30 0,38 0,32 0,22 0,42 0,30 0,38 0,32

 РПХ1, кН

1679,1 1650,2 1239 771 750 565,4 713,1 532,4 438,2 398,5

РПХ2,3, кН

740 730 560 340 310 325 385 355 315 205,6

 

II. Снятие судов с мели способом отгрузки

Судно сидит на мели носовой частью. Пробоин нет. Силу присоса грунта не учитываем.

Исходные данные:

Д = 9220 m, = 115 м; Тн = 6,5 м; Тк = 7,1 м; Тн1 = 5,2 м; Тк1 = 7,8 м; число тонн на 1 м изменения средней осадки q = 1600 m/м, продольная метацентрическая высота Н = 120 м; поперечная метацентрическая высота h = 0,9 м; координаты ц.m. выгружаемого груза из носового трюма х1 = +40 м; z1 = +3 м; из кормового трюма х2 = -40 м; z2 = +8 м; абсцисса ц.m. ватерлинии

хƒ = -0,6 м.

Определить количество груза, которое необходимо выгрузить из носового и кормового трюмов, чтобы судно оказалось на плаву.

 

Решение.

1.  Определим дифферентующий момент на 1 м:

m = m/м

2.  Определим среднюю осадку до и после посадки на мель

Тср = м

Тср1 = м

3.  Определим общее количество груза, подлежащего снятию с судна:

Р = ∆Д = q (Тср – Тср1) = 1600 (6,8 – 6,5) = 480 m

4.  Определим абсциссу точки приложения равнодействующей сил реакции грунта:

хр = хƒ +

где ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м

∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7 м

хр = -0,6 + м

5.  Определим количество груза, которое необходимо выгрузить из носового трюма:

Рн = Рm

6.Определим количество груза, которое необходимо выгрузить из кормового трюма: Рк = Р – Рн = 480 – 477 = 3 m*

7.Определим осадку носом после снятия груза:

Тн' = Тн – Р6,5 – 480 м

 Примечание: в случае отрицательной величины Рк это количество груза нужно погрузить в трюм

8.Определим осадку кормой после снятия груза:

Тк' = Тк + Р7,1 + 480 м

9.Определим поправки на поперечную и продольную метацентрические высоты

∆h = -

где:   ∆Тср = м;

z = м


∆h = -м;

∆Н = -= -м.

 

Задачи

Исходные данные

Номер задачи
161 162 163 164 165 166 167 168 169 170
Д, m 110000 45840 33350 18560 17900 17400 12740 9860 9530 127200

, м

235 195 165 140,1 140 134,5 130,3 113 115 235,85

Тн , м

13,8 10,5 9,74 9,50 8,90 8,85 7,80 7,12 6,90 15,9

Тк , м

14,2 10,9 9,74 9,86 8,96 9,45 7,90 7,20 7,10 16,1

Тн1 , м

11,2 8,8 7,62 6,10 7,20 8,00 6,78 5,92 5,93 13,0

Тк1 , м

15,9 11,4 10,28 11,60 9,96 9,90 8,52 7,88 7,67 17,3
q, m/м 8300 4670 3680 2430 2330 2200 1910 1600 1600 8400
Н , м 210 255 207 144 146 140 136 120 120 230
h, м 2,0 2,6 1,03 1,03 0,96 0,95 0,97 0,99 0,91 2,5

хƒ , м

-0,5 ±0 -0,2 -3,1 -1,0 +0,6 -0,2 -0,8 -0,2 -0,5

х1 , м

+82 +61 +54 +50 +50 +50 +45 +40 +40 +82

z1 , м

+12 +7,4 +8 +10 +5 +5 +5 +5 +4 +12

х2 , м

-60 -35 -29 -57 -50 -45 -50 -40 -40 -60

z2 , м

+12 +7 +8 +8 +5 +6 +6 +5 +4 +12

 

III. Снятие судна с мели при наличии крена в случае, когда внешняя кромка банки лежит позади миделя

Судно сидит на мели носовой частью и с креном на правый борт. Пробоин нет.

Исходные данные:

Д = 9220 m, = 115 м; Тн = 6,5 м; Тк = 7,1 м; θ = 0º; Тн1 = 5,2 м; Тк1 = 7,8 м;

θ1 = 5º пр/б; число тонн на 1 м изменения средней осадки q = 1600 m/м; продольная метацентрическая высота Н = 120 м; поперечная метацентрическая высота h = 0,9 м; координаты ц.m. выгружаемого груза из носового трюма х1=+40 м; из кормового трюма х2= -40 м; абсцисса ц.m. ватерлинии хƒ= -0,6 м.

Определить количество груза, которое необходимо снять из носового и кормового трюмов судна на мели, а также величину кренящего момента, который необходимо создать, чтобы судно оказалось на плаву.

 

Решение.

1.  Определим величину дифферентующего момента на 1 м:

m = m/м

2.  Определим среднюю осадку до и после посадки на мель:

Тср = м

Тср1 = м

3.  Определим общее количество груза, подлежащего снятию с судна:

Р = ∆Д = q (Тср – Тср1) = 1600 (6,8 – 6,5) = 480 m

4.  Определили абсциссу точки приложения равнодействующей сил реакции грунта:

хр = хƒ +

где ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м

∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7 м

хр = -0,6 + м

5.  Определим количество груза, которое необходимо выгрузить из носового трюма:

Рн = Рm

6.  Определим количество груза, которое необходимо выгрузить из кормового трюма:

Рк = Р – Рн = 480 – 477 = 3 m

Примечание: в случае отрицательной величины Рк это количество груза нужно погрузить в трюм.

7.  Определим ординату точки точки приложения равнодействующей силы реакции грунта:

ур = м

Примечание: знак «-» при крене на правый борт, а знак «+» при крене на левый борт.

8.  Определим значение кренящего момента, который необходимо создать, чтобы судно оказалось на плаву:

Мкр = -∆Д · ур = -480 · (-1,51) = +724,8 мм

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

171 172 173 174 175 176 177 178 179 180
Д, m 45840 33350 18560 17900 17400 12740 9860 9530 127200 110000

, м

195 165 140,1 140 134,5 130,3 113 115 235,85 235

Тн , м

10,5 9,74 9,50 8,90 8,85 7,80 7,12 6,90 15,9 13,8

Тк , м

10,9 9,74 9,86 8,96 9,45 7,90 7,20 7,10 16,1 14,2

Тн1 , м

8,8 7,62 6,10 7,20 8,00 6,78 5,92 5,93 13,0 11,2

Тк1 , м

11,4 10,28 11,60 9,96 9,90 8,52 7,88 7,67 17,3 15,9

θ1, град.

9º л/б 8º пр/б 10º пр/б 10º л/б 6º пр/б 10º л/б 5º л/б 8º пр/б 8º пр/б 5º л/б
q, m/м 4670 3680 2430 2330 2200 1910 1600 1600 8400 8300
Н , м 255 207 144 146 140 136 120 120 230 210
h, м 2,6 1,03 1,03 0,96 0,95 0,97 0,99 0,91 2,5 2,0

хƒ , м

±0 -0,2 -3,1 -1,0 +0,6 -0,2 -0,8 -0,2 -0,5 -0,5

х1 , м

+61 +54 +50 +50 +50 +45 +40 +40 +82 +82

х2 , м

-35 -29 -57 -50 -45 -50 -40 -40 -60 -60

IV. Снятие судна с мели дифферентованием в случае, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин

Судно сидит на мели носовой частью. Пробоин нет. Имеется достаточный запас глубин под свободной частью киля. Силу присоса грунта не учитываем.

Исходные данные:

D =9220 m, =115 м, Тн =6,5 м, Т =6,8 м, Тк=7,1 м; Тн1=5,2 м, Т 1=6,5 м,

Тк1 = 7,8 м; число тонн на 1 м изменения средней осадки q = 1600 m/м; продольная метацентрическая высота Н = 120 м; абсцисса ц.m. перемещаемого груза х1 = +40 м; х2 = -40 м; абсцисса внешней кромки банки хА = +25 м.

Определить количество груза Р1, которое необходимо переместить по судну, чтобы оно оказалось на плаву.

 

Решение.

1.  Определим дифферентующий момент на 1 м:

m = m/м

2.  Определим количество груза, которое необходимо переместить по судну, чтобы оно оказалось на плаву:

Р1 =

где    ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м

∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7 м

Р1 = = 406,5 m

3.  Определим осадку носом после перемещения груза

Тн'' = Тн - м

4.  Определим осадку кормой после перемещения груза

Тк'' = Тк + м

 

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

181 182 183 184 185 186 187 188 189 190
D, m 18560 17900 17400 12740 9860 9530 127200 110000 45840 33350

, м

140,1 140 134,5 130,3 113 115 235,85 235 195 165

Тн , м

9,50 8,90 8,85 7,80 7,12 6,90 15,90 13,80 10,50 9,74

Т , м

9,68 8,93 9,15 7,85 7,16 7,00 16,00 14,00 10,70 9,74

Тк , м

9,86 8,96 9,45 7,90 7,20 7,10 16,10 14,20 10,90 9,74

Тн1 , м

6,10 7,20 8,00 6,78 5,92 5,93 13,00 11,20 8,80 7,62

Т 1, м

8,85 8,58 8,95 7,65 6,90 6,80 15,15 13,55 10,10 8,95

Тк1 , м

11,60 9,96 9,90 8,52 7,88 7,67 17,30 15,90 11,40 10,28
q, m/м 2430 2330 2200 1910 1600 1600 8400 8300 4670 3680
Н , м 144 146 140 136 120 120 230 210 255 207

х1 , м

+50 +50 +50 +45 +40 +40 +82 +82 +61 +54

х2 , м

-57 -50 -45 -50 -40 -40 -60 -60 -35 -29

хА , м

+35 +50 +45 +45 +30 +30 +50 +50 +30 +30

V. Снятие судна с мели с помощью выгрузки после предварительного перемещения части груза с носа в корму в случае, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин

Судно сидит на мели носовой частью и с креном на правый борт. Пробоин нет. Имеется достаточный запас глубин под свободной частью киля. Силу присоса грунта не учитываем.

Исходные данные: D =9220 m, =115 м, Тн=6,5 м, Т =6,8 м, Тк=7,1 м;

Тн1= 5,2 м, Т 1 = 6,5 м, Тк1 = 7,8 м; число тонн на 1 м изменения средней осадки q = 1600 m/м; продольная метацентрическая высота Н = 120 м; количество перемещенного груза Р1 = 200 m; абсциссы перемещенного груза

х1 = +40 м; х2 = -40 м; абсцисса выгружаемого груза х = +40; абсцисса внешней кромки банки хА = +25 м, абсцисса ц.m. ватерлинии хƒ = -0,6 м.

Определить количество груза, которое необходимо снять с судна, чтобы оно оказалось на плаву.

 

Решение.

1.Определим дифферентующий момент на 1 м: m = m/м

2.Определим величину потерянного водоизмещения:

∆D = q (Тср – Тср1) = 1600 (6,8 – 6,5) = 480 m

3.Определим количество груза, которое необходимо снять с судна, чтобы оно оказалось на плаву, если 200 m перемещено с носа в корму:

Р =

 = m

где ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м ;      ∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7м


Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

191 192 193 194 195 196 197 198 199 200
D, m 17900 17400 12740 9860 9530 127200 110000 45840 33350 18560

, м

140 134,5 130,3 113 115 235,85 235 195 165 140,1

Тн , м

8,90 8,85 7,80 7,12 6,90 15,90 13,80 10,50 9,74 9,50

Т , м

8,93 9,15 7,85 7,16 7,00 16,00 14,00 10,70 9,74 9,68

Тк , м

8,96 9,45 7,90 7,20 7,10 16,10 14,20 10,90 9,74 9,86

Тн1 , м

7,20 8,00 6,78 5,92 5,93 13,00 11,20 8,80 7,62 6,10

Т 1, м

8,58 8,95 7,65 6,90 6,80 15,15 13,55 10,10 8,95 8,85

Тк1 , м

9,96 9,90 8,52 7,88 7,67 17,30 15,90 11,40 10,28 11,60
q, m/м 2330 2200 1910 1600 1600 8400 8300 4670 3680 2430
Н , м 146 140 136 120 120 230 210 255 207 144

Р1 , m

400 200 200 250 200 3000 2500 1000 1000 800

х1 , х, м

+50 +50 +45 +40 +40 +82 +82 +61 +54 +50

х2 , м

-50 -45 -50 -40 -40 -60 -60 -35 -29 -57

хА , м

+50 +45 +45 +30 +30 +50 +50 +30 +30 +35

хƒ , м

-1,0 +0,6 -0,2 -0,8 -0,2 -0,5 -0,5 ±0 -0,2 -3,1

IV. Снятие судна с мели дифферентованием, если часть груза снята, и когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубины

Судно сидит на мели носовой частью. Пробоин нет. Силу присоса не учитываем. Под свободной частью киля имеется достаточный запас глубины.

Исходные данные:

D = 9220 m, =115 м, Тн =6,5 м, Т =6,8 м, Тк =7,1 м; Тн1 =5,2 м,Т 1=6,5 м, Тк1 = 7,8 м; число тонн на 1 м изменения средней осадки q = 1600 m/м; продольная метацентрическая высота Н = 120 м; количество снятого груза

Р = 200 m; абсцисса выгруженного груза х = +40 м; абсцисса перемещенного груза х1 = +40, х2 = -40 м; абсцисса внешней кромки банки хА = +25 м, абсцисса ц.m. ватерлинии хƒ = -0,6 м.

Определить количество груза, которое необходимо переместить с носа в корму, чтобы судно оказалось на плаву, если часть груза Р = 200 m груза.

 

Решение

1.  Определим дифферентующий момент на 1 м:

m = m/м

2.  Определим величину потерянного водоизмещения:

∆D = q (Тср – Тср1) = 1600 (6,8 – 6,5) = 480 m

3.  Определим количество груза, которое необходимо переместить с носа в корму, чтобы судно оказалось на плаву:

Р1 =

где ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м;       ∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7 м

Р1 = m

 

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

201 202 203 204 205 206 207 208 209 210
D, m 17400 12740 9860 9530 127200 110000 45840 33350 18560 17900

, м

134,5 130,3 113 115 235,85 235 195 165 140,1 140

Тн , м

8,85 7,80 7,12 6,90 15,90 13,80 10,50 9,74 9,50 8,90

Т , м

9,15 7,85 7,16 7,00 16,00 14,00 10,70 9,74 9,68 8,93

Тк , м

9,45 7,90 7,20 7,10 16,10 14,20 10,90 9,74 9,86 8,96

Тн1 , м

8,00 6,78 5,92 5,93 13,00 11,20 8,80 7,62 6,10 7,20

Т 1, м

8,95 7,65 6,90 6,80 15,15 13,55 10,10 8,95 8,85 8,58

Тк1 , м

9,90 8,52 7,88 7,67 17,30 15,90 11,40 10,28 11,60 9,96
q, m/м 2200 1910 1600 1600 8400 8300 4670 3680 2430 2330
Н , м 140 136 120 120 230 210 255 207 144 146
Р , m 200 200 250 250 3000 2500 1000 1000 800 400

х , м

+50 +45 +40 +40 +82 +82 +61 +54 +50 +50

х1 , м

+50 +45 +40 +40 +82 +82 +61 +54 +50 +50

х2 , м

-45 -50 -40 -40 -60 -60 -35 -29 -57 -50

хА , м

+45 +45 +30 +30 +50 +50 +30 +30 +35 +50

хƒ , м

+0,6 -0,2 -0,8 -0,2 -0,5 -0,5 ±0 -0,2 -3,1 -1,0

 

V. Снятие судна с мели при отсутствии запаса глубины под килем с учетом работы машины на задний ход

Судно сидит на мели носовой частью, грунт – глина с песком. Пробоин нет. Силу присоса грунта не учитываем.

Исходные данные:

D =9220 m, =115 м, Тн =6,5 м, Т = 6,8 м, Тк=7,1 м; Тн1=5,2 м, Т 1=6,5 м,

Тк1 = 7,8 м; число тонн на 1 м изменения средней осадки q = 1600 m/м; коэффициент трения стального корпуса судна о грунт ƒ = 0,32; упор винта заднего хода Рз.х.=384,6 кН; ц.m. выгружаемого груза из носового трюма х1= +40 м, из кормового трюма х2 = -40 м, абсцисса ц.m. ватерлинии хƒ = -0,6 м; продольная метацентрическая высота Н = 120 м.

Определить количество груза, которое необходимо выгрузить из носового и кормового трюмов, чтобы судно могло сняться с мели самостоятельно, работая машиной на задний ход.

 

Решение.

1.  Определим дифферентующий момент на 1 м:

m = m/м

2.  Определим общее количество груза, подлежащего снятию:

Р = ∆D = q (Тср – Тср1) = 1600 (6,8 – 6,5) = 480 m

3.  Определим абсциссу точки приложения равнодействующей сил реакции грунта:

хр = хƒ +

где ∆Тн = Тн - Тн1 = 6,5 – 5,2 = 1,3 м

∆Тк = Тк – Тк1 =7,1 – 7,8 = -0,7 м

хр = -0,6 + м

4.  Определим усилие, необходимое для снятия судна с мели:

F = g ƒ · ∆D = 9,81 · 0,32 · 480 = 1506,8 кН

5.  Определим усилие, необходимое для снятия судна с мели с учетом работы винта на задний ход:

F1 = F – Рз.х. = 1506,8 – 384,6 = 1122,2 кН

6.  Определим массу груза, подлежащего снятию с судна, чтобы можно было сняться с мели работой машины на задний ход

Р = m

7.  Определим количество груза, которое необходимо выгрузить из носового трюма:

Рн = Рm

8.  Определим количесво груза, которое необходимо выгрузить из кормового трюма: Рк = Р – Рн = 357,5 – 355,3 = 2,2 m

 

Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

211 212 213 214 215 216 217 218 219 220
D, m 12740 9860 9530 127200 110000 45840 33350 18560 17900 17400

, м

130,3 113 115 235,85 235 195 165 140,1 140 134,5

Тн , м

7,80 7,12 6,90 15,90 13,80 10,50 9,74 9,50 8,90 8,85

Т , м

7,85 7,16 7,00 16,00 14,00 10,70 9,74 9,68 8,93 9,15

Тк , м

7,90 7,20 7,10 16,10 14,20 10,90 9,74 9,86 8,96 9,45

Тн1 , м

6,78 5,92 5,93 13,00 11,20 8,80 7,62 6,10 7,20 8,00

Т, 1, м

7,65 6,90 6,80 15,15 13,55 10,10 8,95 8,85 8,58 8,95

Тк1 , м

8,52 7,88 7,67 17,30 15,90 11,40 10,28 11,60 9,96 9,90
q, m/м 1910 1600 1600 8400 8300 4670 3680 2430 2330 2200
Н, м 136 120 120 230 210 255 207 144 146 140
ƒ 0,30 0,38 0,32 0,22 0,42 0,30 0,38 0,32 0,22 0,42

Рз.х., кН

425,9 350,6 318,8 1343,3 1343,3 991,2 618,8 600,0 452,3 570,5

хƒ , м

-0,2 -0,8 -0,2 -0,5 -0,5 ±0 -0,2 -3,1 -1,0 +0,6

х1 , м

+45 +40 +40 +82 +82 +61 +54 +50 +50 +50

х2 , м

-50 -40 -40 -60 -60 -35 -29 -57 -50 -45

VI. Определение начальной скорости буксировщика при снятии с мели способом рывка

 

Исходные данные:

D = 600 m; скорость полного хода Vо = 6,2 м/с; длина буксирного троса

ℓт = 350 м; разрывное усилие троса Рразр. = 1373,4 кН; площадь сечения троса

Sт = 12,7 10-4 м2; модуль упругости стального троса Е = 8 107 кН/м2.

Определить начальную скорость буксировщика при снятии судна с мели способом рывка.

 

Решение.

1.  Определим предельно допустимую нагрузку буксирного троса

Р = кН

2.  Определим начальную скорость буксировщика

V =  


Задачи

 

Исходные данные

Номер задачи

221 222 223 224 225 226 227 228 229 230
D, m 18560 17900 17400 12740 9860 9530 6739 5628 4050 1620

Vo, м/с

9,2 8,1 8,1 7,4 7,45 7,6 6,7 7,0 9,6 6,94

ℓт, м

440 420 420 400 380 380 350 350 800 700

Рразр.,кН

1025 886 886 764,7 764,7 612,1 457,1 457,1 2982 1765,8

Sт х 10-4 м2

7,48 6,47 6,47 6,84 5,64 4,58 4,58 4,58 19,0 12,9

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. 109 - 121.

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. 491 – 509.

3.Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 491 – 516.

8.  Управление судном. Под общей редакцией В.И. Снопкова, – М. Транспорт, 1991, стр. 115- 132.


Приложение 1

Номограмма NPL







Диаграмма А.И. Богданова для оценки параметров неблагоприятных попутных волн




© 2011 Онлайн база рефератов, курсовых работ и дипломных работ.