Буксировка аварийного судна в ледовых условиях

где υ - плотность воды, кг/м3 (плотность соленой воды - 1025 кг/м3);

S - площадь смоченной поверхности судна, м2;

Кф - коэффициент трения.

Для транспортных судов и плавбаз:

где Lв - длина действующей ватерлинии при средней осадке, м; В - ширина, м; Тср - средняя осадка, м (используем по Тср в гру

зу). Для буксирующего судна:

2568,1 м2

Для буксируемого судна:

1383,4 м2

Сопротивление остаточное (в кН):

, (3.6)

где Vб - скорость судна при буксировке, м/с;

δ - коэффициент полноты водоизмещения;

Dв - водоизмещение судна, т;

L - длина судна, м.

Воздушное сопротивление (в кН):

, (3.7)

где Ко-коэффициент обтекания, при ветре, параллельном ДП, равен 0,8);

υ=1,25-плотность воздуха, кг/м3;

AН-проекция надводной части поверхности судна на плоскости

мидельшпаунгоута, м;

vB-скорость встречного ветра, м/с;

vб-скорость буксировки, м/с.

Сопротивление застопоренного винта (в кН):

, (3.8)

где dВ-диаметр винта, м.

3.4 Чистое ледовое сопротивление движению судна в битых льдах

Процесс движения судна в битых льдах очень сложен, составить его аналитическое описание не представляется возможным. Поэтому расчетные зависимости, связывающие сопротивление судна в битых льдах со скоростью движения, размерениями и параметрами льда, создавались на основании эмпирических данных, полученных в ходе натурных экспериментов. Основываясь на исследованиях, чистое сопротивление движению судна в битых льдах представим в следующем виде:

(3.9)

Где r - протяженность битого льда, м;

h - толщина битого льда, м;

r - плотность льда, т/м3;

fт - коэффициент трения борта о лед (fт = 0,08ч0,15);

a - коэффициент полноты действующей ватерлинии;

aн - коэффициент полноты носовой части действующей ватерлинии;

a0 - угол входа носовой ветви действующей ватерлинии, град;

- безразмерные коэффициенты (табл.3.1);

Sсж - сила сжатия, баллы;

g - ускорение свободного падения, м/с2.

Таблица 3.1 - Значения коэффициентов

Транспортное судно будет испытывать большее сопротивление, чем ледокол из-за наличия цилиндрической вставки. Поэтому ледовое сопротивление судна можно выразить:

, (3.10)

гдеRлч - ледовое сопротивление, рассчитанное без учета влияния цилиндрической вставки (в кН);

lцв - длина цилиндрической вставки, м;

Kцв - коэффициент, равный 0,4.

Расчеты сопротивлений судов сводим в таблицу 3.2

3.4 Определение максимальной скорости буксировки и силы тяги на гаке

По данным таблицы 3.2 строим графики сопротивлений R0 и R2 в прямоугольной системе координат, затем используют их для определения максимальной скорости буксировки и силы тяги на гаке (Рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Определение тяги на гаке и скорости буксировщика

Максимальный упор гребного винта буксировщика равен 829,6 кН. Требуется определитьVбmax и силу тяги на гаке Тг.

По оси ординат откладываем отрезок "0a", равный 829,6 кН. Через точку "a" проводим линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой суммарного сопротивления в точке "b". Из точки "b" опускаем перпендикуляр на ось абсцисс и получаем при их пересечении точку "c". Отрезок "0c" представляет собой максимальную скорость буксировки Vбmax, которая равна 11,3 уз.

Для определения тяги на гаке отыскиваем точку пересечения перпендикуляра "bc" с кривой сопротивления буксируемого судна. Обозначив эту точку буквой "d", проведем через нее линию, параллельную оси абсцисс, до-пересечения ее с осью ординат в точке "e". Отрезок "0e" определяет тягу на гаке Тг, которая равна 380 кН. Это и есть усилие, на которое следует подбирать буксирный трос.

4. Разработка буксирного устройства и кранцевой защиты для обеспечения буксировки аварийного судна транспортным судном

4.1 Буксирное устройство на ледоколах

При проектировании буксирного устройства и кранцевой защиты для транспортного судна я основывался на принципиальной схеме буксирного устройства судов ледокольного типа (рис.4.1 и рис.4.2).

Основные составляющие:

буксирная лебедка с емкостью барабана около 500-700 м буксирного троса с канатоукладчиком и автоматикой для удержания заданной длины и тягового усилия в канате;

амортизатор (демпфер) гидродинамического или иного типа;

две буксирные серьги - одна у самого кормового выреза, другая на палубе по линии буксирного троса между лебедкой и кормовой серьгой;

 Скачать реферат