Теория и практика управление судном

Допустимая скорость буксировки Vдоп рассчитывается из диаграммы, исходя из прочности (разрывной нагрузки) буксирной линии:

- отрезок аb соответствует сопротивлению букскируемого судна и равен в масштабе диаграммы натяжению буксирной линии, или тяге на гаке Fг при максимальной скорости буксировки.

Контрольная формула:

V доп = √Pe / AБ + АБС

V доп = √460 / 7,97 + 10,5

= 8,06

где Ре - сила тяги винта буксировщика на полном ходу, кН;

АБ - коэффициент сопротивления буксировщика, определяемый как отношение силы сопротивления буксировщика на полном ходу, кН, к квадрату скорости полного хода, м/с. = 437/7,42 = 7,97

АБС - коэффициент сопротивления буксируемого судна, определяемый аналогично АБ, но с учетом сопротивления винта. = 358/72 = 7,3

- для получения допустимой тяги на гаке Fr доп известное значение разрывной нагрузки троса Рраз, из которого состоит однородная буксирная линия, или наименее прочного ее участка (при неоднородной буксирной линии) необходимо разделить на коэффициент запаса прочности k. Значение k определяется исходя из величины Fr:

-пpи Fr < 100кH - k =5;

-при Fr > 300кH - k = 3;

- при 100 < Fr< 300 кН значение k определяется интерполяцией.

Контрольная формула:

k = √3 + 9 – 0,01Рраз

k = √3 + 9 – 0,01*719,8 = 4,34

где Рраз - разрывная нагрузка троса, кН.

- полученное значение Fг доп сравнивается с Fг:

- при Fг доп > Fг - Vдоп = V max

- при Fr доп < Fr значение Fr доп в масштабе диаграммы ставится между кривыми суммарного сопротивления и сопротивления буксировщика, как показано на рис. 1.1. Абсцисса отрезка cd определяет значение допустимой скорости буксировки на тихой воде.

Контрольная формула:

V доп =√ Fг / АБС

V доп =√ (719,8/4,37)/ 7,97 = 20,7

где АБС - размерный коэффициент сопротивления буксируемого судна, определяемый как отношение величины сопротивления буксируемого судна с учетом сопротивления винта, кН, при скорости буксировки КБ к квадрату этой скорости:

АБС = RБС / Vб2

АБС = 437/7,42 = 7,97

1.3. Расчет буксирной линий

Расчет выполняется для определения возможности буксировки на волнении при заданной высоте волны, скорости буксировки и длине буксирной линии. Необходимо отметить, что; скорость буксировки на волнении должна быть меньше допустимой скорости буксировки на тихой воде, поскольку в буксирной линии возникают дополнительные динамические нагрузки за счет орбитального движения судов на волнении.

Рис. 1.2. Схема буксирной линии

При буксировке буксирная линия принимает форму цепной линии (рис. 1.2).

Цепная линия в системе координат XOY описывается следующими уравнениями:

а = Fг/АБС; l = ash(x/a); y = a + f = ach(x/a)

где а - параметр цепной линии, зависящий от величины горизонтальной составляющей силы ее натяжения Fг и веса единицы длины цепной линии р.

Из этих уравнений находим:

x/a = arsh(1/a) =√ ln[l/a + (l/a)2 + 1 ;

f/a = √ch(x/a) = (l/a)2 + 1 - 1

Полученные выражения используются при расчетах буксирной линии. Для упрощения расчетов по ним составлены таблицы, входным параметром которых является величина l/а [5].

1.4. Расчет однородной буксирной линии

1. Рассчитывается параметр буксирной линии а = FГ/PТ. Сила тяги на гаке FГ определяется по паспортной диаграмме буксировки, а вес одного метра троса в воде - по формуле РТ = 0,87р, где р - вес одного метра троса в воздухе (выбирается из паспортных данных троса).

Fг = 719,8 Рт = 0,87 * 6,2 = 5,4

а = 719,8 / 5,4 = 133,3

2.Рассчитывается значение l/а и по таблицам цепной линии или согласно приведенным ранее формулам определяется расстояние между судами

АВ = 2* на стрелка провеса f.

AB = 2* f АВ =

3. Сила тяги на гаке принимается равной половине разрывного усилия троса Fг = 1/2 Рраз и вновь выполняются расчеты в соответствии с пп. 1 и 2. Определяется новое расстояние между судами А'В'.

Fг = ½ *719,8 = 359,9 ?????

4. Вычисляется изменение расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии (весовая игра буксирной линии):

в = А'В' - АВ. ???

5. Рассчитывается упругое удлинение троса буксирной линии при изменении нагрузки от Fг до 1/2 Рраз :

y = ((0,5Pраз – Fг)/d2)*lm

y = ((0,5*719,8 – ???)/462*37)*???

где d - диаметр троса,

lт — длина буксирной линии,

 - упругость троса (для стали  = 37 кН/мм2).

6. Определяется суммарное изменение расстояния  = в + у, которое сравнивается с высотой волны hв:

если  > hв, то буксировка возможна с заданной скоростью, в противном случае необходимо или уменьшать скорость буксировки, или увеличивать длину буксирной линии для увеличения величины .

1.5. Особенности расчета неоднородной буксирной линии

Если буксирная линия неоднородная, т.е. состоит из двух участков, один из которых трос или якорная цепь с большим погонным весом, а другой трос с меньшим погонным весом, то расчет выполняется следующим образом.

Условно делим буксирную линию (рис. 1.3) на четыре участка цепной линии: BE, DE, DM и AM. Участок DM - дополняющий фиктивный участок цепной линии AM. Точка М - вершина цепной линии AM, от которой отсчитывается величина х для данной цепной линии.

Две цепные линии ED и МА соединяются в точке D без какого-либо перегиба, т.е. одна цепная линия плавно переходит в другую.

Буксирная линия имеет вид, представленный на рис. 1.3 (с вершиной на участке легкого троса).

Рис. 1.3. Неоднородная буксирная линия с вершиной на тросовом участке

Длина участка DE определяется по формуле

DE = lx = [l2m – l2ц((рц/pm)(1 – ) + )]/2(lm + lц)

где  = еач/lч .

Длина фиктивного участка DM определяется из условия равенства веса участков DM и DE:

DМ = lф = lх (рm – рц)

Расчет по формулам цепной линии для четырех участков:

АМ = lц+lф; DМ = lф; DE = lX; BE = lm-lx,

выполняется по формуле:

AB = XAM – XDM + XDE + XBE

Расчет каждого участка выполняется дважды: для Тo = Fг и Тo = Рраз

Если при расчетах получилась величина DE меньше нуля, то это

означает, что вершина цепной линии лежит на участке более тяжелого троса

(рис. 1.4).

Расчеты такие же, как и в предыдущем случае, но с учетом того, что

DE - фиктивный участок цепной линии BE.

Рис. 1.4. Неоднородная буксирная линия с вершиной на цепном участке

 Скачать реферат