Курсовая работа: Теория и практика управление судном

Задание к разд. 2 курсовой работы:

Оценить возможности снятия судна с мели.

2.1. Силы, действующие на судно, сидящее на мели

Реакция грунта (сила давления судна на грунт). При посадке на мель уменьшается осадка судна, т.е. происходит как бы потеря его водоизмещения, которая приводит к нарушению равновесия между весом судна и силами поддержания воды.

Величина потерянного водоизмещения D определяется по формуле :

D = q(Tcp – Tcp)= 200(-0,05-(-0,55) = 200*0,6 = 120

где q - число тонн на 1 м осадки (определяется по грузовой шкале с учетом плотности воды), по условию задания = 20т на 1см = 200т на 1метр осадки.

q  =  200т    ???

Средняя осадка до посадки на мель рассчитывается по формуле

Тср = (Тн + Тк)/2 = (7,75 – 7,85)/2 = -0,05

где  Тн, Тк - соответственно осадки носом и кормой до посадки на мель.

Средняя осадка после посадки на мель рассчитывается по формуле.

Т'ср = (Т'н + Т'к)/2 = (7,10 – 8,20)/2 = -0,55

где  Т'н, Т'к - осадки носом и кормой, снятые после посадки на мель.  

Реакция грунта R, кН, рассчитывается по формуле

R=g*D          R = ???*120 =

где g - ускорение свободного  падения.

При повреждении корпуса и поступлении воды внутрь судна сила реакции грунта увеличивается на величину веса влившейся воды.

Сила присасывания грунта - прилипание к корпусу частиц грунта, создающих тем больший эффект присасывания, чем большей вязкостью обладает грунт. Наибольшее присасывание наблюдается у вязкой глины.

Сила ударов волн при длительном воздействии приводит к разрушению корпуса. При снятии с мели, как правило, оказывает положительное влияние, раскачивая корпус и тем самым уменьшая силу присасывания и силу трения корпуса о грунт.

Сила давления ветра в зависимости от направления ветра увеличивает или уменьшает тяговое усилие, необходимое для снятия судна с мели.

2.2. Снятие с мели работой машины на задний ход

Прежде всего необходимо определить:

• стягивающее усилие F, необходимое для снятия с мели,

F = fR,       F = 0.5*???

где f - коэффициент трения корпуса о грунт (зависит от характера грунта и выбирается из специальной литературы). Если характер грунта неизвестен, то f принимается равным 0,5;

• силу тяги винта на задний ход Рзх (из паспортной диаграммы тяги или расчетными методами).

Если стягивающее усилие соизмеримо с силой тяги винта, то снятие с мели возможно при работе машины на задний ход. В противном случае необходимо использовать один из методов уменьшения силы реакции грунта: дифферентование, кренование, частичную разгрузку.

2.3. Снятие с мели дифферентованием

Дифферентование используется при посадке судна на отдельную банку небольших размеров, когда место касания грунта расположено в оконечно­стях судна, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин. Наиболее простым способом изменения дифферента является перекачка бал­ласта или топлива из района посадки в противоположную оконечность.

Первоначально определяется величина потери осадки АБ в месте соприкосновения с грунтом (рис. 2.1):

Рис. 2.1. Схема посадки судна на мель

АБ = Тк+(Тн - Тк)(1/2 +xa/L)

где Тн = Тн -Тн1;   Тк = ТК -Tк1;

ха - абсцисса внешней кромки банки; = ???

L — длина судна между перпендикулярами;

Тн,Тн1 — осадка носом до и после посадки на мель;

Тк,Т к1 — осадка кормой до и после посадки на мель.

У судна, находящегося на плаву с осадкой  Тн и  Тк в результате продольного перемещения груза массой Р, центр тяжести которого расположен в точке с абсциссой  x1, в точку с абсциссой x2 изменения осадок носом Т'н и кормой Т'к составят:

Т'н = P(x2 – x1)L/2DH;        Т'к = P(x2 – x1)L/2DH

где D - водоизмещение при средней осадке, которую судно имело до посадки на мель;

Н - продольная метацентрическая высота;

L - длина судна между перпендикулярами.

Далее с учетом полученных значений Т'н и Т'к определяется величина уменьшения осадки в месте касания грунта аб (рис. 2.2),

аб = Т'к + (Т'н - Т'к)(1/2 + xa/L)

Рис. 2.2, Схема изменения посадки судна при дифферентовке

Если аб > АБ, то судно после дифферентовки оказывается на плаву. В противном случае уменьшается значение силы реакции грунта. Новое значение силы реакции грунта после дифферентовки Rt можно примерно оценить по следующей формуле:

Rд - R (АБ - аб)/АБ

При приемке или снятии груза на судне, находящемся на плаву, для расчета изменения осадок носом и кормой используются следующие формулы:

Тн =+P(xL/DH+1/q);         Тк =-P(xL/DH-1/q),

где х - абсцисса центра тяжести груза.

При снятии груза его масса Р вводится со знаком (+), а водоизмещение судна уменьшается на величину снятого груза и, наоборот, при приеме груза его масса вводится со знаком (-), а водоизмещение судна увеличивается на величину принятого груза.

2.4. Снятие с мели кренованнем

Кренование применяется, когда судно село на мель одним бортом, а со стороны другого борта имеются достаточные глубины. Креновать судно можно перекачкой топлива, балласта или перемещением груза с борта, находящегося, на мели, на другой борт до тех пор, пока главная палуба не войдет в воду.

В результате поперечного перемещения груза массой Р, центр тяжести которого располагается в точке с ординатой Y1, в точку с ординатой Y2 изме­нения осадок бортов при креновании Т'кp  составят:

Т'кp  = +/- (P(y2 – y1)B)/2Dh

где D - водоюмещениа при средней осадке, которую судно имело до посадки на мель;

h - поперечная метацентрическая высота;

В - ширина судна.

ВеличинаТ'кp  будет отрицательной для борта, находящегося на мели, и положительной - для борта, находящегося на плаву.

Дальнейшие действия аналогичны дифферентовке судна.

2.5. Снятие с мели с использованием частичной разгрузки

Частичная разгрузка судна применяется при посадке на мель всем корпусом, а также в случае, когда дифферентовка и кренование судна не дают положительных результатов. Разгрузка является наиболее эффективной, а иногда и единственной мерой самостоятельного снятия судна с мели и чаще всего связана с потерей части груза. Поэтому, принимая решение о частичной разгрузке, необходимо учитывать, насколько велика опасность гибели судна, если на получение помощи в ближайшее время нельзя рассчитывать.

При частичной разгрузке определяется масса груза Р, подлежащего выгрузке, с тем чтобы судно могло самостоятельно сняться с мели работой машины на задний ход:

P = (F – Pзх)/fg;       Рзх = 0,5Рпх

Порядок расчета Рпх = Рео  дан в разд. 1 "Буксировка судов морем".

Рис. 2.3. Каргоплан судна

Абсцисса и ордината центра тяжести снимаемого груза должны совпадать или находиться близко к абсциссе ХR и ординате YR   равнодействующей силы реакции грунта:

XR = DH/DL(Tн – Tk); yR = Dh/D * sinкр.

При снятии грузов, расположенных в различных местах (рис. 2.3), координаты их общего центра тяжести определяются из выражений:

X = (p1x1+ p2х2+... + pпхп)/(р1+ p2+... + рп);

Y = (p1y1+ p2y2+... + pпyп)/(р1+ p2+... + рп)

где  р1,р2,…рn —массы отдельных грузов;

xn,yn —их координаты.

Примечание. При проведении перечисленных операций необходимо осуществлять контроль за изменением метацентрической высоты.

При снятии с судна водоизмещением D и осадкой Тср груза массой Рсн с точки (Хсн, Zсн) величина поперечной метацентрической высоты h1 определится следующим образом:

h1 = h – Рсн/(D – Рсн)(Тср – Tср/2 – h – Zсн)

где h - начальная метацентрическая высота, м.

Изменение средней осадки вычисляется по формуле

Тср = Рсн/q

2.6. Использование якорного устройства при снятии с мели

Для создания дополнительного стягивающего усилия и уменьшения давления корпуса на грунт при посадке на мель носовой оконечностью судна можно использовать якорное устройство. Становые якоря при помощи грузовых стрел или кранов заводятся как можно дальше в корму. Во время снятия с мели сила тяги брашпиля дополняет силу тяги винта на задний ход. Завозка на шлюпках стоп-анкеров и верпов, особенно на современных крупнотоннажных судах, обычно не дает положительных результатов.

2.7. Снятие с мели с помощью других судов

Буксировка наиболее часто используется для снятия судна с мели с посторонней помощью. Рассчитывается необходимое стягивающее усилие и если оно соизмеримо с суммарной силой тяги винтов судов-спасателей, то снятие с мели возможно буксировкой. По возможности машина аварийного судна должна работать на задний ход: при этом кроме создания дополнительного стягивающего усилия, из-за вибрации уменьшается присасывание корпуса к грунту и уменьшается коэффициент трения корпуса о грунт.

Типичная схема буксировки при стягивании судна с мели приведена на рис. 2.4.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8