Теория и практика управления судном (стр. 6 из 13)

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: Т_θ = 20 с; h_3% = 4м.

Решение

1. Из точек шкал А и В, соответствующих h_в = 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 Т_θ / 1,3 = 15,4 с и Т_θ / 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 h_3% = 4м шкалы В, а крайней правой – точка пересечения кривой τ′ = 15 с и горизонталями h_3% = 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;

Т_н – осадка носом, м;

А – коэффициент, зависящий от Fr (число Фруда) и

; Fr = (м/с);

В – ширина судна, м;

λ_max – длина волны максимальная, м;

h_{в 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; Т_н = 6,5 м; λ_max = 120 м; h_{в 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′ =

Т_θ

Дано: L = 56 м; λ = 60 м; Т_θ = 10 с.

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

Решение

1. Рассчитываем τ′ = 1,54 · Т_θ = 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; h_{в 3%} = 7 м.

Определить необходимость использования диаграмм А.И. Богданова.

Решение