Расчет крепления палубного груза буксировка судна в море и при снятии с мели (стр. 3 из 5)
Коєф. волнения – 0,0003;
Средняя высота крепления буксирного троса на буксировочном судне – 3,0 м.;
1=300 м – длина буксирной линии; d=0,032 м. – диаметр троса.
2.1 Расчёт скорости буксировки и прочности буксирной линии
Расчёт производится по методике, предложенной в книге (1):
| Сопротивление буксирующего судна: | ||
| 1. |  | |
| Сопротивление буксируемого судна: | ||
| 2. |  | |
| Сопротивление воды: | ||
| 3. | Буксирующее судно:  где f – коэффициент трения (f = 0,142); ρ – плотность морской воды 1016 кг/м3; Ω – площадь смоченной поверхности судна, определяемая по формуле (  , где L – длина корпуса судна, м; d – средняя осадка судна, м; δ – коэффициент полноты водоизмещения судна; В-ширина судна, м; V – скорость судна, м/с (1 – 6 м/с).   | Буксируемое судно:  где f – коэффициент трения (f = 0.142); ρ – плотность морской воды 1016 кг/м3; Ω – площадь смоченной поверхности судна, определяемая по формуле ( , где L – длина корпуса судна, м; d – средняя осадка судна, м; δ – коэффициент полноты водоизмещения судна; В-ширина судна, м; V – скорость судна, м/с (1 –6 м/с).   |
| Остаточное сопротивление: | ||
| 4. |  где Δ – водоизмещение судна, т.  |  где Δ – водоизмещение судна, т.  |
| Воздушное сопротивление: | ||
| 5. |  , где r – плотность воздуха (1,25 кг/ м2), Ан – проекция надводной поверхности судна на плоскость мидель-шпангоута (принимая во внимание, что Hнадв для данного судна равна Hнадв = hс – Т = 15,6 – 4,0 = 11,6 мÞ Ан= B*Hнадв=16,0*11,6 =185,6 м2), м2; U – скорость встречного ветра, м.  |  где r – плотность воздуха (1,25 кг/ м2), Ан – проекция надводной поверхности судна на плоскость мидель-шпангоута (принимая во внимание, что Hнадв для данного судна равна Hнадв = hс – Т = 15,7 – 3,2 = 12,5 мÞ Ан= В*Hнадв=15,0*12,5= 187,5 м2), м2; U – скорость встречного ветра, м.  |
| Сопротивление судна на волнении: | ||
| 6. |  где kволн – коэффициент дополнительного сопротивления (зависит от бальности волнения в данном случае равен 0,0003)[1].  |  где kволн – коэффициент дополнительного сопротивления (зависит от бальности волнения в данном случае равен 0,0003).  |
| Сопротивление гребного винта: (рассчитывается только для буксируемого судна) | ||
| 7. | Застопоренные винты (2 шт.):  , где A/Ad – дисковое отношение; Dв – диаметр винта, м, r – плотность воды т/ м3;  | |
| Сила упора винта буксирующего судна на швартовых (максимальное сопротивление винтов): | |
| 9. |   где Hв – шаг гребного винта (в данном случае » 1,9 м); Рв – мощность, потребляемая гребным винтом, кВт; Dв – диаметр гребного винта, м (1,7 м); n – частота вращения гребного винта, с-1.  |
Результаты расчётов по формулам, приведенным выше, сведём в таблицу 1:
Таблица 1
| Скорость судна в м/с | Сопротивления, кН | ||
| Ro | R1 | Rs | |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 6,91 | 8,56 | 15,47 |
| 2 | 17,93 | 24,32 | 42,25 |
| 3 | 35,47 | 50,14 | 85,61 |
| 4 | 64,98 | 87,45 | 152,43 |
| 5 | 107,2 | 138,6 | 245,8 |
| 6 | 167,9 | 206,5 | 374,4 |
По табличным значениям строим график зависимости сопротивления судов от скорости буксировки (см. на следующей странице).
2.2 Расчёт параметров буксирной линии
Из графика видно, что максимальная скорость буксировщика без буксира на спокойной воде равна:
Vбукс.max = 5,39 м/с,
Скорость буксирования равна:
Vб. = 3,68 м/с,
Тяга на гаке равна:
Fг = 75 кН
| Необходимая длина буксирной линии: | |
| 10. |  где Fг – тяка на гаке, кН; hв – высота волны, м; ki – коэффициент игры буксирного троса, определяемый по таблице, в данном случае для Fг = 55,5 кН ki =0,06  |
| l = 417 (м) | |
| Разрывная прочность троса: | |
| 11. |  , кНгде k = 2 коэффициент запаса прочности тросаFг – тяка на гаке, кН  |
Rразр.= 150 (кН),Þ
Диаметр троса равен 0,01 м
| Провес буксирного троса: | |
| 12. |  где q – линейная плотность буксирного троса (для 0,01 м q = 1,155 кг/м (с учетом веса в воде q = 1,155* 0,87 = 1,005)l – длина буксирного троса, мFг – тяга на гаке, кН |
 | |
| f = 5,59 (м) | |
2.3 Управление буксирующими и буксируемыми судами
Буксирный канат закреплен на буксирующем и буксируемом судах, и они начинают двигаться. Этот момент является ответственным, т. к. при движении со значительным ускорением в буксирной линии может возникнуть чрезмерное напряжение. Когда буксирный канат начинает натягиваться, необходимо машину застопорить и в дальнейшем увеличивать скорость понемногу. Полную длину буксирного каната устанавливают по выходе на достаточную глубину. Изменять курс следует плавно, без крутых поворотов даже в том случае, если судно развило постоянную скорость.
По достижении судами полной скорости буксировки буксирное устройство необходимо осмотреть. Нагрузка, приложенная к деталям и конструкциям, которые служат для крепления буксирного каната, не должна превышать допустимой. Если буксировка осуществляется на нескольких канатах, необходимо выровнять их натяжение.
У места, где возможна отдача буксирного троса, должен быть инструмент, позволяющий или перерубить буксирный трос, или привести в действие отдающее устройство. Может быть предусмотрительно перенесение нагрузки на страховочный трос в случае обрыва основного буксирного троса. На корме буксирующего и на носу буксируемого судов должна быть установлена вахта для наблюдения за работой буксирного устройства.
Во время буксировки в шторм курс необходимо располагать так, чтобы орбитальное движение обоих судов оставалось в пределах, допустимых данной буксирной линией. Наибольшее влияние орбитального движения обоих судов на усилие в буксирном канате, наблюдается при их следовании против волны или по волне. При плавании курсами, параллельными волнам (лагом к волне), это влияние будет минимальным.
Большое значение имеет соотношение длины волны и расстояния между судами. Рекомендуется иметь такую длину буксирного троса, чтобы и буксируемое, и буксирующее суда одновременно всходили на волну и спускались с нее; при этом разность фаз орбитального движения судов сводится к минимуму.
Все суда, когда они идут на буксире, рыскливы. При буксировке вплотную рыскливости нет, но по мере увеличения расстояния между судами путем удлинения буксирного каната начинается рыскание, которое увеличивается до тех пор, пока буксирный канат не войдет в воду. С этого момента рыскание замедляется. Предотвратить при помощи руля возможно лишь в том случае, если скорость рыскания позволяет рулевому удерживать судно на курсе. Необходимо помнить следующее: чем больше скорость буксировки, тем больше рыскает буксируемое судно; чем корче буксирный трос, тем порывистее рыскание; чем длиннее буксирный трос, тем дальше отходит буксируемое судно от курса, но рыскание теряет свою порывистость и позволяет рулевому держать судно на курсе.