КУРСОВАЯ РАБОТА
ТЕМА: «Расчеткрепления палубного груза, буксировка судна в море и при снятии с мели»
Введение
Управление современным крупнотоннажнымсудном, имеющим мощный двигатель и находящимся всегда под влиянием двух движущихсясред: воды и воздуха, – сложная задача. Чтобы правильно определить влияние насудно различных факторов, судоводитель должен иметь глубокие теоретическиезнания и владеть комплексом специфических навыков. В прошлом моряки училисьуправлять судном исключительно на практике, накапливая опыт. Однако этотпроцесс приобретения знаний был слишком длительным. По мере развития мореплаванияколлективный опыт стал обобщаться, превращаясь постепенно в науку об управлениисудном и его технической эксплуатации.
Основной задачей развития знаний вобласти управления судном является сближение науки и практики, теоретическоеобоснование тех явлений в управлении судном, которые наблюдаются, но пока ещётеоретически не разработаны с достаточной степенью точности. Научные обобщениядолжны выдвинуть те новые требования к судам и судовым устройствам, удовлетворениекоторых позволило бы управлять судном с меньшей зависимостью от субъективнойоценки обстановки судоводителем и от действия внешних факторов.
Профилирующая в комплексе знанийсудоводителя дисциплина «Управление судном и его техническая эксплуатация»быстро развивается, и можно надеяться, что опыт управления современными судами,его научное обобщение совместно с теоретическими исследованиями уже в самомближайшем будущем позволят добиться новых успехов этой науки.
Исходные данные
Название величиы
Величина
Размерность
Значение Масса палубного груза W Т 17,0 Период бортовой качки τ1 С 5 Период килевой качки τ2 С 6 Центр тяжести судна Zc М 3,4 Центр тяжести груза Zгр М 1,3 Расстояние от мидель-шпангоута до Ц.Т. палубного груза X М 15 Расстояние от ДП до Ц.Т. палубного груза Y М 3 Метацентрическая высота судна hc М 2,2 Размеры шпации (расстояние между бимсами) l1 М 1,0 Длина полубимса l2 М 3,25 Номер профиля 13/9 Материал подпоры Сосна Ширина бока бруса a М 0,2 Высота волны hв М 5,0 Максимальный угол крена Qmax Град 30
Максимальный угол крена при
килевой качке Ymax Град 5 Высота фальшборта, комингса крышек hк М 1,0 Количество поперечных найтовых tп Ед 3 Угол наклона поперечного найтова к вертикали a Град 30 Угол наклона поперечного найтова к плоскости шпангоута b Град 60 Количество продольных найтовых tпр Ед 2 Угол наклона продольного найтова к вертикали c Град 30 Угол наклона продольного найтова к ДП судна d Град 60 Коэффициент запаса прочности троса k 2
1. Перевозка грузов на палубе
/>/>
1.1 Характеристика перевозимых на палубегрузов
Все палубные грузы могут бытьподразделены на следующие группы:
· опасные, к которым относятся: взрывчатыевещества, сжатые и сжиженные газы, воспламеняющиеся твёрдые вещества ижидкости, окисляющие, отравляющие, радиоактивные и коррозионно-действующиевещества. Такие грузы, если их перевозят не на специальных судах и вограниченных количествах, размещают на палубе, и к ним обеспечивают свободный доступ;
· выделяющие резкие запахи (пропитанныешпалы), которые могут испортить другие грузы;
· не боящиеся подмочки (железо, трубы);
· громоздкие: плавсредства, локомотивы,железнодорожные вагоны, крупные детали машин, котлы, автомобили, самолёты,цистерны и др.;
· лесные;
· живой скот и птица, которые перевозят встойлах, загородках и клетках.
1.2 Расчет разрывной прочности найтовых
W = 17000 кг = 17000 * 9,8 = 166600 H=166,6 кН
Суммарные силы действующие по осям ОY иОZ при бортовой качке:
1.
/>
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Z – расстояние от ц.т. судна до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м (r = hв / 2 = 2,5)
Z= hб – Zc + hк + Zгр, м,
Где hб – высота борта судна (hб =6,0 м); Zc – центр тяжести судна (Zc = 3,4 м); hк – высота комингса (hк = 1 м); Zгр – центр тяжести груза (Zгр = 1,3)
Z = 6,0 – 3,4 + 1 + 1,3 = 4,9 м,
/>
Ру = 182,4 (кН)
/> 2.
/>
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Y – расстояние от ДП до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.
/>
P1z = 242,5 (кН) Суммарные силы действующие по осям ОХ и ОZ при килевой качке: 3.
/>
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ2 – период килевой качки судна, с; Ψmах – 5 град; Z – расстояние от ц.т. судна до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.
/>
Px = 26,5 (кН) 4.
/>
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Х – расстояние от мидель-шпангоута до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.
/>
P2z = 236,6 (кН) Сила ветра, действующего на палубные грузы:
5. />
где pv – величина равная 1,5 кПа; Аv x – площадь парусности палубного груза в поперечном направлении по отношению к судну, м2.
Avx = aг*hг,
Где аг – ширина груза (аг = 3 м); hг – высота груза (hг = 3 м);
Аvx = 3*3 = 9
/>
Pвет х =13.5 (кН)
6.
/>
где pv – величина равная 1,5 кПа; Аv у – площадь парусности палубного груза в продольном направлении по отношению к судну, м2.
Avy = bг*hг,
Где bг – длина груза (bг = 4 м); hг – высота груза (hг = 3 м);
Аvy = 4*3 = 12
/>
Pвет у =18 (кН)
Сила удара волны:
7.
/>
где pволн – величина равная 1 кПа; А’v x – площадь поверхности палубного груза в поперечном направлении по отношению к судну над фальшбортом, м2; hв – высота волны, м; hс – отстояние ц.т. этой площади от ватерлинии, м.
А’v x = Avx, т. к. высота комингса равна высоте фальшборта,
hc = hб – hос + hк + Zгр, м,
где hб – высота борта (hб = 6,0 м); hос – осадка судна в грузу (hос = 4,0 м); hк – высота комингса (hк = 1,0 м); Zгр – центр тяжести груза (Zгр = 1,3 м);
hc = 6,0 – 4,0 + 1,0 + 1,3 = 4,3 м
/>
Pвол x = 28,8 (кН)
8.
/>
где pволн – величина равная 1 кПа; А’v у – площадь поверхности палубного груза в продольном направлении по отношению к судну над фальшбортом, м2; hв – высота волны, м; hс – отстояние ц.т. этой площади от ватерлинии, м.
А’v y= Avy, т. к. высота комингса равна высоте фальшборта,
/>
Pвол у = 38,4 (кН)
Реакция найтовов от усилий, направленных в плоскости шпангоута: 9.
/>
где tп – число поперечных найтовов; a – угол наклона поперечного найтова к вертикали, град; b – угол наклона поперечного найтова к плоскости шпангоута, град.
/>
Ry = 318,4 (кН)
Реакция найтовов от усилий в диаметральной плоскости:
10.
/>
где tпр – число продольных найтовов; c – угол наклона продольного найтова к вертикали, град; d – угол наклона продольного найтова к диаметральной плоскости, град.
/>
Rх = 137,6 (кН)
Размеры найтовов определяют по возникающим в них реакциях. Разрывное усилие троса для найтова: 11.
/>
где k – коэффициент запаса прочности при расчёте усилий в найтовах, крепящих груз, равный 2; R – реакция найтова от усилий в плоскости шпангоута или в диаметральной плоскости, Н.
Rу разр = 636,8 (кН)
Rх разр = 275,2 (кН)
Длина груза L=4 м; ширина – 3 м; высота – 3 м
По разрывному усилию в найтове выбирают размерытросов, талрепов и скоб для них по таблицам прочности государственныхстандартов.Диаметр (мм)
Рассчетная
масса 1 м
каната, кг Рассчетная разрывная прочность каната, Н Каната Троса 22,5 12,0 1,665 216801 24,5 13,0 1,955 254569 26,0 14,0 2,265 295281 28,0 15,0 2,59 337954 30,0 16,0 2,955 386023 32,0 17,0 3,34 436054 33,5 18,0 3,735 487557 37,5 20,0 4,62 602824 41,0 22,0 5,59 729864
Из таблицы выбран трос для крепленияпалубного груза в поперечном направлении диаметром: канат–41,0 мм; трос – 22,0 мм.
Из таблицы выбран трос для крепленияпалубного груза в продольном направлении диаметром: канат –26 мм; трос – 14 мм.12.
1.3 Расчет местной стойкости верхней палубы при перевозках палубного груза.
Наибольшее значение вертикальной составляющей р авно:
P2z = 242,5 (кН) Нагрузка на один бимс: 13.
/>
где Р2z — ьаксимальное значение вертикальной составляющей действия всех сил. Н; n – количество бимсов, на которые распределяется нагрузка от тяжеловеса. Определяется по формуле:/>, где L – длина тяжеловеса, м; l1 – расстояние между бимсами, м.
n = 4 / 1 = 4 (шт.)
/>
P = 60,6 (кН) Изгибающий момент: 14.
/>
где l2 – длина полубимса, м. (3,25 м)
/>
М = 24,6 (кНм)
Принимая бимс из неравнобокого угольника за двухтавровую балку, считаем, что полка, которая он приварен к палубе, являеться стенкой, свободная полка – меньше пояском, часть палубного настила шириной 600 мм, примыкающего к угольнику – большим пояском расчитываем момент сопротивления полубимса по приближенной формуле: 15.
/>
где h1 – высота балки, измеренная между серединами высоты её поясков, м; S1, S2, S3, – площади поперечного сечесния соответственно меньшего пояска, стенки балки, большего пояска, м2. При расчёте использован профиль №13/9. Номер профиля
Высота полки
h1, м
Ширина
полки
b, м
Толщина
профиля
t, м
Толщина
пояска, м
t1, м 10/7 100/10 ³ 75/10 ³ 8/10 ³ 10/10 ³ 12/8 120/10 ³ 80/10 ³ 8/10 ³ 10/10 ³
13/9
130/10 ³
90/10 ³
8/10 ³
10/10 ³ 15/10 150/10 ³ 100/10 ³ 10/10 ³ 15/10 ³
S1 = b*t, м2
Где b – ширина полки; t – толщина профиля;
S1 = 0,09*0.008 = 7.2*10-4 м2
S2 = h1*t, м2
Где h1 – высота балки;
S2 = 0,13*0,008 = 1,04*10-3, м2
S3 = с*d, м2
Где с – ширина палубного настила; d – толщина пояска;
S3 = 0,6*0,01 =6*10-3, м2
Подставим вычисленные площади и найдем:
/>
V = 1,087*10 — 4 (м3) Нормальное напряжение в бимсе: 16.
/>
М – в кНм, σн – не должно превышать допустимого для судостроительной стали напряжения при изгибе равного σдоп = 117,7*103(кПа). Если σн > σдоп, то производят перераспределение нагрузки набольшее количество бимсов или установливают подпорки, проверяя последнии на сжатие.
/>
sн= 226*10 3 (кПа)
σн > σдоп Þ устанавливаем подпорки и проверяем их на сжатие
Максимальная нагрузка Рсж, которую можно дать брусу: 17.
/>
где σсж – допустимое напряжение на сжатие, принимаемое для сосны – 5,89*103кПа; S – площадь поперечного сечения бруса, м2.
S = a 2,
Где а – ширина бока бруса (а = 0,2 м)
S = 0,2 2 = 0,04 (м 2),
/>
Рсж = 235,6 (кН) Для уменьшения напряжения в бимсе до нормального значения необходимо установить подпорок.
1.4 Организация работ при приеме палубныхгрузов
Для палубных грузов требуется тщательнаяподготовка верхней палубы к их приему. Перед погрузкой палубного грузанеобходимо произвести следующие работы:
1. Тщательно подместипалубу, убрать мусор, который мог бы препятствовать свободному протеканию забортнойи дождевой воды к шпигатам и штормовым портикам.
2. Очистить шпигаты иштормовые портики от грязи и проверить их действие.
3. Перед приемом грузана палубу или на грузовые люки уложить доски или бревна, грубо пригнанные кпалубному настилу, а также подкладки под отдельные части грузовых мест, имеющихфигурную форму. Подкладочный материал распределяет нагрузку по всей опорнойповерхности, обеспечивает сток воды к шпигатам и штормовым портикам.
4. Балластные танкизапрессовать или полностью осушить. Проверить расчетом остойчивость судна намомент окончания приема палубных грузов и на момент предполагаемого прихода впорт назначения.
5. В зависимости отхарактера предполагаемого палубного груза проверить наличие и прочность рымов иобухов для крепления найтовах. При предполагаемой перевозке особо тяжелыхгрузовых мест (локомотивы, железнодорожные вагоны), если требуется, заранееустановить добавочные обухи для креплений. В таких случаях необходимо проверитьпрочность палубы. Если требуется добавочное ее подкрепление, его необходимо сделать(с привлечением конструкторских бюро).
6. Проверить состояние иподготовить к работе тяжелые и легкие грузовые стрелы, грузовые лебедки,канивас-блоки, найтовые, талрепы и другие детали такелажного оборудования.
7. Обеспечить надежнуюзащиту от повреждения грузов трубопроводов, идущих по верхней палубе.
8. При укладке палубногогруза необходимо следить за тем, чтобы не загромождались места и устройства ккоторым всегда должен быть обеспечен свободный доступ:
- трубки для измерениявысоты воды в льялах, танках двойного дна, диптанках, форпиках и ахтерпиках;
- воздушные трубки,идущие в трюмы и танки; отростки пожарной магистрали;
- маховики или рукояткиклапанов магистралей паро- или газотушением;
- вентиляторы жилых,служебных и хозяйственных помещений, а также грузовых трюмов, если онинеобходимы во время плавания;
- рукоятки или головкиприводов для закрывания водонепроницаемых дверей, клапанов трубопроводов и др.;
- кнехты и направляющиеролики, а также вьюшки со швартовными тросами;
- запасные якоря и запасныелопасти винта;
- приборы для передачисигналов;
- спасательные шлюпки, спасательныеприборы и плоты;
- брашпиль, швартовныеи грузовые лебедки, если последние могут потребоваться в плавании;
- приборы механическогои ручного управления рулем;
- двери в жилые,служебные и хозяйственные помещения, которыми пользуются в плавании;
- проходы для командыво все места, необходимые для нормального управления судном;
- место между грузом ифальшбортом, достаточное для того, чтобы попавшая из-за борта вода могласвободно уходить через штормовые портики и шпигаты.
9. Устроить безопасные переходы для экипажапо грузу, если проход среди сложенного на палубе груза сделать нельзя.
10. Предусмотреть на корме судна в местахрасположения переходов и проходов надлежащее освещение. а в передней частисудна, где такое освещение нежелательно по условиям судовождения, – нанесениеполос белой краской.
11. Предусмотреть, чтобы палубный груз ни вкоем случае не создавал помех судовождению и несению нормальной вахты в море;для этого ограничить высоту палубного груза впереди мостика.
12. При расположении груза в несколько ярусовустроить прочные конструкции, обеспечивающие его поддержание. Основнаяцель подготовки палубы для приема того или иного груза заключается в том, чтобыпри помощи подкладок (досок, брусьев) перейти от сосредоточенных нагрузок краспределенным, не превышающим норм, установленных Правилами Регистра дляданного судна.
2. Буксировка судов морем
Исходные данные:
A/Ad = 0,6 – дисковое отношение;
Dв =1.7 – диаметр винта, м;
Hв =1,9 – шаг винта, м,
n = 5 об/c
Коэф. Трения f= 0,142;
Плотностьморской воды – 1016 кг/м3;
Плотнотьвоздуха 1,25 кг/м3;
Скоростьвстречного ветра – 5 м/с;
Коєф.волнения – 0,0003;
Средняявысота 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 ипрочности буксирной линии
Расчётпроизводится 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.
/>
Результатырасчётов по формулам, приведенным выше, сведём в таблицу 1:Таблица 1Скорость судна в м/с Сопротивления, кН
Ro
R1
Rs
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 табличнымзначениям строим график зависимости сопротивления судов от скорости буксировки(см. на следующей странице).
2.2 Расчёт параметров буксирной линии
Из графика видно, что максимальнаяскорость 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 кННеобходимая 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.
/>, кН
где k = 2 коэффициент запаса прочности троса
Fг – тяка на гаке, кН
/>
Rразр.=150 (кН),ÞДиаметр тросаравен 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, м
Fг – тяга на гаке, кН
/>
f = 5,59 (м)
2.3 Управление буксирующими ибуксируемыми судами
Буксирный канат закреплен набуксирующем и буксируемом судах, и они начинают двигаться. Этот момент являетсяответственным, т. к. при движении со значительным ускорением в буксирнойлинии может возникнуть чрезмерное напряжение. Когда буксирный канат начинаетнатягиваться, необходимо машину застопорить и в дальнейшем увеличивать скоростьпонемногу. Полную длину буксирного каната устанавливают по выходе надостаточную глубину. Изменять курс следует плавно, без крутых поворотов даже втом случае, если судно развило постоянную скорость.
По достижениисудами полной скорости буксировки буксирное устройство необходимо осмотреть.Нагрузка, приложенная к деталям и конструкциям, которые служат для креплениябуксирного каната, не должна превышать допустимой. Если буксировкаосуществляется на нескольких канатах, необходимо выровнять их натяжение.
У места, гдевозможна отдача буксирного троса, должен быть инструмент, позволяющий илиперерубить буксирный трос, или привести в действие отдающее устройство. Можетбыть предусмотрительно перенесение нагрузки на страховочный трос в случаеобрыва основного буксирного троса. На корме буксирующего и на носу буксируемогосудов должна быть установлена вахта для наблюдения за работой буксирногоустройства.
Во времябуксировки в шторм курс необходимо располагать так, чтобы орбитальное движениеобоих судов оставалось в пределах, допустимых данной буксирной линией. Наибольшеевлияние 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.
Большоезначение имеет соотношение длины волны и расстояния между судами. Рекомендуетсяиметь такую длину буксирного троса, чтобы и буксируемое, и буксирующее судаодновременно всходили на волну и спускались с нее; при этом разность фазорбитального 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 канатаначинается рыскание, которое увеличивается до тех пор, пока буксирный канат невойдет в воду. С этого момента рыскание замедляется. Предотвратить при помощируля возможно лишь в том случае, если скорость рыскания позволяет рулевомуудерживать судно на курсе. Необходимо помнить следующее: чем больше скорость буксировки,тем больше рыскает буксируемое судно; чем корче буксирный трос, тем порывистеерыскание; чем длиннее буксирный трос, тем дальше отходит буксируемое судно откурса, но рыскание теряет свою порывистость и позволяет рулевому держать суднона курсе.
Увеличениерасхождения до требуемого значения может быть осуществлено уменьшением скоростибуксировки. Однако такое уменьшение лимитируется управляемостью обоих судов, т. к.их управляемость будет падать с уменьшением скорости движения.
Поворот нанекоторый угол относительно направления бега волн приводит иногда к увеличениюбортовой качки, которая может стать нежелательной, например из-за рискапотерять палубный груз, но уменьшать скорость не всегда можно, т. к. этогрозит потеряй управляемости. Поэтому иногда приходиться одновременно применятьоба способа маневрирования, т.е. изменять курс относительно бега волн и вместес тем уменьшать скорость.
В путиследования необходимо идти по кильватерной струе буксирующего судна, а приизменении курса следует держаться ее наружной кромки. При этом нужно избегатьрезких поворотов.
Вахта на буксируемомсудне должна внимательно следить за действиями буксирующего судна, т. к.может возникнуть необходимость в остановке буксирующего судна, движение егозадним ходом, отдаче буксирного каната. В случае остановки буксирующего суднана буксируемом судне рулем надо править так, чтобы исключить возможностьнавала. При движении в районе прибрежных вод в случае большого провеса длиннойбуксирной линии может возникнуть необходимость в уменьшении ее длины, чтобытросы не цеплялись за грунт.
Укорачиваниебуксирной линии в общем случае – работа трудоемкая. Крепление за якорную цепьдо некоторой степени облегчает эту каботу на буксируемом судне. Работа на кормебуксирующего судна сильно затрудняется тем, что там зачастую не имеетсядостаточно мощных подъемных механизмов.
При временныхостановках на большой глубине необходимо иметь ввиду, что при длинном и тяжеломбуксирном канате возможны сближения судов под действием веса буксирной линии.Вынужденная остановка на больших глубинах почти всегда заставляет отдаватьбуксирный трос на буксире или буксируемом судне. В таком случае возникаюттрудности по выбиранию буксирного троса. Иногда их нельзя преодолеть, иприходиться жертвовать буксиром. Вообще масса буксирной линии должна бытьтакой, чтобы ее можно было выбрать имеющимися судовыми средствами. Всерассмотренные вопросы легко и просто разрешаются при наличии на суднеавтоматической буксирной лебедки регулируемого натяжения.
Во времябуксировки судов большое значение имеет поддержание связи между ними. Связь этаможет быть осуществлена по радио, радиотелефону, при помощи света, семафором ифлагами МСС.
Отдачабуксирного каната. Подходя к месту отдачи буксирного троса, оба судна постепенно сбавляетскорость. Отдача может быть осуществлена как буксирующим так и буксируемымсудном в зависимости от того, кому из этих судов удобнее выбирать буксирныйканат.
Обычно отдачаканата происходит там, где глубина позволяет буксирному тросу лечь на грунт. Вэтих случаях отдача буксирной линии вполне безопасна, т. к. трос находитсяна грунте и выбрать его нетрудно.
Если буксирныйтрос приходится отдавать на больших глубинах, эту операцию следует осуществлятьна ходу во избежание опасного сближения судов из-за провисания буксирноготроса. В этом случае отдают трос на буксирующем судне, чтобы он не оказался намотаннымна гребные винты.
3. Снятие судна с мели
3.1 Расчёт снятия судна с мелинесколькими способами
Таблица 6 – Исходные данные№ п/п Величины Значение № п/п Величины Значение 1.
Тн до посадки на мель, м
Прил. 2
(с грузом) 8. Сила тяги лебёдки, кН 80 2.
Тк до посадки на мель, м
Прил. 2
(с грузом) 9. Коеф. держащей силы якоря Табл.7 3.
∆Тн после посадки на мель, м 0,2 10. Кол-во шкивов в гинях, шт. 6 4.
∆Тк после посадки на мель, м 0,1 11. Мощность буксиров (суден), кВт Прил. 2 5. Плотность воды, т/м3 1,016 12.
Скорость буксиров при снятии
судна с мели. 3 узл 6.
Количество тонн на 1 см осадки, т/см
Прил. 2 13. Объем влитой воды, м3 7. Коеф. трения Табл. 7
Таблица 7№ п/п Характер грунта Значение f
Глубина места
Якоря, м
Nі – мощность двигателей судна,
л.с 1. Редкая глина, ил. 0,3 8 1700 2. Глина, глина с песком 0,35 10 1320 3. Песок мелкий 0,4 6 1380 4. Песок крупный, галька 0,45 11 1400 5. Галька 0,5 9 1160 6. Глина с песком 0,4 21 1320 7. Песок мелкий 0,35 16 880 8. Ил 0,3 14 1700 9. Песок крупный 0,4 8 1160 0. Ракушняк 0,4 7 1700 Потерянное водоизмещение при посадке судна на мель 1.
/>/>
где Q – потерянное водоизмещение, т; q – количество тонн на 1 см осадки, т/см; ΔТн=Т1н-Т2н, м; ΔТк=Т1к-Т2к, м; ρ – плотность воды 1,016 т/м3; V – объём влившейся воды, м3. (в данном случае равно 0 т. к. судно пробоину не получило)
/>
Q = 237 (т) Усилие, требуемое для снятия судна с мели: 2.
/>
где f – коэффициент трения корпуса судна о грунт (для грунта – мелкий песок f =0,35 Значение выбирается из таблицы 7; g – ускорение свободного падения 9,81 м/с2.
/>
F = 930 (кН) Упор винта собственного судна на заднем ходу: 3.
/>
где Ni – мощность двигателя л.с.
/>
Тш.з.х.= 136 (кН) Силы упора винта на заднем ходу явно недостаточно для снятия судна с мели, поэтому попробуем использовать способ заводки якорей. Тяговое усилие, которое может быть создано с помощью гиней: 4.
/>
где Fлеб – максимальное тяговое усилие используемой лебёдки, кН; n – количество шкивов в гинях.
/>
FГИН = 350 (кН)
Сумма тягового усилия гиний и упора винтов равна 486кН. Этого недостаточно для того, чтобы снять судно с мели. Можно сделать вывод, что судно без посторонней помощи сняться с мели не может.
На помощь пришел буксир-спасатель. Определяем его общее тяговое усилие с помощью выражения:
/>
где Vб – максимальная скорость хода буксира-спасателя, узл. (3 уз.), N – мощность судна л. с. Считаем. что судно-буксир однотипно с данным.
/>
/>837,4 (кН)
Сумма упора винтов собственного судна, а также тягового усилия судна-спасателея равна 973,4 кН. Сравнивая эту силу с необходимым усилием видим, что ее вполне достаточно для снятия судна с мели.
3.2 Способы снятия судна с мели
При выборе способов снятия судна с мели необходимоучитывать:
· степеньгрозящей судну опасности: уже начавшийся шторм или штормовой прогноз, отлив,образование или подвижку льда и т.п.;
· размерыповреждений, площадь соприкосновения корпуса с мелью, давление судна на грунт;
· возможностьполучения быстрой помощи от находящихся поблизости транспортных судов или специальныхсудов-спасателей; помощь рекомендуется запрашивать всегда, чтобы не подвергатьсудно риску длительного нахождения на мели, особенно в незащищённом от ветра иволнения районе;
· наличиена судне средств и возможностей для самостоятельного спасения.
Судно снимают с мели:
· работойсвоих машин;
· дифферентованиеми кренованием;
· заделкойпробоины и откачкой воды из затопленных отсеков;
· разгрузкой;
· завозомстановых якорей и верпов;
· буксировкойдругими судами;
· размываниемгрунта под корпусом;
· промываниемканала в грунте для подхода судов-спасателей;
· использованиемподъёмных приспособлений.
Обычно применяют одновременно несколько способов. Например,производят дифферентование и одновременно разгрузку судна, затем с целью увеличениятяги винта завозят якоря. Буксировке судна другими судами часто предшествуетзаделка пробоин и откачка влившейся воды, дифферентование, кренование иразгрузка судна.
Если длясамостоятельного снятия судна с мели необходима его разгрузка, предусматриваютвозможность сохранения выгруженного груза.
3.3Действия экипажа судна при снятии с мели
В случае посадки судна на мель экипаж обязан предпринятьряд экстренных мер, последовательность которых с небольшими изменениями взависимости от обстановки может быть следующей.
1. Объявляютобщесудовую тревогу и поднимают сигнал, предписанный МППСС-72 для судна,стоящего на мели.
2. Замечаюткурс и скорость, на которых судно коснулось мели (если это произошло в шторм,курс и скорость должны быть замечены сразу после посадки).
3. Определяюткоординаты места посадки.
4. Тщательнозамеряют уровни воды в междудонных отсеках и льялах. Для этой цели выделяют 2-хматросов, хорошо знающих расположение мерительных трубок. Замер ведутодновременно с носа и кормы, записывая полученное значение и время замера. Вводу с смоченной части футштока определяют на вкус (соленая или пресная). Шумвыходящего воздуха, при отвертывании пробки мерительной трубки свидетельствуето наличии пробоины в данном отсеке и поступлении в него воды. В этом случаенемедленно приступают к заделке пробоины и откачке воды из поврежденногоотсека. Замерять уровень воды в отсеках нужно в течении всего временинахождения судна на мели и некоторое время после снятия с мели (чаще чем вобычных условиях).
5. Замеряютглубину ручным лотом вокруг корпуса судна и определяют характер грунта. Этуработу выполняют помощник капитана и опытный матрос (вначале с верхней палубы).При наличии волнения следует несколько раз измерить глубину в одном месте припрохождении гребня и подошвы волны, затем сумму отсчетов поделить на их число исредний отсчет принять за истинный.
Частотапромеров зависит от крутизны подъема дна; во всяком случае надо выполнятьпромеры не реже чем через 10 м. Глубины и род грунта наносят на схематическийплан судна, на котором, кроме того, должно быть указано расположениеводонепроницаемых переборок, МКО, грузовых люков.
6. Еслипозволяет погода, на воду спускают шлюпку под командованием одного изпомощников капитана. Со шлюпки как можно точнее замечают осадку судна штевнями,что понадобится для расчетов по снятию судна с мели. Затем на схематическомплане судна вычерчивают линию осадок. Сравнивая осадку и глубину, измеренную вопределенных точках по обоим бортам судна можно более уверено судить о границахрайона касания грунта.
После этогоот борта по радиальным галсам производят промер окружающих глубин. Направлениегалсов выдерживают по шлюпочному компасу или, где это возможно, по береговымориентирам, а расстояния между точками промера на данном галсе – по мерномулиню. Результаты промера полезносвести в заранее составленную таблицу.
Полученный,таким образом планшет глубин позволит определить сторону, в которую нужносдвигать судно, и укажет безопасные глубины для подхода судов-спасателей, еслиони понадобятся. Планшет вычерчивают в масштабе на обычной бумаге с указаниемнаправления меридиана либо на крупномасштабной карте.
7.Устанавливают радиосвязь с находящимися поблизости судами, позиции которыхнаносят на генеральную карту.
8. В случаепосадки судна на мель в штормовую погоду принимают меры по его закреплениюсудна на мели путем затопления отсеков. Если ожидается ухудшение погоды, такиемеры должны быть приняты заранее, причем дополнительно следует завести якоря.
9. Вближайшую службу погоды или капитану ближайшего порта посылают запрос опрогнозе погоды на текущие и несколько последующих суток. Если прогнознеблагоприятен, нужно вести тщательное наблюдение за погодой и показанием метеоприборови ежечасно фиксировать изменения метеоданных в судовом журнале.
10. Рассчитываютсреднюю осадку судна, которую оно имело на плаву к моменту посадки на мель.
11. Определяют:стадию прилива или отлива, соответствующую моменту посадки на мель, во времяближайших полной и малой вод, величину прилива, направление и скоростьприливно-отливного течения. Если данных для определения указанных величин нет,в определенном месте у борта судна устанавливают водомерный пост. Измеряяглубины (через каждые полчаса), можно получит характеристику приливо-отливныхявлений.
12. С моментапосадки на мель в судовом журнале ведут последовательные, подробные и точныезаписи всех мероприятий и событий на судне.
13. Если МКОне получило повреждений при посадке на мель, туда подают указания поддерживатьв полной готовности все судовые механизмы.
Заключение
Основной задачей развития знаний в областиуправления судном является сближение науки и практики, теоретическоеобоснование тех явлений в управлении судном, которые наблюдаются. Теоретическоерешение основных задач судовождения позволяет вникнуть в сам процесс той илииной операции и более глубоко разобраться в решении основных задач с целью дальнейшегоприменения этих навыков на практике. Одним из ярких примеров теоретическогорешения основных задач по буксировке, креплению груза и снятию судна с мелиявляется данный курсовой проект. В данной курсовой работе выполнено закреплениетеоретического материала дисциплины «Управление судном», изучаемой на 4 курсе,и проведена работа по решению инженерных задач связанных с управлением судна иего технической эксплуатацией.Во время выполнения данного курсового проектабыл выполнен расчет по трем разделам, связанных с эксплуатацией судна вразличных условиях:
· Расчеткрепления палубного груза и сил, действующих на груз и стойкость верхнейпалубы;
· Расчетбуксировки судна морем и элементов буксирной линии;
· Расчетснятия судна с мели и определение необходимого кол-ва буксиров.
Литература
1. Методические указания на выполнение курсовой работи подисциплине «Управления судном» по теме «Расчет крепления палубного груза,буксировка судна в море и снятие с мели» К.: КГАВТ 2006 г.
2. Управление судном и его техническая эксплуатация (подред. А.И. Щетининой) М. «Транспорт» 1993 г.
3. Справочник капитанадальнего плавания под ред. Г.Г. Ермолаева, Москва «Транспорт», 1988 г.