План
1.Якорь
2.Типы якорей
3.Якорное устройство
4.Маркировка якорной цепи
5.Классификации якорных устройств
6.Методы фиксации платформ
Списоклитератур
1.ЯКОРЬ
Якорьприспособление для удержания судна на месте стоянки в свободной воде,соединяется с судном канатом или якорной цепью. Устроен якорь так, что послеотдачи зарывается лапами в грунт. Усилие, которое якорь может воспринять, неперемещаясь и не выходя из грунта, называется держащей силой. Держащая силаякоря зависит от его конструкции, веса и свойств грунта. Наибольшую держащуюсилу якоря имеют на плотном песке. Эффективность якоря определяетсякоэффициентом держащей силы — отношением держащей силы к весу якоря. Основойконструкции якоря является продольный стержень (или веретено), в верхней частикоторого имеется скоба для крепления якоря к якорной цепи, а в нижней — лапы ирога, прикрепляемые к веретену неподвижно (узел такого крепления называетсятренд) или на шарнире в коробке. На рисунке 1 показаны этапы постановки наякорь (отдачи) и поднятия якоря.
/>
Рисунок1 — Постановка на якорь и снятие с якоря: а — якорь скользит по грунту; b — якорь зацепляется; с — якорь зарывается; d — якорная цепь натягивается; е — якорнаяцепь вырывает якорь из грунта; f — якорь поднимается
Приотдаче якорь падает на дно (рис. 1, а) и буксируется движущимся судном (рис.b). При этом за счет действия штока (шток-анкер) или за счет своей формы (якорьпатентованной системы) якорь поворачивается лапами к морскому дну. Если онбуксируется дальше, то его лапы зарываются в землю и якорь «зацепляется» (рис.с). При подъеме якоря сначала выбирают якорную цепь (рис. d), котораяпостепенно принимает вертикальное положение (рис. е). В этот момент якорьотрывается от грунта, а якорная цепь испытывает большую нагрузку. После тогокак якорь поднят с грунта, его начинают выбирать якорной лебедкой до тех пор,пока он не окажется в якорном клюзе. Некоторые якоря для повышения силысцепления с грунтом имеют шток — стержень, ориентированный поперек веретена.Шток может быть установлен на веретене, на лапах, на коробке якоря. Держащаясила якоря выражается через отношение его веса к тому весу, который он способенудерживать. Простейший якорь А в виде камня, обвязанного канатом, удерживаетвес меньше собственного. Адмиралтейский (со штоком и неподвижными лапами) якорьмалых размеров удерживает (в зависимости от особенностей его конструкции) вес в3-12 раз больше собственного, а больших габаритов — в 5 раз больше своего веса.Якоря, не имеющие штока, удерживают: малые — в 2-3 раза больше своего веса,большие (корабельные) — в 5 раз больше своего веса; держащая сила таких якорейчерез некоторое время после заглубления лап в грунт возрастает по сравнению созначением ее величины сразу после отдачи. Якоря Дэнфорта удерживают:малогабаритные литые стальные — в 17-460 (в зависимости от типа грунта) разбольше своего веса; предназначенные для постоянной швартовки якоря сборнойконструкции — в 30-1000 раз больше своего веса; корабельные — в 20-30 разбольше своего веса. Значение держащей силы постоянно при условии, что полностьюнатянутая (без провеса) якорная цепь отходит от якоря под углом 15° кгоризонту. Обычно это достигается при длине цепи, в 4 раза большей глубиныпогружения якоря, но в зависимости от ветра и течения может потребоваться длинацепи в 10 раз больше глубины погружения.
2.ТИПЫ ЯКОРЕЙ
/>
Рис2 а — камень, обвязанный канатом; б — примитивный; в — индийский; г — китайский; д — адмиралтейский; е — бесштоковый; ж — вильчатый; з — Портера; и — грибовидный; к — плуговый; л — Нортилла; м — Дэнфорта
Якорнаяцепь состоит из отдельных звеньев; несколько соединенных между собой звеньевобразуют смычку. Отдельные смычки соединяются при помощи соединительныхзвеньев. Якорь и якорная цепь соединяются друг с другом якорной скобой свертлюгом, позволяющей цепи вращаться вокруг своей оси. Цепь проходит черезуглубление в борту у клюза для якоря, через стопор, препятствующийсамопроизвольному вытравливанию цепи, и наматывается на цепную звездочкуякорной лебедки. Другой конец якорной цепи находится в цепном ящике иприкрепляется к судну посредством скобы.
/>
Рис.3 — Носовое якорное устройство: 1 — якорная лебедка (брашпиль); 2 — стопор дляякорной цепи; 3 — труба якорного клюза; 4 — якорь; 5 — якорная ниша; 6 — цепнойящик; 7 — устройство для крепления якорной цепи; 8 — цепная труба.
3. Якорное устройство
Якорноеустройство, как правило, находится в носу судна. Там же устанавливается иякорная лебедка. Главной частью лебедки является цепная звездочка, позволяющаяосуществлять поднятие якоря с цепью, причем при наматывании звенья цепи могутложиться на цепную звездочку обеими сторонами. Кроме цепной звездочки якорнаялебедка имеет еще швартовные барабаны (турачки) для наматывания швартовов. Насудах старых типов якорные лебедки имели паровой привод. Сейчас применяютэлектрические или гидравлические приводы. К носовому якорному устройствуотносятся два якоря, расположенные по бортам судна. На некоторых судах монтируюттакже кормовые якорные устройства с одним или двумя якорями. Из-за ограниченнойплощади для размещения в качестве якорной лебедки используют в основном якорныйшпиль. Он представляет собой возвышающийся над палубой барабан с вертикальнойосью вращения. Барабан, служащий в качестве лебедки, имеет в нижней частицепную звездочку. Он приводится в движение электродвигателем, смонтированным вбарабане или под палубой судна.
/>
Рис.4 — Кормовое якорное устройство. 1 — цепная труба; 2 — якорный шпиль; 3 — стопор для якорной цепи; 4 — двигатель; 5 — цепной ящик; 6 — якорь; 7 — трубаякорного клюза
Якоряв зависимости от их назначения разделяют на становые, предназначенные дляудержания судна в заданном месте, и вспомогательные — для удержания судна взаданном положении во время стоянки на основном якоре.
Квспомогательным относится кормовой якорь — стоп-анкер, масса которогосоставляет 1/3 массы станового. Размеры, массу и количество якорей назначают поПравилам Регистра в зависимости от размеров корпуса и надстроек судна. Держащаясила якоря в среднем в 10 раз больше его массы.
Основнымичастями якоря являются веретено и лапы. Якоря различают по подвижности иколичеству лап (до четырех) и наличию штока. К безлапным относят мертвые якоря(грибовидные, винтовые, железобетонные), используемые при установке плавучихмаяков, дебаркадеров и других плавучих сооружений.
Якорноеустройство.
Якорноеустройство служит для обеспечения надежной стоянки в море, на рейде и в другихместах, удаленных, от берега, путем крепления за грунт с помощью якоря иякорной цепи. В его состав входят: якоря, якорные цепи (канаты), якорные машины,якорные клюзы и стопоры.
Наморских судах в качестве становых и стоп-анкеров применяют двулапые якоря:бесштоковые, с поворотными лапами — якоря Холла, Грузона — и штоковые, с неподвижными лапами — адмиралтейские. Штоковые якоряобладают значительно большей держащей силой, чем бесштоковые (у адмиралтейскогоона равна 10 — 12 массамсамого якоря), но наличие штока затрудняет их уборку и отдачу. Поэтому накрупных судах, как правило, применяют тяжелые бесштоковые якоря Холла, легкоубираемые в клюзы. Существуют якоря повышенной держащей силы — с поворотными лапами и штоком в видепоперечных утолщений на лапах. К этому типу относят якорь Матросова,применяемый на катерах и буксирах. На малых судах и баржах используютмноголапные бесштоковые якоря, называемые кошками. Суда ледового плаванияснабжают специальными однолапыми бесштоковыми ледовыми якорями, предназначеннымидля удержания судна у ледового поля.
4. Маркировка якорной цепи
Якорнаяцепь служит для крепления якоря к корпусу судна. Она состоит из звеньев,образующих смычки длиной 25-27 м, соединенные одна с другой при помощи специальных разъемных звеньев.Смычки образуют якорную цепь длиной от 50 до 300 м. В зависимости отрасположения в якорной цепи различают якорную (крепящуюся к якорю),промежуточные и коренную смычки. Крепят якоря к якорной цепи при помощи якорныхскоб. Чтобы предупредить скручивание цепи, в нее включают поворотные звенья — вертлюги. Для крепления и экстреннойотдачи коренного конца якорной цепи применяют специальное устройства с откиднымгаком — глаголь-гак, позволяющим легкоосвободить судно от вытравленной якорной цепи. По Правилам Регистра устройстводля быстрой от дачи якорной цепи, устанавливаемое в цепном ящике, должно иметьдистанционный привод управления, выведенный на открытую или другую палубу вдоступном месте.
Якорныецепи различают по их калибру — диаметру поперечного сечения прутка звена. Звенья цепей калибром более15 мм должны иметь распорки — контрфорсы. У крупнейших судов калибр якорных цепей достигает 100 -130 мм. В походном положении якорнуюцепь хранят в цепном ящике с деревянной обшивкой. Для обеспечения самоукладкиякорной цепи цепные ящики имеют обычно круглое сечение, диаметр которогосоставляет около 30 — 35калибров якорной цепи.
Якорнымимашинами для подъема якоря служат лебедки с горизонтальной осью вращениябарабана — брашпили.
Брашпиль,устанавливаемый в ДП, обслуживает якорные цепи правого и левого бортов (насупертанкерах применяют полубрашпили — раздельные брашпили, смещенные от ДП к бортам). Отдача якоряпроисходит за счет собственной массы. При этом во избежание чрезмерного разгонаякорная цепь, сматывающаяся через звездочку брашпиля, притормаживаетсяленточным тормозом. На оси звездочек брашпиля, по ее концам, обычноустанавливают турачки — барабаны для наматывания швартовных тросов при швартовке. Благодаря наличиюспециальных муфт турачки могут работать при неподвижной звездочке и наоборот.Шпиль обслуживает только одну якорную цепь каждого борта. Механизм шпиляразделяют обычно на две части: верхнюю, состоящую из звездочки со швартовнымбарабаном и находящуюся над палубой, и нижнюю, состоящую из двигателя иредуктора, располагаемых под палубой. Тормозят вытравливаемую якорную цепь спомощью колодочного тормоза. Брашпили и шпили имеют электрический,электрогидравлический или паровой привод. В случае необходимости небольшие шпилимогут иметь ручной привод. Они приводятся во вращение вручную при помощивымбовок- съемных деревянных рычагов,вставляемых в выемки швартовного барабана.
Якорныеклюзы — палубные и бортовые — служат для направления якорной цепии уборки якоря. В зависимости от типа и назначения судна различают клюзыобычные, открытые и с нишей.
Обычныеклюзы устанавливают на большинстве транспортных, промысловых и вспомогательныхсудов; их изготовляют литыми или сварными.
Открытыеклюзы, представляющие собой массивную отливку с желобом для прохода якорнойцепи и веретена якоря, устанавливают в месте соединения палубы с бортом. Ихприменяют на низкобортных судах, на которых обычные клюзы в виде труб,оканчивающихся бортовыми и палубными раструбами, нежелательны, так как черезних на волнении на палубу попадает вода.
Клюзыс нишей в бортовой обшивке позволяют убирать якорь заподлицо с обшивкой,уменьшая тем самым возможность повреждения при движении во льдах, буксировке ишвартовках. Их предусматривают на судах ледового плавания, буксирах,спасателях, пассажирских и промысловых судах.
Стопорыпредназначены для крепления якорных цепей и удержания якоря в клюзе в походномположении. Для этого используют винтовые кулачковые стопоры, закладные стопоры(стопоры с закладным звеном) и эксцентриковые (на малых судах). Для болеенадежного закрепления якоря служат дополнительные цепные стопоры — короткие цепные смычки, пропускаемыечерез якорную скобу и закрепляемые двумя концами к обухам на палубе. С помощьюталрепа, включенного в один конец цепи, подтягивают якорь в клюз до плотногоприлегания лап к наружной обшивке. Глаголь-гак, включенный в другой конец цепи,служит для быстрой отдачи стопора.
Якорныйканат — гибкая связь (цепь или трос) между якорем и корпусом судна, с помощьюкоторой якорь отдается и затем поднимается из воды.
Якорнаяцепь — цепной якорный канат длиной до 350 м.; цепь калибра 11-100 мм.
Якорнаяцепь:
— состоит из отдельных кованых или сварных эллипсообразных звеньев, имеющихповышенную прочность и распорки (контрфорсы) в средней части; — изготавливаетсяв виде отдельных отрезков (смычек).
Прочностьякорной цепи зависит от ее калибра, конструкции звеньев и способа ихизготовления.
Маркировкаякорной цепи — нанесение через каждые 20 м (начиная от скобы якоря) на распоркизвеньев марок из отожженной проволоки для определения количества вытравленнойякорной цепи. Для облегчения распознавания маркированные звенья окрашивают. Приотдаче якорь падает на дно (рис. а) и буксируется движущимся судном (рис. b).При этом за счет действия штока (шток-анкер) или за счет своей формы (якорьпатентованной системы) якорь поворачивается лапами к морскому дну. Если он буксируетсядальше, то его лапы зарываются в землю и якорь «зацепляется» (рис. с). Приподъеме якоря сначала выбирают якорную цепь (рис. d), которая постепеннопринимает вертикальное положение (рис. е). В этот момент якорь отрывается отгрунта, а якорная цепь испытывает большую нагрузку. После того как якорь поднятс грунта, его начинают выбирать якорной лебедкой до тех пор, пока он неокажется в якорном клюзе. Якорная цепь соединяет погруженный на морское дноякорь с судном, поэтому она должна воспринимать все внешние силы (давлениеветра, удары волн и т.д.), воздействующие на судно. Длина цепи зависит от типаи длины судна. Она намного больше глубины моря в месте стоянки, так как цепьдолжна так соединять судно с якорем, чтобы сила, воздействующая на якорь, имелагоризонтальное направление. Благодаря этому лапы якоря зарываются в грунт.
/>
Рис.5 — Якорная цепь: а — смычка якорной цепи (с якорной скобой); b — промежуточнаясмычка; с — коренная смычка; d — вертлюг; е — длинное звено; f — большое звено;g — обыкновенное звено; h — звено с распоркой; i — концевая скоба
Якорнаяцепь состоит из отдельных звеньев; несколько соединенных между собой звеньевобразуют смычку. Отдельные смычки соединяются при помощи соединительныхзвеньев. Якорь и якорная цепь соединяются друг с другом якорной скобой свертлюгом, позволяющей цепи вращаться вокруг своей оси. Цепь проходит через углублениев борту у клюза для якоря, через стопор, препятствующий самопроизвольномувытравливанию цепи, и наматывается на цепную звездочку якорной лебедки. Другойконец якорной цепи находится в цепном ящике и прикрепляется к судну посредствомскобы. Смычка — отрезок якорной цепи длиной 23-27 м. Смычки соединены междусобой скобами или разъемными звеньями. Различают: — коренную смычку, соединеннуюс корпусом судна; — якорную смычку, соединенную с якорем; — промежуточныесмычки. Якорная скоба — скоба для соединения якоря с якорной цепью.
5. Классификации якорных устройств
Якорноеустройство — судовые средства, предназначенные для постановки судна или другогоплавучего объекта на якорь и закрепления (удержания) его в заданном районеакватории за счет собственных средств. В истории не сохранилось точных данных овремени появления первых якорных устройств, однако археологи полагают, чтопредшественником якорного устройства был массивный якорный камень с гибкимканатом. Якорное устройство современного судна (корабля) включает в себяследующие элементы и детали:
/>
Рис.6 — 1) Якорный механизм — устройство для подъема и отдачи (стравливания якоря);2) и 3) якорные и цепные стопоры, служащие для закрепления якорного каната, какпри стоянке на якоре, так и в «походном» положении; 4) якорный канат,передающий усилие от корпуса судна к якорю и используемый для подъема и отдачиякоря; 5) якорные клюзы позволяющие проходить якорному канату при отдаче и подъемуякоря; 6) якорь, обеспечивающий удержание судна в заданном положении; 7) цепной(канатный) ящик для размещения якорного каната; 8) жвакогалс — устройство длякрепления коренного конца якорь цепи к корпусу судна; 9) палубный клюз дляпрохода якорь цепи от брашпиля в цепной (канатный) ящик
Якорныеустройства можно разделить по следующим признакам: по назначению и условиямэксплуатации различают якорные устройства морских транспортных, промысловых ипассажирских судов, плавучих маяков, причалов и молов, морских навигационныхбуев и буйковых станций: глубоководные якорные устройства специальных судов;якорные устройства плавучих буровых платформ, плавучих доков, дноуглубительныхснарядов и рейдового оборудования. По месту расположения на судне различаютносовые и кормовые якорные устройства.
/>
Рис.7 — Носовое и кормовое якорные устройства: а – носовое якорное устройство сошпилями; б – носовое якорное устройство с брашпилем; в – кормовое якорноеустройство с клюзом в ДП; г — кормовое якорное устройство с клюзом в стороне отДП. 1 – шпиль, 2 – цепной клюз; 3 – лоток; 4 – стояночный стопор; 5 – стопордля крепления якоря по-походному; 6 – клюз; 7 – брашпиль; 8 – цепной стопор
Потипу якорных механизмов, судовые якорные устройства разделяют на устройства сбрашпилем, со шпилями или якорными (якорно-швартовными) лебедками.
/>
Рис.8 — Типы якорей: а, b — шток-анкер; с — якорь Тротмана; d — якорь Холла; е — якорь Грузона; f — якорь Шпека; g — клипперский якорь со штоком и поворотнымилапами (якорь Мартина); h — грибовидный «мертвый» якорь; i — дрек, кошка, верт;j — плавучий якорь; t — откидной шток; 2 — неподвижный шток; 3 — буй; 4 — шпрюйт; 5 — якорный трос; 6 – сорлинь
Первыетри типа относятся к группе так называемых штоковых якорей (шток-анкеров). Ониприменялись на судах в XIX в. В настоящее время их можно встретить, например,на спортивных и парусных учебных судах. На современных судах и боевых корабляхустанавливают якоря патентованной системы (рис. d-g). Они не имеют штока, и ихлапы могут поворачиваться в обе стороны. Изображенный на рис. h якорь используютпри длительной стоянке судна (например, на противопожарных судах и т. д.). Поспособу размещения якорей якорные устройства бывают с обычными якорнымиклюзами, с якорными нишами, с выступающими клюзами, без клюзов (хранение якорейна палубе). Кроме того, якорные устройства можно разделить на обычные иглубоководные. Основные методы и принципы якорения.
6. Методы фиксации платформ
Существуетнесколько методов фиксации платформ относительно берега и береговых сооружений.Например, фиксация с помощью столбовых свай актуальна для водоемов с сезонной,искусственной или природной сменой уровня воды. Но для монтажа столбовых свайнеобходимо, как минимум, дополнительное оборудование и специальные механизмыдля их забивания или «завинчивания» (винтовые сваи). На водных объектах снезначительной скоростью течения и несущественной волновой и ветровой нагрузкойпривязка конструкции к берегу может осуществляться с помощью растяжек. Во всехостальных случаях применяются якоря, вес которых зависит от эксплуатационныхусловий и размеров платформы. Установка (укладка) ж/б якорей происходит припомощи плавкрана или специального понтона (такелажного плота — Рис. 9), которыйможет быть собран из элементов МПП. На практике, как правило, используютсякомбинированные (смешанные) схемы якорения.
/>
Рис.9
Ввидутого, что в воде вес якоря примерно в два раза меньше его настоящего веса, авыталкивающая сила, определяемая площадью фрагмента МПП, к которому непосредственнокрепится якорная балка, может доходить до 15 кН, — масса якоря для того, чтобыон не был подвержен существенным перемещениям во время шторма, должна быть неменее 3 тн (Рис.5). Общий принцип якорения сводится к тому, что якорные связи(в морских условиях в качестве якорных связей используются, как правило,массивные якорные цепи) не должны ограничивать вертикальные перемещенияплатформы, т.е. цепи не должны быть натянуты до предела даже в случаевыталкивания плавучей платформы волной. Степень провисания якорных цепей какраз и определяет величину свободного вертикального хода платформы во времякачки и шторма
Центрированиеплатформы во время штиля происходит под действием веса провисающих цепей,заставляющих принять платформу равновесно-сбалансированное положениеотносительно лежащих на дне якорей. Абсолютный штиль, однако, на море бываетредко. Береговой ветер, как правило, в течение суток один или два раза меняетсвое направление на величину от 4 до 18 румбов. И это означает, что платформа,предоставленная сама себе и незакрепленная ничем, кроме провисающих цепей, приэтом будет перемещаться («рыскать») в зависимости от направления ветра то водну, то в другую сторону (Рис. 9). Чтобы избежать таких перемещений, — можноприменить дополнительные связи (центрирующие тросы), которые позволят приволнении не более 2-2,5 баллов зафиксировать платформу в определенном положениинезависимо от направления ветра (Рис.9). Очевидно, при увеличении штормовойактивности эти дополнительные связи начнут испытывать критические нагрузки, чтоможет привести к обрыву тросов. Поэтому при штормовом предупреждениицентрирующие тросы рекомендуется незамедлительно отсоединить от платформы,закрепив свободные концы на сигнальных буях. Существуют и более оригинальныеспособы центрирования понтонной конструкции, но это – уже предмет «ноу-хау»нашей компании.
Однойиз актуальных проблем является проблема якорения и сооружения системы,обеспечивающей одновременно вывешивание и удержание на определенной глубинепритопленного дна бассейна, собранного из основных элементов модульнойконструкции. Для обеспечения заданной глубины расположения дна бассейна попериметру бассейна устанавливаются дистанционирующие тросы, цепи или стойки изнержавеющей стали, которые фиксируются в верхней (надводной) и нижней(подводной) части конструкции. В разрыв троса может быть установлен талреп дляточной юстировки при выравнивании дна. Для обеспечения удержания дна назаданной глубине используется балласт в виде комплекта грузов с петлей изарматурного прутка для подвешивания этих грузов.
Список литератур
платформа якорь кормовой цепь
1. Снопков В.И…Управление судном. СПб, 2004 г., изд-во «Профессионал», с. 530.
2. Александров Н.М.Судовые устройства. Ленинград, Судостроение, 1987 г., с. 655.
3. Российский морскойрегистр судоходства. Правила классификации морских судов. 1999 г.