Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели.

Методику расчета дозированного рывка будем разрабатывать на основе теорем из теории удара. Если сила рывка Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru будет достаточно большой, то за малый промежуток времени произойдет значительное изменение количества движения, т.е. произойдет явление рывка (удара). Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru

Рассмотрим явление рывка для судна-буксировщика при снятии другого судна с мели. Массу буксировщика с учетом присоединенной массы воды обозначим через Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru . Запишем уравнение замедленного движения буксировщика после рывка в следующем виде

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru . (7.18)

Под действием силы Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru буксировщик получит большое замедление. Учитывая, что масса судна за время рывка практически не меняется, представим уравнение (7.18) в виде

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru .

Умножим обе части этого равенства на dt и возьмем от них интегралы. При этом в левой части пределами интеграла будут Vn и Vn+1 , а справа, где интегрирование идет по времени, пределами интеграла будут 0 и t. В результате получим, что изменение количества движения буксировщика при рывке равно импульсу действующей на него силы, т.е.

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru . (7.19)

Решая уравнение (7.18) относительно F, получим

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru , (7.20)

где Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru - скорость буксировщика перед рывком, м/с;

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru - скорость буксировщика после рывка, м/с;

t - длительность рывка от Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru до Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru , с.

Предположим, что скорость буксировщика в конце рывка равна нулю, а сила реакции полностью ушла на упругое растяжение буксирного троса, тогда формула (7.20) примет следующий вид

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru . (7.21)

Для нахождения пути буксировщика за время рывка t представим ускорение в дифференциальном уравнении (7.18) следующим образом

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru .

Тогда, Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru . (7.22)

Умножим обе части уравнения (7.22) на Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru , получим выражение теоремы об изменении кинетической энергии в дифференциальной форме

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru

откуда после интегрирования получим

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru (7.23)

и при Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru формула (7.23) упрощается, т.е.

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru (7.24)

В расчетных формулах принимается, что коэффициент присоединенной массы воды Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru и Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru , где Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru - водоизмещение буксировщика, т.

Скорость перед рывком можно определить из графиков разгона буксировщика на передний ход, а также из аналитических зависимостей Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru или Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru , если пренебречь весом буксирного троса в воде при его спрямлении.

Как видно из формул (7.21; 7.24), для того, чтобы уменьшить силу рывка необходимо либо уменьшить скорость перед рывком, либо увеличить время или путь самого рывка и наоборот. Именно в этом заключается задача определения дозирования рывка, обусловленная разрывной прочностью буксирного троса.

Продолжительность и длина пути рывка будут зависеть от величины упругого растяжения стального или синтетического буксирного троса. Стальной трос растягивается не более чем на 2-3%. Синтетический трос может растягиваться до 30%. Для «смягчения» рывка, т.е. увеличения его продолжительности, часто используют в буксирной линии синтетическую вставку. Разрывная прочность такой синтетической вставки должна быть в 1,5 раза больше разрывной прочности стального буксирного троса.

Примем величину относительного растяжения стального буксирного троса, равной 2%. При скорости 2 м/с проходимый путь после рывка в метрах и длительность рывка в секундах будут численно равны. Рассмотрим пример.

Пример 1. Буксир Руп (Япония) водоизмещением 195 т имеет тяговое усилие на гаке 240 кН и стальной буксирный трос диаметром 44,5 мм, разрывная прочность которого равна 600 кН. Капитан буксировщика планирует произвести рывок со скорости 2 м/с для снятия другого судна с мели. Длина буксирного троса равна 50 м, относительное удлинение троса равно 2%, тогда упругое удлинение будет составлять 1 м. Продолжительность рывка t = 1 c.

По формуле (7.24), получим

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru Н = 428 кН.

По формуле (7.21), получим

Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru Н = 428 кН.

При других значениях Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru такого соотношения у Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru и Методика расчета дозированного рывка при снятии судна с мели. - student2.ru не будет.

В данном примере сила рывка меньше разрывной прочности буксирного троса и дозированный рывок при скорости 2 м/с будет вполне безопасным.

Пример 2. Буксир спасатель Велфорд (Япония). Водоизмещение судна, D= 3043 т. Тяговое усилие на гаке 1232 кН. Диаметр стального буксирного троса 63,5 мм, его разрывная прочность - 1570 кН.

В данном примере буксир спасатель не должен использовать рывок, поскольку тяговое усилие на гаке соответствует разрывной прочности буксирного троса.

Вопросы для самоконтроля.

1. Причины, обуславливающие посадку судна на мель.

2. Действия экипажа при возникновении опасности посадки судна на мель.

3. Расчет силы взаимодействия судна на грунт и потерянного водоизмещения.

4. Определение массы забортной воды, поступившей внутрь корпуса. Коэффициент проницаемости отсеков и коэффициент полноты отсека.

5. Определение тягового усилия, необходимого для снятия судна с мели.

6. Определение тягового усилия, создаваемого главным двигателем.

7. Определение дополнительного тягового усилия при завозке якоря.

8. Определение массы груза, необходимой для выгрузки с судна на мели.

9. Перемещение груза или балласта для уменьшения давления на грунт.

10. Способы снятия судна с мели.

11. Самостоятельное снятие судна с мели.

12. Снятие с мели с помощью другого судна

Литература для самостоятельного изучения, имеющаяся в технической библиотеке ИФ ОНМА:

1. Яркин П.И. Управление судном. (Учебное пособие). ОНМА. Одесса, 2007.

2. Мальцев А.С. Методические указания по выполнению курсовой работы на тему «Определение маневренных характеристик судна». ОНМА, Одесса, 2007.

3. Справочник капитана дальнего плавания // Под ред. Г.Г. Ермолаева. –М.: «Транспорт», 1988.

4. В.И. Снопков В.И. Управление судном. – М.: «Транспорт», 1991.

Наши рекомендации