147640 (685545), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Пример 1

І. Танкер длиной L = 174 м, шириной В = 23,5 м со статической осадкой Тсm = 9,8 м на ровном киле следует со скоростью V = 14 уз (7,2 м/с) на мелководье, Hгл = 14,8 м.

Определить суммарное увеличение осадки от крена судна θ = 3º, при изменении плотности воды от ρ₁ = 1,025 m/м³ до ρ₂ = 1,008 m/м³ при поправке на пресную воду ∆Т = 213 мм и от проседания на мелководье.

Решение

1. Увеличение осадки от крена

∆Ткр tg θ = tg 3º = 0,61 м

Формула используется при θ ≤ 8

2. Увеличение осадки от изменения плотности воды

∆Тпл = ·∆Т = 213 = 0,15 м

3. Увеличение осадки от проседания на мелководье

∆Т_v´ = · при 1,5 < < 4

или ∆Т_v = при ≤ 1,4

где К_v – коэффициент, зависящий от см. таблицу

L/B К_v L/B К_v

4 1,32 8 1,17

5 1,27 9 1,15

6 1,23 12 1,1

7 1,19

= = 7,4 К = 1,18; ∆Т_v´ = · = 0,84 м

4. Увеличение дифферента на корму при коэффициенте общей полноты корпуса ≤ 0,65

∆Тк = Кк ∆Т_v´, где Кк – коэффициент, зависящий от см. таблицу

L/B Кк

3,5 – 5,0 1,5 – 1,25

5 – 7 1,25 – 1,1

7 – 9 1,1

= = 7,4 Кк = 1,1

∆Т_v = Кк ∆Т_v´ = 1,1·0,84 = 0,92 м

5. Суммарное увеличение осадки

а) на миделе

∆Т= ∆Ткр + ∆Тпл + ∆Тv′ = 0,61 + 0,15 + 0,84 = 1,60 м

б) кормой при острых отводах кормы

∆Тк = ∆Тпл + ∆Тv_к = 0,15 + 0,92 =1,07 м

т.е. максимальное увеличение осадки ∆Т = 1,60 м

1. Максимальная динамическая осадка

Тдин = Тсm + ∆Т = 9,80 + 1,60 = 11,40 м

Задачи

Определить суммарное увеличение осадки:

1. от крена судна θ ;

2. при переходе судна из воды с плотностью ρ₁ в воду с плотностью ρ₂ при поправке на пресную воду ∆Т ;

3. от проседания при плавании на мелководье по формулам Института гидрологии и гидротехники АН СССР для судов с острыми отводами;

4. при увеличении дифферента на корму и максимальную осадку

Номер задачи	L, м	В, м	Тсm, м	Θ, град.	∆Т, мм	ρ1 m/м3	ρ2 m/м3	Нгл, м	* V, уз.
81	100	13,3	6,30	3	85	1,030	1,000	7,80	9,5
82	102,3	14,1	6,35	4	87	1,029	1,002	8,90	10,0
83	104,2	15,2	6,40	5	90	1,028	1,005	10,60	11,5
84	105,6	14,4	6,55	6	92	1,027	1,007	8,80	10,5
85	108,1	15,3	6,70	7	97	1,026	1,008	10,70	10,8
86	110,6	15,4	6,85	8	100	1,025	1,013	8,80	12,5
87	112,5	16,0	7,05	7	116	1,024	1,008	9,40	11,8
88	114,4	16,3	7,10	6	123	1,023	1,010	11,40	13,2
89	116,7	16,6	7,25	5	131	1,022	1,015	9,60	12,4
90	138,0	19,9	8,50	4	175	1,021	1,004	11,90	13,0

V, уз. перевести в V м/с

Пример 2

Определить приращение осадки судна при плавании на мелководье и в узком канале по Формулам Барраса, когда отношение глубины к осадке , а отношение площади подводной части миделя судна к площади поперечного сечения канала . Длина судна L=160 м, ширина В=26,7 м, осадка Т_ср=10,80 м , объемное водоизмещение судна

V_об =34635 м³, глубина Н=12, 40 м, скорость судна V=8 уз.

Решение

1. Коэффициент общей полноты судна

1. Увеличение осадки на мелководье

1. Увеличение осадки в канале

Задачи

Номер задачи	L, м	В, м	Т , м	Vоб, м3	V, уз	Нгл, м
91	167,4	27,4	10,65	33217	9,5	12,5
92	174,6	28,5	9,80	34136	10,0	11,3
93	188,9	29,3	10,85	43238	11,5	12,8
94	202,4	31,6	11,25	53245	12,5	13,1
95	210,0	35,2	12,80	71909	10,8	14,4
96	212,4	34,8	12,95	74662	9,7	15,0
97	217,3	34,5	13,05	78267	13,4	15,1
98	221,6	33,7	13,10	80220	12,2	15,3
99	227,8	34,2	13,15	82983	12,0	15,8
100	231,5	35,7	13,25	85414	11,0	15,0

Пример 3

По методу NPL определить изменение осадки танкера: L = 300 м

на скорости 14 уз. при Тcm = 13,5 м;

дифферент ψ = 0, на глубине Нгл=20 м; (см. Приложение 1)

Для использования номограммы NPL необходимо выполнение следующих условий:

• коэффициент полноты объема корпуса судна должен быть 0,80≤ δ≤90

• отношение длины судна к его ширине ;

• отношение глубины моря к осадке 1,1≤ ≤1,5 ;

• число Фруда по глубине Fr_h = 0,1 0,6;

Решение

1. По номограмме NPL (см. лист. Приложение 1) из точки А, соответствующей значению V = 14 уз., провести вертикаль до пересечения с линией глубины моря Н = 20 м (точка В);

2. Из точки В провести горизонталь на правую часть номограммы до пересечения с линиями заданного дифферента ψ = 0 (точка С – нос, точка С' – корма);

3. Из точек С и С' опустить вертикальные линии до пересечения с линией длины судна L = 300 м (точки D и D');

4. Из точек D и D' провести горизонтали до пересечения осадок и снять результат: приращение осадки носом ∆Тн=+1,98м, приращение осадки кормой ∆Тк=+1,48м

Задачи

Номер задачи	L , м	Тсm, м	Нгл, м	Дифферент ψ	V, уз.
101	190	9,85	13,0	0	12
102	200	11,15	15,0	1/100 на корму	12
103	210	12,85	16,0	1/100 на корму	13
104	230	13,10	17,0	0	14
105	240	13,55	18,0	1/500 на нос	14
106	250	14,00	17,0	1/500 на нос	15
107	280	15,65	19,0	0	12
108	300	18,40	22,0	1/100 на корму	11
109	330	21,70	26,0	1/100 на корму	10
110	350	23,90	28,0	0	12

Пример 4

а) Определить ширину свободного пространства прохождения судна в узкости на прямолинейном участке

L = 174м – длина судна;

В = 23,5м – ширина судна;

* V = 18 уз – скорость судна;

= 200м – наибольшая ошибка;

t_u = 10мин = 600с – промежуток времени между обсервациями;

t₃ = 3,5 мин=150с – время на определение и прокладку линий положения;

С^о = 5 ^о – учитываемый угол сноса;

С^о = - ошибка в угле сноса;

ω = 0.1 град/c – средняя угловая скорость поворота;

Z = 30м – необходимый навигационный запас.

* V, уз. перевести в V м/с

Решение

в = 2 δ_m + 2V (t_u + t_з) =

= 2 · 200 + 2 · 7,2 (600 + 150) + 23,5 + 2 · 30 ≈ 887м.

в) Определить будет ли достаточной ширина фарватера 400 м при проводке судна по створу (непрерывное наблюдение за смещением судна, t_u=0, t_з= 0) при тех же условиях.

Решение

в = 2 δ_m + = 2 · 200 + + 23,5 + 2 · 30= =510 м.

Ширина фарватера не достаточна.

Задачи

а) Определить ширину полосы свободного пространства для прохождения судном узости:

в) Определить будет ли достаточной ширина фарватера 150 м при проводке судна по створу.

Номер задачи	в , м	L, м	В, м	V, м/с	δm, м	С, град.	∆С, град.	Z, м	ω град./с
116	150	165,0	25,3	3,0	25,0	12,0	5,0	10,0	0,1
117	200	236,0	39,0	3,0	25,0	3,0	1,0	10,0	0,1
118	200	190,6	31,4	4,0	25,0	8,0	3,0	10,0	0,1
119	150	172,0	22,8	3,0	25,0	3,0	1,0	10,0	0,1
120	150	109,0	16,6	4,0	25,0	5,0	2,0	10,0	0,1

Рекомендованная литература:

1. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 48 - 57.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 383 – 392.

3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 393 – 401.

Контрольная работа № 2

Тема: «Определение положения судна относительно резонансных зон, длины волны и построение резонансных зон»

Примеры решения

Пример 1

Определение положения судна относительно резонансных зон.

Судно следует в условиях регулярного волнения, когда определение длины волны не представляет затруднений. Сравниваем ее с длиной судна. Определить положение судна относительно резонансных зон.

Дано: Длина судна L = 101,9 м; ширина судна В = 16,7 м; осадка судна

Т = 7,0 м; скорость судна V_s = 10 уз.; поперечная метацентрическая высота h = 0,9 м; курсовой угол направления движения волны q = 45º; длина волны λ = 90 м.

Решение

1. Рассчитать кажущийся период волн:

1. Находим период бортовой качки судна

; принимаем К = 0,8

1. Определяем период килевой качки

1. Рассчитываем отношения:

Выводы:

а) по бортовой качке судно находится в дорезонансной зоне, т.е.

< 0,7;

б) по килевой качке судно находится в резонансной зоне

(0,7 < < 1,3) и испытывает килевую качку

Задачи

Пример 2

Определение длины волны с помощью универсальной диаграммы качки (Приложение 2).

Судно следует в условиях нерегулярного волнения. Для определения средней величины кажущегося периода волн измерили суммарное время прохождения серии волн и вычислили τ как среднее арифметическое.

Определить среднее значение длины волн.

Дано: Скорость судна V_s = 10 уз. ; курсовой угол направления движения волны q = 30º; кажущийся период волн τ ′= 7 с.

Решение

1. Находим в нижней части диаграммы точку, соответствующую значениям V_s = 10 уз. и q = 30º.

2. Проводим из этой точки вертикальную линию в верхнюю часть диаграммы до пересечения с кривой τ′ = 7 с.

3. Ордината полученной точки соответствует длине волны λ = 130 м.

Задачи

Пример 3

Построение резонансных зон на универсальной диаграмме Ремеза (Приложение 3) по измеренному кажущемуся периоду волн.

Построить резонансные зоны для бортовой и килевой качки.

Дано: Длина судна L = 139,4 м; скорость судна V_s = 12 уз., q = 120º; период собственных поперечных колебаний судна Т_θ = 18 с; период собственных продольных колебаний судна Т_ψ = 8 с, кажущийся период волн τ′= 12 с.

Решение

1. Находим длину волны (см. Пример 2 этой темы): λ = 140 м.

2. Из точки пересечения горизонтали с ординатой, равной λ = 140 м и кривой τ′ = Т_θ = 18 с, проводим в нижнюю часть диаграммы линию чистого резонанса по бортовой качке.

3. Рассчитаем и (можно воспользоваться шкалой в верхней части диаграммы)

4. Из точек пересечения кривых τ′ = 14 с и τ′ = 26 с с горизонталью λ = 140 м проводим вертикальные линии в нижнюю часть диаграммы. Эти вертикали ограничивают резонансную зону по бортовой качке.

5. Линию чистого резонанса по килевой качке проводим из точки пересечения кривой τ′=Т_ψ=8 с горизонталью λ=140м. Линии, ограничивающие резонансную зону по килевой качке, проводим из точек пересечения горизонтали λ=140 м с кривыми τ′ =Т_ψ / 1,3=8/1,3=6 с и τ′ =Т_ψ /0,7=8/0,7=11 с

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

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.

1. 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

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

1. На внутренней горизонтальной шкале вспомогательной диаграммы отложим величину длины судна L = 116 м и от этой точки проведем вертикальную линию до кривой, от точки пересечения с которой проведем горизонталь до внутренней вертикальной шкалы, с которой снимем значение h_{в 3%} расчеты или определим эту величину по формуле

h _{3% расч.} = 0,22 ∙ L^0,715 = 0,22 116 ^0,715 = 6,8 м

1. Рассчитаем отношения

2. По значениям λ/L=0,95 и h_в3% / h_3%=1,03 , используя внешнюю оцифровку шкал, проводим горизонтальную и вертикальную линии.

3. Точка пересечения проведенных линий находится в опасной зоне вблизи параметра, обозначенного цифрой 1, где высоты волн очень близки к расчетным.

4. Для определения безопасных курсов и скоростей воспользуемся основными диаграммами Богданова, выбирая ту, которая соответствует данной загрузке судна и наблюдаемой высоте волны 3 % обеспеченности.

Задачи

Пример 3

Выбор оптимальных условий для движения судна.

а) Судно следует в условиях регулярного волнения V_s = 10 уз.; q = 45º;

Т_θ = 14 с; Т_ψ = 6 с; λ = 100 м. (Приложение 8)

Построить резонансные зоны и выбрать маневр изменением курса для выхода из них.

Решение

1. = = 11 с; = = 20 с; = =4,5 с; = =8,5 с.

2. Строим резонансные зоны.

3. Приводим волну на курсовой угол q = 96÷125º.

Задачи

Исходные данные	Номер задачи
	81	82	83	84	85	86	87	88	89	90
Vs , уз.	14	12	8	10	6	4	10	12	9	14
q, град.	130	110	75	160	25	15	160	113	114	155
Тθ , с	16	17	14	12	14	12	15	17	12	15
Тψ , с	7	7	7	6	6	5,5	6,5	7,5	6	6,5
λ, м	100	40	60	30	70	40	130	80	100	80
Изменить	Vs	q	q	Vs	q	Vs	q	q	Vs	Vs

Пример 4

б) Судно следует на попутном волнении. L = 122 м; V_s = 13 уз.; q = 170º;

_θ = 13 с; Т_ψ = 7 с; λ = 100 м. (Приложение 9)

Построить опасную зону и выбрать маневр для безопасного штормования с учетом резонансных зон бортовой и килевой качки.

Характеристики

Список файлов книги