При которой возможен маневр «Удержание на месте»
| Проект теплохода (в балласте) | Использование ПУ | Направление ветра, град | ||||||||||
| 15 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | 105 | 120 | 135 | 150 | 165 | ||
| 1565 | Используется | 14 | 11 | 9 | 9 | 9 | 9 | 10 | 11 | 13 | 16 | 22 |
| 1565 | Не используется | 9 | 7 | 6 | 5 | 5 | 5 | 7 | 7 | 8 | 10 | 15 |
| 1577 | Используется | 14 | 11 | 9 | 8 | 8 | 8 | 9 | 10 | 12 | 15 | 21 |
| 1577 | Не используется | 9 | 6 | 6 | 5 | 5 | 5 | 5 | 6 | 7 | 10 | 14 |
|
| Рис. 1.13. Схема сил и моментов, действующих на судно при удержании судна на месте в условиях ветра |
|
| Рис. 1.15. Схема сил и моментов, действующих на судно при прямолинейном движении с углом дрейфа |
.
В табл. 1.2 приведены данные расчетов предельных значений ветра при которых возможна потеря управляемости речных и смешанного «река-море» плавания грузовых судов.
Таблица 1.2
Скорость ветра 
(м/с), при которой происходит потеря
Управляемости судна при прямолинейном движении
В режиме «враздрай»
| Проект теплохода (в балласте) | Направление ветра, град | ||||||||||
| 15 | 30 | 45 | 60 | 75 | 90 | 105 | 120 | 135 | 150 | 165 | |
| 1565 | 22 | 16 | 15 | 13 | 13 | 14 | 15 | 17 | 17 | 18 | 23 |
| 1557 | 24 | 20 | 17 | 16 | 16 | 17 | 17 | 16 | 16 | 18 | 24 |
| 1577 | 24 | 19 | 17 | 16 | 15 | 15 | 16 | 18 | 18 | 20 | 24 |
| 2-95 | 20 | 17 | 14 | 12 | 12 | 13 | 14 | 14 | 14 | 16 | 20 |
| 1570 | 17 | 12 | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 12 | 14 | 16 | 18 |
| 576 | 20 | 17 | 14 | 12 | 12 | 12 | 14 | 16 | 17 | 20 | 25 |
Как показывает анализ аварийности судов, практический интерес представляет расчет маневра отворота с первоначальной линии пути в условиях ветра. Безопасность маневрирования судна при выполнении данного маневра определяется траекторией движения его кормового перпендикуляра. На рис. 1.19 показаны значения характеристик маневра оборота т/х пр. 1570 в грузу с полного хода ( 
= 30 град.).
|
|
|
На рис. 1.20 приведены элементы маневра отворота т/х пр. 1565 на ветер и под ветер (n = 190 об/мин, = 35 град.).
|
Рис. 1.19. Траектория движения кормовой оконечности т/х пр. 1570 в грузу с полного хода ( = 23 м/с;  = 90 град)
––––¾¾– без ветра;
¾ × ¾ × ¾ на ветер;
¾ ´¾ ´ –– под ветер;
1, 2, …., 5 координаты кормовой оконечности через 5 мин
|
|
| Рис. 1.20. Отворот на ветер (А) и под ветер (В) т/х пр. 1565 в балласте при ветре опасного направления 0, 1, 2, 3, 4 – положение судна на 0, 1, 2, 3, 4 мин маневрирования |
.
Влияние мелководья
На управляемость судов
Мелководье – это глубина, соизмеримая с осадкой судна. Наиболее ощутимо мелководье сказывается, когда соотношение 
.
В общем случае влияние мелководья проявляется в:
– увеличении сопротивления воды движению;
|
|
|
– трансформации системы судовых волн;
– увеличении просадки судна;
– снижении пропульсивного коэффициента движителей.
Изменение сопротивления воды движению
Сопротивление воды включает три составляющих: сопротивление трения, сопротивление формы (вихревое) и волновое сопротивление.. Соотношение составляющих сопротивления для транспортных судов с различными значениями коэффициента полноты водоизмещения представлено на рис. 4.1.
|
| Рис. 4.1. Соотношения между составляющими сопротивления |
Из рисунка видно, что вязкостное сопротивление является преобладающим и зависит от площади и шероховатости поверхности корпуса, погруженного в воду. А на сопротивление формы дополнительно влияют обводы судна.
При движении на мелководье появляется дополнительный встречный поток. Он возникает вследствие стеснения струй жидкости, обтекающей днище судна, дном водоема. При этом заметно увеличиваются касательные напряжения и, как следствие, растет величина сопротивления трения Возникновение встречного потока сопровождается появлением под днищем движущегося судна пограничного слоя на дне водоема, а также понижением уровня свободной поверхности вблизи судна. Закономерность изменения волнового сопротивления от глубины принято ставить в зависимость от двух безразмерных величин: относительной глубины ( 
) и скорости 
(число Фруда по глубине):
|
|
|
 .
| (4.2) |
Из рис. 4.2 видно, что при малых значениях относительной скорости 
характер роста волнового сопротивления на глубокой воде ( 
) и на мелководье ( 
) примерно одинаков. А при более высоких значениях числа Фруда по глубине величина волнового сопротивления резко возрастает.
Судовые волны состоят из двух систем волн (рис. 4.3)..
|
| Рис. 4.2. Изменение сопротивления воды на мелководье |
|
| Рис. 4.3. Система судовых волн |
Расходящиеся волны имеют короткий фронт и располагаются уступом. На глубокой воде они обычно имеют угол раствора с ДП судна примерно 18–20 градусов. Кормовые расходящиеся волны меньше носовых и на глубокой воде едва заметны.
. Носовая волна начинается гребнем, расположенным сразу за форштевнем. Первая кормовая волна всегда начинается впадиной, захватывающей кормовую оконечность. Поэтому в носовой части судна давление всегда будет больше, чем в кормовой. За счет разницы этих давлений и образуется волновое сопротивление. С выходом судна на мелководье и уменьшением запаса воды под днищем система образования судовых волн изменяется, что сказывается на ходовых качествах судна, их осадке и управляемости. При этом быстро начинает расти волновое сопротивление
|
|
|
При 
(доволновой режим на мелководье) существенной трансформации судовой системы волн не наблюдается и все возрастание сопротивления определяется встречным потоком. Этот режим характерен для тихоходных грузовых судов и составов. С ростом значения числа Фруда ( 
– докритические скорости движения) угол, составляемый гребнями расходящихся волн с направлением движения судна, увеличивается (рис. 4.4, а). Благодаря этому в движение вовлекаются дополнительные массы жидкости, и волновое сопротивление возрастает по сравнению с движением на глубокой воде с той же скоростью. Вблизи бортов судна наблюдается понижение свободной поверхности, особенно в кормовой оконечности, вследствие чего увеличивается средняя осадка судна и возникает дифферент на корму (динамическая просадка судна).
С ростом числа Фруда происходит также увеличение высот и крутизны судовых волн, угол их раствора ДП судна постепенно увеличивается и с достижением критической скорости составляет 90 градусов. При попытке преодолеть критическую скорость за счет увеличения частоты вращения винтов положительного эффекта не дают и приводят лишь к избыточному расходу топлива, увеличению просадки (до 10–15% от средней осадки судна) и ухудшению устойчивости на курсе.
При движении со скоростью близкой к критической система носовых поперечных и расходящихся волн вырождается в одну большую поперечную волну, перемещающуюся перед форштевнем судна (рис. 4.4.б).
|
| Рис. 4.4. Трансформация судовой системы волн на мелководье |
|
| Рис. 4.5. Профиль одиночной волны |
При этом судно как бы толкает массы воды перед собой по ходу движения. Сопротивление воды дополнительно резко возрастает, скорость падает на 20–30 %. Примерный профиль одиночной волны приведен на рис. 4.5.
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 182; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!