Изменение просадки судна на мелководье
Образование одиночной волны понижает уровень поверхности воды у бортов судна, что вызывает опускание корпуса относительно поверхности воды и увеличение дифферента на корму. Это явление называемое просадкой, вызвано тем, что на малых глубинах уменьшается площадь сечения потока воды между днищем судна и грунтом. В соответствии с уравнением неразрывности жидкости скорость течения потока жидкости обратно пропорциональна площади его сечения:
 ,
| (4.3) |
где 
– скорости потока;
– площади его сечения.
Поэтому при уменьшении площади сечения потока его скорость увеличивается. В соответствии с уравнением Бернулли увеличение скорости потока гидродинамическое давление на этом участке уменьшается. В связи с этим судно как бы проседает на мелководном участке.
.
Для морских судов Г.И. Сухомелом было предложено расчетное выражение, определяющее зависимость просадки от скорости движения и соотношения длины и ширины судна. В дальнейшем предложенные зависимости были уточнены А.П. Ковалевым и получили следующий вид:
а) при соотношении 
 ;
| (4.4) |
б) при соотношении 
 ,
| (4.5) |
где 
– скорость судна, уз.;
– коэффициент, выбираемый из табл. 4.1.
Таблица 4.1
Зависимость коэффициента k
От соотношения длины и ширины судна
| L/B | 4,0 | 5,0 | 6,0 | 7,0 | 8,0 | 9,0 |
| K | 1,35 | 1,03 | 0,8 | 0,62 | 0,55 | 0,48 |
Предложенный К. Ремишем метод во многих источниках называют универсальным, поскольку он позволяет определять просадку у судов как носом, так и кормой с учетом их геометрических обводов:
|
|
|
 ,
| (4.6) |
где 
– приращение осадки носом или кормой, м;
– коэффициент, зависящий от скорости хода;
– коэффициент, зависящий от формы корпуса.
Коэффициент рассчитывается по выражению
 ,
| (4.7) |
где 
– критическая скорость для мелководья, определяемая по формуле
 .
| (4.8) |
Коэффициент отдельно для носовой части и для кормы определяется по выражениям:
| (4.9) |
Как видно из формулы (4.7), при 
проседание носа больше, чем проседание кормы, а при 
– больше проседание кормы. Также можно сделать вывод, что у судов с полными обводами и малым отношением 
(например, у крупнотоннажных танкеров или балкеров) больше проседает нос, в то время как у судов с острыми образованиями корпуса больше проседает корма.
Однако данный метод не может быть применен к речным судам, поскольку у них приращение осадки по корме всегда больше, хотя величина 
может быть как больше, так и меньше 1.
В.Г. Павленко предложил метод для определения приращения динамической просадки речных судов и толкаемых составов по корме:
 ,
| (4.11) |
где 
– числовой коэффициент:
|
|
|
для речных самоходных судов водоизмещением менее 2000 т
 ;
| (4.12) |
для грузовых судов и составов водоизмещением более 2000 т
| (4.13) |
А.М. Полунин уточнил расчетные зависимости для судов средних размеров, эксплуатируемых в бассейнах сибирских рек:
для грузовых теплоходов
 ;
| (4.14) |
для пассажирских судов
 .
| (4.15) |
Здесь 
и 
– числовые коэффициенты, определяемые по выражениям:
 ;
| (4.16) |
 .
| (4.17) |
Данные расчетные зависимости справедливы для 
.
Анализ приведенных методов, выполненный М.Ю. Чуриным, позволил выявить у них общий недостаток. Они не учитывают форму судовых обводов, которые несомненно оказывают влияние на величину динамической просадки. Чурин предложил расчетные формулы, устраняющие указанный недостаток:
 ,
| (4.18) |
где 
– отношение коэффициента полноты носовой и кормовой половин диаметрального батокса корпуса судна;
– число Фруда.
Выражение (4.16) позволяет определить приращение средней осадки судна. При расчете просадки по корме результат расчета следует увеличить на 20%.
Дополнительно им исследован вопрос изменения просадки судов смешанного (река-море) плавания, прошедших реконструкцию в виде уменьшения длины цилиндрической вставки и укрепления корпуса для улучшения их мореходных качеств. В итоге установлено, что у данных судов приращение осадки по корме на мелководье больше на 30–45% по сравнению с судами базового проекта (рис. 4.6).
|
|
|
|
| Рис. 4.6. График зависимости приращения динамической просадки по корме реконструированных судов при уменьшении длины, выраженной в процентах от первоначальной длины судна |
Приведенная графическая зависимость хорошо аппроксимируется полиномной зависимостью:
| (4.19) |
где 
– приращение просадки по корме, выраженной в процентах от просадки по корме судна базового проекта до реконструкции;
– уменьшение длины судна, выраженное в процентах от первоначальной длины.
Приближенная оценка рекомендуемой скорости движения судна на равнинной реке со средней скоростью течения воды до 5 км/ч может быть выполнена с помощью данных табл. 2.1.
Таблица 2.1
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 369; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!