Лабораторная работа №12

9 10 11 12 13 14 15

«Буксировка судов морем»

Цель: Освоить методику расчета скорости буксировки и подбора длины буксирной линии при буксировке судна морем.

Задача: При выполнении данной лабораторной работы выполняются следующие расчеты:

1. Расчет тяги на гаке и скорости буксировки.

2. Определение элементов буксирной линии.

3.Проверка буксирной линии на допустимое удлинение.

4. Составление комбинированной буксирной линии.

Условия: Осуществляется буксировка однотипных судов.

1. Расчет тяги на гаке и скорости буксировки

Определяют упор винта буксирующего судна на швартовых по формуле, кН:

(12.1)

где – мощность двигателей, кВт.

Рассчитывают полное сопротивление буксировщика и буксируемого судна для полного хода как сумму сопротивлений:

;
,

где – сопротивление трения, кН;

– остаточное сопротивление, кН;

– сопротивление застопоренного винта, кН;

– воздушное сопротивление, кН;

– дополнительное сопротивление от волнения моря, кН.

;	(12.2)
;	(12.3)
;	(12.4)
;	(12.5)
.	(12.6)

Здесь приняты следующие обозначения:

– скорость судна, м/с;

– скорость ветра, м/с;

– масса судна, т;

– коэффициент полноты водоизмещения, ед.;

– площадь смоченной поверхности судна, ;

– проекция надводной поверхности судна на плоскость мидель-шпангоута;

– длина судна, м;

– коэффициент трения (при =100-110 м, =0,00142;

при = 120-150 м, =0,00141)

– плотность воды, (для морской воды =1,024 );

– плотность воздуха, ( );

– дисковое отношение винта, ед.;

– диаметр винта, м;

– коэффициент обтекания, изменяющийся в пределах 0,8…1,0 при изменении курсового угла от до , ед.;

– коэффициент дополнительного сопротивления от волнения моря (, – балл состояния моря), ед.

Далее рассчитывают сопротивление буксирующего и буксируемого судна для трех режимов работы движителей при буксировке (полный, средний и малый ход), используя следующую зависимость:

(12.7)

где – сопротивление при скорости ;

– сопротивление при скорости .

Результаты расчетов представляются в виде табл. 12.1.

Таблица 12.1

Сопротивление при различных режимах работы движителей

Скорость	Сопротивление , кН
Скорость	Буксирующего судна	Буксируемого судна	Суммарное

По данным таблицы строят графики сопротивлений в зависимости от скорости. Отдельно строят кривые буксирующего судна, буксируемого судна и суммарного сопротивления.

На графике соединяют точку на оси ординат, соответствующую упору на швартовых буксирующего судна с точкой, соответствующей сопротивлению судна при скорости полного хода на тихой воде, где . От точки пересечения полученной прямой с кривой суммарного сопротивления опускают перпендикуляр на ось абсцисс и снимают скорость буксировки . Ордината точки пересечения перпендикуляра с кривой сопротивления буксируемого судна дает тягу на гаке .

2. Определение элементов буксирной линии

Суда снабжены буксирным тросом согласно требованиям Регистра.

Буксирный трос выбирают по характеристике снабжения , которую определяют по формуле

(12.8)

где – весовое водоизмещение судна по летнюю грузовую марку, т;

– ширина судна, м;

– высота от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила палубы рубки, м;

– площадь парусности судна, .

При определении учитывают только площадь корпуса от летней грузовой ватерлинии и площадь надстроек и рубок шириной более чем .

После определения характеристики снабжения входят в таблицу прил.5. и находят разрывное усилие и длину буксирного троса.

Поскольку длина имеющегося на судне буксирного троса не более 200 метров, для осуществления буксировки следует использовать буксирный трос как буксировщика, так и буксируемого судна.

Рис.12.1 График к определению скорости буксировки и тяги на гаке

3. Проверка буксирной линии на допустимое удлинение

Рассчитанная буксирная линия должна допускать увеличение расстояния между судами на величину, превышающую высоту волны в районе буксировки:

Указанное увеличение расстояния может быть получено за счет упругих деформаций буксирного троса и за счет распрямления буксирной линии (весовой игры)

(12.9)

Удлинение буксирного троса за счет упругих деформаций определяется по формуле

(12.10)

где – начальное упругое удлинение буксирного троса, соответствующее усилию, равному , м;

– конечное упругое удлинение буксирного троса, соответствующее усилию, равному 0,7 разрывного, м.

Упругое удлинение троса рассчитывается по следующему выражению

(12.11)

где – усилие, приложенное к тросу, кН;

– длина троса (суммарная), м;

– модуль упругости, (для стального троса );

– площадь поперечного сечения троса, .

Увеличение расстояния между судами за счет распрямления буксирной линии определятся по выражению:

(12.12)

где – разность расстояний между судами и длиной буксирной линии при начальном усилии , м;

– разность расстояний между судами и длиной буксирной линии при предельном усилии, м.

Разность расстояний между судами и длина буксирной линии рассчитывается по формуле:

(12.14)

где – стрелка провиса буксирной линии при данном натяжении, м;

– масса погонного метра буксирного троса, кг/м;

– ускорение свободного падения, .

Масса одного погонного метра буксирного троса рассчитывается по выражению

(12.15)

Здесь – длина окружности троса, см.

Величина рассчитывается по формуле

(12.16)

4. Составление комбинированной буксирной линии

Если полученное удлинение буксирной линии меньше ожидаемой высоты волны в районе буксировки, необходимо добавить в буксирную линию якорную цепь буксируемого судна (длиной до 1/8 буксирной линии) и выполнить проверку на допустимое удлинение от весовой игры еще раз.

В формулах (12.14) и (12.16) массу погонного метра буксирной линии принимать из выражения