2020-04-07
206
«Расчет якорной стоянки судна»
Цель: Научить студентов расчету параметров якорной стоянки с учетом воздействия внешних факторов.
Задача: Произвести расчет якорной стоянки судна с учетом влияния внешних факторов (ветер, волнение, течение).
1. Определяется необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и куска цепи, лежащего на грунте:
 ,
| (14.1) |
где 
– высота якорного клюза над грунтом, м:
 .
|
– глубина места постановки судна на якорь, м;
– высота клюза на ватерлинией судна, м;
– средняя осадка судна в грузу, м;
– масса якоря, кг;
– вес погонного метра якорной цепи в воде, кг/м:
 .
|
– калибр якорной цепи, мм;
– длина участка якорной цепи, лежащей на грунте, м (принимается 40-50 м);
– коэффициент трения о грунт, выбирается по табл.14.1.
Таблица 14.1
Значение коэффициента трения о грунт
| Грунт | Коэффициент 
|
| Песок мелкий | 0,35-0,38 |
| Галька | 0,38-0,42 |
| Каменная плита | 0,40-0,50 |
| Ил | 0,10-0,15 |
Продолжение табл. 14.1
| Жидкая глина | 0,18-0,22 |
| Мягкая глина | 0,23-0,30 |
| Песок с глиной | 0,30-0,32 |
– удельная держащая сила якоря, выбирается по табл.14.2.
Таблица 14.2
Удельная держащая сила якоря
| Масса якоря | Удельная держащая сила | ||
| илистого | песчаного | гальки | |
| 1500 | 0,9-2,5 (1,7) | 2,0-2,9 (2,5) | 2,4-3,6 (3,0) |
| 3000 | 0,9-2,4 (1,7) | 1,9-2,8 (2,4) | 2,3-3,6 (2,9) |
| 5000 | 0,8-2,2 (1,5) | 1,8-2,6 (2,2) | 2,1-3,3 (2,7) |
, кг
для грунта
2. Расчет якорной стоянки судна с учетом воздействия внешних факторов (ветер, волнение, течение).
Судно, стоящее на якоре, подвергается воздействию сил: ветра 
, течения 
, инерционных сил рыскания и качки 
.
 .
| (14.2) |
Сила ветра рассчитывается по формуле
 ,
| (14.3) |
где 
– коэффициент воздушного сопротивления, зависящий от угла 
, определяемый как
 ;
| (14.4) |
– скорость ветра, м/с;
, 
– площадь проекции надводной части корпуса судна соответственно на плоскость мидель-шпангоута и ДП, 
;
– угол между ДП и направлением ветра, град.
Действие течения определяется по формуле
 ,
| (14.5) |
где 
– проекция подводной части корпуса на ДП судна, 
;
 .
|
– наибольшая длина судна, м.;
– скорость течения, м/с;
– угол между направлением течения и ДП, град.
С усилением ветра судно начинает рыскать. Силу рыскания 
условно принимаем равной весу якоря в воде и рассчитываем по выражению
 .
| (14.6) |
Находим сумму действующих на судно внешних сил, используя формулу (14.2).
Держащая сила якоря 
определяется по формуле, кН:
 .
| (14.7) |
Данный расчет верен при условии, что внешние силы не превышают держащей силы якоря, то есть:
 .
| (14.8) |
2.1. Определяется минимальная длина якорной цепи, необходимая для удержания судна на якоре, при воздействии внешних сил по выражению
 .
| (14.9) |
С целью обеспечения безопасности якорной стоянки вытравливаем на одну смычку больше, чем расчетная длина якорной цепи 
, то есть 
+1 смычка.
2.2. Определяется расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта по формуле
 .
| (14.10) |
2.3. Определяется отрезок цепи, который лежит на грунте
 .
| (14.11) |
2.4. Определяется радиус окружности 
, которую будет описывать корма данного судна, м
 .
| (14.12) |
2.5. Держащая сила якорного устройства 
складывается из держащей силы якоря и отрезка якорной цепи лежащей на грунте, кН:
 .
| (14.13) |
Очевидно, что безопасность якорной стоянки будет обеспечена если держащая сила якорного устройства, будет больше чем суммарное воздействие от внешних сил, то есть 
.
2.6. Определяется минимальная глубина при выборе места якорной стоянки по формуле
 ,
| (14.14) |
где 
– глубина места якорной стоянки в малую воду, м;
– наибольшая осадка судна, м;
– максимальная высота волны, при которой судно может стоять на якоре по условиям задания, м.
По результатам расчета сделать выводы о безопасности якорной стоянки судна по условиям задания.
