Силы, действующие на судно, стоящее на якоре

Судно, стоящее на якоре, подвергается воздействию сил: ветра R_А, течения R_T, волнения R_волн, инерционных сил рыскания и кач­ки R_ин. Этим силам противодействует держащая сила якорного уст­ройства. Судно не будет дрейфовать, если горизонтальная состав­ляющая равнодействующей внешних сил ∑R уравновешивается держащей силой якорного устройства F_x, т. е. ∑R = R_А + R_T + R_волн + R_ин <= F_x Сила действия ветра Я_л зависит от скорости ветра, площади обдуваемой поверхности и воздушного сопротивления судна. Силу действия ветра на судно (в Н) можно определить по формуле, которая для случая якорной стоянки упрощается: R_А = 0,61Cx_aU² (А_u cos q_u + B_u sin q_u), где Cx_a — коэффициент воздушного сопротивления, зависящий от угла q_u U — скорость ветра, м/с; А_u, B_u — площадь проекции надводной части корпуса судна соответственно на мидель и ДП, м²; q_u — угол между ДП и направлением ветра, °. Рассмотрим силу действия течения R_т. Скорость течения на якорных стоянках редко превышает 2 — 3 уз. При расчете силы дей­ствия воды на подводную часть судна (в Н) можно использовать формулу R_т= 58,8В_T V²_T sin Θ_Т, где В_т — проекция подводной части корпуса на диаметральную плоскость судна, м^:; V_T — скорость течения, м/с; Θ_Т — угол между направлением течения и ДП, °. Значение В_T (в м²) определяют по формуле В_T = 0,9L_maxd_ср где L_max— наибольшая длина судна, м; d_ср — средняя осадка, м. Силу рыскания R_m, условно принимают равной весу якоря в воде. Для учета сил ударов волн по корпусу судна необходимо вво­дить в расчеты коэффициент динамичности Кд, который в первом приближении можно принять равным 1,4.

3. Расчет длины якорного каната, потребной для использования держащей силы якоря.

Теоретически задача может быть поставлена и в несколько другом плане, а именно: необходимо определить длину якорной цепи, при которой будет полностью использована держащая сила якоря.

В этом случае горизонтальную составляющую натяжения якорной цепи следует приравнять к держащей силе якоря (Т=Р_ЯК). Тогда

lц = h

где k_rp — коэффициент держащей силы якоря, зависящий от грунта и типа якоря; Pя — вес якоря, Н. Строгое решение задачи с учетом всех элементов динамики про­цесса представляет определенные трудности в силу ограниченности необходимой для этого исходной информации. Следует отметить, что с практической точки зрения в этом нет необходимости, так как при не­благоприятных условиях якорной стоянки требуется иной подход к обе­спечению безопасности судна. При ограниченных колебаниях, совершаемых судном в вертикаль­ной плоскости, удовлетворительные значения длины якорной цепи, при которой компенсируются динамические рывки, могут быть получены за счет введения в формулу так называемого коэффициента динамич­ности kд: lц = h где Тср —среднее значение внешней силы, Н; kд — в зависимости от типа судна, условий стоянки можно принять равным 1.4-1.7