|
| Статистика |
|
Онлайн всего: 1 Гостей: 1 Пользователей: 0 |
|
|
|
 | |  |
|
Лекция. Управление судном в штормовых условиях.
|
[ Скачать с сервера (68.8 Kb)
]
| 22.01.2012, 13:20 |
УПРАВЛЕНИЕ СУДНОМ ПРИ ПЛАВАНИИ В ШТОРМОВЫХ УСЛОВИЯХ.
1. Подготовка судна к плаванию в штормовых условиях.
При подготовке судна к плаванию в шторм необходимо:
·обеспечить водонепроницаемость судна;
· проверить исправность штормовых портиков, шпигатов и других отверстий для стока воды;
·проверить крепление груза и палубных устройств, а также закрепить судовое имущество;
· обеспечить безопасность передвижения по судну людей.
2. Факторы, действующие на судно во время шторма.
Главными факторами, действующими на судно при плавании в шторм являются ветер и волнение, совместное воздействие которых приводит к появлению ряда нежелательных, а иногда и опасных для судна явлений.
К таким явлениям относятся:
*бортовая, вертикальная и килевая качка - колебательные движения судна под воздействием внешних сил, во время которой судно испытывает удары волн, большие напряжения в корпусе, заливание палуб. Вызванные качкой инерционные силы являются причиной смещения грузов, сдвигов с фундаментов механизмов и судовых устройств. Чрезмерная бортовая качка может служить причиной опрокидывания судов, когда направление крена совпадает с направлением давления ветра. Поэтому к судам предъявляются требование, чтобы при качке динамический кренящий момент от воздействия ветра при самых неблагоприятных условиях плавания (Mw) не превышал опрокидывающего момента при данном водоизмешении судна (М), т.е. выполнялось условие:
где К - критерий погоды.
Не менее опасные последствия имеет и килевая качка, при которой ухудшается режим работы винта из-за действующих на него переменных гидродинамических сил и моментов, что может привести к поломке лопастей, конструкций валопровода, вызвать вибрацию вала и кормы. При килевой качке наблюдается заливание палуб, днищевый слеминг - удары днища носовой оконечности судна о волну и бортовой слеминг - удары волн в развал носа, что может привести к серьезным повреждениям конструкций корпуса;
* потеря скорости судна за счет увеличения сопротивления движению как из-за непосредственного воздействия на корпус ветра и волн, так и их вторичного влияния - качка, ветровой дрейф и крен, рыскание, снижение эффективности работы гребного винта и т.д.;
Перечисленные выше явления приводят к общему ухудшению управляемости судна и изменению его маневренных характеристик в зависимости от курсового угла ветра и его скорости, а также от направления и интенсивности волнения, что необходимо учитывать при решении различных задач управления судном.
3. Влияние на качку курса и скорости судна.
Величинами, характеризующими качку являются угол наклонения судна (амплитуда) и период, в течении которого судно совершает одно полное колебание. Колебания судна на тихой воде, возникающие под действием однократно приложенного к корпусу судна момента внешних сил, называются собственными или свободными. Период свободных колебаний при бортовой качке приближенно можно определить по следующей формуле:
где k - коэффициент, равный 0,81 для грузовых судов;
В - ширина судна;
h - поперечная метоцентрическая высота.
Период свободных колебаний при килевой и вертикальной качке приближенно рассчитывается по формуле:
где Тср - средняя осадка судна.
Более точно периоды свободных колебаний можно определить с использованием информации капитану по остойчивости.
На взволнованной поверхности моря качка происходит под действием волн. Возмущающей силой является сила поддержания, направленная перпендикулярно поверхности волнового склона. Она вызывает колебания судна с частотой следования волн. Такие колебания называются вынужденными. Амплитуда качки резко возрастает, когда отношение периодов свободных и вынужденных колебаний судна составляет 0,7 - 1,3 (явление резонанса). При отсутствии хода судна период вынужденных колебаний равен периоду волн.
При движении изменяется период прохождения волн относительно корпуса, т.е. изменяется период вынужденных колебаний судна, который становится равным кажущемуся периоду волн (t’), учитывающему скорость судна (V) относительно направления волн:
где λ –длина волны, V- скорость судна в узлах, q - курсовой угол волны.
Как видно из приведенной формулы, изменением курса и скорости судна можно изменять значения кажущегося периода волнения, т.е регулировать период вынужденных колебаний судна для недопущения явления резонанса. Для упрощения задачи выбора курса и скорости в штормовых условиях созданы различные диаграммы качки. Наибольшее распространение получила универсальная диаграмма Ремеза, постоенная на основе приведенной выше формулы для кажущегося периода волнения.
Диаграмма состоит из двух частей. В верхней ее части нанесены кажущиеся периоды волн в виде семейства кривых. Пунктирная кривая соответствует случаю, когда t’ = ¥, т.е судно идет на попутном волнении и его скорость равна скорости распространения волн. Ниже пунктирной кривой расположены кривые, соответствующие случаям, когда судно обгоняет волны. На вертикальной оси отложены длины волн l от 0 до 240 м. Отрезки горизонтальной оси влево и вправо от 0 соответствуют проекциям скорости судна на направление бега волн (V cos q ). Для нахождения величины V cos q к основной диаграмме пристроена в нижней части вспомогательная диаграмма, которая представляет собой семейство концентрических окружностей и радиальных линий. Каждой окружности соответствует скорости судна V от 0 до 24 уз, а радиальным линиям - курсовые углы направления бега волн q от 0 до 180°.
Над диаграммой помещена шкала для определения кажущегося периода волны, соответствующего зоне резонанса 0,7 t`< T < 1,3 t`.
Слева от диаграммы помещены шкалы А и В для определения зон усиленной качки при нерегулярном волнении, а справа шкала баллов волнения, используемая в тех же случаях.
Вход в диаграмму возможен тремя путями: при регулярном или близком к регулярному волнению - по длине волны (вертикальная ось); при нерегулярном волнении - по высоте волн 3% обеспеченности (левая шкала) и степени волнения в баллах (правая шкала). Предварительно рассчитывается или определяется по информации капитана по остойчивости период свободных колебаний судна.
Длина волны определяется глазомерно сравнением с длиной судна. Кроме этого длину волны можно определить по кажущемуся периоду волн с использованием диаграммы качки. Кажущийся период волн определяется по прохождению гребней волн через визир пеленгатора. Последовательность решения задачи:
* в нижней части диаграммы находится точка, соответствующая скорости судна V и курсовому углу волн q;
* из этой точки проводится вертикальная линия до пересечения с кривой соответствующей определенному кажущемуся периоду волн t`;
* ордината точки пересечения соответствует длине волны l.
Высота волн 3% обеспеченности определяется следующим образом:
* из наиболее низкой точки судна глазомерно определяется высота трех наиболее крупных из ста волн;
* высота меньшей из трех определенных волн принимается за высоту волн 3% обеспеченности.
Степень волнения в баллах ( от 0 до 9 )определяется по высоте волны (Мореходные таблицы. Таблица 50-а. Шкала степени волнения ) или по признакам для определения состояния поверхности моря ( Мореходные таблицы. Таблица 50-б. Шкала состояния поверхности моря ).
Рассмотрим примеры использования диаграммы Ремеза для определения зон усиленной бортовой качки:
Пример 1. Определить зону усиленной бортовой качки судна, скорость которого V=12уз, курсовой угол волны q=110°.
1. Рассчитываем или находим из судовой информации об остойчивости период свободных колебаний судна: Т=12с.
2. Определяем кажущийся период волн: t`= 6,5с.
3. Определяем длину волны по диаграмме: l = 40 м.
4. Используя верхние шкалы определяем кажущиеся периоды волн, соответствующие границам зоны усиленной качки: t` =9c,t` =17c.
5. Находим точки пересечения кривых t` =9c, t` =12c, t` =17c с горизонтальной линией, проходящей через отметку l=40м и через них проводим вертикальные линии. Образованные этими линиями полосы, выделенные на нижней части диаграммы, являются зонами усиленной качки.
..............................................Скачивайте полную версию...................
|
|
Категория: Лекции | Добавил: vel-master
|
| Просмотров: 2838 | Загрузок: 600
| Рейтинг: 0.0/0 |
| |
 | |  |
|
|
Главная 