Дипломная работа Буксировка судов в море

СОДЕРЖАНИЕ

1 Буксировка судов в море………………………………………………….. 2
1.1 Определение буксирного и якорного снабжения по правилам Российского Морского Регистра Судоходства………………….. 3
1.2 Якорное снабжение морских судов……………………………….. 4
1.3 Расчёт сопротивлений……………………………………………… 5
1,4 Расчёт однородной буксирной линии……………………………… 12
1,5 Особенности расчёта неоднородной буксирной линии…………. 14
2 Снятие судна с мели……………………………………………………… 30
2.1 Расчёт по снятию судна с мели……………………………………. 31
2.1.1 Силы, действующие на судно, сидящее на мели………… 31
2.1.2 Снятие с мели работой двигателя на задний ход………… 32
2.1.3 Снятие с мели с использованием частичной разгрузки… 32
2.1.4 Снятие с мели кренованием………………………………. 34
2.1.5 Снятие с мели дифферентованием……………………….. 35
2.1.6 Снятие с мели с использованием частичной разгрузки и с учётом работы машины на задний ход…………………. 36
2.1.7 Использование якорного устройства при снятии с мели.. 39
2.2 Снятие с мели с помощью других средств………………………. 39
2.3 Снятие с мели буксировкой рывками……………………………. 40
2.4 Снятие с мели устройством каналов и размывом грунта………. 41
Список литературы…………………………………………………………… 43

1.БУКСИРОВКА СУДОВ В МОРЕ
Определение параметров буксировки при заданных погодных условиях. Перерасчёт буксировки на имеемый на судне трос.
Буксирная линия состоит из скрепленных между собой буксировочных тросов буксирующего и буксируемого судов. Для крепления буксира используются браги, поэтому длину буксирной линии необходимо принимать равной сумме длин тросов обоих судов. Буксировка производится с застопоренными винтами буксируемого судна, либо один винт застопорен, второй свободно вращается. Проекты буксирующего и буксируемого судов вариант 8.

Таблица № 1 – Исходные данные для расчёта
Наименование Ед. измер. Обознач. Буксировщик Буксируемое судно
Проект судна № № 6712 № 15881
Водоизмещение в грузу т  7752 6120
Осадка в грузу м dср 3.95 5.5
Длина габаритная м L 151.3 124.4
Ширина габаритная м B 18.5 16.4
Коэффициент полноты водоизмещения — Cв 0.85 0.79
Коэффициент трения — f 0.141 0.141
Мощность 1-го двигателя. кВт Pв 1910 1480/1100
Диаметр винта м Dв 2.1 2.56
Шаг винта м Hв 1.92 1.82
Частота вращения винта об/c n 402/6.7 250/4.17
Упор винта кН Тш 140.25 ——
Высота надстройки м h 14.2 16.4
Площадь смоченной поверхности м2  3565 2914
Волнение моря м. hв 2 2
Курсовой угол и скорость ветра =30/11 град,
м/c — 30/11 30/11
Коэффициент обтекания С — 1.7 1.7
Дисковое отношение — А/Аd 0.87 0.56
Сопротивление трения кН Rf 5.151 V1,83 4.211 V1,83
Остаточное сопротивление кН Rr 0.0259 V4 0.0281 V4
Воздушное сопротивление кН Rвозд 0.2019 (11+V)2 0.1902 (11+V)2
Волновое сопротивление кН Rволн 0.9135 V2 0.467 V2
Сопротивление вращающегося
(Застопоренного) винта кН R’вв
R’зв — 0.440 V2
1.835 V2
Сопротивление троса кН Rтр — 0.15 V2

1.1.Определение буксирного и якорного снабжения по правилам Российского Морского Регистра Судоходства (РС)
Выбор размеров буксирных канатов морских транспортных (сухогрузных, наливных, пассажирских) и рыболовных судов производится в зависимости от характеристики снабжения

где Δ – объёмное водоизмещение судна при осадке по летнюю грузовую ватерлинию, м3;
B — ширина судна, м;
hp — высота от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила палубы самой высокой рубки, имеющей ширину более чем 0,25 B, м.
№ 6712
№ 15881
При определении величины h седловатость и дифферент не учитываются т.е. h следует вычислять как сумму надводного борта и высоту бортов всех ярусов надстроек, а также рубок, имеющих ширину свыше 0,25 В. Если рубка шириной более 0,25В располагается над рубкой шириной 0,25 В или менее, то высота последней в величину h не включается;
A — площадь парусности в пределах длины судна L, считая от летней грузовой ватерлинии, м2.
Все морские суда длиной до 180 м должны быть снабжены буксирным канатом, который считается частью аварийного снабжения и используется соответственно только в аварийной ситуации. Суда длиной более 180м могут не иметь буксирного каната.
Длина буксирного каната l, м, вычисляется по формуле:
№ 6712
№ 15881
Результат вычисления округляется в обе стороны до ближайших 20м. Минимальная длина каната должна быть равна 180м, однако нет необходимости принимать её более 300м, даже если по расчету она получается большей.
Поперечное сечение (диаметр) каната выбирают согласно его разрывному усилию Рраз, (к Н), из условия
№ 6712
№ 15881
He следует выбирать канат с разрывным усилием менее 98 кН или более 1470 кН.
Ограничение разрывного усилия каната вызвано стремлением облегчить операции по передаче каната на буксирующее судно. Ограничение длины каната обусловлено тем, что в морской практике при буксировках на волнении в дополнение к буксирному канату используются якорные цепи.
ОСТ 5.2333-80 рекомендует в качестве буксирных тросов, при использовании их без автоматических буксирных лебедок, стальные оцинкованные канаты двойной свивки типа ЛК (линейное касание), имеющие 6 х 30 = 180 проволочек и 7 органических сердечников (канат двойной свивки типа ЛК-0 конструкции 6 х 30(0+15+15) + 7 о.с. (ГОСТ 3083-80)).
Для обеспечения гибкости каната предел прочности проволоки принимают не более 1175 — 1370 Н/мм2.
1.2.Якорное снабжение морских судов
Масса каждого станового якоря Q, кг, должна быть не менее
№ 6712 Q = kNc=3•1084.1=3252.3 кг
№ 15881 Q = kNc=3•1017.9=3053.3 кг
где k — коэффициент, равный 3,0 для судов неограниченного района плавания.
Суммарная длина обеих цепей l2, м, для становых якорей определяется
в виде

№ 6712
№ 15881
где r — коэффициент, равный 1,00 для судов неограниченного района плавания.
Полученное по формуле значение длины цепи должно быть округлено до ближайшего целого числа смычек и равно не менее 200 м для судов неограниченного района плавания.
Калибр цепей, мм,
№ 6712
№ 15881
где s — коэффициент, равный 1,00 для судов неограниченного района плавания;
t — коэффициент, равный 1,55 для цепей повышенной прочности.

1.3.Расчет сопротивлений
Расчёт сопротивлений производится следующим образом: сначала определяются по известным параметрам коэффициенты по всем видам сопротивлений, оставляя без внимания скорости судна в различных степенях. Затем составляется таблица №2 сопротивлений на различных скоростях в м/с.
1) Сопротивление буксирующего судна
, (кН).
где — сопротивление трения корпуса судна, кН;
— остаточное сопротивление, кН;
— сопротивление судна на волнении, кН;
-ветровое сопротивление, кН.
2) Сопротивление буксируемого судна
, (кН).
— сопротивление винтов (вращающихся или застопоренных), кН;
. — сопротивление троса, кН.
3) Сопротивление трения корпуса судна
, (кН)
№ 6712
№ 15881
где f – коэффициент трения, принимаемый в зависимости от длины судна, равный 0.141;
 — плотность морской воды, равная 1025 кг/м ;
V – скорость судна, м/с.
 — площадь смоченной поверхности корпуса судна, м ;
, (м2).
№ 6712
№ 15881
где L и В – соответственно длина и ширина судна, (м);
d – средняя осадка судна, (м);
Св – коэффициент полноты водоизмещения.
4) Остаточное сопротивление:
, кН,
№ 6712
№ 15881
где  — водоизмещение судна, (т);
5) Сопротивление судна на волнении:
, (кН)
№ 6712
№ 15881
где γ – плотность морской воды, кг/м2 (1025);
k — коэффициент дополнительного сопротивления, (зависит от степени волнения)
волнение (баллы) k волн
1 – 2

3 – 4

5 – 6

6) Воздушное сопротивление:
, (кН)
№ 6712
№ 15881
где С – коэффициент обтекания в зависимости от КУ ветра, который для встречного ветра равен 1,0—1,2; при курсо¬вом угле ветра, равном 30°, С= 1,6-1,8; для ветра позади траверза С = 0;
— плотность воздуха, равная 1,25 кг/м ;
А — проекция надводной поверхности судна на плоскость мидель-шпангоута, м2;
U – скорость ветра, м/с;
V – скорость судна, м/с.
7) Сопротивление гребного винта (для буксируемого судна):
 застопоренного винта:
кН
 проворачиваемого винта:
кН
где – дисковое отношение;
Dв – диаметр винта, м.
V – скорость буксировки, м/с.
Суммарное сопротивление винтов

8) Сопротивления погруженной в воду части буксирного троса:
, (кН),
где lП — длина погруженной в воду части троса, м

где l – полная длина троса при буксировке, м;
– сопротивление буксируемого судна, кН;
— средняя высота закрепления троса над уровнем воды, м;
q – линейная плотность буксирного троса в воде, кг/м;
– диаметр троса, м.
Для расчётов принимается Rтр = 0.15V2, кH
9) Приближенная оценка упора гребного винта на швартовах:
кН
где Рв – мощность, потребляемая гребным винтом, кВт;
Нв – шаг гребного винта, м;
Dв – диаметр гребного винта, м;
n – частота вращения гребного винта, об/с.
Значения различных сопротивлений определяем при скоростях буксировки от 1 м/c до 7 м/c, для морских судов до 10 м/с и сводим в таблицу № 2. По полученным данным строим графики зависимости сопротивлений буксирующего, буксируемого судна и общего сопротивления в зависимости от скорости. Затем по графику определяется максимальная скорость буксировки и сила тяги на гаке.
Vmax = 2.7 м/c ; Fг = 100 (кН).
10) Расчет разрывного усилия буксирного троса, требуемого при данных условиях буксировки

где, К- коэффициент тяги на гаке.

По расчетам разрывного усилия выбираем из ГОСТ 3083-80 стальной трос.
Трос стальной:
Канат двойной свивки типа ЛК конструкции 6 30 (0+15+15)+7о.с.
ГОСТ 3083-80
Гибкий 1370(140)
Рраз фак=609.5 кН
d =42 мм
m=5345кг
Учитывая худшую, по сравнению со стальными тросами, стойкость синтетических тросов к внешним воздействиям. Регистр судоходства требует, чтобы их разрывная прочность была не менее 1.4 разрывной прочности стальных тросов.
Трос синтетический (ТУ 8121-022-00461221-2004 ).
Трос — Канат полиамидный плетёный 8-ми прядный.
Длина окружности 200 мм
d =64 мм
Рраз фак=71990 кгс= 705 кН
m=554 кг (бухта 200 м)

Таблица 2
Таблица сопротивлений судов
V, Буксирующее судно R0 буксируемое судно R1 RΣ = R0+R1
м/с Rf Rr Rвозд Rволн R’f R’r R’возд R’волн Rвинта Rтр
0 0,00 0,00 24,43 0,00 24,43 0,00 0,00 23,01 0,00 0,00 0,00 23,01 47,44
1 5,15 0,03 29,07 0,91 35,16 4,21 0,03 27,39 0,47 2,28 0,15 34,52 69,68
2 18,31 0,41 34,12 3,65 56,50 14,97 0,45 32,14 1,87 9,10 0,60 59,13 115,64
3 38,46 2,10 39,57 8,22 88,35 31,44 2,28 37,28 4,20 20,48 1,35 97,03 185,38
4 65,11 6,63 45,43 14,62 131,79 53,23 7,19 42,80 7,47 36,40 2,40 149,49 281,28
5 97,95 16,19 51,69 22,84 188,66 80,08 17,56 48,69 11,68 56,88 3,75 218,63 407,29
6 136,74 33,57 58,35 32,89 261,55 111,79 36,42 54,97 16,81 81,90 5,40 307,29 568,83
7 181,31 62,19 65,42 44,76 353,67 148,22 67,47 61,62 22,88 111,48 7,35 419,02 772,70
8 231,50 106,09 72,89 58,46 468,93 189,25 115,10 68,66 29,89 145,60 9,60 558,10 1027,03
9 287,18 169,93 80,76 73,99 611,86 234,77 184,36 76,08 37,83 184,28 12,15 729,47 1341,33
10 348,25 259,00 89,04 91,35 787,64 284,70 281,00 83,88 46,70 227,50 15,00 938,78 1726,41

Рис. 1 Графики сопротивлений
11) Расчет размеров буксирного троса:

Рис. 2 Схема буксирной линии
Рассчитав полное сопротивление буксируемого судна, можно найти рабочую длину стального и синтетического буксирных тросов, при которой обеспечивается горизонтальное перемещение судов на расстояние, численно равное высоте волны.

где hB-высота волны (м);
Ki-коэффициент “игры” буксирного троса, который приведён ниже:
FГ, кН ki FГ, кН ki
250 0,30 100 0,12
200 0,24 50 0,06
150 0,18 25 0,03
Для уменьшения влияния кильватерной струи на буксируемое судно длину троса принимают равной не менее двух-трёх длин буксировщика (ℓ =300 м)
При буксировке с использованием синтетических тросов при их длине 200-300м, они обладают достаточной “игрой” на волнении. В таких условиях упругое удлинение синтетического троса определяется по формуле:

где ℓ- длина буксирного троса(м);
α- коэффициент, равный 3.5 – для плетёного восьмипрядного троса из полиамида;
Провес буксирного троса зависит от его длины и массы, и уменьшается при увеличении тяги на гаке.
Для стального троса
где q- линейная плотность троса в воде (кг/м);
Для стального троса (кг/м)
где Рвоз- вес 1м троса в воздухе (кг/м), который выбирается из ГОСТа.

1.4.Расчёт однородной буксирной линии
Определяется свободное расхождение судов для стального троса с учетом Fг и Рраз/2, используя формулы в таблице № 3:
Таблица № 3
Нормальная нагрузка
Параметр
цепной линии Провес буксирного троса Половина
расстояния Расстояние между судами

21.5 9.47 71.2 142.4
Случайная нагрузка
Параметр
цепной линии Провес буксирного троса Половина
расстояния Расстояние между судами

75.8 4.05 82.0 164.0
где l1 – половина длины буксирного троса (м).
Определяем изменение расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии:
(м),
где Δв- весовая «игра» буксирного троса.
Расчет упругого удлинения буксирного троса при изменении нагрузки от Fг до 0,5Рраз.
(м),
где l- длина буксирной линии (м);
d- диаметр троса (мм);
ε- упругость троса, равна 37 кН/мм2 (для стального).
Определяется суммарное изменение расстояния между судами, которое сравнивается с высотой волны:
.
Если Δ ≥ hв=2 м, то есть безопасность буксировки обеспечивается с заданной скоростью. Производить перерасчет однородной буксирной линии не требуется.

Так как на борту в наличии стальной трос меньше больше разрывного усилия (Рраз факт > Рраз рас): канат двойной свивки типа ЛК конструкции 6 30 (0+15+15)+7о.с. ГОСТ 3083-80, (определённый по характеристике снабжения Nc)
Гибкий 1370(140)
Рраз фак=712.5 кН
d =46 мм
m=6240 кг
то в дальнейших расчетах необходимо определить Vдоп , Fдоп для имеемого на судне стального троса.
Допустимая скорость буксировки в зависимости от прочности буксирной линии:
,
.
(кг/м)
Рассчитываем провес для данного стального троса с учетом Fг доп. по вышеприведённой формуле и перерасчёт буксирной линии.
Таблица № 4 – Перерасчёт однородной буксирной линии для параметров троса, имеемого на судне
Нормальная нагрузка
Параметр
цепной линии Провес буксирного троса Половина
расстояния Расстояние между судами

26 7.84 75.1 150.2
Случайная нагрузка
Параметр
цепной линии Провес буксирного троса Половина
расстояния Расстояние между судами

65 3.13 82.15 164.3

1.5.Особенности расчёта неоднородной буксирной линии
Если буксирная линия неоднородная, т.е. состоит из двух участков, один из которых трос или якорная цепь с большим погонным весом, а другой трос с меньшим погонным весом, то расчет выполняется следующим образом.
Условно делим буксирную линию (рис. 3) на четыре участка цепной линии: BE, DE, DM и AM. Участок DM — дополняющий фиктивный участок цепной линии AM. Точка М — вершина цепной линии AM, от которой отсчитывается величина х для данной цепной линии.
Две цепные линии ED и МА соединяются в точке D без какого-либо перегиба, т.е. одна цепная линия плавно переходит в другую.
Буксирная линия имеет вид, представленный на рис. 3 (с вершиной на участке легкого троса).
Длина участка DE определяется по формуле

где .

Рис. 3 – Неоднородная буксирная линия
с вершиной на тросовом участке
Длина фиктивного участка DM определяется из условия равенства веса участков DM и DE:

Расчет по формулам цепной линии для четырех участков:

выполняется по формуле:

Расчёт для каждого участка выполняется дважды для условия Т = Fг и Т = Рраз.
Если при расчётах получилась величина DE < 0, это означает, что вершина цепной линии лежит на участке более тяжёлого троса (рисунок 4). Расчёты аналогичные, только в данном случае DE — фиктивный участок цепной линии ВЕ. Подача буксира на буксируемый объект Эта операция может производиться несколькими способами. В том случае, когда буксируемым объектом является судно, то операция может осуществляться двумя способами: • если суда могут стать лагом, то после швартовки один конец буксирного троса крепят к якорной цепи или браге, затем трос проводят вдоль борта буксируемого судна так, чтобы он проходил чисто от всех выступающих частей. Полезно его в нескольких местах прихватить концом из растительного троса. Оставшуюся часть троса укладывают на корме буксировщика длинными шлагами так, чтобы конец, идущий к буксируемому судну, мог свободно вытравливаться. Отдельные шлаги следует крепить при помощи схваток к кнехтам. Усилия, затрачиваемые на разрыв этих схваток, будут тормозить вытравливание троса. В качестве более надежного средства против преждевременного вытравливания буксирного троса можно рекомендовать переносные стопоры для тросов; • если суда не могут стать лагом друг к другу, буксировщик становится на якорь впереди буксируемого судна, и буксирный трос подают при помощи буксирного катера, который доставит с буксировщика на буксируемое судно проводник из синтетического троса достаточной прочности для последующей передачи буксирного троса. Буксируемое судно выбирает проводник, затем буксирный трос, который крепят одним из указанных ниже способов. Проводник можно подать и другими способами, например, с помощью ли неметательной установки. Если объект буксировки необходимо взять на буксир в открытом море, то может сложиться ситуация, когда: — объект имеет ход и может управляться; — объект не имеет хода и, следовательно, не может управляться. В первом случае буксируемому судну целесообразно подходить к корме буксировщика на такое расстояние, которое позволяет использовать линеметательные приборы или подать бросательный конец. При таком взаимном расположении судов, если возникнет угроза навала их друг на друга, они могут легко разойтись, для чего буксируемому судну нужно только дать ход назад. После подачи линя передают проводник из синтетического троса, затем на проводнике подают буксирный трос, который крепят к браге или якорной цепи. Если буксируемое судно не имеет хода, то буксирный трос подают с буксировщика. В этом случае проводник передают со шлюпки при помощи поплавка или линеметательного прибора. Если подача ведется со шлюпки, то ее спускают с большей частью уложенного проводника. Если невозможно спустить шлюпку, проводник можно подать при помощи какого-либо поплавка, который буксирует на длинном лине буксирующее судно. В качестве такого поплавка могут быть использованы анкерок, спасательный круг, спасательный нагрудник или какой-либо плавучий предмет. Но для начала операции необходимо выяснить характер дрейфа буксирующего и буксируемого судов. Рис. 4. Подача проводника поплавком а) – с подветренной стороны; б) – с наветренной стороны Судно, буксирующее поплавок, проходит с подветренного или наветренного борта того судна, которое должно его поднять, стараясь подвести трос с поплавком возможно ближе к нему, но, не допуская навала судов. Если буксирующее судно дрейфует быстрее того судна, которому подают проводник, то, пройдя последнее, буксирующее судно выходит на ветер, а если дрейфует медленнее, то уваливается под ветер. Рис. 5. Подача проводника при помощи надувного спасательного плота Проводник можно подать с помощью надувного плота, который дрейфует быстрее судна или связки пластиковых баллонов. Судно, подающее проводник, подходит с наветренного борта как можно ближе к судну, на которое проводник подается, и сбрасывает надувной плотик с прикрепленным к нему проводником. Надувной плот будет дрейфовать быстрее, если перед сбрасыванием на воду у него будут срезаны водяные стабилизаторы. Во многих случаях лучше подавать проводник, а также принимать или подавать буксир с подветра в носовой части судна. При этом сохраняется возможность работы машиной и уменьшается опасность намотать тросы на гребной винт. Линь можно подать при помощи линеметательных аппаратов. Для этого идут вдоль буксируемого судна на достаточно безопасном расстоянии и перебрасывают на него линь. Линеметательные аппараты дают возможность быстро и надежно передать линь. При штормовой погоде заводку буксира на аварийное судно необходимо осуществлять только в условиях вынужденных обстоятельств и в целях спасения судна. Если обстоятельства позволяют, то лучше подождать улучшения погоды. В морской практике имели место случаи и попытки осуществления заводки буксиров на аварийное судно, но все они носили нестандартный характер, а иногда кончались трагически для обоих судов. Способы крепления буксирного каната На транспортных судах выбор способа крепления буксирных тросов определяется в зависимости от размеров и особенностей устройства судов, наличия средств для крепления буксирных тросов, а при вынужденных буксировках – еще и от погодных условий. Во всех случаях должно быть обеспечено надежное крепление тросов и предусмотрена возможность изменения длины буксирного троса и его немедленной отдачи. Крепление буксирного троса на буксируемом судне Будем предполагать, что буксировка осуществляется носом вперед, как это в большинстве случаев и бывает. На рыскливость буксируемого судна большее влияние оказывает точка крепления буксирной линии. Самым благоприятным местом для его крепления является форштевень. Самым простым способом является крепление буксирного троса непосредственно на кнехтах. Такой способ можно использовать при буксировке небольших судов на короткое расстояние в стесненных условиях плавания, где требуется часто выбирать и потравливать буксир. Но в этом случае необходимо тщательно осмотреть кнехты, и если они не особенно надежны, то их надо подкрепить. Рис. 6. Крепление буксирного троса на кнехтах 1 – якорная скоба; 2 – буксирный трос; 3 – полтора шлага; –окончательное крепление Рис. 7. Подкрепление кнехтов 1 – такелажная цепь; 2 – талреп; 3 – палубный обух При морской буксировке на дальние расстояния используется способ крепления буксирного троса к двум или одной якорным цепям. Положительными сторонами крепления буксирного троса к двум якорям являются: • уменьшение рыскания буксируемого судна, так как якорные цепи можно выровнять таким образом, что соединительная скоба будет лежать в диаметральной плоскости, и силы, стремящиеся разворачивать буксируемое судно, будут отсутствовать; • сравнительная простота крепления буксирной линии. Недостатками этого способа являются: • необходимость отклепывания обоих становых якорей, что лишает буксируемое судно возможности стать на якорь до того, как будет отдан буксир; • невозможность быстрой отдачи буксира без потери якорных цепей; • сложность заводки скобы при соединении с буксирным тросом; • передача всех усилий на брашпиль, что делает необходимым для разгрузки последнего накладывать дополнительные стопоры на якорные цепи. Для устранения этих недостатков вместо второй цепи можно использовать достаточно прочную тросовую оттяжку, проведенную от якорной цепи, за которую закреплен буксирный трос, на противоположный борт. В этом случае отпадает необходимость отклепывать становой якорь. Рис. 8. Крепление буксирного троса к якорной цепи 1 – буксирный трос; 2 – якорная скоба; 3 – удлиненное звено; 4 – якорная цепь; 5 – соединение троса с цепью с помощью скобы (вариант А или В); 6 – стальной трос; 7 – крепление цепи талрепом с раздвоенным гаком (переносной стопор) Положительные стороны этого способа: • отклепывается только один становой якорь, второй остается в распоряжении командования судном; • заводка скобы и соединение с буксирным тросом менее сложны, чем в предыдущем случае. Недостатками этого способа крепления являются: • невозможность быстрой отдачи буксирного троса; • передача на брашпиль всех возникающих в буксире усилий, что вызывает необходимость накладывать дополнительные стопоры для его разгрузки; •появление сил, стремящихся повернуть судно. Описанные способы крепления буксирного троса имеют положительные стороны, так как цепи не так быстро перетираются, как все виды тросов. Кроме того, крепление за якорные цепи позволяет регулировать длину буксирной линии в довольно широких пределах. Иногда целесообразно буксирный трос закрепить прямо за якорь. Простота такого крепления очевидна. Наличие тяжелого якоря значительно улучшает работу буксирной линии в целом. Но в этом случае необходимо продумать способ соединения с якорем, так как простое набрасывание огона троса на лапы якоря не обеспечивает надежности соединения из-за возможности перетирания троса об острые края головной части якоря. Рис. 9. Варианты крепления буксирного троса за становой якорь 1 – буксирный трос; 2 – становой якорь; 3 – якорная цепь; 4 – стальной проводник Если нельзя использовать якорные цепи, то приходится заводить брагу. Брага – стальной трос, который заводят за жесткие корпусные конструкции (рубки, комингсы грузовых люков) с распределением нагрузки на возможно большее число точек, причем без резких перегибов троса. На углах под брагу крепят деревянные брусья. Для экстренной отдачи браги используется глаголь-гак. Рис. 10. Крепление буксира за брагу на буксируемом судне 1 – проводник; 2 – якорная скоба; 3 – скобы-зажимы; 4 – брага; 5 – деревянные брусья на углах комингса люка; 6 – такелажная скоба; 7 – струбцины; 8 — буксирный трос Положительные стороны этого способа: • удобство в обращении; • возможность быстро и легко отдать буксирный трос. Недостатки этого способа: • брага подвергается трению в местах, недоступных для обслуживания; • не очень прочна заделка коуша, для обеспечения и надежности крепления коуша следует ветви браги делать из двух самостоятельных ветвей. Крепление буксирного каната на буксирующем судне На корме этого судна отсутствует такое устройство, как брашпиль и якорные цепи, поэтому в этой части судна крепление буксирного троса значительно сложнее, чем на баке. Кроме того обязательно должна быть предусмотрена возможность легкой и надежной отдачи буксирного каната в случае вынужденной остановки в море и опасного сближения с буксируемым судном, а также внезапной угрозы столкновения. Рис. 11. Крепление буксира за брагу, обнесенную вокруг комингса люка Общий вид: 1 – серьги; 2 – брага Соединительное устройство: 1 – буксирный трос; 2 – глаголь-гак; 3 – проводник; 4 –брага; 5, 7 – якорные скобы; 6 — тройник Рис. 12. Крепление браги за полуют буксирующего судна 1 – буксирный трос; 2 – якорная скоба; 3 – концы браги с огонами; 4 – серьги; 5 – деревянные кранцы; 6 – проводник со скобой Данным способом удобнее крепить буксирный канат на равнопалубных судах, проводя брагу вокруг комингса кормового трюма. На кнехт следует накладывать такое число шлагов браги, которое допускается его нагрузкой. Оставшаяся часть тягового усилия должна быть передана на комингс грузового люка или на другие прочные конструкции, расположенные на палубе судна. Трос браги следует брать такой прочности, как и буксирный, или делать его из нескольких шлагов. Меры безопасности при буксировке:  На буксирных дугах должны быть нанесены цвета безопасности, а на видных местах с обоих бортов буксира (ледокола) нанесены предупреждающие надписи: «БЕРЕГИСЬ БУКСИРА!».  Работы по подаче и отдаче буксирного каната на судах-буксирах следует выполнять под руководством капитана. На судах-буксирах портофлота руководство буксировочными операциями осуществляет вахтенный помощник капитана.  Перед подачей буксирного каната должно быть проверено состояние лебедки или гака. Буксирный канат должен подаваться с проводником. Закладка буксирного каната на гак должна проводиться таким образом, чтобы при любом натяжении буксирного каната была обеспечена его быстрая и безопасная отдача.  Все участники буксировочных операций на судах (буксир и буксируемое судно) должны быть одеты в соответствующую спецодежду, спецобувь и иметь на голове защитные каски.  Отдавать буксирный канат с гака или кнехтов на буксирующем и буксируемом судах разрешается по команде лица, руководящего буксировкой.  При отдаче каната с гака буксирующего судна или с кнехтов буксируемого не разрешается стоять вблизи и впереди них.  Выбирать или стравливать буксирный канат с помощью буксирной лебедки необходимо после того, как из опасной зоны будут удалены все люди.  Использование якорь — цепей в буксирной линии допускается при условии обеспечения их механизированной выборки на буксируемый объект. При буксировочных работах запрещается:  во время вытравливания или выбирания каната буксирной лебедкой кому-либо находиться у борта, с которого он подается;  накладывать какие-либо дополнительные канаты на буксирный гак и кнехты, на которых закреплен буксирный канат;  начинать работу по буксировке до получения подтверждения с буксируемого судна о закреплении буксирного каната;  на буксируемых судах перед началом буксировки поднимать якоря  или отдавать швартовы без разрешения лица, руководящего буксировкой;  производить буксировку судов с отданными якорями;  во время буксировки судов, плотов и других плавсредств находиться  вблизи буксирного гака, в районе действия буксирного каната;  оставлять буксирный гак в нерабочем положении незакреплённым;  снимать буксирный канат с гака вручную;  работать винтами до полной выборки каната. Огни и знаки суда, занятого буксировкой и толканием (a) Судно с механическим двигателем, занятое буксировкой, должно выставлять: (i) вместо огня, предписанного Правилом 23 (а) (i) или (а) (ii), два топовых огня, расположенных по вертикальной линии. Если длина буксира, измеренная от кормы буксирующего судна до кормы буксируемого, превышает 200 м — три таких огня. (ii) бортовые огни; (iii) кормовой огонь; (iv) буксировочный огонь, расположенный по вертикальной линии над кормовым огнем; (v) ромбовидный знак на наиболее видном месте, если длина буксира превышает 200 м. (b) Если толкающее судно и судно, толкаемое вперед, жестко соединены в сочлененное судно, они должны рассматриваться как судно с механическим двигателем и выставлять огни, предписанные Правилом 23. (c) Судно с механическим двигателем, толкающее вперед или буксирующее лагом другое судно, должно, если оно не является частью сочлененного судна, выставлять: (i) вместо огня предписанного Правилом 23 (а) (i) или (а) (ii), два топовых огня, расположенных по вертикальной линии; (ii) бортовые огни; (iii) кормовой огонь; (d) Судно с механическим двигателем, к которому применяются пункты (а) или (с) этого Правила, должно также соблюдать Правило 23 (а) (ii). (e) Буксируемое судно или буксируемый объект, кроме указанных в пункте (g) этого Правила, должны выставлять: (i) бортовые огни; (ii) кормовой огонь; (iii) ромбовидный знак на наиболее видном месте, если длина буксира превышает 200 м. (f) Любое количество буксируемых лагом или толкаемых судов в группе должно быть освещено как одно судно: (i) судно, толкаемое вперед, если оно не является частью сочлененного судна, должно выставлять в передней части бортовые огни; (ii) судно, буксируемое лагом, должно выставлять кормовой огонь и в передней части — бортовые огни. (g) Малозаметные полупогруженные буксируемое судно или буксируемый объект, либо комбинация таких буксируемых судов или буксируемых объектов должна выставлять: (i) при их ширине менее 25 м — один белый круговой огонь в передней части или вблизи нее и такой же огонь в кормовой части или вблизи нее, кроме «драконов», которые могут не выставлять огонь в передней части или вблизи нее; (ii) при их ширине 25 м или более — два дополнительных белых круговых огня на боковых оконечностях или вблизи них; (iii) при их длине более 100 м — дополнительные белые круговые огни между огнями, предписанные подпунктами (i) и (ii), таким образом, чтобы расстояние между огнями не превышало 100 м; (iv) ромбовидный знак на кормовой оконечности последнего буксируемого объекта либо вблизи нее и, если длина буксира превышает 200 м,- дополнительный ромбовидный знак, установленный на наиболее видном месте впереди настолько, насколько это практически возможно. (h) Если по какой либо существенной причине буксируемое судно или буксируемый объект не могут выставлять огни или знаки, предписанные пунктами (e) или (g) этого Правила, должны быть приняты все возможные меры для того, чтобы осветить буксируемое судно или буксируемый объект или по крайней мере указать на присутствие такого судна или объекта. (i) Если по какой либо существенной причине судно, не занимающиеся обычно буксировочными операциями, не может показать огни, предписанные пунктами (a) или (с) этого Правила, то в случаях когда оно занято буксировкой другого судна, терпящего бедствия или нуждающегося в помощи, оно не обязано выставлять эти огни. Все возможные меры должны быть приняты для того, чтобы показать характер взаимосвязи между буксирующим и буксируемым судами, как это установлено Правилом 36, в частности осветить буксирный трос.   Рис 12. Огни и знаки сунна, занятого буксировкой Рис. 13 – Схема неоднородной буксирной линии с вершиной на цепном участке. 2. СНЯТИЕ СУДНА С МЕЛИ Условные обозначения: =18270 — водоизмещение судна (т); =148.0 — длина судна между (м); =2435 — число тонн на 1м изменения средней осадки (т/м); Н=174 – продольная метавысота (м); H=0.86 – поперечная метавысота (м); =9.0 — осадка носом до посадки на мель (м); =9.0 — осадка на миделе до посадки на мель или средняя (м); =9.0 — осадка кормой до посадки на мель (м); =8.5 — осадка носом после посадки на мель (м); =8.8 — осадка на миделе после посадки на мель или средняя (м); =9.3 — осадка кормой после посадки на мель (м); X, Z =50,7– координаты Ц.Т. снимаемого груза; =50,-45 — координаты Ц.Т. перемещаемого груза; — абцисса точки приложения равнодействующей силы реакции грунта (м); =-0.8 — абцисса ЦТ ватерлинии от миделя (м); =46 — абцисса внешней кромки банки (м); =4 л/б — угол крена (град); =0.38 — коэффициент трения стального корпуса о грунт; — потерянное водоизмещение (т); — усилие для стягивания судна с мели (кН); — упор винта заднего хода (кН); Р´=1305 — упор винта судна в швартовном режиме (кН); Р – масса снимаемого груза (т); — масса перемещаемого груза (т); — стягивающее усилие с учетом работы ГД на задний ход. 2.1. Расчеты по снятию судна с мели 2.1.1. Силы, действующие на судно, сидящее на мели Реакция грунта (сила давления судна на грунт). При посадке на мель уменьшается осадка судна, т.е. происходит как бы потеря его водоизмещения, которая приводит к нарушению равновесия между весом судна и силами поддержания воды. Величина потерянного водоизмещения ΔD определяется по формуле : ΔD = q ( — )=2435(9.0-8.8)=487 (т), где q — число тонн на 1 м осадки (определяется по грузовой шкале с учетом плотности воды или из формуляра судна), Средняя осадка до посадки на мель рассчитывается по формуле dср = (dн + dк)/2 (м) где dн, dк — соответственно осадки носом и кормой до посадки на мель (с учётом расходования грузов за время плавания до посадки на мель). Средняя осадка после посадки на мель рассчитывается по формуле. d’ср = (d’н + d’к)/2 (м) где d’н, d’к — осадки носом и кормой, снятые после посадки на мель. Реакция грунта R, кН, рассчитывается по формуле R = D ·g=487*9.81=4777.5 кН где g — ускорение свободного падения, (9,81 м/с2). При повреждении корпуса и поступлении воды внутрь судна сила реакции грунта увеличивается на величину веса влившейся воды. Сила присасывания грунта — прилипание к корпусу частиц грунта, создающих тем больший эффект присасывания, чем большей вязкостью обладает грунт. Наибольшее присасывание наблюдается у вязкой глины. Сила ударов волн при длительном воздействии приводит к разрушению корпуса. При снятии с мели, как правило, оказывает положительное влияние, раскачивая корпус и тем самым уменьшает силу присасывания и силу трения корпуса о грунт. Сила давления ветра в зависимости от направления ветра увеличивает или уменьшает тяговое усилие, необходимое для снятия судна с мели. 2.1.2. Снятие с мели работой машины на задний ход В первую очередь необходимо определить стягивающее усилие Fст, необходимое для снятия с мели Fст = f·R=0.38•4777.5=1815.4 (кH) где f — коэффициент трения корпуса о грунт (зависит от характера грунта и выбирается из таблицы). Если характер грунта неизвестен, то f принимается равным 0,5. Затем из паспортной диаграммы тяги или расчетными методами находим силу тяги винта на задний ход Рзх.. Сила тяги винта при работе на задний ход примерно составляет 70-80% от тяги винта в режиме полного хода. Рзх=0.7•140.25=98.2 кН Fст > Рзх
Снятие с мели невозможно при работе машины на задний ход. Необходимо использовать один или комбинацию методов уменьшения силы реакции грунта: дифферентование, кренование, частичную разгрузку.
2.1.3. Снятие судна с мели при отсутствии запаса глубины под килем с использованием частичной разгрузки
Частичная разгрузка судна применяется при посадке на мель всем корпусом, а также в случае, когда дифферентовка и кренование судна не дают положительных результатов. Разгрузка является наиболее эффективной, а иногда и единственной мерой самостоятельного снятия судна с мели и чаще всего связана с потерей части груза. Поэтому, принимая решение о частичной разгрузке, необходимо учитывать, насколько велика опасность гибели судна,
если на получение помощи в ближайшее время нельзя рассчитывать. При возможности необходимо предпринимать меры по предотвращению загрязнения окружающей среды и в первую очередь нефтепродуктами.
При частичной разгрузке определяется масса груза Р, подлежащего выгрузке, с тем чтобы судно могло самостоятельно сняться с мели работой машины на задний ход.
1. Определяется дифферентующий момент на 1 м
(т.м/м)
2. Общее количество груза, подлежащего снятию с судна:
(т)
3. Абсцисса точки приложения равнодействующих сил реакции грунта:

(м)
4. Количество груза, необходимого для выгрузки из трюма №1 (носового):
(т)
5. Количество груза, необходимого для выгрузки из кормового трюма: (т)
6. Осадка носом после снятия груза:
(м)
7. Осадка кормой после снятия груза:
(м)
8. Поправка на поперечную и продольную метацентрическую высоту:
(м)
(м)
где (м)
(м)
9. Определяется поперечная ( ) и продольная ( ) метацентрическая высота после выгрузки части груза:

10. Судно возможно снять с мели в результате снятия 487 т груза. Опасности к опрокидыванию при этом нет.
2.1.4. Снятие судна с мели кренованием
Кренование применяется, когда судно село на мель одним бортом, а со стороны другого борта имеются достаточные глубины. Креновать судно можно перекачкой топлива, балласта или перемещением груза с борта, находящегося на мели, на другой борт до тех пор, пока главная палуба не войдет в воду.
1. Определяется дифферентующий момент на 1 м
(т.м/м)
2. Общее количество груза, подлежащего снятию с судна:
(т)
3. Абсцисса точки приложения равнодействующих сил реакции грунта:

(м)
4. Количество груза, необходимого для выгрузки из трюма №1 (носового):
(т)
5. Количество груза, необходимого для выгрузки из кормового трюма:
(т)
6. Ордината точки приложения равнодействующей силы реакции грунта:
(м);
знак (+) при крене на л/б.
7.Кренящий момент для снятия судна с мели:

(создается снятием груза с координатами и ).
8. Поправка на поперечную и продольную метацентрическую высоту:
(м)
(м)

где (м)
(м)
9. Снятие судна с мели возможно методом кренования при снятии 487 т груза и точки с координатами и .
2.1.5. Снятие судна с мели дифферентованием
В случае, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубины.
1. Определяется дифферентующий момент на 1 м:
(т.м/м)
2. Количество груза, необходимое для перемещения по судну (т):
(т)
где;

3. Осадка носом после перемещения груза (м):
(м)
4. Осадка кормой после перемещения груза (м):
(м)
5. Судно возможно снять с мели дифферентованием при перемещении 170.3 т груза.
2.1.6. Снятие судна с мели с использованием частичной разгрузки и с учетом работы ГД на задний ход
1. Определяется дифферентующий момент на 1 м
(т.м/м)
2. Общее количество груза, подлежащего снятию с судна:
(т)
3. Абсцисса точки приложения равнодействующих сил реакции грунта:

(м)
4. Усилие для снятия судна с мели:
(кН);

5. Усилие для снятия судна с мели с учетом работы ГД на ЗХ:
(кН)
6. Масса груза, которую необходимо снять с судна, чтобы сняться с мели работой ГД на ЗХ:
(т)
7. Количество груза для выгрузки из трюма №1 (носового):
(т)
8. Количество груза, необходимого для выгрузки из кормового трюма:
(т)
9. Поправка на поперечную и продольную метацентрическую высоту: (м)
(м)

где (м)
(м)

10.Судно возможно снять с мели частичной разгрузкой судна и работой машины на задний ход.
Действия экипажа судна после посадки судна на мель. Аварийная партия проверяет закрытие водонепроницаемых и противопожарных дверей, осматривает корпус судна, определяет характер и размеры повреждений и в случае поступления воды внутрь судна приступает к борьбе за живучесть. Далее:
• сообщить в спасательно-координационный центр (СКЦ) об обстоятельствах посадки на мель и докладывать об изменении обстановки каждые 2–4 часа;
• установить связь с судами, находящимися поблизости;
• принять все возможные меры для предотвращения загрязнения моря нефтепродуктами;
• произвести расчет приливоотливных явлений в месте посадки на мель;
• постоянно производить контроль уровня воды в льялах и междудонных отсеках, при этом определять и вкус воды (пресная/соленая). Шум выходящего воздуха при откручивании пробки мерительной трубки говорит о том, что в этот отсек поступает вода;
• принять меры по заделке пробоины и откачке воды;
• составить планшет глубин;
• определить возможность самостоятельного снятия с мели или запросить помощь спасательной службы;
• при приближении шторма или в штормовую погоду принять меры по закреплению судна на мели путем взятия балласта или затопления отсеков.
При посадке судна на мель нужно также определить исходные данные, характеризующие место и характер посадки судна на мель, а именно:
-положение судна на грунте, характер грунта, вид грунта на месте посадки по всей длине опорной поверхности с обоих бортов;
-глубины вокруг судна, планшет глубин и возможные направления стягивания;
-размеры и конфигурацию опорной поверхности судна о грунт;
-размеры и конфигурацию заглубления корпуса судна в грунт, наличие камней, вошедших в корпус судна, их размеры и возможность уборки;
-состояние второго дна, водонепроницаемых переборок, палуб,
дверей, люков, горловин, возможность откачки или отжатия сжатым
воздухом воды из затопленных отсеков, необходимые мероприятия для
этого;
-возможность использования мощности главных машин и
палубных механизмов, вес якорей, грузоподъемность грузовых устройств,
производительность водоотливных средств;
-меры, принятые экипажем аварийного судна для борьбы с водой,
удержания от дальнейшего выбрасывания на мель, снятия с мели и
результаты этих мер;
-направление и скорость ветра;
-направление движения и высоту волн.

Рис.14 Планшет глубин
2.1.7. Использование якорного устройства при снятии с мели
Для создания дополнительного стягивающего усилия и уменьшения давления корпуса на грунт при посадке на мель носовой оконечностью судна можно использовать якорное устройство. Становые якоря при помощи грузовых стрел или кранов заводятся как можно дальше в корму. Во время снятия с мели сила тяги брашпиля дополняет силу тяги винта на задний ход. Завозка на шлюпках становых якорей, стоп-анкеров, особенно на современных крупнотоннажных судах, как правило, невозможна и обычно не дает положительных результатов.
2.2. Снятие с мели с помощью других судов
Буксировка наиболее часто используется для снятия судна с мели с посторонней помощью. Рассчитывается необходимое стягивающее усилие и если оно соизмеримо с суммарной силой тяги винтов судов-спасателей, то снятие с мели возможно буксировкой. По возможности машина аварийного судна должна работать на задний ход: при этом кроме создания дополнительного стягивающего усилия, из-за вибрации уменьшается присасывание корпуса к грунту и уменьшается коэффициент трения корпуса о грунт.
Схема буксировки при стягивании судна с мели приведена на рис. 5.

Рис. 15 – Схема расположения спасателей
при снятии судна с мели
При такой расстановке стягивающее усилие F определяется по формуле:
F = (P1 + Pя1) + (Р2 + Ря2)cosα2 + (Р3 + Ря3)cos3 + Рзх (кН).
где Р1, Р2, Р3, Рзх — силы тяги винтов судов;
Ря1, Ря2, Ря3 — силы тяги, создаваемые якорными устройствами судов-спасателей.
2.3. Снятие с мели буксировкой рывками
Буксировка рывками используется в случае, когда стягивающее усилие недостаточно для снятия аварийного судна с мели. При рывке возникают силы инерции, которые могут многократно превысить разрывную прочность буксирного троса. Чтобы этого не произошло, необходимо рассчитать допустимую скорость буксировщика к моменту начала рывка.
Во время разгона до скорости V буксировщик водоизмещением D накапливает кинетическую энергию:
Ek = DV2/2
которая переходит в потенциальную энергию упругой деформации буксирного троса Еп:
Еп = lтР2раз/8d2
где lт — длина буксирного троса, (м);
Рpаз — разрывное усилие троса (кН);
d- диаметр троса (мм);
- упругость троса ( = 37 кН/мм)
Приравнивая Ек и Еп находим допустимую скорость буксировщика, при которой усилия в буксирном тросе не превышают половины его разрывного усилия:

2.4. Снятие с мели устройством каналов и размывом грунта
Устройство каналов с размывом грунта используется на мягких грунтах, когда другие способы снятия судна с мели не дали положительных результатов.
Обычно для размыва грунта используются специализированные суда-спасатели, буксиры, ледоколы. Поскольку эффективность размыва находится в прямой зависимости от уклона гребного вала, на судне-спасателе создается максимально возможный дифферент на корму. Далее спасатель становится на якоря на безопасной глубине и заводит на аварийное судно стальные; швартовы. После обтягивания якорных цепей и швартовых он дает ход, постепенно увеличивая обороты. Направление размыва грунта и ширина канала определяются перекладками руля и разворотами судна-спасателя с помощью якорей и швартовых. Во время работы промерами периодически контролируются глубины и ведется наблюдение за струей от винтов. Отсутствие в струе частиц грунта свидетельствует о том, что размыв на данном участке закончен.
Все перечисленные способы снятия судна с мели в сложных случаях посадки используются комплексно. Например, производят дифферентовку и частичную разгрузку судна, затем для увеличения стягивающего усилия заводят якоря. Буксировке судна для снятия с мели другими судами или спасателями обычно предшествуют все перечисленные ранее способы уменьшения силы реакции грунта, и в самых неблагоприятных случаях производится образование канала размывом грунта, если в направлении стягивания имеются недостаточные глубины. При наличии водотечности корпуса до начала работ по снятию с мели производится заделка пробоин и откачка воды из затопленных отсеков.

Список литературы

1. Снопков В.И. Управление судном / В.И.Снопков. С-Пб.- 2004.- 536 с.
2. Шарлай Г.Н. Управление морским судном / Г.Н.Шарлай.-Владивосток.-2011.- 543 с.
3. Маркин А.П. Методические указания по выполнению курсовой работы / А.П. Маркин.-Новосиб.гос.акад.водн.трансп. Новосибирск .-2012.-31 с.
4. Российский Морской Регистр Судоходства. С-Пб.- 2010.- Т.1.-С.503., Т.3.- С.423.
5. Дунаевский Я.И. Снятие судов с мели / Я.И.Дунаевский .М.-1971.-136 с.
6. Сборник задач по управлению судами: Учебное пособие для мор. высших учеб. завед. /Н.А. Кубачёв и др. – М.: Транспорт, 1984. – 139 с.





Похожие статьи





Добавить комментарий