Курсовая работа управление судном заказать недорого вариант 6

На нашем сайте вы можете заказать курсовую работу по дисциплине управление судном. Стоимость от 1000 руб. Выполним расчеты от 3-х дней. Доработки бесплатно. Не знаете где заказать курсовую по управлению судном — закажите у нас онлайн за 5 минут.

 

Содержание

 

  1. Буксировка судов морем
  2. Снятие судна с мели
  3. Расчет крепления груза

Заключение

Список литературы

 

  1. Буксировка судов в море

 

Морские буксировки относят к особым случаям морской практики, так как этот вид работы связан с весьма сложным маневрированием при самых разнообразных обстоятельствах.

По назначению буксировки могут быть плановыми и случайными (вынужденными или аварийными). Плановая буксировочная операция готовится заранее, и объект буксировки (несамоходное судно, плавкран, плавдок, буровая вышка и другие плавучие сооружения) оборудуется специальными устройствами и техническими средствами, а все предварительные расчеты по буксировке и рекомендации капитанам буксирного каравана готовятся специалистами научных учреждений или опытными капитанами.

Морские и океанские буксировки судов и других плавучих сооружений, выполняемые буксирами, осуществляются на буксирных тросах длиной 500–700 м и более, подаваемых с буксирных лебедок или посредством специально составленной буксирной линии. Условия, которые должны выполняться во время дальних морских океанских экспедиционных буксировок, устанавливаются нормативными документами ИМО, министерства транспорта и других государственных органов, а также договором на буксировку.

Особенностью портовой буксировки (кантовки), осуществляемой в портах с использованием буксирных тросов, является малая их длина (50–70 м), а также применение способов работы на упор и лагом, когда корпуса буксира и судна находятся в непосредственном контакте.

Особым видом буксировок является проводка судов во льдах, когда ледокол проводит транспортное судно вплотную, «на усах» или на коротком буксире. Возможны два варианта безопасной буксировки в припайных льдах по ранее проложенному каналу: буксировка на коротком буксире при длине буксирной линии равной длине тормозного пути; буксировка на буксире длиной 2–3 м, обеспечивающая управляемость ледокола и отсутствие разрушений конструкций судов случае их контакта. Вынужденные буксировки аварийных судов могут выполняться буксирами-спасателями экспедиционного отряда АСПТР или транспортными судами, находящимися вблизи бедствующего судна.

Выполняется аварийная буксировка однотипного судна танкера-химовоза «Вирго», используются штатные буксирные средства и оборудование. Буксировка производится с застопоренным винтом буксируемого судна. Посадка буксирующего судна dн=11.1 м, dк=11.25 м, посадка буксируемого – dн=10.95 м, dк=11.05 м.

 

Подготовка к буксировке Судовладелец буксируемого судна обязан:- подготовить судно к буксировке в соответствии с требованиями проекта перегона (перечня мероприятий по обеспечению безопасности перегона) и дополнительными требованиями судовладельца буксирных судов. — предъявить судно Морскому Регистру судоходства для освидетельствования и получить от него свидетельство на перегон. — в порту отхода предъявить судно Инспекции Государственного надзора порта для проверки его мореходного состояния перед выходом в море. — проявить должную заботу о том, чтобы к началу буксировки судно во всех отношениях было пригодно и готово для буксировки от места отхода до места назначения, после чего предъявить его капитану буксирного судна (основного) для приемки к буксировке и, если судно будет буксироваться с сопровождающими судовладельца буксирующего судна, вручить капитану буксирного судна (основного) необходимые для оформления отхода в рейс документы буксируемого судна.Судовладелец буксирных судов обязан:- предоставить судовладельцу буксируемого судна укомплектованное квалифицированным и опытным экипажем, подготовленное во всех отношениях к буксировке и удовлетворяющее требованиям проекта перегона (перечня мероприятий по обеспечению безопасности перегона) буксирное судно (основное и вспомогательные буксирные суда).- вручить капитану буксирного судна (основного) проект перегона (перечень мероприятий по обеспечению безопасности перегона) в комплекте  с технической документацией, план перехода и инструкцию пообеспечению безопасности буксировки конкретного буксируемого судна.- заключить договор с органом Гидрометцентра РФ на гидрометеорологическое обслуживание буксирного судна (основного) помаршруту буксировки.- провести инструктаж капитана буксирного судна (основного) по безопасности мореплавания, в том числе, по правовым вопросам захода в территориальные и внутренние воды государств по маршруту буксировки. Капитан буксирного судна обязан:- совместно со своим судовладельцем подготовить во всех отношениях буксирное судно к предстоящей буксировке.- изучить с судоводительским составом документы, навигационные и гидрометеорологические условия плавания по маршруту буксировки.- изучить с командным составом и членами аварийной партии особенности устройства и конструкций, расположение аварийного материала и закрытий в корпусе, надстройках и рубках, возможность быстрого доступа в отсеки и замеров с палубы воды в отсеках и цистернах буксируемого судна, систему и порядок связи с буксируемым судном при его посещении.- провести инструктаж капитана буксируемого судна, командного состава и аварийной партии буксирного судна по подаче и отдаче буксирной линии, постановке на якорь и съемке с якоря и периодическим осмотрам буксируемого судна.- проверить готовность всех судов каравана к буксировке, обратив особое внимание на исправность и готовность буксирных устройств и снаряжения на судах.- в целях безопасности буксировки, капитан буксирного судна (основного) обязан убедиться в готовности буксируемого судна к буксировке. Для чего, в частности, перед выходом в море он с членами назначаемой им комиссии обязан проверить на буксируемом без сопровождающих на борту судне наружным осмотром герметизацию и водотечность надводной части корпуса, готовность буксирного и швартовного устройств и снаряжения, снаряжения для восстановления бриделя в случае его повреждения при буксировке, средств доступа на судно со шлюпки, сигнальных и отличительных огней и знаков.- на буксирном судне должен быть запасной буксирный трос, равный по длине и разрывной прочности основному, который должен храниться на вьюшке или барабане, поставляемом с ним, таким образом, чтобы обеспечивалась удобная перемотка троса на барабан буксирной лебедки. При наличии на буксирном судне двухбарабанной лебедки предпочтительнее уложить и закрепить запасной буксирный трос на втором барабане буксирной лебедки. Если на барабанах двухбарабанной лебедки уложены буксирные тросы различного диаметра, то запасной буксирный трос должен соответствовать требованиям, предъявляемым к тому буксирному тросу на барабане лебедки, который будет задействован для осуществления конкретной буксировки.- буксирное снаряжение (все оборудование на борту и соединения между буксирующим и буксируемым судами), в том числе и запасное, должно иметь сертификаты о его испытании, одобренные Морским Регистром судоходства. Количество тросов, такелажа и запасного буксирного снаряжения на буксирном судне должно обеспечивать возможность переоснащения всей буксирной линии в случае ее обрыва. Выбор деталей буксирного устройства и их прочность должны определяться расчетным путем в соответствии с Правилами Морского Регистра судоходства.- все суда, включая и буксируемое судно, если на нем есть сопровождающие, должны иметь по две переносных ручных УКВ радиостанции двусторонней радиотелефонной связи, а на буксирном судне (основном) обязательно наличие факсимильной аппаратуры для приема гидрометеоинформации. — по окончании подготовки к буксировке все суда каравана предъявляются Инспекции Государственного надзора порта для проверки их мореходного состояния перед выходом в море и получения разрешения на выход в рейс.- разрешение на выход в рейс буксируемого судна выдается Инспекцией Государственного надзора порта на основании ее акта проверки мореходного состояния судна перед выходом в море, при наличии действительных на все время буксировки свидетельства на перегон и необходимых свидетельств, выданных Морским Регистром судоходства, для совершения заграничного рейса при буксировке, если к судну применимы международные конвенции, а также при отсутствии препятствий со стороны органов пожарной охраны, санитарно — карантинного, пограничного и таможенного контроля.- по готовности судна к буксировке капитан буксируемого судна обязан доложить об этом письменным рапортом капитану буксирного  судна (основного) с указанием:готовности судна к плаванию;состояния буксирного, швартовного и якорного устройств и снабжения;наличия и содержания в постоянной готовности средств борьбы за живучесть судна, аварийного и противопожарного снабжения и спасательных средств;наличия установленных судовых запасов, навигационных карт и пособий;наличия и исправности электрорадионавигационных приборов, средств связи, сигнальных и отличительных огней и знаков, факсимильной аппаратуры.Основные требования при подготовке судна к буксировочным операциям:            1. Основной буксирный трос должен быть уложен и закреплен на основном барабане буксирной лебедки, а запасной буксирный трос должен храниться на специальной вьюшке для него либо на барабане, поставляемом с буксирным тросом, с возможностью его легкой перемотки на основной барабан буксирной лебедки, либо, что предпочтительнее, уложен и закреплен на втором барабане буксирной лебедки.            2. Технические характеристики буксирной лебедки должны соответствовать размерениям буксирного троса для правильной и полной его укладки на барабан лебедки.            3. Концы буксирного троса для океанских буксировок должны быть с замкнутыми огонами, сращивание поврежденного троса не допускается и, в этом случае, он должен быть заменен или обрезан, если его длина достаточна.            4. Буксирное судно должно иметь достаточный запас буксирных шкентелей из стального троса (как минимум 4) различной длины (от 20 до 80 метров, к примеру) с такими же характеристиками, как и основной буксирный трос, с усиленными стальными с гальванопокрытием коушами на концах шкентелей, а концы троса при изготовлении огонов для коушей шкентеля должны быть обжаты манжетами типа «суперпетля».            5. Если предполагается использовать шкентель из стального троса  в качестве предохранительной вставки в буксирной линии и, если такое его применение одобрит сюрвейер, то его разрывная прочность должна соответствовать рассчитанной. В таком случае, основной буксирный трос должен иметь разрывную прочность не более чем на 10 процентов большую по сравнению с рассчитанной по формуле.            6. Если используется шкентель из синтетического каната на основе полиамида или другой подходящей основе в качестве амортизатора («пружины»), то его разрывная прочность должна быть на 25 процентов больше, чем разрывная прочность основного буксирного троса. Зачастую такие амортизаторы делают в виде сложенного пополам кольца из каната, в этом случае разрывная прочность каждой из двух ветвей кольца должна быть равна разрывной прочности основного буксирного троса, так как общая разрывная прочность такого кольца всего лишь в 1,6 раза больше прочности составляющих его двух ветвей.             Синтетические канаты подвержены усталостной и ультрафиолетовой деградации и поэтому должны подвергаться тщательной проверке сюрвейером и выглядеть как новые, а в некоторых случаях вообще не могут быть применимы в буксирной линии.            7. В тех местах, где буксирная линия должна проходить через направляющие устройства на буксируемом объекте, должен использоваться цепной шкентель для предотвращения трения буксирного троса. Такая цепь может также использоваться для гашения рывков буксирной линии на волнении за счет увеличения провисания линии под действием веса цепи, разница лишь в том, что цепь в этом случае имеет длину большую, чем длина цепного шкентеля (например, 30 и 6 метров соответственно).            8. Основным общим правилом является то, что буксирное судно должно быть в состоянии переоснастить всю буксирную линию в случае ееобрыва. Поэтому общее количество скоб на борту должно определяться этим обстоятельством.            Для простой буксирной линии, состоящей из стального буксирного троса, шкентеля из стального троса, цепного шкентеля и шкентеля крепления, должно иметься в наличии, как минимум, 6 полноразмерных скоб. Скобы должны иметь безопасную рабочую нагрузку, равную статическому тяговому усилию буксирного судна на швартовых, безопасного типа (т.е. болт с гайкой и расщепляющимся шплинтом, но, ни в коем случае, с одним завинчивавшимся штырем), а для буксиров большой мощности должны быть легированной конструкции.            9. Сертификаты об испытании на разрывное усилие всех принадлежностей для буксировки (т.е. стальных тросов, цепей, синтетических канатов и скоб) должны храниться на борту буксирного судна для осмотра сюрвейером.            10. Буксирное судно должно иметь достаточный резерв топлива для предполагаемого перехода морем. Обычно сюрвейер будет рассчитывать или 25-процентный резерв на максимальный этап перехода морем, вычисляя по максимально разумной буксировочной мощности, или 5-дневный резерв, выбирая любой из больших.            11. На борту буксирного судна должен поддерживаться комплект инструментов и запасного снаряжения, включая стропа из стального троса, бухты стальных тросов, цепные стопоры, брезент, химикалии для восстановления истертых гнезд и т.п.            12. Так как во многих обстоятельствах буксирное судно должно использовать их, следующее снаряжение должно быть также на борту буксирного судна:- переносные насосы со шлангами достаточной длины;- длительно горящие, установленные правилами, навигационные огни одобренного типа, аккумуляторные или газовые;- навигационные дневные знаки;- штормтрапы, которые могут быть размещены на буксируемом судне.            13. На борту буксирного судна для доставки персонала и снаряжения на буксируемый объект должен быть подходящий рабочий мотобот.            14. Для основного буксирного троса должны быть запасены подстилочные доски, как один из материалов, предназначенных для уменьшения перетирания троса.            15. Буксирные суда — снабженцы, предназначенные для использования их в зонах нефтяных месторождений, не могут быть одобрены сюрвейером для использования на буксировочных операциях в тех случаях, когда они перевозят на борту груз.

 

Расчет максимальной и допустимой скорости буксировки

 

Скорость буксировки определяется сопротивлением буксирующего Rб, буксируемого R0 судов, буксирного троса Rтр и упором винта буксировщика Рш при заданной скорости буксировки V.

Суммарное сопротивление должно быть преодолено упором гребного винта буксирующего судна Рш в кН:

Рш = Rб + R0 + Rтр,                                    (1.1)

где Rб – полное сопротивление буксирующего судна, кН;

R0 – полное сопротивление буксируемого судна, кН;

  Rтр – сопротивление буксирного троса, кН;

Разница между упором винта на швартовах и сопротивлением буксирующего судна при уменьшенной скорости движения и есть та сила, которая используется на продвижение буксируемого судна. Эту силу называют тягой на гаке Fг:

Fг = РшRб = R0 + Rтр.                                      (1.2)

Максимальная скорость буксировки (Vmax) определяется силой тяги винта буксировщика, которая должна быть равна суммарной силе сопротивления буксируемого и буксирующего судов. Эта скорость определяется из паспортной диаграммы буксировки – графика зависимостей тяги винта буксировщика, сопротивления буксировщика и суммарного сопротивления буксировщика и буксируемого судна от скорости буксировки. Данные для построения диаграммы могут быть взяты из паспортной диаграммы тяги буксирующего и буксируемого судов или получены расчетным путем. Расчет производится в порядке как указано ниже.

 

Определение сопротивление буксировщика на различных скоростях от нуля до полного хода Vпх

 

Находят сопротивление буксирующего судна при различных скоростях одним из методов, применяемых в теории судна, например:

Rб = Rб f + Rб r + Rб возд + Rб волн,                 (1.3)

где Rб f – сопротивление трения буксирующего судна, кН;

Rб r – остаточное сопротивление буксирующего судна, кН;

Rб возд – воздушное сопротивление буксирующего судна, кН;

Rб волн – волновое сопротивление буксирующего судна, кН;

Составляющие сопротивления воды (кН) можно рассчитывать по эмпирическим формулам:

сопротивление трения

=

=0.14*1025*6840*7.871.83*10-5=428   , кН                    (1.4)

остаточное сопротивление

=

=0.09*0.783*37719*7.874/171,652=346 , кН     (1.5)

где r =1025 — плотность воды, кг/м3;

W =6840 – площадь смоченной поверхности, м2;

 d = 0.783 – коэффициент общей полноты;

D = 37719 – массовое водоизмещение судна, т;

f=0.14 – коэффициент трения в зависимости от длины судна.

Воздушное сопротивление:

=

=0.8*1.25*803(15+7.87)2*10-3/2=210  ,кН        (1.6)

где Свозд=0.8 – коэффициент обтекания при ветре, параллельном диаметральной плоскости;

rв » 1,25 – плотность воздуха, кг/м3;

Ан=803 – проекция надводной поверхности судна на плоскость мидель-шпангоута, м2;

U =15 – скорость ветра, м/с;

сопротивление судна на волнении:

=

=0.6*10-3*1025*6840*7.872*10-3/2=130.3  ,кН             (1.7)

где kволн=0.6*10-3 – коэффициент волнового сопротивления (табл. 3)

Rб = Rб f + Rб r + Rб возд + Rб волн=

=428+346+210+130.3=1114.3  ,кН            (1.8)

Расчет сопротивления буксируемого судна R0 отличается от расчета сопротивления буксирующего дополнительным сопротивлением винта Rвинт:

R0 = R0 f + R0 r + R0 возд + R0 волн + R0 винт,                   (1.9)

где R0 f  – сопротивление трения буксируемого судна, кН;

R0 r – остаточное сопротивление буксируемого судна, кН;

R0 возд – воздушное сопротивление буксируемого судна, кН;

R0 волн – волновое сопротивление буксируемого судна, кН;

R0 винт – сопротивление винта буксируемого судна, кН.

Сопротивление застопоренного гребного винта можно определить по следующим эмпирическим формулам:

=

=0.5*0.66*5.732*7.872=671      ,кН                                (1.10)

где R0винт – сопротивление застопоренного винта, кН;

A/Ad =0.66 – дисковое отношение винта;

Dв =5.73 – диаметр гребного винта, м.

R0 = R0 f + R0 r + R0 возд + R0 волн + R0 винт=

=428+346+210+130.3+671=1785.3     ,кН      (1.11)

Сопротивление погруженной в воду части буксирного троса:

=

=0.04*384*0.061*7.872=58  ,кН                  (1.12)

где dтр = 0.061– диаметр буксирного троса, м;

lп=384 – длина погруженной части троса, м:

=

=    ,м         (1.13)

q = 0.87qтр(возд)=9.744– линейная плотность буксирного троса в воде, кг/м;

l =500 – полная длина буксирного троса, м;

hт=7 – средняя высота закрепления буксирного троса над уровнем моря, м.

Имея вычисленные сопротивления буксирующего и буксируемого (с учетом сопротивления буксирного троса) судов, составляют таблицу сопротивлений, и по ней строят график сопротивлений в прямоугольной системе координат, который затем применяют для определения скорости буксировки и силы тяги на гаке:

Таблица 1

Буксировочные сопротивления

V, уз 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 15,30
Rб, кН 19,04 76,16 171,36 304,65 476,01 685,46 932,99 1114,30
Rо, кН 31,50 125,99 283,48 503,96 787,43 1133,90 1543,37 1843,30
RS, кН 50,54 202,15 454,84 808,61 1263,45 1819,36 2476,35 2957,60

 

где Rб – сопротивление буксировщика;

Rо – сопротивление буксируемого судна;

RS – суммарное сопротивление буксировщика и буксируемого судна с учетом сопротивления буксирного троса.

Рис. 1.1 Буксировочные сопротивления

 

Определение силы тяги винта

 

Максимальной скоростью при буксировке будет та скорость, при которой сопротивления буксирующего и буксируемого судов в сумме составят силу тяги винта Ре (при скорости полного хода Vпх она принимается равной сопротивлению Rо). Сила тяги винта буксировщика в кН может быть рассчитана по формуле:

=0.1*7940=794  ,кН                                  (1.14)

где: Ре – сила тяги винта буксировщика, кН;

Ne = 7940 – мощность силовой установки буксировщика, кВт.

в швартовом режиме (при V = 0) сила тяги в кН рассчитывается по различным эмпирическим формулам:

=7940/(4.309*1.85)=996  ,кН             (1.15)

где Pв = 7940 – мощность, потребляемая винтом, кВт;

Hв = 4.309 – шаг винта, м;

n = 1.85 – частота вращения винта, с-1.

По данным таблицы и определенных двух значений силы тяги винта (Рш и Ре) строится паспортная диаграмма буксировки (рис. 1.2).

Точка «А» на диаграмме определяет равенство сил тяги винта и суммарного сопротивления буксировщика и буксируемого судна; поэтому ее абсцисса – это максимальная скорость буксировки на тихой воде Vmax=8.1 узл.

Допустимая скорость буксировки (Vдоп) определяется из диаграммы исходя из прочности (разрывной нагрузки) буксирной линии. Отрезок «АВ» соответствует сопротивлению буксируемого судна и равен в масштабе диаграммы натяжению буксирной линии, или как ее называют тяге на гаке (Fг=575 кН) при максимальной скорости буксировки.

Рис. 1.2 Паспортная диаграмма буксировки

 

Для получения допустимой тяги на гаке (Fг доп) известное значение разрывной нагрузки троса (Рраз), из которого состоит однородная буксирная линия или наименее прочного ее участка – при неоднородной буксирной линии, необходимо разделить на коэффициент запаса прочности (k). Значение k определяется исходя из величины Fг ,при Fг = 573 кН – k = 3.

Fг доп= Рраз /3=1635/3=545   ,кН                       (1.16)

Полученное значение Fг доп сравнивается с Fг:

При Fг доп < Fг – значение Fг доп в масштабе диаграммы вставляется между кривыми суммарного сопротивления и сопротивления буксировщика, как показано на рис. 2. Абсцисса отрезка «CD» определяет значение допустимой скорости буксировки на тихой воде Vдоп=7.9 узл.

Ориентировочно наибольшая скорость буксировки на тихой воде Vб зависит от соотношения сопротивлений буксирующего и буксируемого судов:

 

=          , м/с     (1.17)

где Vпх =7.87 – скорость полного хода буксировщика, м/с.

Предполагается, что сопротивления судов R0  и Rб предварительно определены для одинаковой скорости V. Поскольку штатные буксирные тросы на судах имеют свою разрывную нагрузку Рразр, необходимо назначить такую скорость буксировки, при которой тяга на гаке была бы не более расчетной рабочей нагрузки Рраб буксирного троса.

Академик А. Н. Крылов рекомендовал проверять буксирную линию на конечную нагрузку, равную половине ее разрывной нагрузки, т. е. предлагал коэффициент запаса прочности, равный двум, для нагрузок, возникающих при плавании на взволнованном море. Таким образом, допустимая тяга на гаке Рдоп = Pразр/2, кН, а безопасная (допустимая) скорость буксировки Vдоп:

=, уз.                         (1.18)

Приведенные формулы (1.17) и (1.18) позволяют капитану при случайных буксировках рассчитать с достаточной для практических целей точностью безопасную скорость буксировки.

 

Огни и знаки, выставляемые на судне занятом буксировкой определены в правиле 24 МППСС-72.

 

  1. Судно с механическим двигателем, занятое буксировкой, должно выставлять:
  2. 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.
  3. бортовые огни;

iii. кормовой огонь;

  1. буксировочный огонь, расположенный по вертикальной линии над кормовым огнем;
  2. ромбовидный знак на наиболее видном месте, если длина буксира превышает 200 м.
  3. Судно с механическим двигателем, к которому применяются пункты (а) или (с) этого Правила, должно также соблюдать Правило 23 (а) (ii).
  4. e. Буксируемое судно или буксируемый объект, кроме указанных в пункте (g) этого Правила, должны выставлять:
  5. бортовые огни;
  6. кормовой огонь;

iii. ромбовидный знак на наиболее видном месте, если длина буксира превышает 200 м.

  1. 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.
  2. 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.

 

 

 

 

При ограниченной видимости подача звуковых сигналов определена правилом 35 МППСС-72

В районах ограниченной видимости или вблизи таких районов. днем или ночью, сигналы, предписанные этим Правилом, должны подаваться следующим образом.

(c)Судно, лишенное возможности управляться или ограниченное в возможности маневрировать, судно, стесненное своей осадкой, парусное судно, судно, занятое ловом рыбы, и судно, буксирующее или толкающее другое судно, должны вместо сигналов, предписанных пунктами (а) и (б) этого Правила, подавать через промежутки не более 2 мин три последовательных звука, а именно — один продолжительный и вслед за ним два коротких.

(е)Буксируемое судно, а если буксируется больше одного судна, то последнее из них, если на нем находится команда, должно через промежутки не более 2 мин подавать четыре последовательных звука, а именно — один продолжительный и вслед за ним три коротких. По возможности этот сигнал должен быть подан немедленно после сигнала буксирующего судна.

Буксировщик

Рис. 1.3 Огни буксирного судна

 

Буксируемое судно

Рис. 1.4 Огни буксируемого судна

Рис. 1.5 Схема буксирной системы

В первой части курсовой работы произведен расчет буксировочных сопротивлений однотипных судов согласно предложенной методике расчета. По данным расчетов построены диаграммы буксировочных сопротивлений и паспортная диаграмма буксировки, которая позволяет определить допустимую скорость буксировки однотипного судна  с учетом имеемого на судне буксирного снабжения.


 

  1. Снятие судна с мели

         Выполнить расчет судна мели танкера-химовоза «Вирго» для следующих исходных данных:

волнение – ветровое (270°);

осадка до посадки на мель – dн=11.1 м, dк=11.25 м;

осадка после посадки на мель – dн=10.95 м, dк=11.05 м;

курс судна – 130°;

действующий ветер – 270° — 5 м/с;

высота волны – 0.4 м;

грунт – глина.

Живучесть судна — способность судна при получении повреждений сохранять свои эксплуатационные и мореходные качества.

Непотопляемость судна – способность судна после затопления части помещений оставаться на плаву и сохранять остойчивость.

Коэффициент проницаемости помещения – отношение объема, который может быть заполнен водой при полном затоплении помещения, к полному теоретическому объему помещения.

Палуба переборок – самая верхняя палуба, до которой доводятся поперечные водонепроницаемые переборки по всей ширине судна.

Аварийная ватерлиния – ватерлиния судна после затопления одного или нескольких смежных отсеков.

Судно на мели должно выставлять огни и знаки согласно Правила 30 МППСС-72:

(а)Судно на якоре должно выставлять на наиболее видном месте. (1) в носовой части судна белый круговой огонь или шар, (и) на корме или вблизи от нее и ниже огня, предписанного подпунктом (1), белый круговой огонь.

(b)Судно длиной менее 50 м может выставлять на наиболее видном месте белый круговой огонь вместо огней, пред писанных пунктом (а) этого Правила.

(c)Судно на якоре может, а судно длиной более 100 м должно использовать также имеющиеся рабочие или другие равноценные огни для освещения своих палуб.

(ф) Судно на мели должно выставлять огни, предписанные пунктом (а) или (Ъ) этого Правила, и, кроме того, на наиболее видном месте. (1) два красных круговых огня, расположенных по вертикальной линии; (и) три шара, расположенных по вертикальной линии.

Рис. 2.1 Огни и знаки судна на мели

При ограниченной видимости судно на мели подает сигналы согласно правила 35 МППСС-72:

В районах ограниченной видимости или вблизи таких районов, днем или ночью, сигналы, предписанные этим Правилом, должны подаваться следующим образом:

  1. g) Судно на якоре должно через промежутки не более 1мин учащенно звонить в колокол в течение приблизительно 5 с. На судне длиной 100 м или более этот сигнал колоколом должен подаваться на носовой части и немедленно вслед за ним на кормовой части — учащенный сигнал гонгом в течение приблизительно 5 с. Судно на якоре может для предупреждения приближающихся судов о своем местонахождении и о возможности столкновения дополнительно подавать три последовательных звука свистком, а именно —  один короткий, один продолжительный и один короткий.
  2. h) Судно на мели должно подавать сигнал колоколом и, если требуется, гонгом, как это предписано пунктом (g) этого Правила, и дополнительно подавать три отдельных отчетливых удара в колокол непосредственно перед каждым учащенным звоном в колокол и после него. Судно на мели может дополнительно подавать соответствующий сигнал свистком.

 

Силы, действующие на судно, сидящее на мели

 

Реакция грунта (сила давления судна на грунт) – рассчитывается как потеря водоизмещения по разности осадок до и после посадки на мель. 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 или реакция грунта:

 

ΔDq(dсрdсрм)g=3905.35*(11.175-11.0)*9.81=6704.51 кН        (2.1)

 

где q=3095.35 – число тонн на метр осадки, т/м;

dср =11.175 – средняя осадка судна до посадки на мель:

dср = (dнdк)/2=(11.1+11.25)/2=11.175, м; (2.2)

dсрм =11.0 м – средняя осадка судна после посадки на мель:

dсрм = (dнdк)/2=(10.95+11.05)/2=11.0 , м;          (2.3)

dн, м, к – осадка носом и кормой до посадки на мель, м;

dн, м, к – осадка носом и кормой после посадки на мель, м;

g=9.81 – ускорение свободного падения, м/с2.

Сила присасывания грунтачастицы грунта прилипают к корпусу, создавая эффект присасывания тем больший, чем большей вязкостью обладает грунт. Наибольшее присасывание наблюдается у вязкой глины. Оценивается коэффициентом, зависящим от массы судна и от рода грунта.

Сила ударов волнпри длительном воздействии приводит к разрушению корпуса. При снятии с мели, как правило, оказывает положительное влияние – раскачивая корпус и тем самым, уменьшая силу присасывания и силу трения корпуса о грунт. Может быть положительной (снимает судно с мели) или отрицательной (разбивает корпус судна о грунт).

Сила ударов о грунт вследствие зыби или волнения возникает как результирующие от воздействия двух сил: вертикальной силы взвешивающего давления и горизонтальной силы бокового давления, которые также могут иметь положительный и отрицательный результат.

Сила давления ветрав зависимости от направления ветра увеличивает или уменьшает тяговое усилие, необходимое для снятия судна с мели. Учитывается только при снятии судна с мели стягиванием (при развороте не учитывается).

 

Расчеты по снятию судна с мели

 

Расчеты по снятию судна с мели сводятся к определению стягивающего усилия, создаваемого самостоятельно или, если невозможно самим сняться с мели, с помощью судов и других средств, необходимого для преодоления общей нагрузки судна на грунт.

Расчет стягивающего усилия для снятия судна с мели

С учетом ветра и волнового давления:

Fст = Fтр + Fветр + Fволн , кН                                      (2.4)

Сила трения о грунт:

Fтр = f×ΔD=0.3*6704.51=2011.35 ,кН           (2.5)

где f=0.3 – средний коэффициент трения для глины.

Сила ветрового давления:

Fветр = 0.001ρvAvcos(qu )=0.001*18*2106*cos(40°)=29  , кН            (2.6)

где ρv=18 – давление ветра выбирается из графика , н/м2;

Av=2106 – площадь парусности судна в плоскости, перпендикулярной направлению ветра, м2;

qu =40° – угол между направлением ветра и направлением стягивания, град.

В зависимости от направления ветра и направления стягивания Fветр может быть положительной (ветер препятствует стягиванию) и отрицательной (ветер направлен в сторону стягивания – необходимо будет приложить меньше стягивающего усилия).

Сила волнового давления — в районе посадки в зависимости от глубины может возникать от действия стоячих, разбивающихся и прибойных волн, причем они имеют как взвешивающее давление, так и горизонтальное воздействие.

Сила взвешивающего давления от действия стоячих волн при курсовом угле стоячих волн 140º:

Fс-взвволн = 100kвk5qhв=100*0.3365*0.1**3095.35*0.4=4166  ,кН     (2.7)

где kв=0.3375 – волновой коэффициент, м/с2;

k5=0.1 – коэффициент, зависящий от λв, hв и dср;

q=3095.35 – число тонн на 1 см осадки, т/см;

hв=0.4 – средняя высота волны, м.

Сила бокового волнового давления от действия стоячих волн:

Fс-бокволн = kвkснρhв Lsinδвcosqв[k2(0,5hв + dср) + k5dcpм]=

0.3375*0.8*1.025*0.4*178.734*sin(140°)*cos(40°)*[0.9*(0.5*0.4+

+11.175)+0.1*11]=110.5  , кН                                                   (2.8)

где kсн=0.8 – коэффициент (в среднем принимается значение 0,8);

ρ=1.025 – плотность воды, т/м3;

δв =140° – курсовой угол бега волны, град.;

qв=40° – угол между направлением бега волн и направлением стягивания, град.;

k2=0.9 – коэффициент, зависящий от λв, hв и dср.

Сила взвешивающего давления от действия разбивающихся волн при курсовом угле разбивающих волн 140º:

Fр-взвволн = 100kв(qhв)/kλ=100*0.3375*(3095.35*0.4)/3=13929  ,кН        (2.9)

где kλ =3 – коэффициент, зависящий от λв и dср.

Сила взвешивающего давления от действия прибойных волн при курсовом угле разбивающих волн 140º:

Fп-взвволн = 0,7Fр-взвволн=0.7*13929=9750.3  ,кН                               (2.10)

Сила бокового давления от действия разбивающихся или прибойных волн:

Fр(п)-бокволн = kвρhв Lsinδвcosqв[1,5hв + dср(1,5 +1/kλ)]=

0.3375*1.025*0.4*178.734*sin(140)*cos(40)*[1.5*0.4+

+11.175(1.5+1/3)]=256.89  ,кН                                                         (2.11)

 

Fст = Fтр + Fветр + Fволн=

=2011.35+29+4166+110.5+13929+9750.3+256.89=30253  , кН (2.12)

 

Расчет усилия ГД при работе его на задний ход

Усилие ГД при его работе на задний ход определяется численно по упору винта на задний полный ход (эмпирическая формула):

FГД =10kсРindkзх = 10*0.01*10800*0.68=734   ,кH                         (2.13)

где kс=0.01 – коэффициент для судов с винтом правого вращения фиксированного шага (ВПВФШ);

Рind =10800 – индикаторная мощность, л. с.;

kзх=0.68 – коэффициент заднего хода.

Fост=FстFгд=30253-734=29519  ,кН                                          (2.14)

Мощности судовой машины недостаточно для самостоятельной съемки с мели работой на задний ход. Необходимо использовать один из методов уменьшения силы реакции грунта: дифферентование, кренование, частичная разгрузка.

 

Частичная или полная разгрузка судна

Частичная разгрузка судна применяется при посадке на мель всем корпусом или 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.

Поскольку судно загружено, можно снять с него весь груз, 26000 т. Соответственно, реакция грунта уменьшиться на величину снятого груза и потребуется меньшее усилие для снятия судна с мели. Поскольку приходится разгружать довольно значительное количество груза, обязательно необходимо определить изменение метацентрической высоты от снятия груза. Количество груза, которое необходимо снять можно определить из соотношения:

Pcн.груза=Fост/g*f=29519/9.81*0.3=10030 т               (2.15)

После снятия указанного количества груза с судна будет возможно самостоятельное снятие с помощью работы движителем на задний ход.

Во второй части работы произведены расчеты судна на мели согласно задания на курсовой проект. Выполнив расчеты по снятию судна с мели, можно сделать следующие выводы:

— самостоятельное снятие судна сидящего на мели только работой машины на задний ход невозможно без дополнительных мер;

— самостоятельное снятие судна с мели работой машины на задний ход возможно только после частичной разгрузки судна;

— для снятия судна с мели без принятия дополнительных мер необходимо использовать буксиры суммарной тягой на гаке не менее 29519 кН.

— возможно использовать и другие методы по снятию судна с мели (дифферентование, кренование, завоз якорей, съемка на приливе), но для выполнения этих расчетов в задании на курсовой проект недостаточно исходных данных.

 

  1. Расчет крепления палубных грузов

 

Перевозится тяжеловес (ящик прямоугольной формы) весом 30 тонн, размером 5´2´3 (длина, высота, ширина) метров, установленный на палубе вдоль судна между комингсом люка и фальшбортом. Для расчета всех нагрузок используем следующие исходные данные:

максимальный угол крена/дифферента (град) – 30/7;

период бортовой/килевой качки (сек) – 22/20;

высота волны (м) – 5;

координаты центра тяжести груза X/Y/Z (м) – 10/6/12;

допустимая нагрузка на палубу (кН/м²) – 42.

 

Расчет крепления палубного груза (рекомендации ИМО)

В приложении 13 «Методы оценки эффективности устройств крепления нестандартных грузов» Кодекса безопасной практики размещения и крепления груза ИМО определен следующий порядок расчета сил, действующих на груз.

Расчет внешних сил, действующих на груз в продольном, поперечном и вертикальном направлениях, производится по формуле:

F(x, y, z) = ma(x, y, z) + Fw(x, y) + Fs(x, y)           (3.2)

где: F(x, y, z) – продольные, поперечные и вертикальные силы;

m – масса груза;

а(x, y, z) – продольное, поперечное и вертикальное ускорение;

Fw(x, y) – продольная и поперечная сила ветрового давления:

Fs(x, y) – продольная и поперечная сила удара волн.

 

Основные данные ускорений

а’у=6.8 , м/с2

а’х=3.8 , м/с2

а’z=5.0 , м/с2

Основные данные ускорений рассматриваются применительно к следующим условиям эксплуатации:

–         неограниченный район плавания;

–         любое время года;

–         длина судна (L) 100 м;

–         эксплуатационная скорость 15 узлов;

–         отношение B/GM>= 13/(B – ширина судна, GM – метацентрическая высота).

Для нашего судна, длина которого отличается от 100 м (171 м) и скорость которого отличается от 15 узлов (15.9), величины ускорений корректируются коэффициентом 0.717

ау=6.8*0.733=4.98      , м/с2

ах=3.8*0.733=2.20      , м/с2

аz=5.0*0.733=3.67      , м/с2

Приведенные величины поперечных ускорений включают составляющие сил тяжести, килевой качки и подъёма судна на волне, параллельно палубе. Приведенные величины вертикальных ускорений не включают составляющую статического веса.

 

Усилия, возникающие в найтовых при бортовой качке (Fн)

Под действием опрокидывающих моментов:

 

 

Рис. 3.1 Схема действия сил на палубный груз

,(3.3)

где:  hk=1.3  – расстояние по вертикали от палубы до верхней точки крепления найтова, м;

b=3  – ширина ящика, м;

hg =1 – расстояние по вертикали от палубы до середины ящика, м;

hп =1 – половина высоты площади парусности, м;

hз =1 – половина высоты заливания, м.

Условно можно принять hп = hз = hg = половине высоты ящика.

PY – силы инерции и тяжести по оси У (PY = m´a(y));

PY=30*4.98=149.4   ,кН                        (3.4)

PХ – силы инерции и тяжести по оси Х (PХ = m´a(х));

PХ=30*2.2=66   ,кН                               (3.5)

PZ – силы инерции и тяжести по оси Z (PZ = m´a(z));

PZ=30*3.67=110.1  ,кН                                  (3.6)

PY – поперечная сила ветрового давления (Fw(y));

PY  = 1.5Sy =1.5*6=9 ,кН                       (3.7)

PХ – продольная сила ветрового давления (Fw(х));

PХ  = 1.5Sх =1.5*10=15 ,кН                            (3.8)

P«Y – поперечная сила удара волн (Fs(y)).

P«Y=pSy=15.5*6=93 ,кН                                             (3.9)

P«Х – продольная сила удара волн (Fs(х)).

P«Y=pSy=15.5*10=155 ,кН                                (3.10)

где    р = 15.5 кН/м2 при высоте заливания =1 м;

Sy=3*2=6 – площадь заливания, м2

Sх=5*2=10 – площадь заливания, м2

Составляем уравнение моментов относительно точки N. Откуда находим:

=

=26.6     ,кН             (3.11)

 

Под действием сил, смещающих груз:

FY = PY + PY +P»Y=149.4+9+93=251.4    ,кН   (3.12)

f=0.5 – коэффициент трения скольжения (сталь-дерево).

=          (3.13)

Из полученных значений Fн =210.5 кН как большее принимается за усилие, возникающее в найтовых при бортовой качке.

Усилия, возникающие в найтовых при килевой качке

Учитывая небольшую, по сравнению с бортовой, амплитуду килевой качки, уравнения опрокидывающих моментов можно не составлять.

Составляется только уравнения сил, смещающих груз аналогично бортовой качке, откуда определяется усилие, возникающее в найтовых:

FХ = PХ + PХ +P»Х=66+15+155=236    ,кН               (3.12)

=

=             (3.13)                          где b=60º  – угол  между продольным найтовым и палубой.

 

Расчет крепления груза

Поперечные и продольные найтовы для крепления груза выбираются в соответствии с ГОСТ 7679-69 по разрывному усилию Fраз, которое определяется:

Fраз = Fн k=210.5*3=631.5    ,кН                   (3.14)

Fраз1 = Fн1 k=194*3=582   ,кН                                   (3.15)

где k=3 – коэффициент запаса прочности для крепления палубного груза.

Если для крепления используется несколько найтовых (n), то они выбираются по Fраз = Fн k/n.

Дополнительная нагрузка на палубу при обтяжке найтовых принимается равной 10–12% от суммарного разрывного усилия всех найтовых.

Fдоп=0.12*( Fраз+ Fраз1)=0.12*(631.5+582)=145.6   ,кН     (3.16)

Поскольку указанное дополнительное усилие действует на площадь палубы, которую занимает ящик с грузом, то общая нагрузка от веса груза 30т и от обтяжки найтовых будет суммироваться.

η=(Pгр*9.81+ Fдоп )/Sгр=(30*9.81+145.6)/15=29.3 ,кН/м2              (3.17)

 

В третей части курсового проекта произведен расчет крепления груза указанной массы на верхней палубе судна. Расчеты показывают, что для закрепления судна необходим один найтов в поперечном направлении с разрывной прочностью Fраз = 631.5    ,кН  и один найтов в продольном направлении с разрывной прочностью Fраз1 = 582  ,кН.

По результатам расчетов можно сделать еще ряд выводов.

— усилия, возникающие в найтовах, зависят от угла крепления найтовах к палубе;

— усилия, возникающие в найтовах, зависят от коэффициента трения между грузом и палубой, поэтому целесообразно делать прокладки под груз из материалов с большим коэффициентом трения скольжения;

— усилия, возникающие в найтовах, зависят от ускорений, которые в свою очередь зависят от места расположения груза на судне. С этой точки зрения, целесообразно груз располагать ближе к миделю судна.

— расчет показал, что нагрузка на палубу после обтяжки найтовах будет меньше допустимой нагрузки на палубу.

 

 

Заключение

 

         В данной курсовой работе были произведены практические расчеты по заданному варианту задания по следующим темам:

— буксировка судов морем

— снятие судна с мели

— расчет крепления палубного груза

По всем темам расчеты задания выполнены в полном объеме, в конце каждого раздела сделаны соответствующие выводы и заключения.

Курсовая работа выполнена в полном объеме и может быть предоставлена на защиту.

 





Похожие статьи





Добавить комментарий