На нашем сайте вы можете заказать недорого написание курсовой и контрольной работы по дисциплине управление судном расчет якорной стоянки. На сайте представлена выполненная курсовая работа по управлению судном Расче якорной стоянки вариант 21. Данная работа доступна в формате Ворд по запросу.
Содержание
Задание 2
1.Расчёт элементов якорной стоянки судна,
безопасного радиуса якорной стоянки согласно заданию. 3
2.Расчет действующих на судно внешних сил:
аэродинамической и гидродинамической по
заданным параметрам судна и прогнозируемой погоды.
Определение держащей силы якоря, радиуса
безопасной якорной стоянки и безопасной глубины. 8
3.Постановка судна якорь 12
4.Якорное устройство судна 17
Список литературы 25
Задание
Произвести расчёты элементов якорной стоянки судна, безопасного радиуса и глубины якорной стоянки согласно заданию, характеристику якорного снабжения для судна (Проект судна из табл.1).
Отразить основные требования Российского Морского Регистра Судоходства (РС) к якорному устройству судна. Состав якорного устройства. Типы якорей. Якорные смычки и соединительные звенья. Маркировка якорных цепей. Выбраковка якорных цепей. Сигнализация при выполнении якорных операций.
Нарисовать схему подхода судна на якорную стоянку, постановку на якорь. Описать действия вахтенного помощника. Меры навигационной безопасности при стоянке на якоре.
Рассчитать радиус безопасной якорной стоянки и радиус якорной стоянки для судна в грузу (в широте 42°30´N), (данные из таблицы № 1) для условий прогнозируемой погоды: ветер N — 25 м/сек. волнение моря 4 м., течение 200° – 1,5 узл., Нк = 20м. Грунт – ил.
Место при постановке судна на якорь определять по 3 пеленгам. ΔП между пеленгами брать по усмотрению от 30 до 60°. Готовность ГД к даче хода – 20 мин. Произвести расчёт якорной стоянки исходя из держащей силы якоря и калибра якорной цепи. Сравнить полученные данные от воздействия на судно внешних сил и по держащей силе якоря.
Выбрать лучший вариант для дальнейшего расчёта радиуса якорной стоянки, радиуса безопасной якорной стоянки и безопасной глубины.
1.Расчёт элементов якорной стоянки судна, безопасного радиуса якорной стоянки согласно заданию.
Вариант № 21
№1 Ряк
(кг) d
(мм) hяк
(м) lфак L
(м) F∑
(Н) Кгр=3
а 1 4800 57 35
б 6000 72 100
а 2 57 60 150 39240 ; ц
б 53 30 100 29430
а 3 55 60 180 110 58000 ; ; а; x; r
б 57 20 105 120 38000
1. Расчет :
где: Fяк- держащая сила якоря(м):
Ряк — вес якоря (кг);
Кгр — коэффициент держащий силы якоря, зависящий от грунта и типа якоря;
hяк- высота клюза(м);
Рц- вес одного погонного метра якорной цепи в воде (кг);
d- калибр якорной цепи (мм).
а)
Дано: Определить:
Ряк =4800 кг
d=57 мм
hкл=35 м
Кгр = 3
б)
Дано: Определить:
Ряк =6000 кг
d=72 мм
hкл=100 м
Кгр = 3
2. Расчет ; ц :
где : ц- количество якорной цепи лежащей на грунте (м);
-сумма внешних сил (Н);
а)
Дано: Определить:
=39240 H
d =57 мм
hкл =60 м
=150 м
б)
Дано: Определить:
=29430 H
d =53 мм
hкл =30 м
=100 м
3. Расчет ; ; а; x; R:
где: x- проекция провисающей части якорной цепи(м);
а- параметр цепной линии(м):
R- радиус якорной стоянки(м).
а)
Дано: Определить:
=58000 H
d =55 мм
hкл =60 м
=180 м
L=110 м
б)
Дано: Определить:
=38000 H
d =57 мм
hкл =20 м
=105 м
L=120 м
2. Расчет действующих на судно внешних сил: аэродинамической и гидродинамической по заданным параметрам судна и прогнозируемой погоды. Определение держащей силы якоря, радиуса безопасной якорной стоянки и безопасной глубины.
Радиус безопасной якорной стоянки и радиус якорной стоянки для судна в грузу (в широте 42°30´N), (данные из таблицы № 1) рассчитывается для условий прогнозируемой погоды: ветер N — 25 м/сек. волнение моря 4 м., течение 200° – 1,5 узл., Нк = 20м. Грунт – ил. Коэффициент держащей силы грунта выбрать из таблицы Kгр=2.2 выбирается из таблицы
Тип якоря Грунт
Илистый Песчаный Каменистый
Адмиралтейский 2.2 3.0 3.0
Холла 2.2 1.5 2.8
Матросова 12 8.0 —
Аэродинамическая сила от ветра 25 м/с
Сила воздействия от течения 1.5 узла (0.765 м/с)
где ω – скорость ветра (м/с);
– скорость течения (м/с);
– лобовая площадь парусности (м2);
– площадь подводной части миделя (м2), определяется по главным размерениям судна для осадки в грузу как В•d•β.
Суммарная сила:
Определение веса одного погонного метра якорной цепи в воде:
где d – калибр цепи (мм);
– ускорение свободного падения (9,81 м/с2);
Определение минимальной длины якорной цепи для указанных условий погоды по воздействию на судно внешних факторов и раздельно по держащей силе якоря
(м)
и
(м)
где – высота клюза от грунта, равная глубине моря на карте плюс высота борта для судна в грузу (м);
-держащая сила якоря;
– коэффициент грунта;
– вес якоря (кг).
Выбираем лучший вариант по воздействию погоды на судно (lmin =124.7 м) имеет большее значение.
Применяя коэффициент динамичности , определяем оптимальное количество якорной цепи для данных условий:
(м)
где F – держащая сила якоря или сумма сил, воздействующих на судно.
Определяем параметр (а) цепной линии (по фактору, выбранному для определения lmin ):
Определяем проекцию провисающей части (х) якорной цепи:
Определяем ц- количество якорной цепи лежащей на грунте (м):
Определяем радиус якорной стоянки:
(м)
По времени готовности главного двигателя к даче хода и скорости истинного ветра (ω=25 м/с), определяем ожидаемую скорость дрейфа судна (для случая, когда судно сорвёт с якоря) и расстояние , на которое сдрейфует судно:
(узл)
(мили)
По формулам из курса навигации оцениваем точность определения места судна по трем пеленгам.
(мили)
Определяем радиус безопасной якорной стоянки судна:
(м)
Определяем безопасную глубину для постановки на якорь:
13.54 (м)
где d – осадка судна (м);
(м) – прогнозируемая (или фактическая) высота волны, смотря по тому, что больше (м).
3.Постановка судна якорь
При отсутствии ветра и течения поход судна к месту якорной стоянки может производиться с любого, наиболее безопасного направления. В момент отдачи якоря, чтобы избежать повреждения и запутывания якорной цепи, судно должно обязательно иметь относительно грунта небольшое поступательное движение вперед и назад, предпочтительнее последнее. Для этого производится реверс двигателей на задний ход с таким расчетом, чтобы к моменту выхода судна к месту отдачи якоря оно полностью погасило инерцию поступательного движения вперед. Затем, как только судно тронется назад, отдают якорь и останавливают двигатель. Первоначально якорная цепь травится без задержки, чтобы она ровно ложилась на грунт. Когда будет вытравлено около двух глубин, якорную цепь задерживают и далее травят небольшими порциями по мере выхода судна на канат до необходимой величины. Следует иметь в виду, что при даче заднего хода на судах правого с ВФШ правого вращения (или ВРШ левого вращения) корма будет забрасываться влево, и с учетом этого, чтобы якорная цепь не пошла под корпус судна, лучше отдавать левый якорь.
Однако для равномерного износа якорных цепей рекомендуется становиться поочередно то на левый, то на правый якорь. Чтобы при постановке на правый якорь не допустить навала носа судна на якорную цепь, необходимо переложить руль лево на борт, пока судно еще движется вперед, а когда нос судна тронется влево, дать задний ход.
При благоприятных условиях погоды на малых глубинах до 25-30 м рекомендуется вытравливать якорную цепь на длину, равную примерно 5-6 глубинам в месте отдачи якоря, на средних глубинах от 25-30 м до 50 м, т.е. 3-4 глубины, а на больших глубинах более 50 м сколько получится, но не менее 2 глубин.
В зависимости от глубины определяется и способ отдачи якоря:
— на малых глубинах – с помощью ленточного стопора;
— на средних глубинах – сначала с помощью брашпиля на длину, равную ½ -2/3 глубины, а затем с помощью ленточного стопора;
— на больших глубинах – якорь стравливается брашпилем до грунта.
После отдачи якоря и вытравливания якорной цепи на необходимую длину она удерживается только ленточным стопором.
При наличии ветра маневрирование необходимо планировать таким образом, чтобы к месту якорной стоянки судно по возможности подходило носом против действующего фактора. Отдача якоря может осуществляться без предварительной дачи заднего хода, так как судно после погашения инерции переднего хода приобретет движение назад под влиянием ветра или течения. При этом следует учитывать, что суда, у которых центр парусности резко смещен к носу, по мере потери хода будет уваливаться под ветер. Поэтому, чтобы якорная цепь не пошла под корпус судна, необходимо перед отдачей якоря с помощью перекладки руля и «толчка» машины на передний ход отвести нос судна в нужную сторону.
Когда в месте отдачи якоря ветер и течение действуют с различных направлений, судно должно выходить носом против более сильно действующего фактора, а якорь необходимо отдавать в сторону более слабого (рис. ).
Рис. Постановка судна на якорь при наличии ветра и течения.
I — подход судна к месту якорной стоянки; II – положение судна в момент отдачи якоря; III – положение судна после постановки на якорь.
Подход к месту отдачи якоря по ветру или течению крайне нежелателен, так как для сохранения управляемости судна необходимо до самого последнего момента работать машиной. В результате судно к моменту выхода в точку отдачи якоря будет иметь значительное поступательное движение вперед, что приведет к большим нагрузкам на якорную цепь.
Чтобы избежать этого, к месту якорной стоянки следует подходить несколько в стороне от точки, в которой будет отдаваться якорь (рис.), а затем с помощью руля развернуть судно в направлении места отдачи якоря. Как только нос судна сравняется с местом, отдают наветренный якорь и сразу же обрабатывают машиной на задний ход. Судно будет сноситься ветром в сторону от якоря, и якорная цепь пойдет чисто. Судно же развернется носом против ветра (течения).
Рис. Постановка судна на якорь при движении по течению:
I, II – движение судна к месту отдачи якоря; III – положение судна в момент отдачи якоря; IV- разворот судна на якорной цепи; V – положение судна после постановки на якорь.
На внутренних рейдах постановка на якорь производится в месте по указанию лоцмана или оператора СУДС (система управления движением судов) данного района.
На внешних рейдах районы якорных стоянок обычно указаны на навигационных картах. При выборе места якорной стоянки следует учитывать следующие факторы:
• глубины, рельеф дна и характер грунта;
• защищенность от ветра и волнения;
• размеры места, наличие ориентиров для подхода и контроля места судна;
• наличие и характеристики приливо-отливных явлений;
• близость навигационных опасностей;
• состояние и прогноз погоды;
• характеристика самого судна;
• предполагаемая длительность стоянки;
• место якорной стоянки должно располагаться в стороне от створных линий, фарватеров, подводных кабелей и т.п.
Наиболее удобная глубина места якорной стоянки составляет 20 – 30 метров. На глубинах более 100 метров становиться на якорь не рекомендуется. Наименьшая глубина должна быть такой, чтобы во время качки на волнении судно не могло коснуться грунта.
При выборе размера акватории необходимо учитывать, что может возникнуть необходимость потравить якорную цепь, а также предусмотреть запас на случай дрейфа и маневрирования при съемке с якоря.
От характера грунта зависит держащая сила якоря. Хорошими являются вязкие грунты: ил, песчаный ил, глина, глинистый ил. К средним относятся рыхлые грунты: песок, ракушка, галька, щебень. Плохими считаются скальные грунты: плита, валуны, скалы. На илистых грунтах якоря Холла и Матросова держат хорошо, но забиваются глиной или илом и после срыва плохо забирают. На плите якоря «ползут». На скалистых грунтах они иногда заклиниваются.
Надежность якорной стоянки зависит также от рельефа дна. Удобным является ровное горизонтальное дно или дно, имеющее пологий подъем к берегу или навигационной опасности. В последнем случае при дрейфе судна в сторону опасности якорь забирает еще сильнее. О рельефе дна и характере грунта можно судить по записи на ленте самописца эхолота. Мягкие грунты дают слабую, расплывчатую запись широкой полосой; твердые (плита, песок) дают рельефную запись глубины. Двойная запись свидетельствует о нетолстом слое мягкого грунта на твердой основе.
При подходе к выбранному месту якорной стоянки необходимо заблаговременно выполнить:
• главный двигатель перевести в маневренный режим;
• проверить работу и согласование машинного телеграфа;
• проверить связь с машинным отделением;
• сверить часы на мостике и в машинном отделении;
• за 15–20 минут до подхода к месту якорной стоянки все члены экипажа, принимающие участие в постановке судна на якорь, должны быть на своих местах. Проверяется связь мостика с баком (стационарная или носимые УКВ радиостанции).
4.Якорное устройство судна
Якорное устройство служит для постановки судна на якорь, обеспечения надежной стоянки судна на открытой воде и для снятия его с якоря.
Основное якорное устройство размещается в носовой части открытой палубы и состоит из элементов, показанных на рис. 1.
Рис. 1. Якорное устройство судна. 1 — становой якорь; 2 — якорная скоба; 3 — вертлюг; 4 — якорная цепь; 5— бортовой клюз; 6 — якорная труба; 7 — палубный клюз; 8 — цепной стопор; 9 — зажимной стопор; 10 —брашпиль (шпиль); 11 — цепная труба; 12 — цепной ящик; 13 — жвака-галс.
Якоря обеспечивают прочную связь судна с грунтом дна и создают удерживающую силу, противодействующую внешним силам, стремящимся сдвинуть судно с места.
Для длительной и прочной стоянки судов применяют мертвые якоря, которые могут быть увеличенного веса и особой конструкции, обеспечивающей надежное сцепление с грунтом. Якоря, применяющиеся на плавающих судах, называются становыми. Количество и общий вес якорей на судне выбирают в зависимости от главных размерений судна. Известно много конструкционных типов якорей, наиболее часто применяющиеся якоря приведены на рис. 2.
Якоря характеризуются держащей силой — способностью соединяться с грунтом и выдерживать натяжение, определяемое силой, кратной его весу.
Рис. 2. Типы якорей, применяющихся на судах, и их конструктивные элементы: а — якорь типа Матросова; б— якорь типа Холла. 1 — веретено; 2 —лапа ; 3 — якорная скоба; 4 — голова.
Наилучшим якорем по держащей силе, доходящей до 15-кратного веса якоря, является адмиралтейский якорь . Но из-за громоздкости конструкции, исключающей его уборку в якорную трубу и в бортовой клюз, на морских судах этот якорь не используется. На этих судах широкое применение находят: якорь повышенной держащей силы (Матросова ) и якорь Холла, удобные в эксплуатации. Держащая сила этих якорей, соответственно равна величине 15- и 3,5—3,75-кратной их весу. Якорные цепи являются связью между якорем и судном.
Провес цепи в воде обеспечивает амортизацию судна при частых динамических воздействиях на него ветра и волн на открытой водной поверхности. Цепь — пока незаменимый элемент якорного устройства, несмотря на ее громоздкость и относительную дороговизну.
Якорные цепи изготовляют стальными, используя способ литья, ковки, штамповки или сварки (рис. 3). Они состоят из звеньев и изготовляются участками, называемыми смычками, длиной каждая около 25 м. В звено ставят распорки (контрфорсы), которые увеличивают прочность цепи примерно на 20— 25%. Минимальный диаметр сечения звена в местах соединения их друг с другом (диаметр проволоки) называется калибром цепи. Отдельные смычки соединяются специальными соединительными звеньями (так называемое звено Кэнтера) в якорную цепь длиною в несколько сот метров. Для предупреждения скручивания цепи при отдаче якоря в нее включается у якоря поворотное приспособление, называемое вертлюгом.
Рис. 3. Элементы якорной цепи: а — жвака-галсовая смычка; б — коренная смычка; в — промежуточная смычка, г — якорная смычка. 1 — общее звено с распоркой; 2 — увеличенное звено без распорки; 3 — соединительное звено; 4 — концевое звено; 5 — вертлюг; 6 — скоба концевая; 7 — глаголь-гак.
Коренной конец якорной цепи, противоположный якорю, крепится к корпусу специальным устройством — жвака-галсом, с откидным приспособлением — глаголь-гаком, позволяющим в случае экстренной надобности быстро отдать конец якорной цепи. При подъеме цепи из воды она сходит в специально оборудованное помещение, называемое цепным ящиком, где и хранится.
Рис. 4. Крепление коренного конца якорной цепи
1 – переборка цепного ящика; 2 – ниша; 3 – якорная цепь; 4 – откидной гак; 5 – обух; 6 – рычаг; 7 – упорный ролик; 8 – тяга привода
Якорную цепь на судах укладывают в цепной ящик — расположенный в помещении под брашпилем. На современных судах цепные ящики — узкие и высокие, что облегчает самоукладывание цепи без опасности ее заваливания. Укладка якорной цепи в такой ящик требует только надзора. Палубные стопоры бывают двух типов: винтовые и с накидным палом. Винтовые стопоры применяются для якорных цепей, калибр которых не превышает 72 мм. Для цепей большего диаметра – стопоры с накидным палом. К переносным палубным стопорам относятся цепные стопоры, состоящие из куска цепи, один конец которой крепят за обух на палубе или за кнехты, а другой конец, снабженный глаголь-гаком или вилкой (каргой), закладывают в якорную цепь.
Рис. 5. Палубные стопоры
а) – винтовой; б) – закладной; в) – маятниковый; г) – цепной 1 – дуга; 2 – зажимная колодка; 3 – винтовой шпиндель; 4 – рукоятка; 5 – подуш ка; 6 – палубный обух; 7 – винтовой талреп; 8 – глаголь-гак; 9 – якорная цепь
Все палубные стопоры предназначены для надежного крепления якорной цепи при якорях, втянутых в клюзы. Удержание якорной цепи при отданном якоре осуществляется при помощи ленточного стопора.
Якорные клюзы — бортовые и палубные — служат подушками, уменьшающими трение при сходе или подъеме якорной цепи, и, кроме того, бортовые клюзы являются нишами, в которые заподлицо убирается голова и лапы якоря.
Для надежного крепления якорной цепи на якорной стоянке предназначены стопоры, которые принимают на себя динамические рывки якорной цепи, а также служат для закрепления якорных цепей на палубе при поднятых якорях. Стопоры бывают кулачковыми, цепными, винтовыми и эксцентриковыми.
Якорные машины служат для подъема якорной цепи и якоря из воды. Подъем цепи осуществляется звездочкой, представляющей собой диск, вращающийся с валом машины от электрического привода. Звездочка имеет гнезда, соответствующие форме и размеру звена цепи. В эти гнезда входит звено, и при вращении звездочки цепь выбирается.
Якорные машины могут быть двух систем, различающихся конструктивным положением вала, на котором закреплена звездочка. У шпиля ось вала расположена вертикально, и звездочка вращается в плоскости палубы. Конструктивно шпиль выполняется так, что привод, вращающий вал, располагается под палубой, на палубе остается только звездочка и выше ее — барабан-турачка для намотки тросов при их выбирании. У брашпиля ось вала — горизонтальная, и звездочка вращается в плоскости, перпендикулярной палубе. Вся конструкция брашпиля и приводная машина расположены на палубе и занимают на ней много места.
Якорное устройство следует содержать в исправном состоянии, обеспечивающем его постоянную готовность к эксплуатации. Во время эксплуатации необходимо, чтобы:
• регулярно проводились окраска и маркировка якорной цепи;
• регулярно проверять состояние якорной цепи и деталей ее крепления к корпусу судна;
• устройство для экстренной отдачи коренного конца должно содержаться в исправности, быть разработанным и смазанным;
• брашпиль (шпиль) следует проверять на холостом ходу каждый раз перед его использованием.
якорные цепи были чисты, при подъеме их надо всегда обмывать.
• якорные цепи на ходу судна должны быть на стопорах. Запрещается плавание с не втянутыми до места якорями.
• цепные ящики раз в год очищать от грязи и ржавчины.
• зимой обледеневшие якорь или якорные цепи, прежде чем с ними работать, надо освободить ото льда (околка, оттаивание, страгивание с места).
• нельзя оставлять соединительную скобу якорной цепи на звездочке брашпиля (шпиля), для чего после остановки брашпиля следует потравить цепь.
• если под якорем, висящим на якорном канате, находится причал или проводятся забортные работы, якорная цепь должна быть взята на два стопора. Необходимо также крепить двумя стопорами якорную цепь, если с нею или в цепном ящике проводятся какие-либо работы.
• при длительных стоянках на якорях необходимо следить, чтобы якорные цепи не перекручивались.
• нельзя допускать длительной стоянки на якорях в подвижном льду.
Уход за брашпилем (шпилем) и его обслуживание необходимо вести в соответствии с Правилами технической эксплуатации судовых вспомогательных механизмов и оборудования.
При определении технического состояния якорного устройства при ремонте необходимо руководствоваться следующим:
• подлежат замене звенья якорных цепей при уменьшении среднего диаметра в наиболее изношенной части на 1/10 и более первоначального диаметра, а также при наличии трещин;
• подлежат замене или ремонту звенья цепей с выпавшими или ослабленными распорками.
Один раз в два года якорные цепи должны быть предъявлены инспекции Регистра РФ для освидетельствования.
Список литературы.
1. Дидык А.Д, Усов В.Д., Титов Р.Ю. Управление судном и его техническая эксплуатация: Учебник для мореходных училищ.-М.:Траспорт, 1990.-320 с.
2.Богомольный А.Е., Судовые вапомогательные и рыбопромысловые механизмы: Учебник.-2-е изд., перераб. и доп., Л.: Судостроение, 1980.-336 с.
3.Практика управления морским транспортным судном. Методические рекомендации. — М.: В/О «Мортехинформреклама», 1984. — 150 с.
4.Рекомендации по организации штурманской службы на судах минфлота РШС-89
5.Управление судном и его техническая эксплуатация: Учеб. для вузов. /. Под общ. ред. А.И. Щетининой. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1983. – 656 с
6.Управление судном. Учеб. для вузов./Под общ. ред. В.И. Снопкова. – М.: Транспорт, 1991. – 359 с.
7. Морской Регистр Судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. Том 1. Одиннадцатое издание. Морской Регистр Судоходства. – С.-Петербург, Дворцовая набережная, 8. 2008. – 502с.
8.РД 31.21.30-97 «Правила технической эксплуатации судовых технических средств и конструкций», С-П.:1997