Министерство аграрной политики Украины
КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Управление судном сборник
методик проведения практических занятий
г. Керчь
2007г
Сборник методик проведения практических занятий составлен старшим преподавателем кафедры «Судовождения» Кузьминым В. Д.
Рецензенты: Жуплий В.И. старший преподаватель кафедры «Судовождения», капитан дальнего плавания.
Иванов А.Г. капитан дальнего плавания
Сборник практических занятий рассмотрен и одобрен кафедрой «Судовождение»
Протокол № от 200 года
Сборник практических занятий рассмотрен и одобрен на Методическом совете МФ КГМТУ
Протокол № от 2007 года
Сборник практических занятий утвержден на Ученом совете КГМТУ
Протокол № от 2007 года
@ Сборник методик проведения практических занятий
по дисциплине «Управление судном»
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение 4
Практическое занятие №1 «Швартовое устройство» 5
Практическое занятие №2 «Обеспечение безопасной якорной 7
стоянки»
Практическое занятие №3 «Управление судном в узкости и на 11
мелководье»
Практическое занятие №4 «Швартовка судов» 15
Практическое занятие №5 «Плавание в штормовых условиях» 19
Практическое занятие №6 «Определение скорости движения 24
каравана и расстояния между судами
при плавании во льдах»
Практическое занятие №7 «Снятие судна с мели» 28
Практическое занятие №8 «Тягловые расчеты при буксировке» 32
Практическое занятие №9 «Силы действующие на судно. 34
Сопротивление воды.
Образец титульного листа при выполнении заданий 38
Список использованной литературы 39
Введение
Подготовка судоводителя требует постоянного совершенствования средств и качества обучения. Управление современными крупнотоннажными и специализированными судами становится все более сложным. Поэтому на повышение качества инженерной подготовки обращается все большее внимание.
В настоящее время существует много учебников по «Управлению судном» разных автором, но к сожалению практическим расчетам во многих из них уделено мало внимание. Практически отсутствует систематизированное учебное пособие по инженерным расчетам, связанным с курсом «Управление судном и его техническая эксплуатация». Количество и разнообразие типовых задач по разделам сборника определялись в зависимости от их практической значимости и глубины ответствующих теоретических разработок
Практическое занятие № 1
Тема: «Швартовое устройство
Швартов положен на кнехты
Соотношение между натяжением F ходового конца швартова, набегающего на кнехты, и натяжением F0 коренного конца, находящегося за бортом и и положенного на швартовую пушку, будет таким:
(
1 )
где: μ -коэффициент трения троса на кнехтах и клюзе;
k - целое число восьмерок, положенных на кнехты;
φ - угол охвата тросом клюза.(рад)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
450
400
350
300
250
200
150
100
50
1 2 3 4 k
Рис. 1. Определение числа k восьмерок на кнехтах в зависимости от силы F0=Q/n в коренном конце швартова. Кривые соответствуют усилиям F в ходовом конце. 1-0.2 кН; 2-0.15 кН; 3-0.1 кН; 4-0.05кН; 5-0.01кН
На рис.1 представлены кривые зависимости 1, 2, 3, 4, 5 для стальных тросов, построенных для значений: : μ – 0.3 , φ = 2 рад., угол охвата кнехтов одной восьмеркой 8 рад. Таким образом, при решении задач для стальных тросов можно пользоваться графиками на рис.1. Для тросов из растительных и синтетических материалов следует пользоваться формулой (1 используя соответствующие значения μ.
Пример. Определить число восьмерок k, обеспечивающих натяжение коренного конца (F0) швартова с коэффициентом запаса n=2, если со стороны ходового конца сила тяги F=0.01кН. Разрывное усилие швартова Q=450 кН
Решение. 1. определяем предельное усилие F0 в коренном конце:
F0 = Q/n =450/2 = 225кН
2. Находим k (см. рис.1) показано стрелкой.
Пример 2. Решить ту же задачу для капронового троса.
Решение. Коэффициент трения для поверхностей капрон-чугун
μ = 0.15. По формуле (1) число восьмерок
После подстановки исходных данных получаем:
№ задачи |
F0 кН |
F кН кН |
n |
Q кН |
Материал троса |
μ |
k |
определить |
|
|
- |
0.05 |
3 |
- |
сталь |
0.3 |
3 |
F0,Q |
|
|
400 |
- |
- |
- |
сталь |
0.3 |
3 |
F |
|
|
350 |
0.05 |
- |
700 |
сталь |
0.3 |
- |
n,k |
|
|
- |
0.01 |
- |
800 |
сталь |
0.25 |
3.5 |
F0,n |
|
|
- |
0.015 |
3 |
- |
капрон |
0.15 |
7 |
F0,Q |
|
|
- |
0.045 |
3 |
- |
полипропилен |
0.2 |
6 |
F0,Q |
|
|
450 |
- |
- |
1200 |
То же |
0.2 |
5 |
F, n |
|
|
500 |
- |
- |
- |
Полиэфир |
0.25 |
- |
Q, k |
|
|
600 |
- |
2 |
- |
капрон |
0.15 |
5 |
Q, F |
|
|
- |
0.03 |
3 |
1500 |
полиэфир |
0.22 |
- |
F0, k |
Швартов положен на турачку.
Соотношение
между натяжением F
ходового конца троса, сбегающего с
барабана турачки лебедки (или брашпиля),
и натяжением F0
коренного (забортного) конца выражается
формулой (1), однако в этом случае угол
охвата равен
радиан, где k
– число шлагов на турачке.
Пример 3. Определить число шлагов на турачке, обеспечивающих натяжение F0 коренного конца стального троса с коэффициентом запаса n=2, если со стороны ходового конца приложено усилие F=0.1 кН, угол охвата клюза φ=0.2 рад., μ=0.3, Q=400 кН
Решение.
Находим F0
=Q/n
=
№ задачи |
F0 кН |
F кН |
n |
Q кН |
Материал троса |
μ |
k |
φ рад |
Опреде- лить |
|
|
- |
0.1 |
3 |
- |
сталь |
0.3 |
3 |
1.0 |
F0, Q |
|
|
500 |
- |
- |
- |
сталь |
0.3 |
4 |
2.0 |
F |
|
|
350 |
0.1 |
- |
700 |
сталь |
0.3 |
- |
1.5 |
n, k |
|
|
- |
0.08 |
2 |
600 |
сталь |
0.3 |
4 |
1.0 |
F0, n |
|
|
- |
0.1 |
3 |
- |
капрон |
0.15 |
7 |
0.5 |
F0, Q |
|
|
- |
0.05 |
3 |
- |
полипропилен |
0.2 |
7 |
0.3 |
F0, Q |
|
|
600 |
- |
- |
1500 |
полипропилен |
0.2 |
6 |
0.5 |
F, n |
|
|
800 |
- |
- |
1600 |
полипропилен |
0.2 |
5 |
1.0 |
F, n |
|
|
- |
0.08 |
- |
- |
полипропилен |
0.25 |
6 |
2.0 |
F0 |
|
|
900 |
0.01 |
2 |
- |
полиэфир |
0.25 |
- |
1.5 |
Q, k |
Практическая работа представляется преподавателю выполненной на отдельных листах формата А-4
Практическое занятие №2
Тема: Обеспечение безопасной якорной стоянки
Для решения задач этого раздела принимаем, что якорная цепь имеет форму якорной линии. Высота клюза над уровнем моря отдельно не учитывается, а включается в глубину моря.
Держащая сила якоря FЯ принимается равной трем весам якоря
FЯ = 3МЯ *g где МЯ - масса якоря (кг)
g – ускорение свободного падения
γ1 = 10.55 кн/м3 - удельный вес воды
γ2 = 76.52 кн/м3 - удельный вес стали
d – калибр якорной цепи
Для расчета длины якорной линии l может быть использована формула:
h
– глубина моря с учетом высоты клюза;
p – вес 1 метра длины якорной цепи.
Задача №1
Дано:
МЯ = 3650 кг
d = 62 мм
h = 15 м
рассчитать I – обеспечивающую полную держащую силу якоря
Решение:
находим вес 1 метра якорной цепи в воздухе:
pВ = 0.0215*d2 g = 0.0215*622 *9.8 = 809.93
определяем вес 1 метра якорной цепи в воде:
p
= pB*
= 809.93*
= 698.26
вычисляем длину якорной цепи:
=h*
=15*
=69.53м
Дано: Дано:
МЯ = 2000 кг МЯ = 2500 кг
d = 52 мм d = 55 мм
h = 35 м h = 55 м
I - ? I - ?
Задача № 2
Определить, какая длина якорной цепи у скобы якоря будет лежать на грунте ( а ), если длина вытравленной цепи I = 120 м, d = 62 мм, сила внешних воздействий ∑R = 49050 Н. Глубина моря h = 15м.
Дано:
d = 62 мм
∑R = 49050 Н
h = 15м.
а - ?
Решение:
pВ = 0.0215*d2 g
p = pB*
Определяем длину якорной цепи, провисающей в воде:
I1
= h*
Рассчитываем длину якорной цепи лежащей на грунте:
а = I – I1
Дано: Дано:
I = 120 м I = 80 м
d = 62 мм d = 55 мм
h = 45 м h = 25 м
∑R = 78500 Н ∑R = 98650 Н
а - ? а - ?
Задача №3
Судно длиной L = 140 метров встало на якорь на глубине h = 20 м.
Определить радиус безопасной якорной стоянки RЯ , если сумма внешних сил ∑R = 49050 Н .Якорной цепи d = 62 мм вытравлено I = 100м.
Дано:
L = 140 м
I = 100 м
d= 62 vv
∑R = 49050 Н
RЯ - ?
Решение:
pВ = 0.0215*d2 g
p = pB*
I1 = h*
а = I – I1
Рассчитываем параметр цепной линии:
n
=
Рассчитываем горизонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема цепи от грунта:
X
= n*ln
Рассчитываем радиус безопасной якорной стоянки:
RЯ = а +X +L
Условие безопасной якорной стоянки:
FЯ > ∑R
Варианты расчета радиуса якорной стоянки и проверки условия безопасной якорной стоянки:
-
№ варианта
L (м)
h (м)
d (мм)
I (м)
∑R (Н)
МЯ (кг)
1
140
20
62
110
49050
3650
2
120
15
62
100
49050
2000
3
140
40
62
130
49050
2750
4
140
40
62
130
35000
1500
5
140
40
52
130
40000
3500
6
120
20
57
105
37000
3000
7
120
20
57
105
27000
1550
8
110
20
57
105
31000
1000
9
150
20
59
110
45000
3000
10
150
15
59
100
85000
1000
11
150
40
59
170
54000
3650
12
150
50
59
160
78000
2500
13
110
50
57
100
85000
1000
14
110
30
55
140
65000
2000
15
110
50
55
160
61000
2500
16
110
60
55
120
58000
1500
17
110
60
55
180
58000
3000
18
125
15
57
80
52000
1000
19
135
15
57
75
54000
1500
20
135
15
57
80
32000
3650
21
85
25
52
75
98000
1000
22
85
20
52
90
28000
1600
23
125
25
57
100
28000
2000
24
135
25
57
120
32000
2500
25
135
25
55
120
72000
2500
26
135
25
57
120
64000
2500
27
125
20
52
110
64000
2000
28
110
15
55
75
68000
2000
29
135
50
57
150
68100
2500
30
100
50
52
145
68500
1000
31
110
45
55
120
32750
1500
32
75
25
52
80
98500
500
33
110
20
50
75
98500
650
34
120
15
55
75
89500
650
35
57
55
38
120
75550
500
Таблица для выбора варианта
-
Предпоследняя цифра зачетки
Последняя цифра зачетки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
1;25
2;26
3;27
4;28
5;29
6;30
7;31
8;32
9;33
15;35
2
10;34
11;35
1;12
2;13
3;14
4;15
5;16
6;17
7;18
16;34
3
8;19
9;20
10;21
11;22
12;23
13;24
14;25
15;26
16;27
17;33
4
17;18
18;29
19;30
20;31
21;32
22;33
23;34
24;35
1;25
18;32
5
2;26
3;27
4;28
5;29
6;30
7;31
8;32
9;33
10;34
19;31
6
11;35
1;12
2;13
3;14
4;15
5;16
6;17
7;18
8;19
20;30
7
9;20
10;21
11;22
12;23
13;24
14;25
15;26
16;27
17;28
1;21
8
18;29
19;30
20;31
21;32
22;33
23;34
24;35
1;25
2;26
2;22
9
3;27
4;28
5;29
6;30
7;31
8;32
9;33
10;34
11;35
3;23
0
3;27
4;28
5;29
6;30
7;31
8;32
9;33
10;34
11;35
4;24
Практическая работа представляется преподавателю выполненной на отдельных листах формата А-4
Практическое занятие №3
Тема :Управление судном в узкости и на мелководье
Условные обозначения:
Δd – изменение осадки судна
В – ширина судна
Θ – угол крена судна
ρ1ρ2 – плотности воды
δ – коэффициент общей полноты
α – коэффициент полноты ватерлинии
V – скорость судна
L – длина судна
d – осадка судна
H – глубина моря
Ψ – угол дифферента судна