Выбор оптимальных условий для движения судна.
Пример. Судно следует в условиях регулярного волнения. Построить резонансные зоны и выбрать маневр курса или скорости для выхода из них.
Исходные данные. VS = 10узл; q = 450; TΘ = 14c; TΨ = 6c; λ = 100м.
Решение: 1. Рассчитываем:
;
;
;
.
2.По схеме решения задач (3) строим резонансные зоны по бортовой и килевой качке.
3. выбираем курс или скорость таким образом, что бы курсовой угол волны был вне резонансных зон.
0твет: Необходимо привести волну на курсовой угол q = 940 – 1200
Задачи 46 – 60. Определить курсовой угол волны для оптимальных условий движения судна.
-
Номера задач
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
VS
14
12
8
10
13
6
4
10
12
9
10
14
9
15
8
q
130
110
75
160
140
25
15
160
115
114
55
155
90
60
75
TΘ
16
17
14
12
14
14
12
15
17
12
12
15
11
9
13
TΨ
7
7
7
6
6.5
6
5.5
6.5
7.7
6
5.5
6.5
5
4
8
λ
100
40
60
30
80
70
40
130
80
100
60
80
75
90
110
Таблица для выбора варианта
|
Предпоследняя цифра зачетной книжки |
||||||||||
Последняя цифра зачетной книжки |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
0 |
1 |
1,16,31 46 |
2,17,32 47 |
3,18,33 48 |
4,19,34 49 |
5,20,35 50 |
6,21,36, 51 |
7,22,37 52 |
8,23,38 53 |
9,24,39 54 |
10,25 40,55 |
|
2 |
11,26 41,56 |
12,27 42,57 |
13,28 43,58 |
14,29 44,59 |
15,30 45,60 |
1,17,33 49 |
2,18,34 50 |
3,19,35 51 |
4,20,36 52 |
5,21,37 53 |
|
3 |
6,22,38 54 |
7,23,39 55 |
8,24,40 56 |
9,25,41 57 |
10,26 42,58 |
11,27 43,59 |
12,28 44,60 |
13,29 45,48 |
14,30 32 ,47 |
15,29 31,46 |
|
4 |
14,29 44,59 |
15,30 45,60 |
1,17,33 49 |
2,18,34 50 |
3,19,35 51 |
4,20,36 52 |
5,21,37 53 |
12,27 42,57 |
8,23,38 53 |
2,17,32 47 |
|
5 |
11,27 43,59 |
12,28 44,60 |
13,29 45,48 |
14,30 32 ,47 |
15,29 31,46 |
6,22,38 54 |
7,23,39 55 |
8,24,40 56 |
9,25,41 57 |
10,26 42,58 |
|
6 |
5,20,35 50 |
3,18,33 48 |
4,19,34 49 |
8,23,38 53 |
9,24,39 54 |
3,18,33 48 |
4,19,34 49 |
5,20,35 50 |
6,21,36, 51 |
7,22,37 52 |
|
7 |
15,30 45,60 |
13,28 43,58 |
14,29 44,59 |
3,19,35 51 |
4,20,36 52 |
13,28 43,58 |
14,29 44,59 |
15,30 45,60 |
1,17,33 49 |
2,18,34 50 |
|
8 |
10,26 42,58 |
5,20,35 50 |
6,21,36, 51 |
7,22,37 52 |
8,23,38 53 |
2,17,32 47 |
3,18,33 48 |
8,23,38 53 |
9,24,39 54 |
4,19,34 49 |
|
9 |
2,17,32 47 |
3,18,33 48 |
4,19,34 49 |
5,20,35 50 |
6,21,36, 51 |
7,22,37 52 |
8,23,38 53 |
9,24,39 54 |
10,25 40,55 |
14,29 44,59 |
|
0 |
12,27 42,57 |
13,28 43,58 |
14,29 44,59 |
15,30 45,60 |
1,17,33 49 |
2,18,34 50 |
3,19,35 51 |
4,20,36 52 |
5,21,37 53 |
9,25,41 57 |
|
Практическая работа выполняется на отдельных листах формы А-4 и представляется на проверку преподавателю
Практическое занятие №6
Тема: Определение скорости движения каравана и расстояния между судами при плавании во льдах
Скорость движения каравана и расстояние между судами.
Как правило, в сплошных льдах канал за ледоколом постоянно сужается. В первом приближении можно принять, что это сужение пропорционально времени, прошедшего между моментом t=0 прохождение кормы ледокола траверза приметного объекта в канале и прохождения этого траверза кормой идущего за ним судна в момент времени t1. Естественно, что чем меньше будет время t1, тем в лучших условиях будет находится идущее за ледоколом судно.
При проводке нескольких судов в худшем положении будет последнее судно, проходящее траверз t=0 через время tn, если предположить ширину судов одинаковой. Уменьшение промежутка времени t может быть достигнуто
корма
ледокола 1 2
t=0 D1 L1 D2 L2
Рис.
1. Схема движения каравана
увеличением скорости движения каравана и уменьшением расстояния между судами, но до некоторых пределов, обеспечивающих безопасность проводки.
За критерий безопасности здесь нужно принять условие равенства длины тормозного пути судна расстоянию между судами для избежания столкновения в случае внезапной остановки ледокола или впереди идущего судна.
Рассмотрим решение на примере движения за ледоколом двух судов (рис.1).
Напишем выражение для времени прохождения кормы судном «2» условного траверза кормы ледокола; соответствующему условному моменту времени t = О
(1.1)
где D1 и D2 — расстояние между судами; L1 и L2 — длина судов;
V — скорость движения каравана.
Для обеспечения безопасности при внезапной остановке ледокола или впереди идущего судна должны быть выполнены условия
D1=ST1 ; D2=ST2
где ST1 — тормозной путь судна 1 при скорости движения каравана V;
ST2 — тормозной путь судна 2 при скорости движения каравана V.
В первом приближении примем, что тормозной путь судов пропорционален второй степени скорости,
ST=αV2 где α — коэффициент пропорциональности, постоянный для данного судна.
Тогда вместо равенства (1.1) можно получить
(1.2)
Для выполнения условия t= min образуем производную и приравниваем ее нулю:
откуда легко находится значение оптимальной скорости движения каравана
(1.3)
и дистанции между судами
D1 = α1V2.
D2 = α2V2. (1.4)
Если за ледоколом следует одно судно, то из выражений (1.3) и (1.4) будем иметь
;
D=L1 (1.5)
На практике значения коэффициента α могут быть определены через скорость полного хода судна и тормозной путь при реверсе полный назад при этой скорости:
(1.6)
С учетом (1.6) для оптимальной скорости движения каравана можно получить и другие зависимости, например для обычного судна
где VП
— скорость полного хода судна.
Пример. В канале за ледоколом идет судно длиной L = 140м. Скорость его полного хода VП = 16 уз. Длина тормозного пути при реверсе полный ход вперед, полный ход назад ST =900 м. Требуется найти оптимальную скорость хода каравана, дистанцию между судами при движении этой скоростью и построить для сравнения график t(V) зависимости времени пересечения условного траверза (t = 0) при. скорости движения каравана от 3 до 10 уз через один узел.
Решение.
D=L=140м
tI
110
100
90
80
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10. узл.
Рис.2 Вид функции t=f(V)
Для построения графика t(V) определяем сначала длину тормозного пути при различных скоростях хода SТI:
затем по формуле
находим значения t
V узл |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
SТI |
32 |
56 |
90 |
123 |
172 |
225 |
284 |
352 |
tI |
115 |
98 |
92 |
88 |
89 |
91 |
94 |
99 |
При расчете скорость необходимо переводить в м/сек.
По полученной таблице строим график t(V). Рис.2
Задачи 1- 15. Найти оптимальную скорость движения каравана, дистанцию между судами при этой скорости и построить графики t(V).для скоростей каравана от 3 до 12 узлов.
№ задачи |
Длина судна L м |
Скорость полного хода узл |
Длина тормозного пути с ППХ на ПЗХ |
|
|
100 |
18 |
1400 |
|
|
100 |
16 |
1600 |
|
|
120 |
15 |
800 |
|
|
120 |
18 |
1100 |
|
|
140 |
12 |
1200 |
|
|
140 |
18 |
1000 |
|
|
150 |
16 |
900 |
|
|
150 |
12 |
1400 |
|
|
180 |
18 |
800 |
|
|
180 |
15 |
1200 |
|
|
200 |
16 |
1100 |
|
|
200 |
12 |
1000 |
|
|
220 |
12 |
1200 |
|
|
220 |
15 |
900 |
|
|
220 |
18 |
1400 |
Задачи 16-30. Найти оптимальную скорость движения каравана и дистанцию между судами.
№ задачи |
Судно 1 |
Судно 2 |
||||
Длина судна L |
Скорость полного хода VП |
Длина тормозного пути SТП |
Длина судна L |
Скорость полного хода VП |
Длина тормозного пути SТП |
|
|
|
160 |
16 |
1100 |
120 |
12 |
1000 |
|
|
160 |
16 |
1100 |
150 |
18 |
900 |
|
|
200 |
15 |
1600 |
160 |
16 |
1100 |
|
|
200 |
15 |
1600 |
150 |
18 |
900 |
|
|
140 |
14 |
1000 |
120 |
13 |
900 |
|
|
140 |
14 |
1000 |
100 |
14 |
700 |
|
|
220 |
15 |
1800 |
150 |
18 |
900 |
|
|
220 |
15 |
1800 |
160 |
16 |
1100 |
|
|
100 |
14 |
700 |
160 |
16 |
1100 |
|
|
100 |
14 |
700 |
150 |
18 |
900 |
|
|
150 |
16 |
900 |
130 |
15 |
1000 |
|
|
150 |
16 |
900 |
200 |
16 |
1200 |
|
|
210 |
18 |
1100 |
180 |
15 |
1000 |
|
|
210 |
18 |
1200 |
160 |
14 |
800 |
|
|
130 |
15 |
1000 |
120 |
12 |
900 |
Практическая работа выполняется на отдельном листе, соответственно оформленной, и сдается преподавателю на проверку.
Практическое занятие №7
Тема: Снятие судна с мели