Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф.УШАКОВА»

Кафедра «Управление судном»

Методические указания и задания к лабораторной работе №____

Влияние ветра на управляемость и маневренные характеристики судна

(дрейф судна на «Стопе»)

Дисциплина: «Маневрирование и управление судном»

Специальность: 180403 - «Судовождение»

Методические указания и задания составлены

доцентом кафедры УС Мироновым А.В.,

утверждены на заседании кафедры УС

Протокол № от « » 2014 г.

Новороссийск 2014 г.

Содержание

	Стр.
Условные обозначения..........................................................................................	3
Цель работы и формируемые компетенции и ………………………….....…..	5
Глава 1. Критерии и условия безопасности дрейфа судна с остановленными двигателями.......................................................................................................	5
Глава 2. Уравнения движения судна. Силы, действующие на судно при воздействии ветра...........................................................................................	6
Глава 3. Порядок решения задачи 1 и 2..............................................................	11
.Определение координаты центра боковой парусности и относительное плечо аэродинамической силы (lA)……………………………......................	11
3.2. Определение угла дрейфа на «стопе» по номограмме lЦП (задача 3)	12
Литература……………………………………………………………………….	15
Вопросы для защиты лабораторной работы...................................................	15
Приложение 1.Варианты задания ( таблица исходных данных)……………...	16

Условные обозначения

m	–	масса судна
λ11	–	присоединенная масса при движении по оси Х
λ22	–	присоединенная масса при движении по оси У
λ66	–	присоединенная масса при движении по оси Z
Vx	–	проекция скорости судна на ось Х
Vy	–	проекция скорости судна на ось У
ώ	–	угловая скорость судна
J	–	момент инерции судна относительно оси Z
Rx	–	продольная гидродинамическая сила на корпусе
Ry	–	поперечная гидродинамическая сила на корпусе
Pe	–	упор винта
Ppx	–	продольная сила давления воды на руль
Ppy	–	поперечная сила давления воды на руль
Ax	–	продольная аэродинамическая сила на корпусе
Ay	–	поперечная гидродинамическая сила на корпусе
MR	–	момент гидродинамической силы на корпусе
MP	–	момент поперечной силы руля
MA	–	момент аэродинамической силы на корпусе
СRх	–	коэффициент продольной гидродинамической силы;
САх	–	коэффициент продольной аэродинамической силы;
СRу	–	коэффициент поперечной гидродинамической силы;
САу	–	коэффициент поперечной аэродинамической силы;
ρвозд	–	плотность воздуха, ρ = 0,125 кг с2/м4;
ρводы	–	плотность жидкости, для соленой воды ρжидк = 104,5 кг с2/м4;
S нх	–	лобовая площадь парусности, м2;
W	–	скорость ветра, м/с
qW	–	курсовой угол ветра, град
V	–	скорость судна относительно воды (скорость дрейфа), м/с
α	–	угол дрейфа, град;
δ	–	коэффициент общей полноты;
d	–	средняя осадка судна, м;
dн,dк	–	осадка носа и кормы, соответственно;
L	–	длина судна, м;
lR	–	плечо поперечной гидродинамической силы, расстояние от центра тяжести судна до центра приложения сил сопротивления воды (центра бокового сопротивления – ЦБС);
lA	–	плечо поперечной аэродинамической силы, расстояние от центра тяжести судна до центра парусности;
	–	относительное плечо поперечной гидродинамической силы - расстояние от ЦТ судна до ЦБС, выраженное в долях длины судна; знак «-» указывает, что ЦБС смещен в корму от мидель - шпангоута; а знак «+» - в нос;
	–	относительное плечо поперечной аэродинамической силы - расстояние от ЦТ судна до ЦП, выраженное в долях длины судна; знак «-» указывает, что ЦП смещен в корму от мидель - шпангоута; а знак «+» - в нос;
	–	боковая площадь надводного борта судна, м2;
	–	боковая площадь надстойки судна, м2;
	–	боковая площадь груза расположенного на палубе судна, м2;
So	–	суммарная боковая площадь надводной поверхности судна (боковая площадь парусности) , м2;
	–	абсцисса центра парусности надводного борта относительно миделя, м;
	–	абсцисса центра парусности надстройки судна относительно миделя, м;
	–	абсцисса центра парусности палубного груза относительно миделя, м;
	–	абсцисса центра парусности боковой поверхности судна относительно миделя, м;
	–	аппликата центра парусности надводного борта относительно миделя, м;
	–	аппликата центра парусности надстройки судна относительно миделя, м;
	–	аппликата центра парусности палубного груза относительно миделя, м;
	–	аппликата центра парусности боковой поверхности судна относительно миделя, м;

Цель работы

1. Закрепить теоретические знания по влиянию ветра на управляемость судна.

2. Определить скорость и направление дрейфа судна с остановленными двигателями (дрейф на «стопе»).

3. Овладеть компетенциями согласно ФГОС и ПДНВ – 78, приведенными в таблице 1.

Таблица 1.

Шифр компетенции	Компетенции по результаты освоения дисциплины «Маневрирование и управление судном»
В результате выполнения лабораторной работы курсант (студент) должен знать:
Зн.1	- основы маневрирования и управления судном при различных погодных условиях;
Зн.4 МК.УЭ.Зн.2	- влияние ветра и течения на управление судном;
Зн.5.1 Зн.5.3	- факторы, влияющие на судно при плавании: в шторм, при изменении режима работы движителей;
Зн.9	- общие понятия об описании движения судна системой уравнений для моделирования движения судна при маневрировании;
Зн.10	- влияние сил, обусловленных работой винта и перекладкой руля, на поворотливость судна и устойчивость его на курсе;
В результате выполнения лабораторной работы курсант (студент) должен уметь:
Ум.3		- использовать таблицу маневренных элементов судна и другую информацию по его маневренным характеристикам;
Ум.15		- маневрировать для избегания столкновения и посадки на мель;
В результате выполнения лабораторной работы курсант (студент) должен владеть:
Вл.1		- морской терминологией;
Вл.2		- методами и средствами измерений физических величин, используемых в управлении судном;
Вл.4		- методами исследования и расчетной оценки мореходных, маневренных, инерционных, эксплуатационных качеств и пропульсивных характеристик судов в различных условиях плавания;

Порядок расчета

При выполнении лабораторной работы решаются следующие задачи:

Задача 1. Определение координат центра боковой парусности и относительного плеча аэродинамической силы (l_A);

Задача 2. Определение направления и скорости дрейфа по аналитическим выражениям;

Задача 3. Определение направления и скорости дрейфа по номограмме и таблице 2;

Примечание: варианты задания приведены в таблице исходных данных в конце методических указаний (Приложение 1);

Порядок оформления и защиты

1. Работа выполняется индивидуально, по заданному номеру варианта. Варианты задания, приведены в Приложении 1.

2. Оформляется в тетрадях для самостоятельной работы или на отдельных листах.

3. После проверки результатов расчета, работа защищается с учетом изученного теоретического материала и вопросов приведенных в конце методических указаний.