5. Расчет буксирной линии.

Расчет производится для определения возможности буксировки на волнении при заданной высоте волны, скорости, и длине длине буксирной линии. Необходимо отметить, что скорость буксировки на волнении должна быть меньше допустимой скорости буксировки на тихой воде, поскольку в буксирной линии возникают дополнительные динамические нагрузки за счет орбитального движения судов на волнении.

При буксировке буксирная линия принимает форму цепной линии.

Ц епная линия в системе координат XOY описывается следующими уравнениями :

где а - параметр цепной линии, зависящий от силы ее натяжения (F) и веса единицы длины цепной линии (р): а=F/p.

Из этих уравнений находим:

Полученные выражения используются при расчетах бускирной линии. Для упрощения расчетов по ним составлены таблицы, входным параметром которых является величина l /a.

Расчет однородной буксирной линии.

1. Рассчитывается параметр буксирной линии а=Fг/Рт. Сила тяги на гаке Fг определяется по паспортной диаграмме буксировки, а вес одного метра троса в воде: Рт = 0,87 Р, где Р- вес одного метра троса в воздухе берется из паспортных данных троса.

2. Рассчитывается значение l /a и по таблицам цепной линии или по приведенным выше формулам определяется расстояние между судами АВ=2х и стрелка провеса f.

3. Сила тяги на гаке принимается равной половине разрывного усилия троса Fг = ½ P раз  и вновь производится расчеты в соответствии с пп. 1 и 2. Определяется новое расстояние между судами А’В’.

4. Рассчитывается изменение расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии (весовая игра буксирной линии): в = A’B’ - АВ.

5. Рассчитывается упругое удлинение троса буксирной линии при изменении нагрузки от Fг до ½ Рраз:

где: d - диаметр троса, l т - длина буксирной линии,  - упругость троса

(сталь - = 78 кН/мм² ; капрон -  = 0,8 кН/мм²).

Определяется суммарное изменение расстояния =в+у, которое сравнивается с высотой волны hв:

- если   hв , то буксировка возможна с заданной скоростью;

- в противном случае небходимо или уменьшать скорость буксировки или увеличивать длину буксирной линии для увеличения величины .

Расчет неоднородной буксирной линии.

Буксирная линия, приведенная на рисунке, состоит из стального троса и якорной цепи. Расчет производится по тем же формулам и той же методологии, что и однородной буксирной линии. Отличия состоят в следующем.

Для определения расстояния между судами АВ вся буксирная линия разбивается на 4 участка, представляющие собой цепные линии от их вершины до точки крепления:

• тросовый участок СЕ. Его длину приближенно можно определить по следующей формуле:

где: lт - длина участка АС; lц - длина участка ВС; Рц - вес одного метра цепи в воде; Рт - вес одного метра троса в воде;  - поправочный коэффициент, учитывающий смещение вершины буксирной линии при изменении натяжения в ней:

Далее по методике предыдущего раздела для этого участка определяется величина ХСЕ (определяется параметр участка буксирной линии а = Fг/ Pт; определяется величина lСЕ / а; по таблицам или формулам находится ХСЕ);

• тросовый участок АЕ. Его длина равна: l АЕ = l T - l CE. Для этого участка определяется величина Х АЕ и стрелка провеса f;

• фиктивный участок якорной цепи DC. Участок якорной цепи ВС как бы дополняется до вершины цепной линии, для того, чтобы можно было воспользоваться формулами или таблицами цепной линии. Длина фиктивного участка определяется по следующей формуле:

Для этого участка определяется параметр а = Fг/ Pц, рассчитывается значение lDC / a и по нему определяется ХDC;

• участок якорной цепи BD. Его длина равна : l BD = l DC + lц . Аналогично предыдущему участку определяется величина ХBD.

Тогда расстояние между судами АВ при силе тяге на гаке Fг определяется как: АВ = ХАЕ +ХСЕ + ХBD - ХCD.

Дальнейший порядок проведения расчетов аналогичен расчету однородной буксирной линии. При расчете упругого удлинения буксирной линии используется только ее тросовый участок, поскольку якорная цепь не обладает упругим удлинением.

Рассчитанная стрелка провеса буксирной линии f используется для контроля при прохождении мелководных участков. Если она больше глубины, то необходимо уменьшать длину буксирной линии, чтобы при буксировке она не протаскивалась по грунту.