Організація портових операцій. МВ до практичних занять

20

Видимим називається кут, під яким передбачається нахил швартова до обрію при погляді уздовж причалу, тобто кут нахилу до обрію проекції швартова на площину міделя.

На рис. 2 наведені оптимальні схеми, що рекомендуються, заведення швартовів для випадку, коли рівноймовірний вплив на судно зовнішньої сили як у поздовжньому так і поперечному напрямках. При переважному впливі зовнішньої сили уздовж ДП судна рекомендується заведення восьми швартовів (двох здвоєних і чотирьох одинарних), ця схема показана на рис. 3.

Рис. 2. Схема заведення чотирьох (а) і восьми (б) швартовів при навантаженнях зовні, що діють на судно з різних напрямках

Рис. 3. Схема заведення швартовів при переважній дії сил зовні в ДП судна

У випадках особливо важкої стоянки судна можлива подача восьми пар швартовів (рис. 4). Подальше збільшення числа швартовів, як показує практика, недоцільно Якщо наведена схема швартування не забезпечує безпечної стоянки, то необхідно завчасно відійти від причалу.

Рис. 4. Схема заведення швартовів при стоянці судна в тяжких умовах

Утабл. 1 зазначена максимальна утримуюча сила швартовного пристрою

впоздовжньому й поперечному напрямках залежно від схеми заведення швартовів і за умови використання тросів, які однаково міцні та застосування наведених на рис. 2, 3, 4 схем заведення.

Рівна міцність тросів визначається при прийнятому коефіцієнті нерівно-

21

мірності завантаження 0,6 – 0,75 залежно від числа поданих швартовів. Таблиця 1

Для вибору оптимальної схеми заведення швартовів з використанням відомостей, наведених у табл. 1, на судні необхідно мати інформацію про сили, що діють на судно в поздовжньому й поперечному напрямках при різних параметрах вітру й течії. Бажано, щоб таку інформацію складали на підставі модельних випробувань і представляли судноводію одночасно з іншими документами при введенні судна в експлуатацію. При її відсутності розрахунок сил у кожному конкретному випадку може бути виконаний за методикою, наведеної нижче.

Варто мати на увазі, що для великотоннажних суден при невеликих глибинах у причалу вплив течії буде позначатися сильніше, чим на глибокій воді. Значно складніше скласти оптимальну схему швартовів, виготовлених із тросів, які мають різну пружність.

Розподіл навантаження на швартови, що працюють в одному напрямку, залежить від кутів їхнього нахилу до обрію й нахилу відносно ДП судна. Із цієї точки зору, чим менше різниця між зазначеними кутами, тим рівномірніше розподіляється навантаження на швартови.

Однак подовження швартовів під навантаженням залежить від їхньої жорсткості (довжини й модуля пружності). Тому при однакових навантаженнях троси з великою жорсткістю будуть перенапружені, а троси з малою жорсткістю виявляться в неробочому стані. Щоб домогтися одночасної роботи всіх швартовів, необхідно підібрати їхню довжину й кути нахилу та скосу таким чином, щоб при коливальних рухах судна у причалу швартови подовжувалися пропорційно їхньої пружності.

Щоб правильно оцінити ситуацію й прийняти технічно обґрунтоване рішення з урахуванням сили вітру й інших діючих факторів, сундоводій повинен бути обізнаним хоча б з деяким наближенням аеродинамічних сил й моментами, під впливом яких виявиться судно. З достатньої для практики точністю вони можуть бути розраховані по наступних формулах:

22

Ха = СХа В / 2 В2 SX;

Yа = СYа В / 2 В2 SY;

Mа = СMа В / 2 В2 SY L.

де Ха, Yа, Mа – відповідно поздовжня, поперечна складові аеродинамічної сили, Н, і аеродинамічний момент, Н-м;

СХа, СYа, СMа – аеродинамічні коефіцієнти зазначених вище сил і моменту;В – щільність повітря, кг/м3;В – швидкість згаданого вітру, м/с;

SX, SY – площа відповідно до лобовій і бічній парусності судна, м2; L – довжина судна, м.

Зазначені аеродинамічні коефіцієнти визначають дослідним шляхом на підставі продування моделей типових суден. Відомості про їх приводяться в літературі щодо керованості судна.

При аналізі впливу вітру на судно варто мати на увазі, що на портових акваторіях, де уздовж каналів і причалів розташовуються різні будови, а також під впливом рельєфу місцевості можуть виникати місцеві повітряні потоки, які

йза напрямком, і за силою можуть бути зовсім відмінними від повітряних потоків над вільною водною поверхнею. Крім того, необхідно враховувати, що при виконанні швартовних операцій у момент контакту судна із причалом аеродинамічний момент може різко змінюватися не тільки за значенням, але іноді

йза знаком.

Уроботі необхідно визначити на яке навантаження розраховані швартовні троси, залежно від видимих кутів нахилу й схеми заведення швартовів.

Визначаємо видимі кути нахилу швартовів розташованих перпендикулярно ДП.

Для цього в масштабі будуються схеми розташування судна у причалу при осіданні по вантажну марку й порожньому стані (рис. 5 і рис. 6).

По рис. 5 визначаються кути нахилу носового й кормового поздовжнього швартових (див. рис. 1).

По рис. 6 визначаються кути нахилу носових і кормових шпрінгів і притискних швартових (див. рис. 1).

Клюзи судна перебувають трохи вище головної палуби судна, яка визначає висоту його борта. Швартові також на причальній тумбі перебувають трохи вище рівня причалу. Тому в розрахунках приймаємо місце розташування швартовів на судні на рівні головної палуби, а на причальній тумбі – на рівні причалу.

Визначення кута нахилу ( ) швартовів здійснюється на підставі елементарних геометричних побудов і розрахунків. З рис 5 і 6 видно що швартів є гіпотенузою прямокутного трикутника, який з'єднує клюз судна й причальну тумбу. Довжина одного катета (того що прилягає до ( )) цього трикутника визначається відстанню від причальної тумби до вертикальної проекції клюза судна на рівень причалу (ℓ). Довжина другого катета (протилежного ( )) визначається відстанню від клюза судна до рівня причалу (h).

Виходячи з рис. 5 довжина катета (ℓ) необхідна для розрахунку носово-

23

го і кормового поздовжнього швартових складе

ℓ = ВС/2 +1,0 + 1,0,

де ВС – ширина судна, м; 1,0 – відстані від кромки причалу до судна й від кромки причалу до пло-

щини розташування причальних тумб, м.

Рис. 5. Схема розташування швартовів перпендикулярно ДП: а – судно порожнє; б – судно з вантажем

Рис. 6. Схема розташування швартовів перпендикулярно ДП: а – судно порожнє; б – судно з вантажем

Виходячи з рис. 6 довжина катета (ℓ) необхідна для розрахунку носових

ікормових шпрінгів і притискних швартових складе

ℓ= 1,0 + 1,0 = 2,0 м.

Виходячи з рис. 5 і 6 довжина катета (b) необхідна для розрахунку для судна в завантаженому стані визначається з вираження

24

h= НБС – (НОГ + 2,0),

ав порожньому стані по формулі

h = НБС – (НОП + 2,0),

де НБС – висота борта судна, м; НОГ – осідання по вантажну марку, м;

НОП – осідання порожньому, м; 2,0 – відстань від рівня води до рівня причалу, м.

Тепер скориставшись тригонометричними функціями можемо визначити tg як відношення протилежного катета до того що прилягає, тобто

tg = h/ℓ.

Потім за значенням tg визначається шуканий кут %.

Такий спосіб припускає наявність інженерного калькулятора або таблиць тангенсів кутів від 1 до 90 .

Можна також визначити кут по величині уклону (рис. 7). % уклону ( %) це Y / X 100, тобто відношення величини підйому до горизонтальної проекції довжини, виражене у відсотках. Таким чином, для раніше наведених побудов

% = h / ℓ 100.

Рис. 7. Визначення величини уклону

Тоді знайшовши % з табл. 2 визначаємо .

25

Якщо розраховане значення % є в табл. 2, то ніяких проблем у визначенні не виникає.

Якщо ж розрахованого значення % немає в табл. 2, то необхідно розрахувати. Для цього вибираємо два найближчих значення %, між якими перебуває розрахункове значення %. Більше з них позначимо %Б, і відповідний йому кут Б, а менше – %М і М.

Після чого розраховуємо частку збільшення розрахункового значення % стосовно %М, яку позначимо

= ( % – %М) / ( %Б – %М).

Тепер можна визначити шукану величину

= М + .

Визначаємо видимі кути нахилу швартовів розташованих уздовж ДП. Для цього в масштабі будуємо схему розташування судна у причалу й

місць розміщення причальних тумб (рис. 8).

Рис. 8. Схема розташування швартовів вздовж ДП

Найбільш часто зустрічається практика розміщення причальних тумб через кожні 20,0 м по довжині причалу. Цю схему розміщення причальних тумб і вибираємо для розрахунків.

Для розрахунків приймаємо що клюзи носового і кормового поздовжнього швартових перебувають на крайніх закінченнях судна (корми й носа), тобто на ДП. Клюзи носових і кормових шпрінгів і притискних швартових – у районі носового й кормового перпендикуляра.

Визначаємо різницю найбільшої довжини судна (LН) і довжини між перпендикулярами (LП), яку позначимо

= LН – LН

Урозрахунках приймаємо відстань носового клюза на перпендикулярі

( Н) як 2/3 від носового краю судна (див. рис. 8), тобто

Н = 2/3 ,

а відстань кормового клюза на перпендикулярі ( К) як 1/3 від кормового краю судна (див. рис. 8), тобто

ОК = 1/3 .

Починаємо побудови в масштабі виду судна зверху у причалу (рис. 8), при цьому дотримуються наступні правила:

26

судно розташовується так, що носовий клюз на перпендикулярі розташований напроти швартовної тумби на причалі, у такий спосіб кут між носовим притискним швартовим ( 2) і причалом (площиною розташування швартовних тумб) становить 90 , у такий спосіб 2 = 90 .

убік носа (вправо) у масштабі через 20,0 м розташовуємо швартовні тумби для кріплення носового поздовжнього швартового, котрий утворює кут

1 (див. рис. 8);

убік корми (уліво) у масштабі через 20,0 м розташовуємо швартовну тумб для кріплення носового шпрінга, що утворює кут 3 (див. рис. 8);

убік корми (уліво) у масштабі через 20,0 м розташовуємо інші швартовні тумби для кріплення кормових швартових. Розміщення (рисування) швартовних тумб здійснюється доти, поки дві останні тумби будуть перебувають у районі корми, тобто тумб досить для заведення (кріплення) кормового притискного й поздовжнього швартового (див. рис. 8);

кормовий притискний швартов кріпиться до найближчої до нього швартовній тумбі. Варто звернути увагу на те, що найближча тумба може перебувати як убік носа (вправо) так і убік корми (уліво). Кормовий притискний швартов утворює кут 5;

кормовий шпрінг кріпиться до найближчої тумби розташованої убік носа (вправо) від місця кріплення кормового притискного швартова й утворює кут

4;

кормовий поздовжній швартов кріпиться до найближчої тумби розташованої убік корми (уліво) від місця кріплення кормового притискного швартова й утворює кут 6.

Відстані межу клюзами судна й швартовними тумбами на причалі в проекції перпендикулярної ДП для кожного виду швартовів були вже визначені раніше й позначені як ℓ.

Відстані межу клюзами судна в проекції перпендикулярної ДП і відповідними швартовними тумбами на причалі (до яких кріпитися відповідний швартов) визначаються в масштабі по побудованому рисунку (див. рис. 8).

Для цього будуються перпендикуляри до ДП судна які проходять через відповідні клюзи судна до площини розташування швартовних тумб на причалі. Відстані від них до відповідної тумби й буде шуканою величиною (з урахуванням обраного масштабу). Позначимо ці величини b.

Тоді % визначається з наступного вираження

% = ℓ / b 100.

Обчислення відповідного кута ( 1, 3, 4, 5, 6) здійснюються з табл. 2 відповідно раніше описаній методики для визначення швартовів розташованих перпендикулярно ДП.

Розрахувавши значення всіх кутів розташованих уздовж і перпендикулярно ДП з табл. 1 визначаємо сумарне максимальне утримуюче зусилля швартовів (в % міцності троса).

Для розрахунків прийнята небагато спрощена схема заведення швартовів, тому для визначення сумарного максимального утримуючого зусилля в табл. 1

27

використовується варіант чотирьох одинарних швартовів.

Для цього в табл. 1 по першій колонці (видимому куту нахилу, ) знаходимо рядок відповідний розрахованому куту для кожного виду швартового розташованих перпендикулярно ДП для судна у вантажу й порожньому стані. По ньому для варіанта чотирьох одинарних швартовів у відповідному стовпчику знаходимо значення сумарного максимального утримуючого зусилля в %, яке позначимо .

Якщо розраховане значення є в табл. 1, то ніяких проблем у визначенні не виникає.

Якщо ж розрахованого значення немає в табл. 1, то необхідно розрахувати. Для цього вибираємо два найближчих значення , між якими перебуває розрахункове значення . Більше з них позначимо Б, і відповідне йому сумарне максимальне утримуюче зусилля швартовів Б, а менше – М та М.

Після чого розраховуємо частку збільшення розрахункового значення стосовно М, яке позначимо 1

1 = ( М – Б) / 15,

де 15 – крок зміни кута нахилу в табл. 1.

Тепер можна визначити шукану величину

= М – ( – М).

Порядок виконання роботи. Відповідно до варіанта по табл. 3 вибирається найменування розрахункового судна.

Таблиця 3

Характеристики судна відповідно до його найменування визначаються з табл. 4.

Визначаємо видимі кути нахилу швартовів розташованих перпендикулярно ДП.

Виходячи з рис. 5 довжина катета (ℓ) необхідна для розрахунку носового і кормового поздовжнього швартових складе

ℓ = ВС/2 +1,0 + 1,0.

Виходячи з рис. 6 довжина катета (ℓ) необхідна для розрахунку (носових і кормових шпрінгів і притискних швартових складе

28

ℓ = 1,0 + 1,0 = 2,0 м.

Таблиця 4

Продовження табл. 4

29

Виходячи з рис. 5 і 6 довжина катета (b) необхідна для розрахунку для судна в завантаженому стані визначається з вираження

h= НБС – (НОГ + 2,0),

ав порожньому стані по формулі

h = НБС – (НОП + 2,0),

де НБС – висота борта судна, м; НОГ – осідання по вантажну марку, м;

НОП – осідання порожньому, м.

Визначаємо % уклону ( %) для кожного виду швартовів

% = h / ℓ 100.

З табл. 2 залежно від % визначаємо для кожного виду швартовів у випадках коли судно у вантажу й порожньому стані.

По табл. 1 знаходимо значення сумарного максимального утримуючого зусилля в % ( ) для кожного виду швартовів і кута .

Методика знаходження і у табл. 1 і 2 описані раніше.Визначаємо видимі кути нахилу швартовів розташованих уздовж ДП.

Будуємо в масштабі схему судна зверху у причалу (див. рис. 8) з урахуванням раніше зазначених правил побудови.

З рисунку (з урахуванням обраного масштабу) визначаємо відстані між перпендикулярами до ДП судна які проходять через відповідні клюзи судна до площини розташування швартовних тумб на причалі й до відповідної тумби (b).

Визначаємо % уклону ( %) для кожного виду швартовів

% = ℓ / b 100.

Зтабл. 2 залежно від % визначаємо для кожного виду швартовів.

Зтабл. 1 знаходимо значення сумарного максимального утримуючого зу-

силля в % ( ) для кожного виду швартовів і кута .

Методика знаходження і у табл. 1 і 2 описані раніше.

Практична робота № 4. Визначення фактичної щільності наливного вантажу

Мета роботи. Визначення фактичної щільності наливного вантажу або бункера з використанням різних одиниць

Загальні положення. Маса є фундаментальною мірою визначення кількості речовини. Вона не міняється зі зміною стану речовини або при зміні зовнішніх умов (температури й тиску). Визначення кількості вантажу може здійснюватися шляхом розрахунків або прямим зважуванням (вантажівок, платформ, цистерн та ін.). Існують загальноприйняті правила, згідно яким здійснюється підрахунок вантажу більшістю сюрвейерських організацій. При підрахунках використовуються строго визначені методики підрахунку й перевідні коефіцієнти. Навіть використання різних методик у підрахунку вантажу сюрвейером і вантажним помічником капітана може призвести до значної розбіжності в кінцевому результаті. Маса вантажу на борту судна визначається добутком об'єму вантажу на його щільність, причому результат підрахунку буде точним тільки в тому випадку, якщо обидві величини визначені при одній і тій же температурі.