Коэффициент трения при различных видах грунта

Вид грунта	Коэффициент трения
	минимальный	максимальный	средний
Песок	0,40	0,44	0,42
Гравий	0,42	0,45	0,44
Галька	0,50	0,52	0,51
Камень-валун	0,40	0,42	0,41
Плита-ракушечник	0,53	0,58	0,56
Гладкая плита	0,71	0,78	0,75
Глина (ил)	0,20	0,40	0,35
Глина с песком	0,25	0,43	0,39

При этом нужно учитывать уменьшение силы упора винта на заднем ходу.

В формуле (10.7) по определению тягового усилия, необходимого для снятия судна с мели, не учитывались силы ветрового давления и давления воды. В зависимости от направления действия этих сил они могут создать дополнительное положительное или отри­ца­тель­ное воздействие на работу по снятию с мели.

Сила ветрового давления учитывается только при снятии судна с мели поступательным стягиванием, а при развороте на мели она не учитывается ввиду ее незначительного значения. Сила давления ветра зависит от его скорости, от площади парусности судна, перпендикулярной направлению ветра, и может быть определена с помощью формул, таблиц или графиков (глава 9).

Рис. 3.Зависимость давления ветраP_V от скорости ветра W_ветр

Рис. 4. Схемы сил ветрового и бокового волнового давлений

Ниже показан один из способов определения силы ветрового давления F_ветр:

, кН, (9)

где Р_V— давление ветра, Н/м², определяемое по графику на рис. 10.3;

А_ν— площадь парусности судна в плоскости, перпендикулярной направлению ветра, определяемая по чертежу расположения судна, м²;

ν — угол между направлением ветра и направлением стягивания, град, который определяется согласно рис. 4.

Когда сильный ветер направлен в сторону стягивания (рис. 4, а) значениюF_ветрпридается отрицательный знак, т. е. стягивающее усилиеТ_стможно уменьшить на величинуF_ветр. В противном случае (рис. 4,б) сила ветрового давления будет препятствовать стягиванию судна с мели.

Действие волн на судно, сидящее на мели, можно представить в виде двух сил: вертикальной силы взвешивающего давления δΔ_вли горизонтальной силы бокового давленияF_вл, стремящейся сдвинуть судно (рис. 5).

Ударное воздействие волны может достигать очень большого значения в зависимости от высоты и длины волны, направления бега волн по отношению к направлению борта судна и от глубины в районе посадки судна. Если глубина у борта судна резко обрывается (рис. 5, а), волны создают сдвигающее и подъемное воздействия. При пологом уклоне мели (рис. 5,б) крупные волны приобретают форму прибойных волн, которые, сохраняя ударное горизонтальное воздействие, в меньшей мере обеспечивают кратковременный эффект всплывания судна.

Рис. 5.Действие волн на судно, сидящее на мели

При длине волны λ больше 0,8 длины судна Lмаксимальное значение вертикальной (взвешивающей) подъемной силы соответствует курсовому углу бега волны δ_волн= 0°, при λ < 0,8L— курсовому углу бега волны, равному 90° (см. рис. 4).

Горизонтальное боковое давление будет максимальным при δ_волн= 90°.

В зависимости от глубин в районе посадки судов на мель волны, воздействующие на аварийное судно, делятся на стоячие, разбивающиеся и прибойные.

Расчет силы взвешивающего давления от действия стоячих волн, образующихся на глубинах Н_д, превышающих полторы высоты волныh_в, на расстоянии от борта не более половины длины волны λ и при условии, что средняя осадка суднаd_cболее 1,25h_в, выполняется по формуле

, кН, (10)

где К_в— волновой коэффициент, равный 3 м/с²при курсовом угле бега волны 10° и 4 м/с²при курсовом угле 90° (для промежуточных значений курсового угла определяется линейной интерполяцией);

Рис. 6. Графики значений коэффициентов К₅

К₅— коэффициент, определяемый по графику на рис. 6;

h_в— средняя высота волны, м;

q— число тонн на 1 см осадки, т/см.

Формула 10.10 применяется при курсовых углах δ_волнв пределах 10÷170°.

При курсовых углах, близких к ДП (δ_волн= 0÷10° и 170÷180°), расчет ведется по формуле

, кН, (11)

где К_с— коэффициент, определяемый по графику на рис. 7

Расчет силы взвешивающего давления от действия разби­вающихся волн , образующихся при условииН_д ≥ 1,5h_виd_c< 1,25h_ввыполнятся при δ_волн= 10÷170° по формуле:

, кН, (12)

где К_λ— коэффициент, определяемый по графику на рис. 8.

Сила взвешивающего давления от действия прибойных волн при δ_волн= 10÷170° принимается:

, кН. (13)

При курсовых углах δ_волн= 0÷10° и 170÷180° сила взвешивающего давления от действия разбивающихся волн не учитывается ввиду ее незначительности.

Рис. 7.Зависимость коэффициентаК_cот отношенияl/L

Сдвигающее горизонтальное воздействие волн на судно определяется, как и для взве­ши­ва­ю­ще­го вертикального воздействия для случаев стоячих, либо разбивающихся или для прибойных волн.

Рис. 8.Графики значений коэффициентовК_l

Расчет силы бокового волново­го давления от действия стоячих волн выполняется по формуле

(14)

где К_в,К₅,h_в— см. формулу (10.10)

К_сн— коэффициент, равный 1 при δ_волн= 45÷135°; 0,9 — при δ_волн= 30° и 150°; 0,7 — при δ_волн= 0÷15° и 165÷180°;

К₂— коэффициент, определяемый по графику на рис. 10.9

γ_в— плотность воды, принимается 1 т/м³;

δ_волн— курсовой угол бега волн, град;

ν_волн— угол между направлением движения волн и направлением действия стягивающего усилия, град;

L— длина судна, м;

d_ср— средняя осадка судна на мели, м.

Если в месте посадки судна на мель наибольшее боковое давление создается действием разбивающихся или прибойных волн, сила такого давления определяется по формуле

(15)

где К_в, γ_в,h_в,L, δ_волн, ν_волн,d_ср иК— см. в формулах (10) и (14).

В формулах (10.14) и (10.15) Lsinδ_волнможет оказаться меньше значенияВ— ширины судна. В этих случаях значениеLsinδ_волннужно заменить значениемВ.

В расчетах при снятии аварийного судна с мели необходимо откорректировать значение опорной реакции грунта R_А на величинуполученного взвешивающего давления,,, рассчитанного по одной из формул (10–13):

(или; или), кН (16)

где R— опорная реакция грун­та (кН) с учетом взве­шивающего давления волны.

Рис. 9.Графики значений коэффициентовК₂

Требуемое стягивающее усилиеТ_стпри наличии ветра и вол­не­ния также необходимо откор­рек­тировать на величину силы ветрового давления и силы бокового волнового давления, прибавляя эту величину кТ_стили отнимая ее отТ_ств зависимости от их направления относительно направления стягивающего усилия (см. главу 9 и формулу 10.9).

В зависимости от характера посадки и наличия средств для снятия судна с мели пользуются различными способами: работой своих машин; откачкой балласта или приемом балласта для изменения дифферента и крена; перемещением груза по длине судна; частичной или полной разгрузкой судна; завозом якорей; буксировкой или разворотом другими судами; использованием судоподъемных средств.

В процессе спасательной операции возникает необходимость выполнения специальных работ по заделке пробоин, откачке воды судами-спасателями, размыве грунта и подготовке каналов в грунте, водолазных работ и подготовке подводных взрывов. Как правило, применяют одновременно несколько способов: диффе­рен­то­ва­ние, разгрузку, размыв, буксировку и др.