Список литературы

1. Управление судном: Учебник для вузов. С.И. Демин, В.И. Жуков, В.А. Кубачев, и др. / под редакцией В.И. Снопкова. – М.: «Транспорт», 1991.

2. Погосов С.Г. «Швартовка крупнотоннажных судов». – М.: «Транспорт», 1975.

3. Судовые устройства: Справочник (под редакцией М.Н. Александрова). – Л.: «Судостроение», 1967.

4. СНИП (строительные нормы и правила) Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения. – М. «Госстрой СССР», 1976.

Расчет швартовки судна к причалу лагом с отданным якорем

1. Теоретическое обоснование

Швартовка лагом с отданным якорем производится при прижимном ветре. Для удержания судна при движении лагом к причалу предполагается потравливать якорь-цепь и руль перекладывать в сторону причала, воздействуя на него винтовой струей, т.е. давая ход вперед на короткие промежутки времени.

Уравнения равновесного положения судна лагом к причалу можно записать в следующем виде (рис.1)

(1.1)

где Z– натяжение якорной цепи, кгс;

–рулевая сила (боковая составляющая сил давления винтовой струю, винта работающего на передний ход), кгс;

–боковая составляющая сил давления ветра на надводную площадь парусности, кгс;

–расстояние от центра тяжести судна до клюза якорь-цепи, м;

–расстояние от центра тяжести судна до оси баллера руля;

=– ветровой момент, где– расстояние от ЦТ судна до центра парусности, кгм;

В системе уравнений (1.1) два неизвестных: натяжение якорь-цепи и величина рулевой силы , необходимая для обеспечения движения судна лагом. Решая эту систему, находим силу натяжения якорь-цепи:

(1.2)

рулевую силу:

(1.3)

Рис. 1. Схема сил, действующих на судно

2. Порядок расчета

Необходимо определить:

1. Силу ветрового воздействия,

2. Силу натяжения якорной цепи,

3. Рулевую силу,

4. Необходимый угол перекладки руля для обеспечения движения судна лагом, 

1) Боковую составляющую силы давления ветра определяем по формуле:

, кгс (2.1)

где – безразмерный аэродинамический коэффициент (примем= 1,2);

–массовая плотность воздуха (= 0,125);

А  – боковая площадь парусности, м²;

–скорость ветра, м/с;

–курсовой угол ветра относительно судна.

2) Момент силы давления ветра относительно ЦТ судна:

=, кгм (2.2)

3) Силу натяжения якорной цепи определим по формуле:

кгс (2.3)

где ,– боковая составляющая силы давления ветра и её момент относительно ЦТ судна (определены выше);

–расстояние от ЦТ судна до точки приложения рулевой силы по горизонтали, м;

–расстояние от ЦТ судна до якорного клюза по горизонтали, м;

γ  – угол между линией действия силы натяжения якорной цепи и плоскостью миделя.

4) Рулевую силу определим по формуле:

кгс (2.4)

5) Определим необходимый угол перекладки руля для движения судна лагом из формулы:

тогда

рад (2.5)

где – поперечная рулевая сила;

–безразмерный гидродинамический коэффициент поперечной рулевой силы;

–массовая плотность воды (= 104,5);

–площадь пера руля, м²;

–скорость набегающего на руль потока, создаваемого винтовой струей, м/с.

3. Анализ полученных результатов

Полученные значения силы натяжения якорной цепи и угла перекладки руля  необходимо сравнить с допустимыми, т.е. F_я и _доп, где F_я = GK_я , а _доп = 35.

Сила натяжения якорь-цепи должна быть меньше держащей силы якоря, то есть:

Z  F_я , Z  G K_я + q_цlf

где G  – вес якоря, кг;

K_я  – коэффициент держащей силы якоря;

l  – длина якорной цепи, лежащей на грунте, м;

q_ц  – погонный вес 1м якорной цепи, кг;

f  – коэффициент трения материала цепи о грунт, f = 0,36.

Угол перекладки руля  должен быть не больше допустимого, который зависит от особенностей рулевого устройства конкретного судна, для большинства морских судов допустимый угол перекладки руля _доп = 35.