- •1. Ходовые и тормозные качества судов
- •1.1. Составляющие сопротивления движению судна на спокойной воде
- •1.2. Полное сопротивление воды движению судна
- •1.3. Дополнительное сопротивление движению судна
- •1.4. Мощность силовой установки. Тяга винта
- •1.5. Ходовые характеристики винтовых судов
- •1.6. Тормозные характеристики судов
- •1.7. Торможение с помощью винта
- •Тормозные пути одновинтовых судов
- •1.8. Сокращение тормозного пути
- •2. Управляемость
- •2.1. Понятие управляемости. Силы и моменты, действующие на судно при перекладке руля
- •2.2. Особенности движения судна во время циркуляции
- •2.3. Элементы циркуляции транспортных судов
- •2.4. Влияние на управляемость совместной работы винта и руля.
- •2.5. Особенности управляемости судов, оборудованных врш и подруливающими устройствами
- •2.6 Особенности управляемости многовинтовых судов
- •2.7. Влияние ветра на управляемость судна
- •2.8. Потеря управляемости при ветре
- •2.9. Разворот одновинтового судна при ветре
- •3. Управление судами на стесненных фарватерах, в узкостях, каналах и на реках
- •3.1. Явления, сопровождающие движение судна на мелководье
- •3.2. Гидромеханическое взаимодействие между судами во время расхождения вблизи друг друга
- •3.3. Особенности управления судами в каналах
- •3.4. Обеспечение безопасности плавания в узкостях
- •3.5. Особенности управления судами при плавании на реках
- •3.6. Проводка судов под мостами
- •4. Стоянка судов на якорях и бочках
- •4.1. Держащая сила якорей
- •Значения коэффициентов держащей силы
- •4.2. Общие требования к постановке судна на якорь
- •4.3. Способы постановки на якорь
- •4.4. Съемка с якоря
- •4.5. Постановка судов на бочки
- •5. Швартовные операции
- •5.1. Безаварийный контакт судна с причалом в процессе швартовных операции
- •5.3. Отход судна от причала
- •5.4. Использование буксиров при швартовных операциях
- •5.5. Особенности использования подруливающих устройств при швартовных операциях
- •5.6. Обеспечение безопасности стоянки судов у причалов
- •5.7. Швартовка судов в море
- •6. Обеспечение безопасности плавания
- •6.1. Основные сведения о волнах
- •6.2. Факторы, воздействующие на судно во время шторма
- •6.3. Опрокидывание судов на попутном волнении
- •6.4. Слеминг
- •6.5. Качка судов
- •6.6. Влияние на качку курса и скорости судна
- •6.7. Повороты в условиях шторма
- •7. Буксировка судов
- •7.1. Требования к буксирной линии
- •7.3. Расчет длины стальной буксирной линии
- •7.4. Расчет длины буксирной линии из синтетического каната
- •7.5. Аварийная буксировка
- •Сопротивления буксируемого судна
- •7.6. Крепление буксирного каната
- •7.7. Управление судами во время буксировки
- •8. Снятие судов с мели
- •8.1. Характер сил, действующих на судно, находящееся на мели
- •8.2. Первоочередные меры при посадке судна на мель
- •8.3. Снятие судна с мели собственными силами, средствами
- •8.4. Снятие судна с мели с помощью другого транспортного судна
- •9. Обеспечение безопасности плавания судов во льдах
- •9.1. Организация вахтенной службы и наблюдения за корпусом судна при плавании во льдах
- •9.2. Управление судном в одиночном плавании
- •9.3. Меры предосторожности при плавании вблизи берегов и в условиях ограниченной видимости
- •9.4. Плавание в составе каравана
- •9.5. Выбор скорости движения и дистанции между судами в караване
- •9.6. Управление судном при плавании в канале за ледоколом в припайных, дрейфующих, сплоченных и разреженных льдах
- •9.7. Подготовка к буксировке и управление судном при буксировке ледоколом
- •9.8. Управление судном при околках ледоколом
- •9.9. Плавание в караване при ограниченной видимости
6.4. Слеминг
Ударные повторяющиеся гидродинамические нагрузки, действующие в носовой части судна в условиях интенсивной килевой качки при плавании навстречу волнению, называют слемингом.
Различают днищевой слеминг, зависящий от формы поперечных сечений днища судна в носовой части, и бортовой, определяемый развалом бортов в носовом районе палубы.
Днищевой слеминг наблюдается, как правило, у судов в балласте, с большим дифферентом на корму или имеющих полные обводы и плоское днище в носовой части; бортовой — наоборот, у судов в грузу и с сильно выраженной килеватостью.
Бортовой слеминг не приводит к повреждению обшивки и набора корпуса, но вызывает в корпусе сильные вибрации.
Основной причиной слеминга является совместное действие вертикальной и килевой качки. Наибольший слеминг наблюдается в условиях резонанса, когда частота килевой качки приближается к частоте собственных колебаний судна в продольной плоскости. Это имеет место при λ/L≈1, где λ — длина волны; L — длина судна. При λ/L>1,5 и λ /L-<0,75 слеминг практически отсутствует.
Начало слеминга определяется также скоростью судна относительно волн. Скорость, при которой при прочих равных условиях слеминг не наблюдается, зависит от высоты волны и отношения λ/L. Чем больше высота волны и чем ближе λ/L к единице, тем в большей мере необходимо снизить скорость судна.
Практически допустимой силой ударов при слеминге считается такая сила, при которой удары еще терпимы для экипажа. В противном случае необходимо уменьшить ход или изменить курсовой угол волны.
6.5. Качка судов
Качкой называют колебательные движения судна под воздействием внешних сил.
При изучении колебаний судна различают качки на тихой воде и на волнении. Колебания судна на тихой воде возникают под действием однократно приложенного к корпусу судна момента внешних сил и называются собственными, или свободными. Период свободных колебаний зависит от массы, размеров и начальной метацентрической высоты судна. Под влиянием сил сопротивления воды свободные колебания со временем затухают. От периода свободных колебаний зависит качка судна на взволнованном море.
В практических целях период свободных колебаний бортовой качки определяют по приближенной формуле
, (6.2)
где T2 — время, в течение которого судно совершает одно полное
колебание;
k —коэффициент, равный: для пассажирских судов 0,71-
0,75; для грузовых судов 0,81;
В — ширина судна, м;
h — поперечная метацентрическая высота, м.
В Информации капитану по остойчивости судна содержатся графики зависимости свободных колебаний от метацентрической высоты и водоизмещения (осадки), по которым Т2 определяется с высокой точностью.
Приближенная формула для определения свободных колебаний килевой и вертикальной качки
, (6.3)
где Tср — осадка судна, м.
На взволнованном море качка происходит под воздействием волн. Возмущающей силой является сила поддержания, направленная перпендикулярно поверхности волнового склона. Если волнение регулярное, возмущающая сила действует на корпус со строгой периодичностью и судно колеблется во всех своих плоскостях с частотой следования волн. Такие колебания называются вынужденными. Они подчиняются закономерности
Θ=Θmsin(ωt-β),
где Θm— амплитуда перемещения судна из положения равновесия в одно из крайних положений;
β — отставание фазы наклонения судна от фазы волнового склона.
Амплитуда колебаний без учета сил сопротивления среды определяется выражением
, (6.4)
где q — коэффициент меньше единицы, учитывающий присоединенные массы воды.
Из формулы (6.4) видно, что крен судна во время качки зависит от отношения T2/τ и крутизны волны α0
Рис.
6.5. График относительной
амплитуды бортовой качки
Амплитудная кривая 2 показывает, что особенно резкое увеличение амплитуды происходит при соотношении 0,7≤T2/τ≤1,3. Этот диапазон периодов называется зоной усиленной качки.
При изменении соотношения периодов свободных и вынужденных колебаний изменяется не только амплитуда, но и фаза колебаний судна, что сказывается на его поведении на волнении.
Н
Рис.
6.6. Бортовая качка на регулярном волнении:
а
— дорезонансный режим качки;
б — качка во время резонанса;
в — послерезонансный режим качки
1. Дорезонансный режим качки. Период качки много больше периода свободных колебаний τ≥T2. Сдвиг фаз волны и судна отсутствует, т. е. β=0. Судно качается в согласии с волной, т. е. плоскость палубы остается параллельной волновому склону. Крен судна может быть значительным, но не больше максимального угла волнового склона α0. Этот случай имеет место при длинных волнах (с очень большим периодом) или при малом периоде собственных колебаний (при большой начальной остойчивости).
2. Условие резонанса τ=T2. Судно качается со сдвигом по фазе по отношению к волне, близким к 90°, т. е. β=90°. Наибольший крен имеет место на вершине и на подошве волны, где угол волнового склона α равен нулю. Качка судна стремительная. У низкобортных судов возможно поступление больших масс воды на палубу.
3. Послерезонансный режим τ≤T2 бывает при коротких вол-
нах или больших периодах собственных колебаний (у судов с малой начальной остойчивостью). Амплитуды качки весьма малы, но судно может испытывать сильные удары волн в борт и заливание палубы.
Рассмотренные закономерности относились к бортовой качке судна, но они справедливы и для килевой качки. Специфика состоит в том, что период собственных колебаний в продольной плоскости весьма мал и поэтому килевая качка при плавании навстречу волнению, как правило, происходит в условиях резонанса, при которых существенно возрастают динамические нагрузки, заливаемость и дополнительное сопротивление, уменьшающие ход.