«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е.АЛЕКСЕЕВА»

Кафедра: «Кораблестроение и авиационная техника»

ОТЧЕТ

по дисциплине «Основы кораблестроения»

Выполнил: Бормотов А. Д.

Группа: 15-КС-1.

Проверил: Зуев В. А.

Нижний Новгород, 2018

Введение

Данное задание посвящено анализу условий плавания и тенденций развития судов проектируемого типа, а также созданию основы дальнейших исследований по проектированию судна, соответствующего требованиям технического задания.

1. Реферат

1.1 Анализ технического задания

В моем техническом задании курсового проекта указан класс Регистра судна - КМ ★ Ice2 R2 1 AUT2:

1) КМ ★ - судно самоходное соответствует правилам Российского морского регистра судоходства (РМРС)

2) Ice2 - знак ледового усиления; данный знак означает: Самостоятельное плавание в мелкобитом разреженном льду неарктических морей и в сплошном льду за ледоколом при толщине льда до 0,55 м.

3) 1 - знак деления на отсеки; означает, что при затоплении одного любого отсека судно остается на плаву и хотя бы частично выполняет функции

4) R2 - знак ограничения района плавания; означает: Допускается плавание в морских районах с высотой волны 3-процентной обеспеченности 7,0 м с удалением от места убежища не более 100 миль.

5) AUT2 - знак автоматизации; означает: Объем автоматизации позволяет эксплуатацию механической установки одним оператором из ЦПУ без постоянного присутствия обслуживающего персонала в машинных помещениях.

1.2 Анализ условий плавания

Рисунок 1. Район плавания проектируемого судна

Балтийское море:

Высота волн: по сравнению с другими морями волнение на Балтийском море незначительно. В центре моря встречаются волны высотой до 3,5 метров, иногда выше 4 метров. В мелководных заливах высота волн не превышает 3 метров, но они круче. Однако нередки случаи образования больших волн, высотой более 10 метров, в условиях, когда штормовые ветра формируют волны, идущие с глубоководных районов к мелководью. Например, в районе банки Эландс-Седра-Грунт инструментально зафиксирована высота волны 11 метров. Небольшая солёность поверхностного слоя способствует быстрому изменению состояния моря. В зимних условиях плавания судам угрожает обледенение. Данные особенности Балтики наряду с высоким уровнем судоходства, большим количеством навигационных опасностей делают навигацию в этом море довольно сложной;[1]

Ветровые условия: в открытом море в течение всего года господствуют ветры от W, SW и S. Из ветров других направлений нередки ветры от Е и N.

На побережье в большинстве пунктов преобладают ветры от SW (повторяемость 15-35 %), W (15-30 %) и S (15-30 % ).

Из ветров других направлений на побережье Финского залива с мая по июль часто отмечаются ветры от NW (20-30 %), а с сентября по апрель - от SE (15-25 % ). В некоторых пунктах на южном побережье моря с марта по май нередки ветры от Е (15-25 %). На побережье Ботнического залива с апреля по август довольно часто наблюдаются ветры от NE (25-30 %) и NW (15-25 %), а с сентября по март - от N (15-20 % ). В районе маяка Гесер (54°34' N, 11°58' Е) и города Гётсборг (57°41' N, 11°53' Е), кроме преобладающих ветров от SW и W, с января по апрель - май нередки ветры от Е (15-25 %). На северном побережье пролива Скагеррак в некоторых пунктах с октября по май преобладают ветры от NE (20-25 % ) и Е (10-25 %).

Средняя месячная скорость ветра повсеместно составляет 3-7 м/с, причем осенью и зимой она больше, чем весной и летом. В вершине Ботнического залива в районе порта Хернёсанд, а также на северном побережье пролива Скагеррак в районе портов Осло и Стрёмстад средняя месячная скорость ветра около 2 м/с.

Летом на побережье хорошо выражен суточный ход скорости ветра. Как правило, наименьшая скорость ветра отмечается ночью и утром, а наибольшая после полудня.

Штили наблюдаются редко. Повторяемость их в открытом море, как правило, колеблется от 1 до 8 %, а в вершине Финского и Ботнического заливов увеличивается до 10-25 %. На побережье в большинстве пунктов она составляет 1-7 %; исключением являются пункты, расположенные в вершинах заливов и фьордов. Так, например, в районе портов Карлсхамн, Марианхамина, Гётеборг, Осло и Стрёмстад повторяемость штилей в отдельные месяцы достигает 15-25 %.

Ветры со скоростью 15 м/с и более в открытом море чаще всего наблюдаются с октября по февраль, когда их повторяемость составляет 5-10%. В остальные месяцы она не превышает 5%. На побережье среднее месячное число дней со скоростью ветра 15 м/с и более в большинстве пунктов менее 6; в районе порта Осло такие ветры не отмечаются в течение всего года. На побережье Финского залива в районе порта Ханко (59°49' N, 22°58' E), а также на побережье Ботнического залива в районе маяков Меркет (60°18' N, 19°08' Е), Сельгрунд (62°20' N, 21°12' Е) и Сельшер (60°25' N, 19°35' E) с сентября-октября по март среднее месячное число дней со скоростью ветра 15 м/с и более достигает 8-16. Повторяемость ветра со скоростью 17 м/с и более в открытом море с октября по март составляет 3-5 %, в остальные месяцы не превышает 2%. На побережье такие ветры наблюдаются с октября по февраль - март: в среднем 1-2 дня за месяц.

В описываемом районе возможны сильные штормы и ураганы.

Направление штормовых ветров в восточной части Балтийского моря зависит от траектории циклонов. При прохождении циклонов севернее Финского залива отмечаются штормовые ветры от S и SW с последующим переходом к W и NW. При прохождении циклонов южнее Финского залива наблюдаются штормовые ветры от NE и Е. Штормы обычно продолжаются одни сутки, но в редких случаях осенью - трое суток.

В южной части моря зимой преобладают штормовые ветры от SW и W, а летом - от NW. Чаще всего отмечаются штормы продолжительностью 6-11 ч; с октября по март штормы иногда длятся двое суток, причем наибольшей продолжительности достигают штормы 5 от SW.

В Ботническом заливе штормовые ветры обычно дуют от S и SW с последующим переходом к W и NW.

В целом для восточной и южной частей моря, а также для Ботнического залива характерно преобладание штормовых ветров от S и SW. ) В районе проливов Зунд, Большой Бельт, Малый Бельт и Каттегат осенью и зимой возможны штормовые ветры любого направления, а весной и летом - от NW и W.

В северной части пролива Скагеррак зимой преобладают штормовые ветры от NE, а летом - от SW. Часты также штормовые ветры, от Е и SE. Ветры от SE обычно порывистые, нередко сопровождаются дождем и вызывают в проливе сильное волнение. Штормовые ветры от W и NW могут достигать большой силы; иногда они сопровождаются снегом или градом. Штормовые ветры от N в некоторых случаях продолжаются несколько дней подряд, вызывая в проливе сильное волнение.

Летом в описываемом районе довольно часты шквалы, сопровождающиеся грозами.

Бризы в Балтийском море наблюдаются в теплое время года преимущественно с мая по сентябрь. Особенно хорошо бризовая циркуляция выражена в заливах и бухтах. Так, на побережьях Финского, Рижского и Ботнического заливов летом отмечается около 10 дней с бризом за месяц.

Морской бриз возникает незадолго до полудня; после полудня скорость его достигает 8 м/с, а перед заходом солнца он стихает. Береговой бриз слабее морского. Начинается он после захода солнца, а кончается утром. На побережье Швеции морской бриз распространяется в глубь суши на 70 км, а береговой - в сторону моря на 8 миль. На северо-западном побережье пролива Скагеррак в тихие летние дни отмечается бриз, известный под местным названием "solgangsver". Он начинается вскоре после восхода солнца, дует сначала от Е, затем в течение дня изменяет свое направление по часовой стрелке и в конце дня дует от SW.

Ледовые условия: Средняя толщина льда в описываемом районе невелика (0,1 - 0,3 м), но в суровые и очень суровые зимы она может увеличиваться до 0,8 м, а иногда до 1 м.

Глубины судового хода: Балтийское море находится в пределах материкового шельфа. Средняя глубина моря 51 метр. В районах отмелей, банок, около островов наблюдаются небольшие глубины (до 12 метров). Имеется несколько котловин, в которых глубины достигают 200 метров. Самая глубокая котловина — Ландсортская (58°38′ с. ш. 18°04′ в. д.) с максимальной глубиной моря — 470 метров. В Ботническом заливе максимальная глубина — 293 метра, в Готландской котловине — 249 метров.

Данные от 13 октября 2017 года: ветер юго-западный 5-10 м/с с порывами 12-17 м/с, высота волн 0,5-2,5 м. [2]

Северное море:

Высота волн: в осенне-зимнее время над морем часто проходят циклоны. Они сопровождаются сильными ветрами, которые вызывают штормовое волнение. В это время волны достигают высоты 11 м и выше. В большинстве же случаев осенью и зимой наблюдаются волны высотой 2—4 м, значительно реже — 7— 9 м. Из-за преобладающих западных ветров здесь развивается волнение преимущественно западных направлений. Повторяемость и сила волнения убывают с северо-запада на юго-восток.

В весенне-летнее время прохождение циклонов сопровождается менее сильными ветрами и относительно слабым волнением. Преобладающая высота волн — около 2 м, чаще наблюдаются штили. В эти сезоны волнение может быть любого направления. При довольно частом прохождении циклонов на море возникает толчея. После ветрового волнения часто наблюдается зыбь. В течение года преобладает слабая и умеренная зыбь. У приглубых берегов развит прибой. Благодаря этому образуется широкая прибойная полоса, которая служит отличительной чертой значительной части побережья Северного моря.

Величина прилива в Северном море в общем уменьшается с севера на юго-восток. У берегов на их высоту влияют рельеф дна и конфигурация берега. Наиболее высокие приливы (6—8 м) наблюдаются в Па-де-Кале, в западной части материкового берега они равны 4—5 м, у Скандинавии — порядка 1 м, на восточном побережье Великобритании высоты приливов находятся в интервале от 2 до 4,6 м.

Ветровые условия: над морем преимущественно дуют ветры юго-западного и близких к ним направлений, на их долю приходится 70—80% ветров. На севере между Шетландскими островами и Скандинавией зимой довольно часто (повторяемость 25—30%) наблюдаются южные ветры. Ветры других направлений над морем отмечаются сравнительно редко.

Зимнему сезону свойственны наиболее сильные ветры. В среднем за месяц скорости ветров равны 5—6 м/с, причем они заметно увеличиваются с юго-востока на северо-запад. В северной части моря средняя скорость ветра достигает 9—10 м/с. Вместе с тем в это время года часто дуют сильные штормовые ветры, скорости которых равны 25—30 м/с, а наибольшие — 30—35 м/с. Столь сильные ветры отмечаются только в северной части моря, в районе Шетландских и Оркнейских островов, и вызваны они главным образом прохождением глубоких циклонов. Для Северного моря характерна активная циклоническая деятельность. В каждый зимний месяц (декабрь — февраль) отмечается прохождение примерно 4 циклонов. Они движутся преимущественно с запада и юго-запада на восток. Антициклоны менее типичны для Северного моря. Они наблюдаются примерно 2 раза в месяц.

В прибрежной зоне развиваются местные ветры, направление и скорость которых связаны с особенностями рельефа и конфигурации береговой полосы. Местные ветры наиболее отчетливо выражены у гористых берегов Скандинавии.

Скорость ветров осенью увеличивается до 7—9 м/с у Шетландских островов, до 4—7 м/с на востоке и юго-востоке моря и до 3—5 м/с у берегов Великобритании. Со второй половины осени увеличивается повторяемость штормов, которая в центральных и северных районах моря достигает 50%, а в некоторые годы и превышает эту величину. Штормовая деятельность усиливается в основном за счет увеличения числа глубоких циклонов, проходящих над Северным морем в осенние месяцы.

Ледовые условия: из-за положения Северного моря в умеренных широтах и отепляющего влияния Атлантики почти на всем пространстве моря отсутствуют льды. Лишь у восточных берегов в пределах Дании, ФРГ, Нидерландов в суровые зимы образуется лед, и то только в конце декабря — начале января. В заливах и бухтах встречается припай толщиной до 15 см, у открытых берегов наблюдается тонкий, быстро разрушающийся плавучий лед.

У берегов Скандинавии в очень суровые зимы в отдельных фьордах наблюдается плавучий лед. У берегов Великобритании лед встречается в исключительно редких случаях. В открытых районах моря лед не появляется даже в очень суровые зимы. К концу февраля лед исчезает в большинстве прибрежных пунктов, а в первой декаде марта от него окончательно очищается все море.

Глубины судового хода: дно неглубокого Северного моря характеризуется пологим наклоном с юга на север и весьма расчлененным рельефом, отличительная черта которого — наличие многочисленных банок и котловин, особенно в его южной части, где преобладают глубины 20— 50 м. Ограниченная изобатой 50 м, она занимает почти 1/3 площади моря и изобилует подводными грядами, отмелями и небольшими узкими ложбинами. Эти формы рельефа отчетливо выражены близ залива Уош, в Дуврском проливе и прилегающих к ним районах. Кроме того, в южной части моря находятся банки: Грейт-Фишер с глубиной над поверхностью 48 м, Ютландская банка с глубиной около 18 м и группа менее значительных отмелей возле берегов Англии с глубинами около 5 м (Уэлл, Леман и др.). Среди многих понижений дна южной части моря наиболее значительна ложбина Аутер-Сильвер-Пит, разделяющая южные и центральные районы Северного моря. Она простирается в широтном направлении и имеет глубины около 90 м.

К северу от этой ложбины, в центральной части моря, расположена Доггер-банка — самая обширная из подводных банок Северного моря. Она простирается примерно с юго-запада на северо-восток в широтах 54°30'—56°00' с.ш. Ее наибольшая глубина 98 м, наименьшие — 14—18 м. Длина банки превышает 250 км, ширина достигает 30 км.

В северной, более глубокой части моря (где глубины в основном превышают 100 м), к северу от Доггер-банки расположена довольно глубокая впадина Девилс-Хол (237 м). Рельеф дна северной части не такой пересеченный, как в южном и центральном районах, но и здесь встречается немало подводных понижений и возвышенностей.

Наиболее обширная и глубокая впадина Северного моря — Норвежский желоб, идущий вдоль юго-западного побережья Скандинавии и продолжающийся далее в проливе Скагеррак, где он имеет максимальную глубину 809 м. Склоны желоба, прилегающие к Скандинавскому побережью, круче мористых. Довольно обширный участок моря, ограниченный изобатой 150 м, представляет собой равнину, пересеченную многочисленными понижениями и повышениями дна. Размеры их различны: от сотен метров до нескольких километров, а иногда и до десятков километров. Однако связанные с ними изменения глубин невелики. Относительное превышение дна редко достигает 100 м. Лишь над отдельными банками глубины уменьшаются до 70—80 м. К ним относится, например, банка Викинг (73 м), расположенная у северной границы моря. На северо-западе моря возвышения дна окружают Оркнейские и Шетландские острова. Глубины здесь в основном не превышают 100 м. Сложный рельеф Северного моря, существенно различающийся в южной и северной частях, — важная природная особенность этого моря.[3]

Данные от 24 октября 2017 года:ветер южный 6-11 м/с, высота волн 1-1,5 м.

Пролив Скагеррак: По характеру глубин пролив Скагеррак делится на две части: глубоководную северную и сравнительно мелководные южную и восточную. Северная часть пролива представляет собой восточный конец так называемого Норвежского желоба, опоясывающего южную оконечность Скандинавского полуострова. Изобата 200 м, условно принимаемая за границу Норвежского желоба, идет сначала почти посредине пролива, с запада на восток, затем на север в 20-25 милях от восточного берега пролива, а далее склоняется на юго-запад и идет в расстоянии около 5 миль от его северного берега. В пределах Норвежского желоба глубины равномерно увеличиваются к его середине; наибольшая глубина в желобе 720 м (58°16' N, 9°32' Е) является одновременно наибольшей глубиной в проливе Скагеррак.

В южной части пролива Скагеррак, прилегающей к его южному берегу, от желоба глубины постепенно уменьшаются по направлению к берегу; изобата 20 м проходит здесь в расстоянии до 20 миль от береговой линии. В восточной части пролива, прилегающей к его восточному берегу, глубины убывают неравномерно; большие глубины здесь подходят вплотную к внешним шхерным островам и скалам, лежащим почти всюду в пределах изобаты 50 м. Во входе в залив Осло-фьорд расположена впадина с глубиной 460 м.[4]