Учебное пособие: Теория и практика управления судном

Содержание

Пояснительная записка

Образец титульного листа

Контрольная работа №1

Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении

Расчет безопасной якорной стоянки

Учет инерции судна при швартовных операциях и определение положения мгновенного центра вращения неподвижного судна

Расчет увеличения осадки судна от крена, изменения плотности воды, проседания на мелководье и расчет безопасной ширины фарватера

Контрольная работа №2

Определение положения судна относительно резонансных зон, длины волны и построение резонансных зон

Буксировка судов

1 Расчет однородной буксирной линии

2 Расчет неоднородной симметричной буксирной линии

3 Расчет неоднородной несимметричной буксирной линии

4 Определение высоты волн для безопасной буксировки

5 Определение весовой игры буксирной линии

Снятие

1 Снятие судов с мели стягиванием

2 Снятие судов с мели способом отгрузки

3 Снятие судна с мели при наличии крена, когда внешняя

кромка банки лежит позади миделя

4 Снятие судна с мели дифферентованием в случае, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью

киля имеется достаточный запас глубины

5 Снятие судна с мели с помощью выгрузки после предварительного перемещения груза с носа в корму, когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин

6 Снятие судна с мели дифферентованием, если часть груза снята, и когда лишь носовая часть киля лежит на грунте, а под остальной частью киля имеется достаточный запас глубин

7 Снятие судна с мели при отсутствии запаса глубины под килем с учетом работы машины на задний ход

8 Определение начальной скорости буксировщика при снятии с мели способом рывка

Пояснительная записка к выполнению контрольных работ

Студенты 5-го и 6-го курса заочной формы обучения по дисциплине «Теория и практика управления судном» согласно учебному плану должны выполнить 2 контрольные работы: №1 - на 5-м курсе и №2 - на 6-м .

Номер первой задачи выбирается по последней цифре шифра, а все последующие номера задач определяются путем прибавления к номеру первой задачи числа 10. Например: номер первой задачи 8, второй – 18, третьей - 28 и т.д.

Для всех видов задач приведены примеры их решения.

При выборе примера для решения задач, связанных с пассивным и активным торможением, следует обратить внимание на конструкцию винта (ВФШ, ВРШ) и на начальную скорость торможения.

При вычислениях записи делаются по форме: формула - числовое значение величин (без промежуточных вычислений) - результат.

При графическом решении задач на диаграммах и номограммах, последние должны быть приложены к контрольной работе.

На чистом поле листов диаграмм и номограмм надлежит указать фамилию студента и номер задачи.

Листы контрольной работы должны быть пронумерованы и подшиты.

Образец титульного листа прилагается.

Контрольная работа должна быть зарегистрирована на кафедре и передана для проверки преподавателю до начала экзаменационной сессии.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ

імені гетьмана Петра Конашевича-Сагайдачного

Зразок

Контрольна робота № 1

з дисципліни:

“Теорія і практика управління судном”

Студента 5 курсу

заочної форми навчання

факультету судноводіння

Разгуліна В.В.

шифр 057040

Київ-2007

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Тема: “Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна”

Примеры решения

Пример 1

Определить время падения скорости до V = 0,2 · V_o судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна).

Масса судна m = 10000т, скорость полного хода V_o = 7,5 м/с, сопротивление воды при скорости V_o R_o = 350 кН, начальная скорость V_н = 7,2 м/с.

Решение.

1. Масса судна с учетом присоединенных масс воды

m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

S_о =

3. Продолжительность первого периода (до остановки винта)

t₁ = 2,25

4. Скорость в конце первого периода V₁ = 0,6V_o , когда останавливается винт

V₁ = 0,6 V_o = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

5. Расстояние, пройденное в первом периоде, принимая =0,2

S₁ = 0,5 S_o ℓn = 0,5·1768·ℓn

6. Во время второго периода (от скорости V₁ = 4,5 м/с до скорости

V = 0,2 V_о = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с)

где =0,5 - коэффициент сопротивления для ВФШ

7. Расстояние, пройденное во втором периоде

8. Время свободного торможения

t_в = t₁ + t₂ = 115 + 524 = 639 ≈ 640 с

9. Выбег судна

S_в = S₁ + S₂ = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.

- в радианах

Пример 2

Определить время падения скорости до V = 0,2 V_о судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна), если свободное торможение осуществляется на скорости V_н ≤ 0,6 V_o

m = 10000 т, V_o = 7,5 м/с, R_o = 350 кН, V_н = 4,0 м/с

Решение

1. m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. S_о =

3. Определим скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V₁ = 0,6 V_o = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

4. Т.к. V_н < V₁ , то винт останавливается мгновенно.

5. V = 0,2 · V_o = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с

6. Время падения скорости от V_н = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с

где ε_вт = 0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ

V_н = V₁

7.Расстояние, пройденное при падении скорости от V_н = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с

Пример 3

Определить время падения скорости до V = 0,2 · V_о для судна с ВРШ и ГТЗА после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна).

m = 10000 т, V_o = 7,5 м/с, R_o = 350 кН, V_н = 7,2 м/с

Решение.

1. m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. S_о =

3. V = 0,2 V_o = 0,2 7,5 = 1,5 м/с

4. Время падения скорости до V = 1,5 м/с

где V₁ = V_н = 7,2 м/с ,

ε_вт ≈ 0,7 – коэффициент сопротивления для ВРШ

5.

Пример 4

Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС, если максимальный упор заднего хода Р_з.х. = 320 кН.

m = 10000 т, V_o = 7,5 м/с, R_o = 350 кН, V_н = 7,2 м/с

Решение

1. Масса судна с учетом присоединенных масс

m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

S_о =

3. Продолжительность первого периода (до остановки винта)

t₁ = 2,25

4. Скорость в конце первого периода V₁ = 0,6 V_o , когда останавливается винт

V₁ = 0,6 V_o = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

5. Расстояние, пройденное в первом периоде

S₁ = 0,5 S_o ℓn ,

где Р_е – тормозящая сила винта, работающего в режиме гидротурбины и составляющая примерно 0,2 R_o , т.е. = 0,2

S₁ = 0,5 1768 ℓn

6. Продолжительность второго периода

t₂ = , где V₁ = 4,5 м/с

Р_е = 0,8 Р_з.х. = 0,8 320 = 256 кН

t₂ =

7. Расстояние, пройденное во втором периоде

S₂ = 0,5 S_o ℓn т.к. к концу второго периода V = 0, то

S₂ = 0,5 S_o ℓn = 0,5 1768 ℓn

8. Время активного торможения

t_ι = t₁ – t₂ = 115 + 168 = 283 с

9. Тормозной путь

S_ι = S₁ + S₂ = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.

Пример 5

Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС после команды ЗПХ, если упор заднего хода Р_з.х. = 320 кН и торможение осуществляется со скорости V_н ≤ 0,6 V_o .

Масса судна m=10000т, скорость полного хода V_o =7,5 м/с, сопротивление воды на скорости V_o R_o =350 кН, начальная скорость V_н =4,0 м/с.

Решение

1. Масса судна с учетом присоединенных масс

m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

S_о =

3. Скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V₁ = 0,6 V_o = 0,6 7,5 = 4,5 м/с

4. В случае, если V_н ≤ V₁ = 0,6 V_o (V_н = 4,0 м/с, V₁ = 4,5 м/с), винт останавливается мгновенно и t₁ = 0; S₁ = 0.

5. Тормозящая сила винта

Р_е = 0,8 Р_з.х. = 0,8 320 = 256 кН

6. Время активного торможения

t = ,

где V₁ = V_н = 4,0 м/с

t = = 154 с

7. Тормозной путь

S = 0,5 S_o ℓn ,

где V₁ = V_н = 4 м/с

S = 0,5 1768 ℓn

Пример 6

Определить время активного торможения и тормозной путь судна с ВРШ и ГТЗА, если максимальный упор заднего хода Р_з.х. = 320 кН.

m = 10000 т, V_o = 7,5 м/с, R_o = 350 кН, V_н = 7,2 м/с

Решение

1. Масса судна с учетом присоединенных масс

m₁ = 1,1 m = 1,1 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

S_о =

3. Продолжительность активного торможения

,

т.к. к концу периода торможения V = 0, то

, где для ВРШ Р_е = Р_з.х. = 320 кН

4. Т.к. к концу периода торможения V = 0, то тормозной путь судна

S = 0,5 S_o ℓn , где V₁ = V_н = 7,2 м/с

S = 0,5 1768 ℓn

5.

Задачи

Определить время падения скорости до V = 0,2 V_о после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна)

Определить время активного торможения и тормозной путь после команды ЗПХ

Рекомендованная литература:

1. Сборник задач по управлению судами; Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 37 - 43.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация; Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 191 – 196.

3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 305 – 311.

4. С.И. Демин. Торможение судна. – М. Транспорт, 1975, стр. 5 – 18.

5. Управление судном. Под общей редакцией В.И. Снопкова. – М. Транспорт, 1975, стр. 5 – 12, 25-37.

Тема: “Расчет безопасной якорной стоянки”

Пример

Танкер водоизмещением ∆ = 84500 тонн, длина L = 228 м, средняя осадка d_ср = 13,6 м, высота борта Н_б = 17,4 м, масса якоря G = 11000 кг, калибр якорной цепи d_ц = 82 мм, глубина места постановки на якорь Н_гл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения V_т = 4 уз., угол между направлением течения и ДП θ_т = 20º, усиление ветра по прогнозу до u = 10-12м/с, угол между ДП и направлением ветра q_u = 30º. По судовым документам площадь проекции надводной части корпуса судна на мидель

А_u = 570 м² , то же на ДП В_u = 1568 м² .

Определить:

- длину якорной цепи необходимую для удержания судна на якоре;

- радиус окружности, которую будет описывать корма судна;

- силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.

Решение

1.Вес погонного метра якорной цепи в воздухе

q_о = 0,021 d_ц ² = 0,021 82² = 141,2 кг/м

2.Вес погонного метра якорной цепи в воде

q_w = 0,87 q_о = 0,87 141,2 = 122,84 кг/м

3. Высота якорного клюза над грунтом

Н_кл = Н_гл + (Н_б - d_ср ) = 30 + (17,4 – 13,6) = 33,8 м

4. Удельная держащая сила якоря дана в условии задачи: К =1,3

5. Необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и отрезка цепи, лежащего на грунте

, где:

а – длина части якорной цепи, лежащей на грунте; принимаем, а = 50 м;

ƒ - коэффициент трения цепи о грунт дан в условии задачи: ƒ=0,15

6. Определим силу ветра, действующую на надводную часть судна

R_A = 0, 61 Сх_а u² (А_u cos q_u + B_u sin q_u ), где

Сх_а – аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сх_а= 1,46

R_A = 0,61 1,46 12² (570 cos 30º + 1568 sin 30º) =163,850 кН = 16,7 m

7.Определим силу действия течения на подводную часть судна

R_т = 58, 8 В_т V_т ² sin θ_т , где:

В_т – проекция подводной части корпуса на ДП судна,

В_т ≈ 0,9 L d_cp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м²

V_т – скорость течения в м/с

V_т = 4 уз. ≈ 2 м/с

R_т = 58,8 2791 2² sin 20º = 224,517 кН = 22,9 m

8.Определим силу рыскания судна при усилении ветра

R_ин = 0,87 G = 0,87 11000 = 9,57 m = 93,882 кН

9.Сумма действующих на судно внешних сил

∑ R = R_А + R_т + R_ин = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН = 49,2 m

10.Определим минимальную длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре, при условии F_г = F_х = ∑ R (н) = 10 · G · К и коэффициенте динамичности К_д = 1,4

, где:

К = 1,3 – удельная держащая сила грунта,

q_w = 122,84 кг/м – вес погонного метра якорной цепи в воде

С целью обеспечения безопасности якорной стоянки надлежит вытравить

9 смычек = 225 м якорной цепи.

11. Определим горизонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта

x=

= 214,21 м ≈ 214 м.

Следовательно, длина цепи, лежащая на грунте составляет

а = 225 – 214=11м

12. Радиус окружности, которую будет описывать корма танкера

R_я = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м

13. Определим силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза

F₂ = 9,81 q_w

Задачи

Определить:

- длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре;

- радиус окружности, которую будет описывать корма судна;

- силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.

Рекомендованная литература:

1. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных, морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание.- Транспорт, 1983, стр.241-249.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных, морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 2-е издание.- М.Транспорт, 1975, стр.336-349.

3. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений. Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В, П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр.17-20.

4. Управление судном. Под общей редакцией В.И. Снопкова.-

М. Транспорт, 1991, стр. 206-221.

Тема: “Учет инерции судна при швартовных операциях и определение положения мгновенного центра вращения неподвижного судна”

Примеры решения

Пример 1

Определить инерционную характеристику судна t_{v 1} на скорости V_{H 1} = 7,2 м/с (14 уз.), если V_o = 7,5 м/с (14,6 уз.), а S_o = 2500 м.

Примечание: характеристика t_v численно равна времени падения скорости от V_H до 0,5 V_H при свободном торможении.

Решение

t_{v 1} = с = 4 м 42 с

Задачи

Определить инерционную характеристику t_v на скорости V_H .

Пример 2

Судно, следуя против течения, подходит к причалу со скоростью V_H ' = 3 уз. Относительно грунта. Скорость течения V_т = 2 уз.

Определить на каком расстоянии от причала дать СТОП, чтобы:

а) остановиться у причала без реверса двигателя на задний ход;

б) иметь скорость относительно причала не более V= 0,5 уз.

Инерционная характеристика t_v = 7 мин.

Решение

а) V_H = V_H ' + V_т = 3 + 2 = 5 уз.

Скорость относительно воды у причала:

V = V_т = 2 уз. ; ∆V = V_H – V = 5 – 2 = 3 уз.

S = кб

б) V_H = 5 уз.

Скорость относительно воды у причала

V = V_т + 0,5 = 2 + 0,5 = 2,5 уз.; ∆V = V_H – V = 5 – 2,5 = 2,5 уз.

S = кб

Задачи

Судно следует против течения к причалу со скоростью V_н относительно грунта. Определить на каком расстоянии от причала дать СТОП чтобы:

а) остановиться у причала без реверса двигателя на задний ход;

б) иметь скорость относительно причала не более V_уз.

Пример 3

Определить расстояние, на котором будет остановлено судно работой винта на задний ход ω_з.х. = 60 об/мин., если скорость судна перед дачей заднего хода V_H = 2 уз. Скорость полного хода V_о = 16 уз. Частота вращения винта при работе на полный задний ход ω_з.хо. = 105 об/мин. Инерционная характеристика S_о = 2500 м, тормозная характеристика = 0,9.

Решение

S_т = 1,3 α (1 + α) S_о

где α =

S_т = 1,3 0,025 (1 + 0,025) 2500 = 83 м

Задачи

Определить расстояние, на котором будет остановлено судно работой винта на задний ход с частотой вращения ω_з.х. , если скорость перед дачей заднего хода V_н . Известна тормозная характеристика судна Р_з.х. /R_о , соответствующая частота вращения винта на полный задний ход ω_з.хо., инерционная характеристика S_{о ,} скорость полного хода V_о.

Пример 4

Определить кинетическую энергию навала судна Д = 250000 тонн на докфиндер причала при скорости подхода V = 0,1 м/с, коэффициент энергии навала К_н = 0,9, коэффициент присоединенной массы μ = 0,35, g = 9,81 м/с² .

Решение.

W = κ_н тонн

Задачи

Определить кинетическую энергию навала судна

Пример 5

Под углом 90º к ДП судна подан буксир на расстоянии d = от центра тяжести судна (G) в корму. Длина судна L = 300 м. Определить расстояние (К) мгновенного центра вращения (О) от центра тяжести судна (G) и радиус, которым оконечность кормы судна опишет дугу вокруг мгновенного центра вращения.

Решение:

d = = = 100 м ; м ;

а = - d = - 100 = 50 м ; R = К + d + а = 56,25+100+50 = 206,25 м

Задачи

Определить положение центра вращения неподвижного судна и радиус, которым оконечность кормы опишет дугу вокруг мгновенного центра вращения

Рекомендованная литература:

1. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 57-62.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 284-286.

3. С.Г. Погосов. Швартовка крупнотоннажных судов. – М. Транспорт, 1975, стр. 67-72.

Тема: “Расчет увеличения осадки судна от крена, изменения плотности воды, проседания на мелководье и расчет безопасной ширины фарватера”

Примеры решения

Пример 1

І. Танкер длиной L = 174 м, шириной В = 23,5 м со статической осадкой Тсm = 9,8 м на ровном киле следует со скоростью V = 14 уз (7,2 м/с) на мелководье, Hгл = 14,8 м.

Определить суммарное увеличение осадки от крена судна θ = 3º, при изменении плотности воды от ρ₁ = 1,025 m/м³ до ρ₂ = 1,008 m/м³ при поправке на пресную воду ∆Т = 213 мм и от проседания на мелководье.

Решение

1. Увеличение осадки от крена

∆Ткр tg θ = tg 3º = 0,61 м

Формула используется при θ ≤ 8

2. Увеличение осадки от изменения плотности воды

∆Тпл = ·∆Т = 213 = 0,15 м

3. Увеличение осадки от проседания на мелководье

∆Т_v ´ = · при 1,5 < < 4

или ∆Т_v = при ≤ 1,4

где К_v – коэффициент, зависящий от см. таблицу

L/B К_v L/B К_v

4 1,32 8 1,17

5 1,27 9 1,15

6 1,23 12 1,1

7 1,19

= = 7,4 К = 1,18; ∆Т_v ´ = · = 0,84 м

4. Увеличение дифферента на корму при коэффициенте общей полноты корпуса ≤ 0,65

∆Тк = Кк ∆Т_v ´, где Кк – коэффициент, зависящий от см. таблицу

L/B Кк

3,5 – 5,0 1,5 – 1,25

5 – 7 1,25 – 1,1

7 – 9 1,1

= = 7,4 Кк = 1,1

∆Т_v = Кк ∆Т_v ´ = 1,1·0,84 = 0,92 м

5. Суммарное увеличение осадки

а) на миделе

∆Т= ∆Ткр + ∆Тпл + ∆Тv′ = 0,61 + 0,15 + 0,84 = 1,60 м

б) кормой при острых отводах кормы

∆Тк = ∆Тпл + ∆Тv_к = 0,15 + 0,92 =1,07 м

т.е. максимальное увеличение осадки ∆Т = 1,60 м

2. Максимальная динамическая осадка

Тдин = Тсm + ∆Т = 9,80 + 1,60 = 11,40 м

Задачи

Определить суммарное увеличение осадки:

1) от крена судна θ ;

2) при переходе судна из воды с плотностью ρ₁ в воду с плотностью ρ₂ при поправке на пресную воду ∆Т ;

3) от проседания при плавании на мелководье по формулам Института гидрологии и гидротехники АН СССР для судов с острыми отводами;

4) при увеличении дифферента на корму и максимальную осадку

V, уз. перевести в V м/с

Пример 2

Определить приращение осадки судна при плавании на мелководье и в узком канале по Формулам Барраса, когда отношение глубины к осадке , а отношение площади подводной части миделя судна к площади поперечного сечения канала . Длина судна L=160 м, ширина В=26,7 м, осадка Т_ср =10,80 м , объемное водоизмещение судна

V_об =34635 м³ , глубина Н=12, 40 м, скорость судна V=8 уз.

Решение

1. Коэффициент общей полноты судна

2. Увеличение осадки на мелководье

3. Увеличение осадки в канале

Задачи

Пример 3

По методу NPL определить изменение осадки танкера: L = 300 м

на скорости 14 уз. при Тcm = 13,5 м;

дифферент ψ = 0, на глубине Нгл=20 м; (см. Приложение 1)

Для использования номограммы NPL необходимо выполнение следующих условий:

- коэффициент полноты объема корпуса судна должен быть 0,80≤ δ≤90

- отношение длины судна к его ширине ;

- отношение глубины моря к осадке 1,1≤ ≤1,5 ;

- число Фруда по глубине Fr_h = 0,1 0,6;

Решение

1. По номограмме NPL (см. лист. Приложение 1) из точки А, соответствующей значению V = 14 уз., провести вертикаль до пересечения с линией глубины моря Н = 20 м (точка В);

2. Из точки В провести горизонталь на правую часть номограммы до пересечения с линиями заданного дифферента ψ = 0 (точка С – нос, точка С' – корма);

3. Из точек С и С' опустить вертикальные линии до пересечения с линией длины судна L = 300 м (точки D и D');

4. Из точек D и D' провести горизонтали до пересечения осадок и снять результат: приращение осадки носом ∆Тн=+1,98м, приращение осадки кормой ∆Тк=+1,48м

Задачи

Пример 4

а) Определить ширину свободного пространства прохождения судна в узкости на прямолинейном участке

L = 174м – длина судна;

В = 23,5м – ширина судна;

* V = 18 уз – скорость судна;

= 200м – наибольшая ошибка;

t_u = 10мин = 600с – промежуток времени между обсервациями;

t₃ = 3,5 мин=150с – время на определение и прокладку линий положения;

С^о = 5 ^о – учитываемый угол сноса;

С^о = - ошибка в угле сноса;

ω = 0.1 град/c – средняя угловая скорость поворота;

Z = 30м – необходимый навигационный запас.

* V, уз. перевести в V м/с

Решение

в = 2 δ_m + 2V (t_u + t_з ) =

= 2 · 200 + 2 · 7,2 (600 + 150) + 23,5 + 2 · 30 ≈ 887м.

в) Определить будет ли достаточной ширина фарватера 400 м при проводке судна по створу (непрерывное наблюдение за смещением судна, t_u =0, t_з = 0) при тех же условиях.

Решение

в = 2 δ_m + = 2 · 200 + + 23,5 + 2 · 30= =510 м.

Ширина фарватера не достаточна.

Задачи

а) Определить ширину полосы свободного пространства для прохождения судном узости:

в) Определить будет ли достаточной ширина фарватера 150 м при проводке судна по створу.

Рекомендованная литература:

1. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 48 - 57.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 383 – 392.

3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 393 – 401.

Контрольная работа № 2

Тема : «Определение положения судна относительно резонансных зон, длины волны и построение резонансных зон»

Примеры решения

Пример 1

Определение положения судна относительно резонансных зон.

Судно следует в условиях регулярного волнения, когда определение длины волны не представляет затруднений. Сравниваем ее с длиной судна. Определить положение судна относительно резонансных зон.

Дано: Длина судна L = 101,9 м; ширина судна В = 16,7 м; осадка судна

Т = 7,0 м; скорость судна V_s = 10 уз.; поперечная метацентрическая высота h = 0,9 м; курсовой угол направления движения волны q = 45º; длина волны λ = 90 м.

Решение

1. Рассчитать кажущийся период волн:

2. Находим период бортовой качки судна

; принимаем К = 0,8

3. Определяем период килевой качки

4. Рассчитываем отношения:

Выводы:

а) по бортовой качке судно находится в дорезонансной зоне, т.е.

< 0,7;

б) по килевой качке судно находится в резонансной зоне

(0,7 < < 1,3) и испытывает килевую качку

Задачи

Пример 2

Определение длины волны с помощью универсальной диаграммы качки (Приложение 2).

Судно следует в условиях нерегулярного волнения. Для определения средней величины кажущегося периода волн измерили суммарное время прохождения серии волн и вычислили τ как среднее арифметическое.

Определить среднее значение длины волн.

Дано: Скорость судна V_s = 10 уз. ; курсовой угол направления движения волны q = 30º; кажущийся период волн τ ′= 7 с.

Решение

1. Находим в нижней части диаграммы точку, соответствующую значениям V_s = 10 уз. и q = 30º.

2. Проводим из этой точки вертикальную линию в верхнюю часть диаграммы до пересечения с кривой τ′ = 7 с.

3. Ордината полученной точки соответствует длине волны λ = 130 м.

Задачи

Пример 3

Построение резонансных зон на универсальной диаграмме Ремеза (Приложение 3) по измеренному кажущемуся периоду волн.

Построить резонансные зоны для бортовой и килевой качки.

Дано: Длина судна L = 139,4 м; скорость судна V_s = 12 уз., q = 120º; период собственных поперечных колебаний судна Т_θ = 18 с; период собственных продольных колебаний судна Т_ψ = 8 с, кажущийся период волн τ′= 12 с.

Решение

1. Находим длину волны (см. Пример 2 этой темы): λ = 140 м.

2. Из точки пересечения горизонтали с ординатой, равной λ = 140 м и кривой τ′ = Т_θ = 18 с, проводим в нижнюю часть диаграммы линию чистого резонанса по бортовой качке.

3. Рассчитаем и (можно воспользоваться шкалой в верхней части диаграммы)

4. Из точек пересечения кривых τ′ = 14 с и τ′ = 26 с с горизонталью λ = 140 м проводим вертикальные линии в нижнюю часть диаграммы. Эти вертикали ограничивают резонансную зону по бортовой качке.

5. Линию чистого резонанса по килевой качке проводим из точки пересечения кривой τ′=Т_ψ =8 с горизонталью λ=140м. Линии, ограничивающие резонансную зону по килевой качке, проводим из точек пересечения горизонтали λ=140 м с кривыми τ′ =Т_ψ / 1,3=8/1,3=6 с и τ′ =Т_ψ /0,7=8/0,7=11 с

Ответ: