ТЕМА: «Расчет крепления палубного груза, буксировка судна в море и при снятии с мели»
Введение
Управление современным крупнотоннажным судном, имеющим мощный двигатель и находящимся всегда под влиянием двух движущихся сред: воды и воздуха, – сложная задача. Чтобы правильно определить влияние на судно различных факторов, судоводитель должен иметь глубокие теоретические знания и владеть комплексом специфических навыков. В прошлом моряки учились управлять судном исключительно на практике, накапливая опыт. Однако этот процесс приобретения знаний был слишком длительным. По мере развития мореплавания коллективный опыт стал обобщаться, превращаясь постепенно в науку об управлении судном и его технической эксплуатации.
Основной задачей развития знаний в области управления судном является сближение науки и практики, теоретическое обоснование тех явлений в управлении судном, которые наблюдаются, но пока ещё теоретически не разработаны с достаточной степенью точности. Научные обобщения должны выдвинуть те новые требования к судам и судовым устройствам, удовлетворение которых позволило бы управлять судном с меньшей зависимостью от субъективной оценки обстановки судоводителем и от действия внешних факторов.
Профилирующая в комплексе знаний судоводителя дисциплина «Управление судном и его техническая эксплуатация» быстро развивается, и можно надеяться, что опыт управления современными судами, его научное обобщение совместно с теоретическими исследованиями уже в самом ближайшем будущем позволят добиться новых успехов этой науки.
Исходные данные
Название величиы
Величина
Размерность
Значение
Масса палубного груза
W
Т
17,0
Период бортовой качки
τ1
С
5
Период килевой качки
τ2
6
Центр тяжести судна
Zc
М
3,4
Центр тяжести груза
Zгр
1,3
Расстояние от мидель-шпангоута до Ц.Т. палубного груза
X
15
Расстояние от ДП до Ц.Т. палубного груза
Y
3
Метацентрическая высота судна
hc
2,2
Размеры шпации (расстояние между бимсами)
l1
1,0
Длина полубимса
l2
3,25
Номер профиля
13/9
Материал подпоры
Сосна
Ширина бока бруса
a
0,2
Высота волны
hв
5,0
Максимальный угол крена
Qmax
Град
30
Максимальный угол крена при
килевой качке
Ymax
Высота фальшборта, комингса крышек
hк
Количество поперечных найтовых
tп
Ед
Угол наклона поперечного найтова к вертикали
Угол наклона поперечного найтова к плоскости шпангоута
b
60
Количество продольных найтовых
tпр
2
Угол наклона продольного найтова к вертикали
c
Угол наклона продольного найтова к ДП судна
d
Коэффициент запаса прочности троса
k
1. Перевозка грузов на палубе
1.1 Характеристика перевозимых на палубе грузов
Все палубные грузы могут быть подразделены на следующие группы:
· опасные, к которым относятся: взрывчатые вещества, сжатые и сжиженные газы, воспламеняющиеся твёрдые вещества и жидкости, окисляющие, отравляющие, радиоактивные и коррозионно-действующие вещества. Такие грузы, если их перевозят не на специальных судах и в ограниченных количествах, размещают на палубе, и к ним обеспечивают свободный доступ;
· выделяющие резкие запахи (пропитанные шпалы), которые могут испортить другие грузы;
· не боящиеся подмочки (железо, трубы);
· громоздкие: плавсредства, локомотивы, железнодорожные вагоны, крупные детали машин, котлы, автомобили, самолёты, цистерны и др.;
· лесные;
· живой скот и птица, которые перевозят в стойлах, загородках и клетках.
1.2 Расчет разрывной прочности найтовых
W = 17000 кг = 17000 * 9,8 = 166600 H =166,6 кН
Суммарные силы действующие по осям ОY и ОZ при бортовой качке:
1.
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Z – расстояние от ц.т. судна до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м (r = hв / 2 = 2,5)
Z= hб – Zc + hк + Zгр, м,
Где hб – высота борта судна (hб =6,0 м); Zc – центр тяжести судна (Zc = 3,4 м); hк – высота комингса (hк = 1 м); Zгр – центр тяжести груза (Zгр = 1,3)
Z = 6,0 – 3,4 + 1 + 1,3 = 4,9 м,
Ру = 182,4 (кН)
2.
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Y – расстояние от ДП до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.
P1z = 242,5 (кН)
Суммарные силы действующие по осям ОХ и ОZ при килевой качке:
3.
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ2 – период килевой качки судна, с; Ψmах – 5 град; Z – расстояние от ц.т. судна до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.
Px = 26,5 (кН)
4.
где W – вес палубного груза, кН; g – 9,81 м/с2; τ1 – период бортовой качки судна, с; Θmах – 30 град; Х – расстояние от мидель-шпангоута до ц.т. палубного груза, м; r – половина высоты волны, м.
P2z = 236,6 (кН)
Сила ветра, действующего на палубные грузы:
5.
где pv – величина равная 1,5 кПа; Аv x – площадь парусности палубного груза в поперечном направлении по отношению к судну, м2.
Avx = aг*hг,
Где аг – ширина груза (аг = 3 м); hг – высота груза (hг = 3 м);
Аvx = 3*3 = 9
Pвет х =13.5 (кН)
6.
где pv – величина равная 1,5 кПа; Аv у – площадь парусности палубного груза в продольном направлении по отношению к судну, м2.
Avy = bг*hг,
Где bг – длина груза (bг = 4 м); hг – высота груза (hг = 3 м);
Аvy = 4*3 = 12
Pвет у =18 (кН)
Сила удара волны:
7.
где pволн – величина равная 1 кПа; А’v x – площадь поверхности палубного груза в поперечном направлении по отношению к судну над фальшбортом, м2; hв – высота волны, м; hс – отстояние ц.т. этой площади от ватерлинии, м.
А’v x = Avx, т. к. высота комингса равна высоте фальшборта,
hc = hб – hос + hк + Zгр, м,
где hб – высота борта (hб = 6,0 м); hос – осадка судна в грузу (hос = 4,0 м); hк – высота комингса (hк = 1,0 м); Zгр – центр тяжести груза (Zгр = 1,3 м);
hc = 6,0 – 4,0 + 1,0 + 1,3 = 4,3 м
Pвол x = 28,8 (кН)
8.
где pволн – величина равная 1 кПа; А’v у – площадь поверхности палубного груза в продольном направлении по отношению к судну над фальшбортом, м2; hв – высота волны, м; hс – отстояние ц.т. этой площади от ватерлинии, м.
А’v y= Avy, т. к. высота комингса равна высоте фальшборта,
Pвол у = 38,4 (кН)
Реакция найтовов от усилий, направленных в плоскости шпангоута:
9.
где tп – число поперечных найтовов; a – угол наклона поперечного найтова к вертикали, град; b – угол наклона поперечного найтова к плоскости шпангоута, град.
Ry = 318,4 (кН)
Реакция найтовов от усилий в диаметральной плоскости:
10.
где tпр – число продольных найтовов; c – угол наклона продольного найтова к вертикали, град; d – угол наклона продольного найтова к диаметральной плоскости, град.
Rх = 137,6 (кН)
Размеры найтовов определяют по возникающим в них реакциях. Разрывное усилие троса для найтова:
11.
где k – коэффициент запаса прочности при расчёте усилий в найтовах, крепящих груз, равный 2; R – реакция найтова от усилий в плоскости шпангоута или в диаметральной плоскости, Н.
Rу разр = 636,8 (кН)
Rх разр = 275,2 (кН)
Длина груза L=4 м; ширина – 3 м; высота – 3 м
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
