21. Основные понятия морской буксировки. Виды буксировки.

Буксировка в кильватер осуществляется при морских и дальних океанских плаваниях; буксировка борт о борт - в портах, на хорошо защищенных от морской волны акваториях; буксировка толканием — преимущественно на реках и озерах. В настоящее время буксировка толканием стала применяться и на море. Сочлененные барже-буксирные составы, состоящие из очень больших (дед­вейтом примерно 10000 т), оборудованных высокими стойками барж и мощных буксиров с устройством в носовой части для соеди­нения с баржей, используются для перевозок круглого леса из со­ветских дальневосточных портов в Японию. Буксирный караван может состоять из двух судов — буксирую­щего и буксируемого, либо из нескольких буксирующих судов и од­ного крупного плавучего объекта, либо из мощного буксирного судна и состава из нескольких буксируемых плавсредств. Морские и океанские буксировки в кильватер за кормой на бук­сирном канате выполняют после подготовки, в которую входят: тщательная проработка рейса с учетом гидрометеорологических факторов, оборудование каравана буксирными принадлежностями, техническими средствами, необходимыми для обеспечения безопас­ности буксирной операции (линеметательные установки, средства аварийной связи, спасательные средства). В таких случаях исполь­зуют мощные буксирные суда с неограниченным районом плава­ния или транспортные суда, которые дополнительно оборудуют средствами для крепления буксирных тросов либо используют для этой цели штатное оборудование, расположенное в кормовой части судна. К плановым буксирным операциям чаще всего привлекают буксиры-спасатели и ледоколы. Вынужденные буксировки аварийных судов могут выполняться буксирами-спасателями экспедиционного отряда АСПТР или транс­портными судами, находящимися вблизи бедствующего судна. Ка­питан буксирующего судна на месте принимает решение о способе крепления буксирного троса, его длине, скорости движения кара­вана и выборе пути следования.

22. Расчет тяги винта и тяги на гаке буксирующего судна. Паспортная диаграмма тяги.

Максимальный упор, развиваемый буксирующим судном, определим по формуле: Р = 4400*N_е/(H_в*n), N_е = 0,87 * В сопротивление буксируемого судна, кроме того, включается сопротивление застопоренного винта R'_б = R' + R_зв R' = 6 * W' * V², W' = b' * B' * T' R_зв = 2,24 * (D'_в)² * V², кгс; V - в узлах R_S = R_б + R'_б (R=R0+R1=Rш; Fг=Рш-R0)

23. Определение скорости буксировки и прочности буксирного троса на тихой воде.

V_б=V₀(R0/(R0+R1)^1/2-скорость буксировки на тихой воде м/с; Fг=R0(V²₀ - V²_б)/ V²₁ - сила тяги на гаке, kH. Допустимая сила тяги на гаке Fдоп= Рразр/k, kH. Где k-коэф.запаса прочности. Vдоп= V_б(Fдоп/Fг)^1/2, уз.

24. Относительное перемещение судов при буксировке на волнении.

Теоретические основы морской буксировки. При плавании на тихой воде горизонтальная составляющая натяжения буксирного троса рав­няется тому сопротивлению, которое оказывает буксируемое судно при данной скорости. Сопротивление буксируемого судна и собственное сопротивление преодолеваются упором гребного винта (буксиров­щика). При неравномерной работе машин буксировщика, рыскании бук­сирующего и буксируемого судов, страгивании с места в начале букси­ровки, резком повороте буксировщика, внезапно налетевшем шквале и в некоторых других случаях, когда наблюдаются рывки и появ­ляются динамические нагрузки, в буксирном тросе могут возникнуть усилия большие, чем максимальный упор гребного винта буксиров­щика. Перечисленные выше причины возникновения в буксирном тросе значительных усилий, превышающих максимальный упор винта, встречаются как при работе на тихой воде, так и при буксировке в штормовых условиях. Но при плавании на взволнованном море или на мертвой зыби в буксирном тросе могут возникнуть усилия, которые во много раз превысят нормальные значения тяги. Это объясняется тем, что буксирующее и буксируемые суда то сближаются, то удаля­ются друг от друга, вследствие чего натяжение буксирного троса все время изменяется. При таком орбитальном движении центр тяжести каждого из судов, если бы око было свободным, описал бы около своего среднего положения некоторую орбиту. Уравнения такой орбиты в параметрической форме: х =а cos(2Пt/τ y =b sin(2Пt/τ) где τ - период волны, с; а и 6 — некоторые постоянные для данного судна и данной волны. Академик А. Н. Крылов показал, что величина а и b не превыша­ют половины высоты волны. Следовательно, если взять значение а рав­ным половине высоты волны, то будет учтен наихудший случай. В приведенном выше уравнении нас интересует только величина х, которая представляет собой изменение расстояния между судами на качке. Влияние вертикальных колебаний судов на усилия в буксир ном канате при принимаемых в морских буксировках длинах буксир­ных линий практически ничтожно. Определим усилия, возникающие при горизонтальных перемеще­ниях буксирующего и буксируемого судов вследствие их орбитального движения при плавании на волнении. Определим характер ускорения движения судна на волнении: х' = - 2л/ τ (a sin(2Пt/τ)) х'' =-4л²/ τ² (a cos(2Пt/τ)). Наибольшее ускорение будет в том случае, если cos(2Пt/τ)=1, х'' =-4л²/ τ² a=w. Усилие, которое возникает в этом случае, F=mx', где т — масса судна, т. Следовательно, для того чтобы воспрепятствовать судну массой т совершать орбитальное движение, к нему необходимо приложить силу, равную F. Наибольшее значение эта сила приобретает при х''=w: Fmax=mw. Таким образом, при морской буксировке необходимо подбирать буксирную линию гак, чтобы расстояние между судами могло нзменяться на значение, равное высоте волны 2а= hв. При этом в буксирных канатах не должно возникать напряжений, превышающих их прочность.