РГР №1 (Вариант 5)

Федеральное агентство морского и речного флота

Федеральное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВОЛЖСКАЯ ГОУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

Факультет кораблестроения, гидротехнических сооружений и защиты окружающей среды

Кафедра водных путей и гидротехнических сооружений

ШИРИНА ХОДОВОЙ ПОЛОСЫ, ЗАНИМАЕМАЯ СУДНОМ

ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЕТРА

Расчетно-графическая работа по курсу «Безопасность судоходства на ВВП»

(вариант – 5)

Выполнил: студент группы Г-08-1264 Углов А. А.

Проверил: Сазонов А. А.

Нижний Новгород

2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………… 3

1. Исходные данные для расчета……………………………………………………… 4

2. Формулы, используемые для расчета…………………………………………………5

3. Расчет. Определение ширины судового хода, занимаемой судном при действии ветра…………………………………………………………………………………………7

Заключение…………………………………………………………………………… 9

Список использованных источников………………………………………………… 10

ВВЕДЕНИЕ

Безопасная эксплуатация судов и составов в значительной степени зависит от соотношения габаритов судового хода и габаритов эксплуатируемых на данном участке водного пути судов и составов. В свою очередь потребные габариты судового хода зависят от гидрологических и метеорологических условий плавания данного водного пути, т.е. возможного воздействия на судно каких-либо внешних факторов (ветра, течения).

В процессе движения судна или состава при воздействии на него каких-либо либо внешних факторов (ветра, течения) оно движется с некоторым углом дрейфа, зависящим от силы их воздействия. При движении по прямолинейному участку водного пути с большой площадью водной поверхности (озера, водохранилища) основным отрицательным внешним фактором является ветер. Воздействие ветра, направленного под некоторым углом к диаметральной плоскости судна (состава) вызывает его боковой снос, который носит название ветровой дрейф. Он зависит от силы действия ветра и его направления, скорости движения и площади парусности судна (состава). Наибольшее влияние ветер оказывает на движение порожних судов и составов, поскольку они имеют малую осадку и большую площадь парусности. Исследования показали, что при определенном соотношении скорости действия ветра и скорости движения судна оно теряет свою управляемость, т.е. дальнейшее движение судна невозможно. Наиболее опасным направлением ветра является его действие под углом 45 – 130° к диаметральной плоскости судна (состава).

Действие течения на таких участках очень незначительно. Поэтому ширину судового хода определяют, как правило, только с учетом действия ветра.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Тип судна	состав
Габариты судна (состава), м
длина	195,9
ширина	14,2
осадка	0,5
Габариты толкача, м
длина	45,0
осадка	2,4
Площадь парусности судна (состава), м	1994
Величина	0,09
Величина	0,38
Коэффициент	0,59
Коэффициент	0,24
Ширина судового хода, м	80
Допустимый угол перекладки рулей (насадок), град	25
Форма счала состава	Т+1+1

2 ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Ширина судового хода при двухстороннем движении будет равна:

В_сх=2(В_хп+В)+ В_р

где В_хп- ширина ходовой полосы, занимаемой составом, м;

В- запас ширины судового хода с внешнего борта расходящихся судов, принимается равным 0,5 ширины судна (состава), м;

В_р – запас ширины между бортами расходящихся судов (составом), принимается равным ширине судна (состава).

Ширина ходовой полосы, занимаемая судном (составом) при действии ветра зависит от угла ветрового дрейфа, который можно определить по преобразованной формуле Л.М. Рыжова:

,

где S_n – площадь парусности судна (состава), м²;

S₀ – площадь погруженной части диаметрального батокса судна (состава), м²; определяемой по выражению:

,

здесь – коэффициент полноты диаметрального батокса судна ();

L – длина расчетного судна (состава), м;

Т – эксплуатационная осадка судна (состава), м;

– отношение скоростей кажущегося ветра и движения судна под действием ветра. Оно задается в пределах от 2 до 5;

и – относительные величины отстояния центра парусности от центра тяжести и центра тяжести от кормовой оконечности судна (состава);

– опасное направление кажущегося ветра.

Коэффициент С_ay можно определить по выражению:

,

здесь С₂₁, С₂₃ и С₃₁ – коэффициенты гидродинамических характеристик корпуса судна (состава), учитывающие влияние действия ветра.

Для толкаемых составов коэффициенты С₂₁ и С₃₁ можно определить по следующим эмпирическим формулам А.А. Сазонова:

;

,

где и – величины, определяемые по следующим выражениям:

,

здесь V₀ – объемное водоизмещение состава, м³:

,

где – коэффициент полноты водоизмещения, принимаемый равный для самоходных судов – 0,8; несамоходных – 0,9.

Коэффициент С₂₃ для толкаемых составов приближенно можно определить по следующему выражению Н.Ф. Соларева:

,

где L_m и T_m, L_c и T_c – длина и осадка толкача и состава, м.

В зависимости от формы счала состава значение коэффициента K₂₃ принимается равным 0,27 для Т+1+1.

Судно (состав) считается управляемым, если расчетное значение угла перекладки рулевого органа на превышает его допустимых значений при заданном состоянии , т.е.

,

где – расчетное значение угла перекладки рулевого органа рулей, град.;

– допустимое значение угла перекладки рулевого органа, град.

Потребный угол перекладки насадок (при известном значении угла ветрового дрейфа), при котором судно удерживается на заданном курсе и не теряет своей управляемости, определяется по следующей формуле Л.М. Рыжова:

,

где и – коэффициенты влияния комплекса винт-насадка на угол дрейфа, которые определяются по соответствующим формулам Л.М. Рыжова.

Допустимый угол дрейфа судна будет равен:

,

где в_габ – максимальная ширина судового хода, м;

L и В – длина и ширина самоходного судна или состава с толкачем, м.

3 РАСЧЕТ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ СУДОВОГО ХОДА, ЗАНИМАЕМОЙ СУДНОМ ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЕТРА

м²

м³

м³

+=2115.801 м³

рад.=16,04 град.

(выполняется)

Расчет для =3

рад=28,65 град

(выполняется)

Расчет для =4

рад=41,62 град.

(условие не выполняется)

Графически определили В_хп=133,5 м

В_сх=2(133,5+7,1)+14,2=295,4 м

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из расчетов получили угол ветрового дрейфа =28,65 град. Для такого угла ветрового дрейфа требуется перекладка рулевого органа на 22.57⁰ Он не превышает допустимого значения в 25 градусов. При этом ширина судового хода составила 133,5м, а ширина судового хода при двухстороннем движении – 295,4 м.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Сазонов А.А.

Габариты судового хода с учетом путевых условий: Методические указания к выполнению практических работ / А.А. Сазонов. – Н.Новгород: Издательство ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2005. – 24 с.

10