КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Тема:
«Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активномторможении судна»
Определитьвремя падения скорости до V= 0,2 · Voсудна с ВФШ и ДВС послекоманды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможенияи выбег судна). Масса судна m= 10000 т, скорость полного хода Vo= 7,5 м/с, сопротивлениеводы при скорости VoRo= 350 кН, начальнаяскорость Vн= 7,2 м/с
Решение
1. Массасудна с учетом присоединенных масс воды
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Инерционнаяхарактеристика судна
Sо = />
3. Продолжительностьпервого периода (до остановки винта)
t1 = 2,25 />
4. Скоростьв конце первого периода V1 = 0,6Vo, когда останавливаетсявинт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
5. Расстояние,пройденное в первом периоде, принимая />=0,2
S1 = 0,5 · So · ℓn /> = 0,5·1768·ℓn/>
6. Во времявторого периода (от скорости V1 = 4,5 м/с до скорости
V = 0,2 · Vо = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с)
/>
где />=0,5 – коэффициентсопротивления для ВФШ
7. Расстояние,пройденное во втором периоде
/>
8. Времясвободного торможения
tв= t1 + t2 = 115 + 524 = 639 ≈ 640 с
9.Выбег судна
Sв= S1 + S2 = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.
/> — в радианах
Определитьвремя падения скорости до V= 0,2 · Vосудна с ВФШ и ДВС послекоманды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможенияи выбег судна), если свободное торможение осуществляется на скорости Vн≤ 0,6 · Vo m= 10000 т, Vo= 7,5 м/с, Ro= 350 кН, Vн= 4,0 м/с
Решение
1. m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Sо = />
3. Определимскорость в конце первого периода, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
4. Т.к. Vн
5. V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с
6. Времяпадения скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с
/>
где εвт= 0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ
Vн= V1
/>
7. Расстояние,пройденное при падении скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с
/>
Определитьвремя падения скорости до V= 0,2 · Vодля судна с ВРШ и ГТЗАпосле команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободноготорможения и выбег судна). m= 10000 т, Vo= 7,5 м/с, Ro= 350 кН, Vн= 7,2 м/с
Решение
1.m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Sо = />
3.V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с
4.Время падения скорости доV = 1,5 м/с
/>
где V1 = Vн = 7,2 м/с,
εвт≈ 0,7 – коэффициент сопротивления для ВРШ
/>
5./>
Определитьвремя активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна сВФШ и ДВС, если максимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН. m =10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн =7,2 м/с
Решение
1.Масса судна с учетомприсоединенных масс
m1= 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционнаяхарактеристика судна
Sо= />
3.Продолжительность первогопериода (до остановки винта)
t1= 2,25 />
4. Скорость вконце первого периода V1 = 0,6 · Vo, когда останавливаетсявинт
V1= 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
5. Расстояние,пройденное в первом периоде
S1 = 0,5 · So · ℓn />,
где Ре– тормозящая сила винта, работающего в режиме гидротурбины и составляющаяпримерно 0,2 Ro, т.е. /> = 0,2
S1= 0,5 · 1768 · ℓn />
6.Продолжительность второгопериода
t2= />, где V1 = 4,5 м/с
Ре= 0,8 · Рз.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
t2= />
7. Расстояние,пройденное во втором периоде
S2 = 0,5 · So · ℓn /> т.к. к концу второгопериода V = 0, то
S2 = 0,5 · So · ℓn />= 0,5 · 1768 · ℓn />
8. Времяактивного торможения
tι= t1 – t2 = 115 + 168 = 283 с
9. Тормознойпуть
Sι = S1+ S2 = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.
Определитьвремя активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна сВФШ и ДВС после команды ЗПХ, если упор заднего хода Рз.х. = 320 кН иторможение осуществляется со скорости Vн ≤ 0,6 · Vo.Масса судна m=10000 т, скорость полного хода Vo=7,5 м/с,сопротивление воды на скорости Vo Ro=350 кН, начальнаяскорость Vн=4,0 м/с
Решение
1.Масса судна с учетомприсоединенных масс
m1= 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционнаяхарактеристика судна
Sо= />
3.Скорость в конце первогопериода, когда останавливается винт
V1= 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
4.В случае, если Vн ≤ V1 = 0,6 · Vo (Vн = 4,0 м/с, V1 = 4,5 м/с), винт останавливаетсямгновенно и t1 = 0; S1 = 0.
5.Тормозящая сила винта
Ре= 0,8 · Рз.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
6.Время активноготорможения
t = />,
где V1 = Vн = 4,0 м/с
t = />= 154 с
7.Тормозной путь
S= 0,5 · So · ℓn />,
где V1= Vн = 4м/с
S = 0,5 ·1768 · ℓn />
Определитьвремя активного торможения и тормозной путь судна с ВРШ и ГТЗА, еслимаксимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo= 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.Масса судна с учетомприсоединенных масс
m1= 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционнаяхарактеристика судна
Sо= />
3.Продолжительностьактивного торможения
/>/>,
т.к. к концупериода торможения V = 0, то
/>/>, где для ВРШ Ре = Рз.х.= 320 кН
/>/>
4.Т.к. к концу периодаторможения V = 0, то тормозной путь судна
S= 0,5 · So · ℓn />, где V1= Vн= 7,2м/с
S= 0,5 · 1768 · ℓn />
/>
5./>
Танкерводоизмещением ∆ = 84500 тонн, длина L = 228 м, средняя осадка dср= 13,6 м, высота борта Нб = 17,4 м, масса якоря G = 11000кг, калибр якорной цепи dц = 82 мм, глубина места постановки наякорь Нгл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения Vт= 4 уз., угол между направлением течения и ДП θт = 20º,усиление ветра по прогнозу до u = 10–12 м/с, угол между ДП и направлениемветра qu = 30º. По судовым документам площадь проекциинадводной части корпуса судна на мидель Аu = 570 м2,то же на ДП Вu = 1568 м2
Определить:
– длину якорной цепинеобходимую для удержания судна на якоре;
– радиус окружности,которую будет описывать корма судна;
– силу наибольшегонатяжения якорной цепи у клюза.
Решение
1. Веспогонного метра якорной цепи в воздухе
qо= 0,021 · dц2 = 0,021 · 822 = 141,2 кг/м
2. Веспогонного метра якорной цепи в воде
qw= 0,87 · qо = 0,87 · 141,2 = 122,84 кг/м
3. Высотаякорного клюза над грунтом
Нкл= Нгл + (Нб – dср) = 30 + (17,4 – 13,6) = 33,8 м
4. Удельнаядержащая сила якоря дана в условии задачи: К =1,3
5. Необходимая длина якорной цепи из расчетаполного использования держащей силы якоря и отрезка цепи, лежащего на грунте
/>,
где:
а – длиначасти якорной цепи, лежащей на грунте; принимаем а = 50 м;
ƒ – коэффициенттрения цепи о грунт дан в условии задачи: ƒ=0,15
/>
6. Определимсилу ветра, действующую на надводную часть судна
RA = 0,61 · Сха· u² · (Аu · cos qu + Bu · sin qu), где
Сха– аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сха=1,46
quº
Сха сухогр. судно пассаж. судно танкер, балкер 0,75 0,78 0,69 30 1,65 1,66 1,46 60 1,35 1,54 1,19 90 1,20 1,33 1,21
RA = 0,61 · 1,46 ·122 · (570 · cos 30º + 1568 · sin 30º) =163,850 кН = 16,7 m
7. Определимсилу действия течения на подводную часть судна
Rт = 58,8 · Вт ·Vт2 · sin θт, где:
Вт– проекция подводной части корпуса на ДП судна,
Вт≈ 0,9 L · dcp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м2
Vт– скорость течения в м/с
Vт= 4 уз. ≈ 2 м/с
Rт = 58,8 · 2791 · 22 · sin 20º = 224,517 кН =22,9 m
8. Определимсилу рыскания судна при усилении ветра
Rин = 0,87 · G = 0,87 · 11000 = 9,57 m = 93,882 кН
9. Суммадействующих на судно внешних сил
∑ R = RА+ Rт + Rин = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН =49,2 m
10. Определимминимальную длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре, приусловии Fг = Fх = ∑ R (н) = 10 · G · К и коэффициентединамичности Кд = 1,4
/>,
где:
К = 1,3 –удельная держащая сила грунта,
qw= 122,84 кг/м – вес погонного метра якорной цепи в воде
/>
С цельюобеспечения безопасности якорной стоянки надлежит вытравить
9 смычек =225 м якорной цепи.
11. Определимгоризонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи сгрунта
/>
x=/>
/>214,21 м ≈ 214 м.
Следовательно,длина цепи, лежащая на грунте составляет
а =225 – 214=11 м
12. Радиусокружности, которую будет описывать корма танкера
Rя = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м
13. Определимсилу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза
F2 = 9,81 · qw/>
Списоклитературы
1. Сборникзадач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебныхзаведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин.– М. Транспорт, 1984, стр. 48 – 57.
2. Управление судном и еготехническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностейвысших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-еиздание. – М. Транспорт, 1983, стр. 383 – 392.
3. Управление судном и еготехническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт,1975, стр. 393 – 401.