Ширина судового хода, занимаемая судном при действии ветра

Министерство  транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Волжская  государственная академия водного  транспорта 

Факультет кораблестроения, гидротехнических сооружений и защиты окружающей среды 

Кафедра водных путей и гидротехнических сооружений 
 
 
 
 
 
 
 
 

ШИРИНА  СУДОВОГО ХОДА, ЗАНИМАЕМАЯ СУДНОМ

ПРИ ДЕЙСТВИИ ВЕТРА 

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

(вариант – 6) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: студент группы В – 322                                                          
 
 
 
 

Проверил:                                                                                                       Добровольский В.С. 
 
 
 
 

Нижний  Новгород

2010 г.

СОДЕРЖАНИЕ  

1. Введение                                                                                                                            3
2. Исходные данные для расчета                                                                                          4
3. Расчет. Определение ширины судового хода, занимаемой судном при действии ветра                                                                                                                                    5
4. Заключение                                                                                                                         8
5. Список использованных источников                                                                              9

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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

   Ширина  судового хода при двухстороннем  движении будет равна: 

   

, 

где В_хп – ширина ходовой полосы, занимаемой судном (составом), м;

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

B_p – запас ширины между бортами расходящихся судов (составов); принимается равным ширине судна (состава). 

В=0,5· =0,5·14,3=7,15м 

 

 
 

   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.

       

   По таблице 2 (1) выбираем значения поправочного коэффициента .

           k_a=0,25 

 

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. 

   

 

   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 толкачом, м. 

   

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Заключение. 

Из расчетов получили ширину судового хода при  двухстороннем движении

а максимальная ширина судового хода в дано задана 80м, значит двухстороннее движение при этой ширине не возможно, а значит на этом участке должно быть только одностороннее движение. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.Список литературы. 

1. Сазонов А.А “Габариты судового хода с учетом путевых условий” Методические указания к выполнению практических работ для студентов очного и заочного обучения специальности 270104 “Гидротехническое строительство”(А.А.Сазонов.-Н.Новгород: Из-во ФГОУ ВПО “ВГАВТ”, 2005,-24с.