Ширина судового хода, занимаемая судном при действии ветра

6

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 №1 по курсу «Безопасность судоходства на ВВП»

вариант – 5

Выполнил: студент группы В – 311                                                                   Мясникова В.А.

Проверил:                                                                                                       Добровольский В.С.

Нижний Новгород

2009 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение………………………………………………………………………………… 3
2. Исходные данные для расчета…………………………………………………………. 4
3. Формулы, используемые для расчета…………………………………………………. 5
4. Расчет. Определение ширины судового хода, занимаемой судном при действии ветра…………………………………………………………………………………………. 7
5. Заключение……………………………………………………………………………… 9
6. 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.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

ФОРМУЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Ширина судового хода при двухстороннем движении будет равна:

,

где Вхп – 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;

Bp – запас ширины между бортами расходящихся судов (составов); 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 Sn – 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 Сay 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 Lm и Tm, Lc и Tc – 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 вгаб – максимальная ширина судового хода, м;

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

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