Подлодки Корабли Карта присутствия ВМФ Рейтинг ВМФ России и США
Какой способ жилищного обеспечения военных вы считаете наиболее оптимальным?
Жилье в натуральном виде
    64,10% (50)
Жилищная субсидия
    17,95% (14)
Военная ипотека
    17,95% (14)

Поиск на сайте

10.1. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ НА БУКСИРОВКУ

Виды и способы буксировки

Буксировкой называется транспортировка по воде са­моходным судном (кораблем) несамоходных или аварий­ных кораблей (судов) и объектов. Различают следующие виды буксировки: — аварийная (вынужденная) буксировка по­врежденных кораблей, потерявших ход; — плановая буксировка несамоходных судов и объ­ектов; — вспомогательная (внутрипортовая) буксировка в гаванях и на рейдах. Способы буксировки: — буксировка в кильватер за нос на длинном (свыше 300—400 м) буксирном тросе (основной способ морской буксировки); — буксировка в кильватер за нос на коротком (до 50—30 м) буксирном тросе (применяется в мелководных районах, в штилевую погоду, во льдах и при вспомога­тельной буксировке); — буксировка в кильватер за корму (применяется при буксировке кораблей с поврежденной носовой оконечно­стью) ; — буксировка лагом, т. е. борт о борт (обычно при­меняется на стесненных акваториях, при отсутствии вол­нения) ; — буксировка методом толкания (применяется на внутренних водных путях и в прибрежных районах).

Расчет скорости буксировки с использованием паспортной диаграммы тяги буксирующего корабля

При проведении вынужденной (аварийной) буксиров­ки, которая производится на штатном буксирном устрой­стве, на буксирующем корабле необходимо рассчитать ско­рость буксировки. Буксирные устройства рассчитаны, как правило, на буксировку однотипного корабля (или рав­ного ему по водоизмещению) со скоростью до 9—15 уз. Одной из причин, ограничивающих скорость, является крепость буксирного троса. В качестве штатных буксиров и шкентелей (браг) применяются гибкие стальные тросы, данные о которых приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Основные характеристики штатных буксирных тросов




В некоторых случаях скорость буксировки ограничи­вается удерживающей способностью тормозного устрой­ства валопровода буксируемого корабля. Рекомендуется обеспечить свободное вращение винтов буксируемого ко­рабля, так как свободно вращающийся винт испытывает сопротивление воды в 2—4 раза меньшее, чем взятый на тормоз (ем. формулу 10.7), а ограничения по скорости с этой стороны практически отпадают. Скорость буксировки для быстроходных военных ко­раблей часто ограничивается величиной крутящего мо­мента на линии вала и упорного давления в главном упорном подшипнике буксирующего корабля. При буксировке полная мощность главной силовой установки кораб­ля развивается при значительном снижении числа оборо­тов винтов за счет того, что общее сопротивление движе­нию увеличивается на величину сопротивления буксируе­мого корабля. Крутящий момент Мкр в кгс • м рассчиты­вается по формуле


где Ne — мощность главных машин, л. с; n — число оборотов гребных винтов, об/мин. При снижении числа оборотов винтов в условиях развития постоянной мощности будет наблюдаться пре­вышение допустимой величины крутящего момента, по которой рассчитывается прочность валопровода и глав­ного упорного подшипника(1), Допустимую скорость буксировки и число оборотов гребных винтов рекомендуется определять с помощью паспортной диаграммы тяги буксирующего корабля. Эта диаграмма представляет собой графики зависимости тяги винта от скорости хода корабля Pe = f(V) при постоянном числе оборотов винта (рис. 10.1). На паспортной диаграмме тяги приведены: — кривая потребной тяги OR1 или буксировочного сопротивления буксирующего корабля, приходящегося на один винт; — кривая предельно допустимой тяги AD из условий предельно допустимого момента на валу (участок АС) и предельно допустимой частоты вращения винтов (участок CD). Для определения допустимой скорости буксировки и числа оборотов гребных винтов на паспортной диа­грамме тяги строится кривая полного сопротивления бук­сировке, приходящегося на один работающий винт букси­рующего корабля:


где R1 - сопротивление буксирующего корабля, снятое с кривой потребной тяги, те; R2— сопротивление буксируемого корабля по дан­ным его паспортной диаграммы, диаграммы бук­сировки (рис. 10.2) или по расчетным данным, ТС; Z1 — количество работающих винтов буксирующего корабля.


Рис. 10.1. Паспортная диаграмма тяги

Следует иметь в виду, что кривая потребной тяги яв­ляется характеристикой корпуса корабля и не учитывает сопротивления воздушной среды, волнения моря, винтов и буксирного троса в случае нахождения его в воде. Ве­личины этих дополнительных сопротивлений следует рас­считать отдельно (по приводимым ниже формулам) на предполагаемую скорость буксировки и сложить их с ве­личиной сопротивления корпуса буксируемого корабля. Наиболее точно кривая полного сопротивления бук­сировке ORz может быть построена опытным путем — замером скорости буксировки V1, V2, V3 и т. д. при числе оборотов n1 n2, n3 и т. д. соответственно и нанесением полученных точек на график. Недостающие участки кри­вой можно нанести на диаграмму в виде параболы вто­рой степени. Допустимую скорость буксировки Vб снимают с оси скоростей как абсциссу точки В (пересечения кривой пол­ного сопротивления буксировки с кривой предельно до­пустимой тяги). Допустимое число оборотов опреде­ляют интерполяцией между соседними кривыми. Если скорость буксировки ограничена крепостью бук­сирного троса, то, зная его разрывную крепость, нахо­дят рабочую крепость троса


где Rт — разрывная крепость троса, т; n1 — коэффициент запаса прочности, как правило, не менее 6. Натяжение буксирного троса, которое можно прирав­нять сопротивлению буксируемого корабля (R2 = Rz—R1)* на паспортной диаграмме тяги выражается отрезком ор­динаты BF. Если рабочая крепость троса меньше снятого с диаграммы натяжения, то, вместив ее величину НЕ (в масштабе диаграммы) между указанными кривыми ORz и OR1, получим точку Я, по которой снимем значе­ния скорости Vg и числа оборотов ng для данного буксир­ного троса.

Аналитический метод расчета буксировочного сопротивления буксируемого корабля

Аналитический метод предназначен для расчета ос­новного и дополнительных сопротивлений буксируемого объекта, а также для расчета плановой буксировки. В по­следнем случае обычно задаются возможной скоростью буксировки, в соответствии с которой подбирается бук­сирный трос достаточной крепости. Рабочая крепость буксирного троса принимается равной буксировочному сопротивлению буксируемого объекта. Аналитический метод позволяет производить расчет буксировочного со­противления и при отсутствии паспортной диаграммы тяги. Общее сопротивление буксировки определяется по формуле


где R2 — сопротивление воды движению корпуса букси­руемого корабля, тс; Rвзд — сопротивление воздушной среды, тс; Rволн — сопротивление волнения, тс; Rвинт—сопротивление винтов (застопоренных или сво­бодно вращающихся), тс; Rтр — сопротивление буксирного троса, погруженного в воду, тс. Для расчета сопротивления воды рекомендуется ис­пользовать формулу инженера В. И. Афанасьева:


где Кф—коэффициент формы, равный 0,001164; Vб — скорость буксировки, уз; В — ширина корабля, м; L — длина корабля, м; D — водоизмещение корабля, т. Сопротивление воздушной среды в кгс учитывается по формуле


где С — коэффициент воздушного сопротивления, который для встречного ветра равен 1,0—1,2; при курсо­вом угле ветра, равном 30°, С= 1,6-1,8; для ветра позади траверза С = 0; рв—плотность воздуха, равная 0,121 кгс • с²/м4; FK— лобовая площадь парусности корпуса — площадь проекции надводной части корпуса на плоскость мидель-шпангоута, м²; FH — лобовая площадь парусности надстроек и ран­гоута — площадь их проекции на плоскость ми­дель-шпангоута, м²; V6 — скорость буксировки, м/с; Vв — скорость ветра, м/с. Увеличение буксировочного сопротивления (в кгс) за счет волнения определяется по формуле


где Е — коэффициент сопротивления на волнении, равный 0,0003—0,0004 — при состоянии моря от 3 до 4 баллов, 0,0005—0,0006 — при состоянии моря от 5 до 6 баллов и т. д.; р — плотность морской воды, равная 104 кгс • с2/м4; Vб—скорость буксировки, м/с; Q—величина смоченной поверхности корпуса, м2, ко­торая рассчитывается по формуле


где Т—средняя осадка, м;


— коэффициент общей полноты. Сопротивление буксировке (в кгс) со стороны греб­ных винтов буксируемого корабля рассчитывается по формуле


где К — коэффициент, равный 2,24 — для застопоренных гребных винтов, 0,78 — для свободно вращаю­щихся гребных винтов; n— количество гребных винтов; d — диаметр гребных винтов, м; Vб — скорость буксировки, уз. Величины сопротивления трения троса в воде Rтр приведены в табл. 10.2.

Таблица 10.2. Величины сопротивления трения стальных тросов (RTР) В воде (в кгс)





Пример. Рассчитать общее сопротивление при буксировке двух­винтового корабля К (винты застопорены) кораблем N, идущим со скоростью 12 уз при встречном ветре 5 баллов и состоянии моря 4 балла, и возможность ее проведения на штатном стальном буксирном тросе диа­метром 52 мм. Данные корабля К: D = 5000 т; L = 140 м; В = 15 м; Т = 5,2 м; d= 2,5(0,3 FK + Fn) = 150 м2. Решение:


Буксировка возможна. Обеспечивается шестикратный запас прочности. 7. Rтр = 2,5 тс (табл. 10.2). 8. Окончательно R = R2 + RВзд + Rволн + Rвинт + RТр = = 20,3 тс. На кораблях рекомендуется иметь диаграммы букси­ровки, показывающие зависимость буксировочного со­противления буксируемого корабля от скорости буксировки (рис. 10.2). Данные для построения диаграмм можно получить расчетным путем или замеряя натяжение буксирного троса динамометром. В последнем случае они будут наиболее достоверными. Используя диаграммы, можно приближенно определить допустимую скорость буксировки при известной крепости троса или подобрать буксирный трос для буксировки объекта с заданной ско­ростью.


Рис. 10.2. Диаграммы буксировки кораблей различных классов



(1) Этого недостатка нет у кораблей с винтами регулируемого шага, для которых предусмотрены специальные буксировочные режимы.

Вперед
Оглавление
Назад


Главное за неделю