Важное
Главное в военных СМИ за неделю: перестановки на верфях ОСК, робот-эвакуатор для передовой, закладка танкера проекта 23630
Как БПЛА-разведчики 
|
10.1. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ НА БУКСИРОВКУВиды и способы буксировкиБуксировкой 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 корабляПри 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 корабляАналитический 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
|
