Буксирное обеспечение швартовки

Количество и мощность двигателей буксиров определяется исходя из допускаемой скорости швартовки судна к причалу, а также скоростей ветра и течения, установленных портом.

При отсутствии ветра и течения тяга винтов (суммарный упор) буксиров должна преодолеть сопротивление воды движению судна лагом при заданной скорости, т.е.

,

где R_ш – сопротивление воды движению судна лагом, определяемое по формуле:

γ , (8.)

где γ– плотность морской воды, γ = 1,025 т/м³;

С_у – гидродинамический коэффициент, С_у = 0,8 – 1,0;

S_д – площадь погруженной части диаметральной плоскости судна, определяется по формуле:

F_д = σ L ^. d_ср,

где σ – коэффициент полноты погруженной части ДП;

V_л – скорость движения судна лагом, м/с.

Сопротивление воды движению судна лагом, рассчитанное по формуле (8.) для т/х «Маршал Жуков» показано на рис. 4.

Перемещение судна лагом с помощью буксиров носит неустановившийся характер. После раскантовки судна и установки его параллельно причалу происходит разгон, движение с постоянной скоростью и одерживание (торможение) перед навалом на причал.

Уравнение движения судна при разгоне и торможении при наличии ветра имеет следующий вид:

. (9.)

Знак «–» относится к случаю разгона, а знак «+» – к случаю торможения (см. рис. 5.)

в грузу

в балласте

Рис. 4. Сопротивление воды движению судна лагом в зависимости от скорости,

т/х «Маршал Жуков»

В уравнении (9.) введены обозначения:

Z – суммарная тяга буксиров, кН;

Rв_у – сила давления ветра на боковую площадь парусности, кН.

Величина силы давления ветра на боковую площадь парусности судна определяется по формуле (по оси х):

, (10.)

где С_х – аэродинамический коэффициент, С_х = 0,8 ÷ 1,0

– массовая плотность воздуха, = 0,121 кгс²/м⁴;

А_н – боковая площадь парусности, м²;

V_в – скорость ветра, м/с;

q_в – курсовой угол ветра, град.

Графики для определения силы давления ветра в зависимости от его скорости и курсового угла для т/х «Маршал Жуков» в грузу показаны на рис. 6.

Пренебрегая силами инерции уравнение равномерного (установившегося) движения судна к причалу при отжимном ветре можно записать в виде:

.

Необходимый упор винтов буксиров для перемещения судна к причалу найдем по формуле .

Рис. 5. Схема сил, действующих на судно при разгоне

Необходимую мощность двигателей буксиров определим по приближенной формуле Регистра России: (11.) При решении дифференциального уравнения (9.) с учетом сил инерции и течения получены следующие формулы для одерживания судна: - при прижимном ветре и течении ; - при прижимном ветре (одерживание дрейфующего судна), где Vт – скорость течения, м/с.

Следовательно, выбор мощности буксиров и их число в каждом конкретном случае зависит от наличия ветра, течения их направления и скорости.

Более точные данные по буксирному обеспечению швартовки крупнотоннажных судов рассмотрена в следующем параграфе.

Рис. 6. Боковая составляющая силы ветра для т/х «Маршал Жуков» в полном грузу в зависимости от курсового угла ветра