Влияние штормовых условий на судно.
Управление судами в шторм
1. Воздействие шторма на судно
Элементы волн
Плавание морских судов в штормовых условиях представляет для них определенную опасность. Волнение моря вызывает качку судов, в результате которой возникает опасность опрокидывания (малые суда), смещение грузов, повреждение корпуса, палубного груза, судовых устройств и механизмов. Кроме того, уменьшается скорость хода и ухудшаются условия жизни и работы экипажа.
Основные элементы волн имеют следующие соотношения (для регулярного волнения):
где λ – длина волны, м;
С – скорость волны;
τ – период волны, с.
Зависимость между высотой волны и ее периодом менее определенна. Высоту волны определяют по шкале волнения (баллы) или по приближенным формулам: 
Поведение судна на волне зависит также от ее крутизны – (наклона к горизонту) или h/λ. На мелководье волны более круты – оно считается при глубине равной 6-7 высотам волн.
Элементы волн на судне определяются визуально: высоту волны – глазомером, направление – по компасу, длину – по длине судна, период – по времени прохождения 2-х (10) последовательных гребней через визирную плоскость пеленгатора.
Действие ветра
При статическом давлении ветра кренящий момент равен:
Мкр=0,001×Р×S×Zp,
где Р – сила давления ветра, кг/м2;
S – площадь парусности, м2;
Zр – возвышение ц.п. над действующей ватерлинией, м.
Силу давления ветра найдем по приближенной формуле:
Р=0,081×Vв2,
где Vв – скорость ветра, м/с.
Существуют таблицы Регистра России для определения удельного давления ветра в зависимости от баллов.
Угол крена от ветра найдем по формуле:
где Д – водоизмещение судна, т;
h – поперечная метацентрическая высота, м.
Угол крена от совместного действия ветра и волнения определяется сложением.
Θz=Θв+Θкр,
где Θв – угол крена от ветра;
Θкр – угол крена от волнения.
Качка судна.
Качку судна характеризуют следующие величины: амплитуда – наибольшее отклонение от положения равновесия, линейные ускорения.
Период качки – продолжительность 2х амплитуд.
Расчет собственного периода бортовой качки судна производится по приближенной формуле. Эту формулу называют капитанской:
где К – коэффициент, равный в среднем 0,8;
В – ширина судна;
h – поперечная метацентрическая высота.
Период килевой качки судна находится по формуле:
где К1=2,4 в грузу;
К=2,8 в балласте;
dср – средняя осадка судна
Бортовая и килевая качка вызывает ряд сопутствующих явлений – заливаемость палубы и слеминг.
Влияние штормовых условий на судно.
Основными факторами, влияющими на судно является ветер и волнение. Ветер снижает скорость судна, создает дрейф и ухудшает управляемость судна.
Волнение создает качку судна, которая вызывает следующие воздействия:
2.1. Заливаемость палубы и удары волн;
Заливаемость характеризуется выражением:
hв/Нн.б. и λ/L
где hв – высота волны;
Нн.б. – высота надводного борта;
Λ – длина волны;
L – длина судна.
Максимальная заливаемость наблюдается при соотношениях:
hв/Нн.б≈1 и λ/L≈0,5÷0,7
Заливаемость палубы может наблюдаться на всех курсовых углах волны, но более интенсивна на носовых, к тому же здесь наблюдаются удары волн о носовую оконечность. Сила удара волн приближенно оценивается по формуле:
Рв=0,1τ2 тс/м2
где τ – период волны.
Такие удары могут наблюдаться, когда поверхность перпендикулярна направлению движения волн.
2.2. Слеминг – гидродинамические удары волн об днищевую часть носовой оконечности судна, наблюдается в большей степени при равенстве Тψ-τ' и L=λ. Особенно слеминг проявляется при плавании в балласте и малой осадке носа судна. Судну приходится ограничивать скорость до
где g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2;
L – длина судна.
2.3. Потери скорости из-за сопротивления ветра и волны, а также ухудшение работы винта, вследствие преднамеренного снижения оборотов и снижения его эффективности из-за изменения осадки кормы при качке. Изменение заглубления винта и режима его работы наблюдается больше на носовых и кормовых углах волны. При попутном волнении качка оказывает меньшее влияние на режим работы винта. И влияние будет минимальным, если V=С, т.е. судно будет удерживаться на гребне волны или на подошве.
2.4. Воздействие на организм человека выражается в виде перегрузок, которые возникают из-за значительных линейных ускорений различных частей судна. Эти ускорения принято оценивать, как отношение линейных ускорений точки к ускорению силы тяжести V/g или в долях g.
При 0,01g – допускаются нагрузки;
от 0,05÷0,1g - неприятные, начинаются признаки морской болезни,
свыше 0,2g – очень неприятные и невыносимые для пассажиров.
На танкерных судах среднего тоннажа в шторм могут возникать ускорения в оконечностях до 0,5g, у миделя 0,3g.
Дата добавления: 2015-12-29; просмотров: 1413;