Полное использование держащей силы якоря и якорь-цепи

ЯКОРНЫЕ ОПЕРАЦИИ

Эффективное использование держащей силы якоря будет выполняться только в том случае, когда вертикальная составляющая силы натяжения якорной цепи и якоря будет равна нулю, т.е. Т₁ = 0. (рис. 1.). Данное равенство имеет место только тогда, когда нижний конец цепи у скобы будет лежать на грунте, т.е. угол α = 0.

Рис. 1. К расчету длины провисающей части якорной цепи

Допуская, что кривая провисания якорной цепи соответствует цепной линии, можем записать:

(1.)

l = (2.)

где – параметр цепной линии;

Т₀ – горизонтальная составляющая натяжения якорной цепи;

Р – вес ед. длины (одного погонного метра) цепи.

Возведем уравнения цепной линии (1. и 2.) в квадрат и вычтем из первого уравнения второе:

Y² – l² (3.)

Так как , получим Y² – l² = а.

Так как Y = Н + а, после подстановки и раскрытия скобок имеем:

l² = (Н + а)² – а² = Н² + 2На.

Окончательно можем записать:

l_min (4.)

Дрейф судна будет исключен тогда, когда будет выполнено условие Т₀ < Т_я. Следовательно, подставим вместо величины Т₀, значение держащей силы якоря – Т_я, получим:

l_min (5.)

Предельное (максимальное) значение держащей силы якорного устройства, а, следовательно, и предельное допустимое значение действующих на судно внешних сил, можно рассчитать по формуле:

(6.)

где Т_я – держащая сила якоря;

ΔТ_ц – держащая силы цепи на грунте.

(7.)

где k – коэффициент держащей силы якоря;

G – масса якоря в воде;

l₀ – длина вытравленной якорь-цепи;

– максимально возможная длина провисающей части якорь-цепи;

q – масса погонного метра якорь-цепи в воде;

f – коэффициент трения якорь-цепи о грунт.

Величина может быть определена из выражения:

(8.)

Используя соотношение (7.) и (8.) можно определить относительное увеличение держащей силы якорного устройства за счет дополнительной укладки цепи на грунт.

или

(9.)

Анализ выражения (9.) показывает, что относительное увеличение держащей силы якорного устройства за счет дополнительной укладки цепи на грунт зависит от общего количества вытравленной цепи, глубины места, от вида грунта (коэффициента трения цепи о грунт) и соотношения массы якоря к массе одного метра цепи в воде.

В таблице 1. приведены значения относительного увеличения держащей силы якоря за счет дополнительной укладки цепи на грунт.

К этому вопросу можно подойти другим образом. Допустим, что держащая сила якоря равна n кН, фактическая нагрузка R больше n, требуется рассчитать необходимое количество вытравленной цепи, обеспечивающее безопасность якорной стоянки. Очевидно, что:

l₀ = l_я + l_гр,

где l₀ – необходимое количество якорь-цепи;

l_я – длина якорь-цеи на держащую силу якоря;

l_гр – якорь-цепь, лежащая на грунте.

. (10.)

Таблица 1.

Увеличение держащей силы якорного устройства

за счет укладки цепи на грунт в %