 |
|
Теорит основы морской буксировки
При плавании на тихой воде горизонтальная составляющая натяжения троса равняется тому сопротивлению, кот оказывает буксируемое судно приданной скорости. Сопротивление буксируемого судна и собственное сопротивление преодолеваются упором винта (буксировщика).
При неравномерной работе машин буксировщика, рыскании, страгивании с места в начале буксировки, резком повороте буксировщика, внезапно налетевшем шквале в буксирном тросе могут возникнуть усилия большие чем упор винта.
Перечисленные выше причины возникновения в буксирном тросе значительных усилий, превышающих максимальный упор, как при работе в тихой воде так и в шторм. Но при плавании на взволнованном море и при мертвой зыби в буксирном тросе могут возникнуть усилия, которые во много раз превысят нормальные значения тяги. Это объясняется тем, что буксирующее и буксируемые суда то сближаются, то удаляется друг от друга, вследствии чего натяжение буксируемого троса все время изменяется. При таком орбитальном движении центр тяжести каждое из судов, если бы оно было свободном, описал бы около своего среднего положения некоторую орбиту.
Уравнения такой орбиты в параметрической форме:
x=a cos(2πt/τ); y=b sin(2πt/τ), τ- период волны,с; а и b- некоторые постоянные для данного судна и данной волны. Нас интересует величина х- изменение расстояния между судами на качке. Влияние вертикальных колебаний судов на усилия в буксирном канате при принимаемых в морских буксировках длинах буксирных линий практически ничтожно. Определим характер ускорения движения судна на волнении:
x΄ =-2π/τ a sin2πt/τ; x˝ = -4π²/τ² a cos2πt/τ. Наибольшее ускорение будет в том случае, если : cos2πt/τ = 1; x˝=-4π²/τ² a = ω. Усилие, которое возникает в этом случае: F=mx˝, m- масса судна,т. Следовательно, для того чтобы воспрепятствовать судну массой m совершать орбитальное движение, к нему необходимо приложить силу, равную F. Наибольшее значение эта сила приобретает при x˝= ω. При морской буксировки необходимо подбирать буксирную линию так, чтобы расстояние между судами могло изменяться на значение, равное высоте волны, 2a=hв . При этом в буксирных канатах не должно возникать напряжений, превышающих их прочность.
Рыскание на якоре.
Надежность якорной стоянки резко ухудшается, если с усилением ветра судно начинает рыскать, т. е. совершать, колебательные движения то в одну, то в другую сторону от линии действия ветра (рис. 6), Появление рыскания вызывается тем обстоятельством, что якорные клюзы судна обычно располагаются вне его диаметральной плоскости. В результате этого при стоянке судна на одном якоре сила давления ветра и сила натяжения якорной цепи будут приложены в различных вертикальных плоскостях и создадут пару сил, которая будет стремиться развернуть судно на определенный угол q так, чтобы эти силы (Т и Fa) стали в одной вертикальной плоскости. При определенной силе ветра поперечная составляющая аэродинамической силы (давления ветра) Yа начнет перемещать судно в сторону подветренного борта.
Поскольку с разворотом судна увеличится площадь парусности судна, на которую действует ветер, возрастет и продольная составляющая аэродинамической силы Хa. В результате этого якорная цепь резко натянется и на определенном этапе рыскания (рис. 6-б, положение III) развернет судно в противоположную сторону так, что сила Yа переменит знак и начнет двигать судно в обратную сторону. Под влиянием развившихся инерционных сил судно проскочит среднее положение и пойдет в противоположную сторону, совершая таким образом непрерывное колебательное движение, при котором центр тяжести судна будет описывать кривую, напоминающую изогнутую восьмерку.
Как показывает практика, амплитуда рыскания у таких судов может достигать 90-1000. При порывистом рыскании с большой амплитудой могут развиваться инерционные силы, значительно превышающие держащую силу якоря, что, естественно, приведет к дрейфу судна независимо от силы ветра. Кроме того, во время рыскания в определенные моменты якорная цепь будет испытывать настолько значительные напряжения, что это может привести к ее разрыву.
Для обеспечения безопасности якорной стоянки должны быть предприняты все возможные меры для уменьшения рыскания. К таким мерам относится:
дополнительное потравливание якорной цепи; принятие балласта с созданием (при возможности) дифферента на нос; отдача второго якоря.