Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Тема:

“Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна”

Определить время падения скорости до V = 0,2 – Vo судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна). Масса судна m = 10000 т, скорость полного хода Vo = 7,5 м/с, сопротивление воды при скорости Vo Ro = 350 кН, начальная скорость V н = 7,2 м/с

Решение

1. Масса судна с учетом присоединенных масс воды

M1 = 1,1 – m = 1,1 – 10000 = 11000 т

2. Инерционная характеристика судна

Sо =

3. Продолжительность первого периода (до остановки винта)

T1 = 2,25

4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6Vo, когда останавливается винт

V1 = 0,6 – Vo = 0,6 – 7,5 = 4,5 м/с

5. Расстояние, пройденное в первом периоде, принимая =0,2

S1 = 0,5 – So – ℓn = 0,5-1768-ℓn

6. Во время второго периода (от скорости V1 = 4,5 м/с до скорости

V = 0,2 – Vо = 0,2 – 7,5 = 1,5 м/с)

Где =0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ

7. Расстояние, пройденное во втором периоде

8. Время свободного торможения

Tв = t1 + t2 = 115 + 524 = 639 ≈ 640 с

9. Выбегсудна

Sв = S1 + S2 = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.

– в радианах

Определить время падения скорости до V = 0,2 – V о судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна), если свободное торможение осуществляется на скорости V н ≤ 0,6 – Vo m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, V н = 4,0 м/с

Решение

1. m1 = 1,1 – m = 1,1 – 10000 = 11000 т

2. Sо =

3. Определим скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V1 = 0,6 – Vo = 0,6 – 7,5 = 4,5 м/с

4. Т. к. Vн < V1 , то винт останавливается мгновенно.

5. V = 0,2 – Vo = 0,2 – 7,5 = 1,5 м/с

6. Время падения скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с

Где εвт = 0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ

Vн = V1

7. Расстояние, пройденное при падении скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с

Определить время падения скорости до V = 0,2 – V о для судна с ВРШ и ГТЗА после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна). m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, V н = 7,2 м/с

Решение

1.m1 = 1,1 – m = 1,1 – 10000 = 11000 т

2.Sо =

3.V = 0,2 – Vo = 0,2 – 7,5 = 1,5 м/с

4.Время падения скорости до V = 1,5 м/с

Где V1 = Vн = 7,2 м/с,

εвт ≈ 0,7 – коэффициент сопротивления для ВРШ

5.

Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС, если максимальный упор заднего хода Рз. х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с

Решение

1.Масса судна с учетом присоединенных масс

M1 = 1,1 – m = 1,1 – 10000 = 11000 т

2.Инерционная характеристика судна

Sо =

3.Продолжительность первого периода (до остановки винта)

T1 = 2,25

4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6 – Vo, когда останавливается винт

V1 = 0,6 – Vo = 0,6 – 7,5 = 4,5 м/с

5. Расстояние, пройденное в первом периоде

S1 = 0,5 – So – ℓn,

Где Ре – тормозящая сила винта, работающего в режиме гидротурбины и составляющая примерно 0,2 Ro, т. е. = 0,2

S1 = 0,5 – 1768 – ℓn

6.Продолжительность второго периода

T2 = , где V1 = 4,5 м/с

Ре = 0,8 – Рз. х. = 0,8 – 320 = 256 кН

T2 =

7. Расстояние, пройденное во втором периоде

S2 = 0,5 – So – ℓn т. к. к концу второго периода V = 0, то

S2 = 0,5 – So – ℓn= 0,5 – 1768 – ℓn

8. Время активного торможения

Tι = t1 – t2 = 115 + 168 = 283 с

9. Тормозной путь

Sι = S1 + S2 = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.

Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС после команды ЗПХ, если упор заднего хода Рз. х. = 320 кН и торможение осуществляется со скорости Vн ≤ 0,6 – Vo. Масса судна m=10000 т, скорость полного хода Vo =7,5 м/с, сопротивление воды на скорости Vo Ro =350 кН, начальная скорость Vн =4,0 м/с

Решение

1.Масса судна с учетом присоединенных масс

M1 = 1,1 – m = 1,1 – 10000 = 11000 т

2.Инерционная характеристика судна

Sо =

3.Скорость в конце первого периода, когда останавливается винт

V1 = 0,6 – Vo = 0,6 – 7,5 = 4,5 м/с

4.В случае, если Vн ≤ V1 = 0,6 – Vo (Vн = 4,0 м/с, V1 = 4,5 м/с), винт останавливается мгновенно и t1 = 0; S1 = 0.

5.Тормозящая сила винта

Ре = 0,8 – Рз. х. = 0,8 – 320 = 256 кН

6.Время активного торможения

T = ,

Где V1 = Vн = 4,0 м/с

T = = 154 с

7.Тормозной путь

S = 0,5 – So – ℓn ,

Где V1 = Vн = 4м/с

S = 0,5 – 1768 – ℓn

Определить время активного торможения и тормозной путь судна с ВРШ и ГТЗА, если максимальный упор заднего хода Рз. х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с

Решение

1.Масса судна с учетом присоединенных масс

M1 = 1,1 – m = 1,1 – 10000 = 11000 т

2.Инерционная характеристика судна

Sо =

3.Продолжительность активного торможения

,

Т. к. к концу периода торможения V = 0, то

, где для ВРШ Ре = Рз. х. = 320 кН

4.Т. к. к концу периода торможения V = 0, то тормозной путь судна

S = 0,5 – So – ℓn , где V1 = Vн = 7,2м/с

S = 0,5 – 1768 – ℓn

5.

Танкер водоизмещением ∆ = 84500 тонн, длина L = 228 м, средняя осадка dср = 13,6 м, высота борта Нб = 17,4 м, масса якоря G = 11000 кг, калибр якорной цепи dц = 82 мм, глубина места постановки на якорь Нгл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения Vт = 4 уз., угол между направлением течения и ДП θт = 20º, усиление ветра по прогнозу до u = 10-12 м/с, угол между ДП и направлением ветра qu = 30º. По судовым документам площадь проекции надводной части корпуса судна на мидель Аu = 570 м2 , то же на ДП Вu = 1568 м2

Определить:

– длину якорной цепи необходимую для удержания судна на якоре;

– радиус окружности, которую будет описывать корма судна;

– силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.

Решение

1. Вес погонного метра якорной цепи в воздухе

Qо = 0,021 – dц2 = 0,021 – 822 = 141,2 кг/м

2. Вес погонного метра якорной цепи в воде

Qw = 0,87 – qо = 0,87 – 141,2 = 122,84 кг/м

3. Высота якорного клюза над грунтом

Нкл = Нгл + (Нб – dср ) = 30 + (17,4 – 13,6) = 33,8 м

4. Удельная держащая сила якоря дана в условии задачи: К =1,3

5. Необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и отрезка цепи, лежащего на грунте

,

Где:

А – длина части якорной цепи, лежащей на грунте; принимаем а = 50 м;

ƒ – коэффициент трения цепи о грунт дан в условии задачи: ƒ=0,15

6. Определим силу ветра, действующую на надводную часть судна

RA = 0,61 – Сха – u² – (Аu – cosqu + Bu – sinqu ), где

Сха – аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сха= 1,46

QuºСха
Сухогр. судноПассаж. судноТанкер, балкер
00,750,780,69
301,651,661,46
601,351,541,19
901,201,331,21

RA = 0,61 – 1,46 – 122 – (570 – cos 30º + 1568 – sin 30º) =163,850 кН = 16,7 m

7. Определим силу действия течения на подводную часть судна

Rт = 58,8 – Вт – Vт2 – sinθт, где:

Вт – проекция подводной части корпуса на ДП судна,

Вт ≈ 0,9 L – dcp = 0,9 – 228 – 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м2

Vт – скорость течения в м/с

Vт = 4 уз. ≈ 2 м/с

Rт = 58,8 – 2791 – 22 – sin 20º = 224,517 кН = 22,9 m

8. Определим силу рыскания судна при усилении ветра

Rин = 0,87 – G = 0,87 – 11000 = 9,57 m = 93,882 кН

9. Сумма действующих на судно внешних сил

∑ R = RА + Rт + Rин = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН = 49,2 m

10. Определим минимальную длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре, при условии Fг = Fх = ∑ R (н) = 10 – G – К и коэффициенте динамичности Кд = 1,4

,

Где:

К = 1,3 – удельная держащая сила грунта,

Qw = 122,84 кг/м – вес погонного метра якорной цепи в воде

С целью обеспечения безопасности якорной стоянки надлежит вытравить

9 смычек = 225 м якорной цепи.

11. Определим горизонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта

X=

214,21 м ≈ 214 м.

Следовательно, длина цепи, лежащая на грунте составляет

А = 225 – 214=11 м

12. Радиус окружности, которую будет описывать корма танкера

Rя = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м

13. Определим силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза

F2 = 9,81 – qw

Список литературы

1. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н. А. Кубачев, С. С. Кургузов, М. М. Данилюк, В. П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 48 – 57.

2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А. И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 383 – 392.

3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А. И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 393 – 401.


Зараз ви читаєте: Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна