Расчет скорости и пройденного расстояния при торможении судна

Время прохождения команды и расстояние, пройденное за это время в установившемся движении, в задачах не учтены.

Свободное торможение судна с ВФШ после прекращения пода­чи топлива в дизель или закрытия стопорного клапана паровой ма­шины или турбины можно условно разделить на 2 периода. В пер­вом периоде набегающий поток вращает винт и двигатель. Поддер­живая равновесие между моментом на винте, работающем в режиме гидротурбины, и моментом трения валопровода и двигателя. В этом периоде отрицательный упор (сопротивление) винта сохраняет при­мерно постоянное значение Р_е < 0. Скорость и пройденный путь в этом периоде определяются по формулам:

                                                                            (3.1)                                                                                                

                            

 

                                                                   

                                                                            

 

                                                    (3.2)                                        
Сопротивление винтов в первом периоде свободного торможе­ния составляет примерно 0,2R₀. По мере уменьшения скорости суд­на частота вращения винта в режиме гидротурбины уменьшается и на скорости, близкой к V = 0,6V₀, винт останавливается. Про­должительность первого периода (при V_н > 0,6V₀)

                                                                      (3.3)

Расстояние, пройденное в первом периоде, определяется по формуле (4.2) для V = 0,6V₀. Если свободное торможение осуществляется со скорости

V_н ≤ 0,6 V₀, винт останавливается практически мгновенно и t₁ = 0, S ₁ =0.

Во втором периоде сопротивление застопоренного винта умень­шается пропорционально V² и может учитываться в долях от сопротивления корпуса. Во втором периоде

 

 

(3.4)      

        (3.5)
                             

Здесь V1 — скорость в конце первого периода (V_н > 0,6 V₀; V₁=V_н,
 если V_н ≤ 0,6V₀). Время падения скорости от V₁ до V:

                                                        (3.6)

 

В соответствии с НШС—82 расчет по формулам (3.4) и (3.5) ве­дется
до V = 0,2V₀.

Активное торможение судов с ГТЗА начинается с подачей пара на турбину заднего хода и может рассчитываться в один период по формулам (3.1) и (3.2), где Р_е — средний упор винта на задний ход в режиме активного торможения. Постепенность нарастания упора может быть учтена введением коэффици ента

 

                                                

Активное торможение судов с ДВС в режиме экстренного тор­можения может рассчитываться в один период по формулам (3.1) и (3.2). Постепенность нарастания упора учитывается введением ко­эффициента Р_е ≈ 0,8 P₃._Х. Следует помнить, что вследствие недос­таточного момента, развиваемого дизелем на контрвоздухе, при дви­жении судна полным ходом экстренный пуск дизеля на задний ход может быть невозможным или потребовать нескольких попыток запуска. В режиме нормального торможения запуск двигателя на задний ход производится при частоте вращения винта, снизив­шейся до 20—30% от номинальной (это примерно соответствует V = 0,6V₀). Расчет нормального торможения ведут в два периода. В первом периоде, от отсечки топлива до подачи контрвоздуха, про­исходит свободное торможение судна с вращающимся винтом и рас­чет ведется по формулам (3.1), (3.2) и (3.3) до V₁ = 0,6 V₀ с учетом | Р_е | =0,2 R₀ (совпадает с первым периодом свободного торможения). Во втором периоде от подачи контрвоздуха до остановки судна расчет ведется по формулам (3.1) и (3.2), в которые подставляется | Р_е | =0,8 P_зх и V_н=V₁.

 

Если торможение осуществляется с малого или самого малого хода, то нормальное торможение совпадает с экстренным и расчет ведется в один период. Продолжительность второго периода

Расстояние, пройденное во втором периоде, определяется  по (3.2) для V=0.

Торможение судов с ВРШ зависит от скорости перекладки ло­пастей, внешней характеристики двигателя, разворота судна вслед­ствие боковых сил на винте и ряда других причин, теоретический учет которых сложении недостаточно надежен. Приближенный рас­чет инерционно-тормозных свойств судна с ВРШ может быть осу­ществлен:

а) в свободном торможении в один период по формулам (3.4) и (3.5), где ε_вт ≈ 0,7.

б) в активном торможении по (3.1) и (3.2), как при экстренном торможении судов с ВФШ (Р_е = Р_зх).

В приводимых задачах рассчитывается перемещение судна в первоначальном направлении без учета его смещения с линии пути.

 

Пример 1. Определить скорость судна с ВФШ и ДВС через t = 60с после команды СТОП и пройденное за это время расстояние. То же через t = 900 с; Масса судна т = 10 000 т, скорость полного хода, V₀ ==7,5 м/с, сопротивление воды на скорости полного хода R₀ = 350 кН, начальная скорость V_н = 7,2 м/с.

Решение. Масса судна с учетом присоединенных масс

                      т
Инерционная характеристика судна
                      
Продолжительность первого периода (до остановки винта)

 

Скорость в конце первого периода V₁= 0,6V₀=4,5 м/с

Расстояние, пройденное в первом периоде,

 

Через t = 60 с после команды СТОП  (t < t₁)

 

Через t == 900 с после команды СТОП (t < t₁)
Продолжительность второго периода

Скорость через 785 с после первого периода

Расстояние, пройденное во втором периоде

Расстояние, пройденное за 900 с после команды СТОП

Пример 2. Для условий примера I определить время падения скорости до V = 0,2 Vo после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна).

Решение. (см. решение примера 1)

Время второго периода (от скорости 4,5 м/с до скорости:

V₁= 0,2V₀=0,2*7,5=1,5 м/с)

Расстояние, пройденное во втором периоде,

Время свободного торможения

 

Выбег судна

Пример 3. Для условий примера 1 определить скорость и прой­денное расстояние через t = 150 с после команды ПЗХ, если допол­нительно известен максимальный упор заднего хода Р_{з х}. = 320 кН

(нормальное реверсирование)
Решение.(см. решение примера 1).
Тормозящая сила винта

Продолжительность движения во втором периоде

Скорость через 35 с после запуска двигателя на задний ход.

Расстояние, пройденное от скорости 4,5 м/с до скорости 3,4 м/с

Расстояние, пройденное за 150 с после команды ПЗХ,

Пример 4. Для условий примеров 1 и 3 определить время ак­тивного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование).

Решение:  S₀ =1768 м; t ₁ = 115 с; V₁ = 4,5 м/с; S₁ = 614 м
 (см. решение примера 1).

Продолжительность второго периода

Расстояние, пройденное во втором периоде,

Время активного торможения

Тормозной путь

 

Варианты

Вари ант	m вфш	Vo	Ro	Рзх
1	2725	6,1	140	130
2	11130	7,5	340	330
3	20165	7,2	490	460
4	23565	7,7	883	600
5	33089	7,2	883	600
6	274000	7,5	1550	1200
7	155000	7,5	1472	1100
8	76800	8,2	1472	1100
9	202000	7,5	1472	1100
10	33025	10	1589	1200
11	111626	13	6292	5100
12	51309	11,6	2527	2400
13	22458	11,8	2527	2400
14	41172	14,4	5485	5000
15	93130	13,9	5485	5000
Вари ант	m ВРШ	Vo	Ro	Рзх
16	8545	8,8	480	490
17	10210	8,7	420	440
18	29170	9,5	1050	1200
19	37560	6,7	674	700
20	38624	6,6	662	700
21	24186	10,2	1106	1200
22	46092	9,2	1828	1900
	гтза вфш	Vo	Ro	Рзх
23	27100	7,7	650	300
24	61600	8,2	1080	360
25	37330	6,8	740	350
	гтза вpш	Vo	Ro	Рзх
26	87965	7,5	1120	1000
27	182000	7,7	1990	1900

Задачи 1 —10. Определить скорость судна через t = 60 с после подачи команды СТОП и пройденное расстояние. То же через t = 900 с.

Заполнить таблицу

Ответ	через 60 с		через 900 с
	V[м/с]	S [м]	V[м/с]	S [м]
а
б
в

Задачи 11—20. Определить время падения скорости до V=0,2V₀ после команды СТОП и пройденное расстояние (время свободного торможения и выбег судна)

Заполнить таблицу

Ответ	Sв, м	tв, с
а
б
в

Задачи 21—30. Построить график инерционных свойств судна при маневре на СТОП

Заполнить таблицы для а, б, в

t, с	0	60	t1	900
t, мин
V, м/с
V, уз
S, м
S, кб

Задачи 31—40. Определить скорость и пройденное расстояние через t = 120 с после команды ПЗХ, если дополнительно известен максимальный упор заднего хода Pз.х.

Посторить графики инерционных свойств судна при маневре
1) с ППХ на СТОП
2) с ППХ на ПЗХ

Задачи 41—50. Для условий задач 1 — 10 и 31—40 соответст­венно определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование).

 

Задачи 51—60. Для условий задач 1 —10 и 31— 40 соответст­венно построить график тормозных характеристик судна при манев­ре на полный задний ход (нормальное реверсирование) в соответ­ствии с НШС.

Канаты двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6х30 [0+15+15]+7 о.с.

                                        (Выдержки из ГОСТ 3083-80)

 

Диаметр каната dт, мм	Расчетная площадь сечения всех проволок S, мм2	Ориентиро- вочная масса 1000 м смазанного каната pт, кг	Маркировочная группа, Мпа [кгс/мм2]
			1372 [140]	1568 [160]	1764 [180]
			Разрывное усилие каната, Н (не менее)
19	108.3	1075.0	122000	140000	153500
21	132.3	1335.0	152000	173500	191000
23	158.7	1625.0	185000	211000	232000
25	187.5	1870.0	213500	244000	267500
26.5	210.7	2135.0	243500	278000	303500
28.5	243.7	2495.0	284500	325000	357500
30.5	277.44	2800.0	319000	365500	401000
32.5	306.07	3125.0	356000	407500	456000
34.5	348.48	3555.0	405500	464000	509500
38	421.28	4305.0	490500	561000	616000
42	523.07	5345.0	609500	696500	765000
46	611.43	6240.0	712500	814000	894500
48	670.81	6815.0	782000	891000	980000
50	733.0	7490.0	853600	974500	1065000
53.5	836.91	8550.0	974500	1105000	1220000
57	978.29	9985.0	1135000	1300000	1430000
61	1097.76	11200.0	1270000	1460000	1600000
65	1246.45	12450.0	1420000	1625000	1785000

 

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

 

Часть I. Буксировка.

Исходные данные

1.1. Определение буксирного снабжения по правилам РС
Расчеты, выбор по ГОСТу троса и заполнение таблицы:

Диаметр каната dт, мм
Расчётная площадь сечения всех проволок S, мм2
Ориентировочная масса 1000 м смазанного каната mт, кг
Разрывное усилие каната (не менее) Pразр , кН

1.2. Расчет максимальной и допустимой скорости буксировки на тихой воде
1.2.1.Определение сопротивления буксирующего судна

Расчет пропульсивного коэффициента, по формуле Лаппа

Расчет сопротивления на полном ходу

Расчет промежуточных значений сопротивления R для любой скорости хода

1.2.2.Определение сопротивления буксируемого судна

Расчет пропульсивного коэффициента, по формуле Лаппа

Расчет сопротивления на полном ходу

Сопротивление застопоренного винта

Определение силы тяги винта

1.2.3.Таблица сопротивлений

V, м/с	0,0	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	…	Vo
Rбукс, кН
Rбс,   кН
R å,  кН

1.2.4.Построение графика

V_max и Fr при V_max (по графику)

Расчет коэффициента запаса прочности буксирного троса

Определение допустимой тяги на гаке (по графику)

Fr_доп и V_доп

1.2.5.V_max, V_доп и Fr_доп по эмпирическим формулам

1.3. Расчет буксирной линии

1.3.1. Расчет однородной буксирной линии
1.3.2. Расчет неоднородной буксирной линии при Fr=Fr_доп
1.3.3. Расчет неоднородной буксирной линии при Fr=0,5P_разр

1.3.4. Расчет неоднородной буксирной линии при V=1м/с

Расчет 1.3.2.-1.3.4. выполнять по схеме:
1) pт и pц - масса одного погонного метра [кг]

2) P_{в воде цепи}  , P_{в воде троса} - вес одного метра цепи и троса в воде [Н]

3) a_т , a_ц - параметры цепной линии для цепи и троса

4) α – поправочный коэффициент

5) Рассчитать величину и знак отрезка DE.

6) схема цепной линии

7) расчет AB и f

8) проверка ответа через значение стрелки провеса

9) расчет изменения расстояния между судами (только 1.3.2. и 1.3.4.)

10) упругое удлинение троса

11) суммарное изменение расстояния

12) расчёт высоты волны безопасной буксировки

 

⇐ Предыдущая12

Поделиться: