Обоснование безопасных и эффективных приемов управления судном в различных условиях плавания

Определение безопасной скорости движения в канале

Безопасная скорость движения в канале определяется по формуле:

Vбез = а (1 - nk) (1 - T/Hk) 1/4, (53)

где а = 17 - для судов в грузу;

Т - осадка судна, м;

Нк - глубина в канале (4,5 м);

nk - коэффициент стеснения;

nk = W1/W0 = 0,143;

W1 - площадь погруженной части мидель-шпангоута судна;

W1 = 16,5*3,5*0,996 = 57,5 м2;

W0 - площадь живого сечения канала;

W0 = 80*5 = 400 м2.

T/Hk = 3,5/4,5 = 0,77;

Vбез = 17 (1 - 0,143) (1 - 0,77) 1/4 = 10,0 км/ч.

Определение действительной скорости движения судна в канале

Действительная скорость движения судна в канале, как правило, ниже расчетной безопасной скорости, это связано с режимом движения и гидродинамическим взаимодействием между корпусом судна и подводной поверхностью канала. Расчет действительной скорости проводится в следующей последовательности:

Определение коэффициентов стеснения живого сечения канала корпусом судна nk по формуле:

nk = Wс/W0, (54)

nk = 57,5/400 = 0,143.

Определяется вспомогательный коэффициент F по выражению:

F = , (55), F = 0,83.

Определяется величина падения скорости движения в канале:

, (56) .

Скорость движения в канале в режиме малого хода:

Vk = Vзад , (57)

Vk = 2,27 м/с. =8.2км/ч

Величина действительной скорости движения по каналу, полученная расчетным путем, немного больше скорости, определенной правилами движения по каналу (7 км/ч), которая занижена с целью повышения безопасности движения.

Определение безопасной скорости и безопасного траверзного расстояния при расхождении судов

Безопасная скорость движения при расхождении в канале с таким же судном в грузу определяется по той же формуле (53), но с учетом изменившегося коэффициента стеснения, который определяется так:

nk = (W1 + W2) / W0, (58)

nk = (57.5+57.5) /400 = 0.287,Vрбез = 17 (1-0,287) (1-0,77) *0,25 = 8,39 км/ч.

Безопасное траверзное расстояние при расхождении определяем по формуле:

Db = AW1 + (W1+W2) (A - Vбез) /2HK (A - Vбез) - (B1+B2) /2. (59)

Здесь А = а (1-Т/Н) *0,25. (60)

А = 17 (1-3,5/4,5) *0,25 = 11,77.

Подставив известные значения всех величин, получим:

Db = 11,77*57,5+ (57,5+57,5) (11,77-8,39) /2*4,5 (11,77-8,39) -

(16,5+16,5) /2 = 18,5 м.

Определение безопасной скорости захода в шлюз

В Волго-Донском судоходном канале имени В.И. Ленина теплоход проходит 13 шлюзов, поэтому очевидно, что правильный выбор ввода судна в камеру шлюза очень важен для судоводителя. Безопасную скорость ввода судна в камеру шлюза определяем по формуле:

Vбез = (0,97К2 - 1,62К + 0,74) , (61)

где К = Wс/Wк - коэффициент стесненности;

Wс - площадь погруженной части миделя судна, м2;

Wс = 16,5*3,5*0,996 = 57,5 м2;

Wк - площадь поперечного сечения камеры шлюза, м2;

Wк = 17,8*4 = 71,2 м2 (ширина камеры 17.8 м);

Нп - глубина на короле шлюза, м;

Нп = 4 м;

К = 57,5/71,2 = 0,8.

Подставив известные величины в формулу (61), получим:

Vбез = (0,97*0,64 - 1,62*0,8+0,74) = 0,405 м/с.

Натурные наблюдения за процессом ввода крупнотоннажного судна в камеру шлюза (В = 16,5 м, Т = 3,5 м) подтверждают результаты вычислений. На практике заход теплохода пр.05074 в камеру шлюза шириной 18 м сопровождается так называемым "поршневым эффектом", что и обуславливает минимальную скорость ввода судна в шлюз.