История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Дисциплины:
2017-05-23 | 1013 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Содержание книги
Поиск на нашем сайте
|
|
Крупнотоннажные грузовые и пассажирские суда оборудуют подруливающими устройствами (табл. 4), предназначенными для улучшения управляемости судна при выполнении маневров на малых скоростях.
Сила упора подруливающего устройства, Н,
Л, =о(3".
где Q — плотность воды, кгIм3;
О — расход воды в трубе подруливающего устройства, мУс;
v - - скорость вытекания воды из трубы подруливающего устройства, мIс.
Наибольший упор подруливающее устройство создает при отсутствии хода судна, т. е. именно тогда, когда руль судна малоэффективен. Эффективность подруливающего устройства падает с увеличением скорости движения судна, так как выбрасываемая из тоннеля струя срывается набегающим на судно потоком воды. Влияние скорости хода на силу упора подруливающего устройства зависит от типа судна, однако действие подруливающего устройства заметно сказывается при скорости до 10 кмIч.
Используя подруливающее устройство, можно ускорить или за
медлить боковое смещение носовой или кормовой части судна, развернуть судно на месте, а также осуществить движение лагом.
При одновременном действии носового и кормового ПУ (рис. 37, а) они создают следующие поворачивающие моменты:
А1„=ЛЛн; M =P.
где Ру, I\ — упор соответственно носового и, кормового подруливающих устройств;
Ly L„ — расстояние от ц. т. судна до оси соответствующего подруливающего устройства.
Носовое ПУ перемещает носовую часть судна в сторону его упора, а корму — в противоположную сторону. Кормовое ПУ действует аналогично. Когда носовое и кормовое ПУ включены в противоположные стороны, судно под действием суммарного поворачивающего момента от обоих подруливающих устройств разворачивается на месте (см. рис. 37, а). Если же оба подруливающих устро-ства включены на один борт, то судно начинает двигаться лагом под действием суммарных сил упора Рн+Рк-
|
Движение судна лагом можно обеспечить посредством носового подруливающего устройства, работы гребных винтов враздрай и перекладки рулей. Для того чтобы судно сместилась лагом вправо, винты включают на работу враздрай, рули
Таблица 4. Характеристики подруливающих устройств
Судно | Число и тип подруливающего устройства | Тип движителя подруливающего устройства | Мощность электродвигателя, кВт | Сила упора подруливающего устройства, Н | Удельная си, ла упора, НIкВт |
«Валериан Куйбышев» «Владимир Ильич» «Максим Горький» «Родина» | 2 (носовое и кормовое) 1 (носовое) 1 (носовое) 1 (носовое) | Крыльча-тый Винт Пропеллер | 140, 0 220, 0 160, 0 50, 0 | 19600 19600 4900 | 89 122 98 |
ный насос | |||||
«Октябрьская революция» | 1 (носовое) | Крыльча-тый | 53, 0 | ||
«Волго-Дон»: проекта № 507 проекта № 507 А | 1 (носовое) 1 (носовое) | Пропеллерный насос То же | 47, 5 90, 0 | 7350 13200 | 155 147 |
Рис. 37. Схема сил и моментов сил, возникающих под воздействием подруливающих устройств, винтов и рулей
перекладывают на левый борт, а подруливающее устройство включают вправо (рис. 37, б). Частоту вращения винтов задают такую, чтобы упоры левого Faai и правого I два винтов были равны и судно не имело хода ни вперед, ни назад, а угол перекладки рулей подбирают таким образом, чтобы судно не имело вращательного движения. Так, теплоход типа «Октябрьская революция» движется лагом, если частота вращения винта, работающего на передний ход, составляет 142 обIмин, винта, работающего на задний ход, — 178 обIмин, рули при этом переложены на 19°. Для выполнения циркуляции (см. рис. 37, в) гребные винты включают на работу враздрай в сторону поворота, носовое ПУ включают в сторону поворота, рули также перекладывают в эту сторону. В таком случае поворачивающие моменты от работы винтов, действия ПУ и рулей будут направлены в одну сторону и обеспечат вращательное движение судна практически на одном месте. Общий поворачивающий момент при этом будет равен сумме, всех моментов:
|
Моб=Л1«+Л1н+Мк+Л1ру.
8. Маневренные качества судов водометных и с динамическими принципами поддержания
Водометный движитель, являясь гидрореактивным, создает силу упора вследствие реакции потока воды,
выбрасываемого из выходного отверстия — сопла. Транспортные суда с водометными движителями строятся. с осадкой от 0, 25 до 0, 8 м, а технические — с осадкой до 1, 6 м.
В большинстве случаев водометные движители устанавливают в сочетании с рулевым комплексом, который обеспечивает управление и реверс вследствие изменения направления выброса воды. Суда с водометными движителями имеют намного меньшую осадку, чем винтовые. Они обладают хорошими маневренными качествами. У всех судов с водометными движителями, имеющих различные типы рулей и заслонок, время гашения инерции с «Полного вперед» до «Полного назад» составляет 9—12 с, длина пути, проходимого за "это время, 13— 20 м. Большинство водометных движителей имеет более низкий к. п. д. гребных винтов. На заднем ходу управляемость водометных судов лучше, чем винтовых. Плохая управляемость у судов с коробчатыми рулями и дефлекторами.
Маневренные качества судов с динамическими принципами поддержания значительно отличаются от маневренных качеств водоизмещаю-щих судов. На речном флоте к судам с динамическим принципом поддержания относятся суда на подводных крыльях (СПК), глиссирующие суда (ГС) и суда на воздушной подушке (СВП). По своим ходовым качествам суда этого типа значительно превос-
Рис. 38. Схема сил, возникающих под воздействием подводного крыла судна
»
ходят водоизмещающие суда, поэтому их принято относить к категории скоростных.
Подводное крыло судов на подводных крыльях, имеющее обычно сечение аэродинамического профиля, располагается относительно горизонтальной плоскости под определенным углом атаки а (рис.. 38). При движении крыла на него действует встречный поток воды со скоростью uo, образуя гидродинамическую силу R, которая раскладывается на вертикальную составляющую Y, называемую подъемной силой, и горизонтальную составляющую Х — силу лобового сопротивления. Выпуклость верхней части крыла вызывает увеличение скоростей обтекания, образование зоны пониженного давления над крылом и увеличение давления на нижнюю. плоскость крыла. Таким образом, общая подъемная сила крыла будет зависеть от следующих факторов: угла атаки а, скорости встречного потока воды Uo (скорости судна) и разИости скоростей потока, обтекающего крыло сверху и снизу, и\—уч. Поэтому при эксплуатации СПК надо соблюдать следующие основные правила: не допускать загрузки судна с дифферентом на нос, уменьшающим угол атаки крыла, и обеспечивать скорость судна, необходимую для образования достаточной скорости встречного потока.
|
При нормальных эксплуатационных условиях СПК общая подъемная сила крыла, Н,
У=Су(с I2)5;
лобовое сопротивление, Н, =c (e I2)S,
где Су, Сд. — опытные гидродинамические коэффициенты (определяются в аэродинамической трубе или опытовом бассейне);
О — плотность воды, кгIм3;
v — скорость потока, мIс;
S — площадь крыла, м2.
При установившемся движении СПК подъемные силы носового и кормового крыльев уравновешивают вес судна, и оно движется в режиме «на крыльях».
Различают три режима движения СПК: на корпусе, переходный, на крыльях. Движение СПК на корпусе осуществляется при небольшой частоте вращения винтов (700— 1000 обIмин). При дальнейшем повышении частоты вращения увеличивается подъемная сила крыльев, корпус судна начинает глиссировать и постепенно выходит из воды. Период перехода из водоизменяюще-го положения в положение на крыльях называется переходным режимом. Время выхода СПК на крылья зависит от типа судна, его загрузки, крена и дифферента, состояния водной поверхности, наличия течения и ветра. Выход на крылья ускорять или затягивать нельзя, так как это ведет к перегрузке двигателя и быстрому его изнашиванию. Для СПК типа «Ракета» рекомендуется ступенчатый режим выхода на крыльях, когда после каждого увеличения частоты вращения движителя необходимо давать определенную выдержку по времени (табл. 5).
Увеличить частоту вращения двигателя можно и плавным перемещением рукоятки подачи топлива, но при любом способе время выхода на крылья у СПК типа «ракета» не должно превышать 2 мин, типа «Метеор» — 2, 5 мин. Выход на крылья осуществляют на прямом курсе, избегая чрезмерных перекладок руля, при отсутствии крена и дифферента. Перед выходом необходимо убедиться в том, что на
|
Та б л и ц а 5. Режимы движения СПК типа «Ракета»
Характеристика движения | Частота вращения двигателя, обIмин | Скорость судна, WfIч | Выдержка времени, с | |
начальная | конечная | |||
Устойчивый ход на корпусе с образованием волн от форштевня Ход на корпусе, возникает дифферент на корму (до 2°), точка образования носовых волн смеща | 700 1100 | 1100 1200 | 18—25 25—35 | 20—25 20—25 |
ется к середине судна, закрылки | ||||
выходят из воды | ||||
Глиссирование, выход на носовое крыло, дифферент увеличивается до 4° | 35—45 | 25—30 | ||
Вы ход на крылья, дифферент исчезает | 45—50 | 15—20 | ||
Устойчивое движение на крыльях | . 1450 | 50—60 | 15—20 |
крыльях и закрылках отсутствуют посторонние предметы.
Управляемость СПК при движе- нии на крыльях характеризуется повышенной чувствительностью судна к перекладке руля. Диаметр циркуляции СПК по сравнению с диаметром циркуляции водоизме-щающих судов резко увеличивается (в 2—3 раза) с увеличением скорости (табл. 6). При ходе на крыльях угловая скорость судов после перекладки руля очень быстро достигает значения установившейся скорости,
т. е. повороты выполняются практически с постоянной угловой скоростью.
При выполнении циркуляции с перекладкой руля на угол более 20° кормовая часть корпуса судна начинает касаться воды, резко возрастает сопротивление воды движению, двигатель испытывает перегрузку, снижается частота его вращения, и теплоход переходит в режим движения на корпусе. Чтобы избежать этого, руль нужно перекладывать плавно на 10—12° у теплоходов типа «Ракета»
Таблица 6. Маневренные характеристики СПК, СВП и ГС (по данным натурных испытаний)
Диаметр циркуляции, м, при режиме движения | Разгон | Выбег | Торможение | |||||
Тип судна | Дли | Дли | Дли | |||||
на корпусе | на крыльях | на пути, | Время, с | на пути, | Время, с | на пути, | Время, с | |
м | м | м | ||||||
«Ракета» | 50—80 | 160—190 | Нет | |||||
(СПК) | свел. | |||||||
«Беларусь» | 40—90 | 250—300 | Го же | Нет | Нет | -Нет | ||
(СПК) | свед. | свед. | свед. | |||||
«Метеор» | 140—175 | 525—600 | . 120 | |||||
(СПК) | ||||||||
«Комета» | ||||||||
(СПК) | ||||||||
«Зарница» | 100—110 | 180—200 | ||||||
(СВП) | ||||||||
«Орион» | — | 150—180 | . 80 | |||||
(СВП) |
|
Рис. 39. Схема подъемного аппарата СВП:
1 — сопла горизонтального движения; 3 — етаби-лиэаторы; 3 — двигатель; 4 — горизонтальные рулн:
5—кольцевое сопло
и 20—25° у судов типа «Метеор». Если необходимо выполнить крутой поворот и резко переложить руль, следует уменьшить частоту вращения движителя.
Несмотря на большую скорость движения у судов на подводных крыльях быстро гасится инерция, как только корпус начинает касаться воды (см. табл. 6). Возможность быстрого гашения инерции позволяет выполнять маневры, заканчивающиеся остановкой судна (привалы, шлюзование и др.), на более высоких скоростях, чем у водоизмещающих судов.
При ходе на крыльях суводи, майданы, прижимные и свальные течения практически не оказывают влияния на управляемость теплоходов. При движении по взволнованной поверхности судно испытывает толчки, удары, ухудшается и его устойчивость на курсе. Для ослабления силы этих ударов необходимо снижать скорость.
Сфера применения судов на воздушной подушке определяется экономическими показателями их работы. При этом надо учитывать
Рис. 40. Схемы судов на воздушной подушке
возможность их круглогодовой эксплуатации, а также работы на недоступных для СПК мелководных и извилистых реках. Суда со статической воздушной подушкой поднимаются и удерживаются над водой слоем сжатого воздуха, нагнетаемого под корпус вентиляторами или другими нагнетателями (рис. 39). При этом вес судна уравновешивается равнодействующей сил давления сжатого воздуха под корпусом.
Для умейьшения подачи воздуха, нагнетаемого под корпус судна, у судов с полным отрывом от воды (рис. 40, а) (амфибийного типа) по периметру устанавливают гибкое ограждение — «юбку» из прочных синтетических материалов. У судов с неполным отрывом отводы (рис. 40, б) и без отрыва от воды (снегового типа) «юбки» устанавливают в передней части корпусов судов, а по бортам — продольные кили — скеги. К СВП амфибийного типа относятся «Нева», «Сормович», а скегового типа — «Зарница», «Орион».
9. Влияние внешних факторов на движущееся судно
Влияние ветра. Ветер оказывает наиболее неблагоприятное воздействие на движение и маневрирование судов, особенно тех, которые имеют большую высоту надводного борта и высокие надстройки. Степень и характер воздействия ветра на судно зависят от многих факторов, основными из которых являются:
площадь парусности судна и расположение его центра, отношение высоты надводного борта к осадке судна, сила ветра и его направление относительно ДП судна, курс судна относительно направления ветра и его скорость.
Чем сильнее влияние ветра, тем больше дрейф (перемещение) судна и тем большую ширину ходовой полосы В оно занимает в процессе движения (рис. 41). Это необходимо учитывать при расхождении судов, особенно в стесненных путевых условиях.
Течение
Рис. 46. Схема образования поворачивающего момента от воздействия течения
При прохождении по участкам с сильным свальным течением рекомендуется удерживать судно с большой поправкой на течение (в сторону течения) или же значительно увеличивать его скорость.
Кроме общего сноса судна с курса и изменения его скорости, течение вызывает вращательное движение судна. Это особенно важно учитывать при выполнении циркуляции, привалов и других маневров.
Рассмотрим случай образования поворачивающего момента от воздействия течения, направленного под встречным курсовым углом к движущемуся судну (рис. 46). Сила течения Рт, приложенная в ц. д. подводной части корпуса судна, раскладывается на две составляющие силы: боковую Рту и продольную Ртх. Приложим в ц. т. судна две равные и направленные противоположно силе Рту силы рт) и Рту Последние образуют с плечом Iт пару сил, под действием которых возникает поворачивающий момент Мт==Рту1-г. Во избежание вращательного движения судна необходимо переложить руль, создав момент Мру противоположного направления.
В практике маневрирования при одновременном воздействии ветра
и течения судоводители используют принцип удержания судна на линии равнодействующей этих сил или с небольшим отклонением его в сторону желаемого смещения. Равнодействующую судоводитель определяет визуально и весьма приближенно. Успех маневрирования при таких обстоятельствах, как правило, зависит от профессионального мастерства судоводителя.
Влияние мелководья и близости берега. При движении судна по мелководью наблюдается увеличение его осадки, что создает опасность удара корпуса о грунт. Явление приращения осадки судна при его движении называется просадкой, или динамической посадкой.
Основная причина возникновения просадки — уменьшение гидродинамических сил поддержания корпуса судна на мелководье вследствие увеличения скорости протекания потока воды между днищем судна и грунтом. Чем меньше расстояние от днища судна до дна и чем больше скорость судна, тем больше скорость протекания воды под корпусом и просадка (рис. 47). При малом запасе воды под днищем, т. е. когда (ЯIТ)<(1, 2—1, 5), и движении суд-на с_критической скоростью (v= = gff) возможно не только касание грунта, но и кратковременное присасывание небольших судов ко дну.
Предположим, что при движении судна по глубокой воде (на рис. 47 положение I) поток встречной воды протекает под днищем корпуса со скоростью vq. При этом гидродинамическая сила поддержания судна Ро равномерно действует по всей площади днища и обеспечивает плавучесть судна с одинаковой
Рис. 47. Схема образования просадки судна
осадкой носовой части и кормы (Тко==Т„д). Когда судно начинает входить на мелководье (положение II), сопротивление воды в носовой части возрастает, а скорость протекания встречного потока под днищем и\ увеличивается (u\ Vo}. Вследствие этого гидродинамическая сила поддержания корпуса Р\ уменьшается и вызывает образование дифферента судна на корму (Тк1 Гн,). При дальнейшем уменьшении запаса воды под корпусом движение судна (воложение III) сопровождается увеличением скорости протекания воды под днищем (v<i v\) и уменьшением сил поддержания (P2<Pi). При этом дифферент судна на корму увеличивается (Ткз Тк,) и судно получает некоторое общее приращение осадки.
Дальнейшее движение судна в условиях минимальных глубин (положение IV) и с высокой скоростью характеризуется увеличением общего сопротивления воды движению судна R, образованием большой придонной волны у его кормы и максимальной общей просадкой судна. В этом случае общая осадка судна по миделю Тсрз значительно превышает осадку судна при движении по глубокой воде Терц.
Просадка Д Т зависит от соотношения скорости и, осадки Т судна и глубины судового хода Н, а также от обводов корпуса судна. Она может быть определена методом натурных испытаний или расчетом.
Приращение осадки кормы судна ДТк, м, при движении на мелководье определяют по формуле П. Н. Шанчу-рова:
для (ЯIГ)<1, 6, ____ Д Гк=0. 00135feu2Ig [ 16, 43- (Ll В) ] - fTIJT;
для (НIТ) \, 6 ____ T =0, 00\\2kv2Ig[\6AЗ-(LIB)] TTH,
где k — коэффициент [принимаемый при 5<(LIB)<7 для винтовых судов равным 1, 15, для колесных— 1, 1;
при 7<(LIB)<. 9 для винтовых судов — 1, 1, для колесных — 1, 05];
v — скорость судна относительно берега, мIс;
g — ускорение свободного падения, мIс2;
Т — осадка, м;
Н — глубина судового хода, м.
При отношении (НIТ)- \, 4 общее приращение осадки, м, удобно определять по формуле Г. И. Сухо-мела и В. М. Засса:
T==mv\
где m — коэффициент, зависящий от отношения длины судна L к ширине его корпуса В;
v — скорость судна, кмIч.
Значения отношения LIB и соответствующие им значения коэффициента m следующие: 3, 5 и 0, 0038;
4 и 0, 0029; 5 и 0, 0023; 6 и 0, 0020;
7 и 0, 0016; 8 и 0, 00145; 9 и 0, 00126.
Мелководье, неровности дна, близость берега или откоса канала значительно ухудшают устойчивость судна на курсе, вызывают рыскливость и потерю скорости. Рыскливость судна на мелководье возникает из-за неравномерности давления гидродинамических сил на подводную часть корпуса. Вследствие разности давлений со стороны левого и правого бортов судно произвольно отклоняется (отрыскивает) носовой частью в сторону меньшего сопротивления воды, т. е. в сторону глубокого места. Кроме того, движение но мелководью происходит при малом запасе воды под днищем судна и сопровождается возникновением так называемой придонной волны, которая увеличивает скорость попутного потока и снижает действие руля.
При движении судна вблизи «обрезных песков», берега или откоса канала (рис. 48), помимо гидродинамических сил Pi в зоне повышенного давления, вызывающих отталкивание носовой части, могут возникнуть силы присасывания кормы Рч в зоне пониженного давления. Это происходит вследствие разности гидродинамических давлений на подводную часть кормы судна. В таком случае скорости потока, обтекающего корпус со стороны берега или откоса, больше, чем со стороны стрежневого борта. Вследствие этого между корпусом судна и берегом создается зона пониженного гидродинамического давления и кормовая часть
Рис. 48. Схема сил, действующих на судно при движении вблизи отмели или берега
устремляется в эту сторону. Возникает опасность удара кормой о берег и повреждения винторулевого комплекса.
Под действием пары сил Р\ и Pa с плечом а на корпусе судна возникает большой поворачивающий момент Мл. В отдельных случаях значение поворачивающего момента Мц может оказаться намного больше, чем поворачивающего момента рулевого устройства. В этом случае судно перестает слушаться руля и может потерять управляемость.
Степень воздействия гидродинамических сил на устойчивость судна на курсе в условиях ограниченной глубины и ширины судового Хода зависит прежде всего от скорости судна и от расстояния между подводной частью корпуса и бровкой берега (откоса), а также от рельефа дна и берегов. Чем больше скорость судна и разность глубин по левому и правому бортам, тем сильнее проявляется рыскливость. Чем меньше расстояние между подводной частью корпуса и берегом (откосом) и чем круче их рельеф, тем сильнее присасывание к Иим кормы. В связи с этим для обеспечения хорошей устойчивости судна на курсе при
движении по мелководью или вблизи берега (откоса) необходимо заблаговременно уменьшать его скорость и не подходить слишком близко к берегу и кромкам судового хода.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!