Разработка предложений по управлению судном ПР.1743 при плавании в штормовых условиях в Каспийском море - Дипломная работа

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА на тему: РАЗРАБОТКА ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО УПРАВЛЕНИЮ СУДНОМ ПР.1743 ПРИ ПЛАВАНИИ В ШТОРМОВЫХ УСЛОВИЯХ В КАСПИЙСКОМ МОРЕПлавание в штормовых условиях является крайней, вынужденной мерой, поскольку несет реальную угрозу экипажу и судну. Однако в последнем случае держащей силы якорей может оказаться недостаточно для удержания судна на месте («якоря ползут»), и судно начинает дрейфовать в сторону навигационной опасности. Поперечные составляющие этих внешних сил приводят к появлению поперечной составляющей скорости судна и, как следствие, к дрейфу судна. Противостоять вращению вращению судна под действием внешних сил, то есть удерживать судно на заданном истинном курсе (ИК), судоводитель может только с помощью винто-рулевой группы судна, перекладывая руль и работая машиной. В этом случае управление судном состоит в том, чтобы сохранить судно, выбрав такой ИК (вплоть до поворота на обратный курс) и такую скорость VЛ. чтобы одновременно удовлетворить условиям: - судно должно быть управляемым;В открытом море и на побережье в течение всего года преобладают ветры от Е и SE, суммарная повторяемость которых в отдельные месяцы достигает 60%. На Апшеронском полуострове в районе порта Баку господствуют ветры от N (повторяемость 30-50%), но с октября по май часты также ветры от S (15->25%). На большей части восточного побережья с сентября по апрель-май преобладают ветры от Е (повторяемость от 20 до 50%), а с мая-июня по август - ветры от NW и W (повторяемость соответственно. Среднее месячное число дней со скоростью ветра 15 м/с и более колеблется преимущественно от 2 до 8, причем чаше всего сильные ветры наблюдаются с октября по апрель; в районе города Дербент с мая по август отмечается 1 день с таким ветром за месяц, а в районе города Форт-Шевченко в декабре число дней с сильным ветром достигает 9. На южном побережье в течение почти всего года наиболее вероятны ветры от W (повторяемость от 15 до 50%), лишь на юго-востоке зимой преобладают ветры от N и NE (повторяемость каждого 15-20%).Ветер - движение воздуха в горизонтальном направлении, возникающее вследствие неравномерного распределения атмосферного давления. Направление ветра обозначается направлением той части горизонта, откуда он дует («ветер дует в компас»). Курсовой угол ветра qw - угол между носовой частью диаметральной плоскости (ДП) судна и направлением на точку горизонта, откуда дует ветер, в пределах от 0 до 180 градусов с добавлением наименования борта судна: левый борт (л/б) или правый борт (п/б). 3 приведены примеры обозначения курсовых углов ветра. Иногда скорость ветра измеряется в узлах и, наконец, для грубых определений ила ветра оценивается по шкале Бофорта (см. табл.Равнодействующая сила давления ветра на надводную часть судна - аэродинамическая сила А не совпадает в общем случае с направлением кажущегося ветра, а отклоняется в сторону траверзного направления. Надводная часть судна находится в потоке воздуха под углом атаки, равным курсовому углу кажущегося ветра qw. При этом на надводной части создается аэродинамическая сила А, имеющая продольную Ах и Ау составляющие. (H), (8) где: - безразмерный коэффициент, зависящий от формы надводной части судна, и курсового угла qw кажущегося ветра. Величина смещения зависит от курсового угла кажущегося ветра: чем острее угол атаки между ДП и направлением ветра, тем дальше от ЦП смещается точка приложения аэродинамической силы.Поперечная аэродинамическая сила Ау создает боковое перемещение судна - дрейф, со скоростью Vy, в результате чего корпус судна движется с углом дрейфа . В этих условиях корпус судна испытывает сопротивление со стороны воды в виде гидродинамической силы R, имеющей поперечную составляющую Ry. При движении судна лагом, когда = 900, точка приложения гидродинамической силы R носит название центра бокового сопротивления (ЦБС). Отстояние ЦБС от мидель-шпангоута можно приближенно рассчитать по формуле: (м), (13) где: - осадка носа (м) Знак «-» у укажет, что ЦБС смещен в корму от мидель-шпангоута, а знак « » - в нос.Боковая сила одного руля, не попадающего в струю от винта, определяется по формуле: (H), (20) где: - коэффициент подъемной силы руля: . относительное удлинение пера руля: . Если руль расположен за винтом, то необходимо увеличить значение , даваемое формулой (20), в 1,5 - 2 раза. Плечо боковой силы руля определяется по формуле: (м), (23) где: - длина судна между носовым и кормовым перпендикулярами (м)(25) которая выражает одновременно 2 условия: равновесие сил в поперечной плоскости и равновесие моментов этих сил, относительно вертикальной оси, проходящей через ЦТ судна. Двойной знак аэродинамического момента показывает, что этот момент по направлению может совпадать или не совпадать с гидродинамическим моментом , что зависит от положения точек приложения сил Ау и Ry относительно ЦТ судна. Если такая пара значений () найдена, то она и будет искомым решением системы уравнений и судно считается управляемым для данных значений .

Содержание

Введение

1. Основные данные судна пр.1743

2. Гидрометеорологические условия в Каспийском море

3. Влияние ветра на судно

3.1 Связь параметров истинного и кажущегося ветра

3.2 Аэродинамическая сила и ее момент

3.3 Гидродинамическая сила и ее момент

3.4 Боковая сила руля и ее момент

3.5 Расчетное определение управляемости судна в условиях ветра

3.6 Краткое описание программы «Шторм» построения диаграммы управляемости судна

3.7 Центр парусности судна пр.1743

4. Влияние волнения на судно

4.1 Основные сведения о волнении

4.2 Виды воздействия волнения на судно

4.3 Потеря скорости судна на волнении

4.4 Качка судна

4.5 Связь параметров волнения и истинного ветра

5. Разработка предложений по управлению судном в штормовых условиях

5.1 Требования по управлению судном в штормовых условиях

5.2 Построение «Диаграммы выживаемости судна в штормовых условиях»

5.3 Выживание судна пр.1743 в штормовых условиях

5.4 Предложения по управлению судна пр.1743 при плавании в штормовых условиях

Заключение

Список использованных источников