Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Влияние штормовых условий на мореходные качества судна





Доверь свою работу кандидату наук!
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

Основными факторами, действующими на судно во время шторма, являются ветер, волнение и качка.

Воздействие ветра на судно определяется его направлением и силой, формой и размерами площади парусности судна, расположением центра парусности, значениями осадки и дифферента.

Действие ветра в пределах курсовых углов 0 – 1100 вызывают потерю скорости, а при больших курсовых углах и силе ветра не свыше 3 -4 баллов – некоторое её приращение.

Действие ветра в пределах 30 – 1200 сопровождается дрейфом и ветровым креном.

Потеря скорости происходит в следствии того, что на движущееся судно действует кажущийся ветер, который связан с истинным следующим отношением:

( 14.1)

( 14.2)

Где WИ – скорость истинного ветра, м/с;

W – скорость кажущегося ветра, м/с;

VС – скорость судна, м/с; α – угол дрейфа, град.;

qWи – курсовой угол истинного ветра, град.;

qW – курсовой угол кажущегося ветра, град.

Удельное давление ветра на судно приближенно можно рассчитать

Р ≈ 0.008 W2 ( Ураган W=40 – 50 м/с, Р ≈ 130 – 200 кгс/м2 )

Полное давление ветра на судно или гидродинамическая сила будет равна:

А ≈ Р Q ( 14.3)

Так как ЦП по миделю не совпадает с Ц.Т., то аэродинамическая сила будет создавать кренящий момент:

МКР = АY( ZЦП - ) ( 14.4)

Где ZЦП – аппликата центра парусности, м;

dСР – средняя осадка судна, м.

Волнение моряоказывает наиболее существенное влияние на судно. Оно сопровождается действием на корпус значительных динамических нагрузок и качкой судна. При плавании на волнении увеличивается сопротивление корпуса судна и ухудшаются условия совместной работы винтов,

Рис. 14.1 . Элементы волны

корпуса и главных двигателей. В результате снижается скорость, увеличивается нагрузка па главные машины, повышается расход топлива и уменьшается дальность плавания судна. Форма и размеры волн характеризуются следующими элементами (рис.14.1 ):

высота волны -h — расстояние по вертикали от вершины до подошвы волны;

длина волны -λ — расстояние по горизонтали между двумя соседними гребнями или подошвами;



- период волныτ — промежуток времени, в течение которого волна проходит расстояние, равное своей длине ;

— скорость волны С— расстояние, проходимое волной в единицу времени.

По происхождению волны подразделяются на ветровые, приливо-отливные, анемобарические, волны землетрясения (цунами) и корабельные. Наиболее распространенными являются ветровые волны. Различают три типа волнения: ветровое, зыбь и смешанное. Ветровое волнение- развивающееся, оно находится под непосредственным воздействием ветра в отличие от зыби, представляющее собой инерционное волнение, или волнение, вызванное штормовым ветром, дующим в удаленном районе. Профиль ветровой волны не симметричен. Ее подветренный склон круче, чем наветренный. На вершинах ветровых волн образуются гребни, верхушки которых под дей­ствием ветра заваливаются, образуя пену (барашки), а при сильном ветре срываются. Направление ветра и направление ветровых волн в открытом море, как правило, совпадают или разнятся на 30—40°.

Размеры ветровых волн зависят от скорости ветра и продолжительности его воздействия, длины пути ветровых потоков над водной поверхностью и глубины данного района (табл.14.1).

Таблица 14.1

Максимальные значения элементов волн для глубокого моря (H/λ > 1/2)

Ветер Длина разгона Продолжи- тельность действия ветра, ч   h, М   λ М   h/λ
баллы м/с км мили
IV 4,6 1.1 1/12
V 7,2 2,2 1/14
VI 8,9 3,0 1/15
VII 11,7 4,6 1/15
VIII 14,5 6,4 1/17
IX 17,3 8.4 1/18
X 20,2 10,7 1/19
XI 24,1 14,0 1/19
XII 27,0 16,8 1/20

Наиболее интенсивный рост волны наблюдается при отношении С/W<0,4-0,5. Дальнейшее увеличение этого отношения сопровождается уменьшением роста воле. По этому волны опасны не в момент наибольшего ветра, при последующем его ослаблении.

Для приближенных расчетов средней высоты волн установившегося океанского волнения пользуются формулами:

При ветре до 5 баллов hСР ≈ 0.5 Б

При ветре свыше 5 баллов hСР ≈ 0.1 Б2

где Б – сила ветра в баллах по шкале Бофорта.

В условиях развитого волнения имеет место интерференция отдельных волн (до 2% общего количества и более), которые достигают максимального развития и превышают среднюю высоту волн в два-три раза. Такие волны особенно опасны.

Наложение одной волновой системы на другую наиболее интенсивно происходит при изменении направления ветра, частом чередовании штормовых ветров и перед фронтом тропических циклонов.

Энергия волн развитого волнения исключительно велика. Для судна, лежащего в дрейфе, динамическое воздействие волн может быть определено из выражения р ≈ 0,1 τ2 где τ — истинный период волны, сек.

Так, для периодов волн около 6—10 с величина Р может достигать внушительных значений (3,6—10 т/м2).

При движении корабля курсом против волны динамическое воздействие волн будет возрастать пропорционально квадрату скорости судна, выраженной в метрах в секунду.

Длина волны в метрах, скорость в метрах в секунду период в секундах связаны между собой следующими соотношениями:

λ = 1.56 τ2 ( 14.5)

С = 1.25 √ λ ( 14.6)

τ = 0.8 √ λ ( 14.7)

Практически движущиеся судно встречает не истинный, а относительный (кажущийся)период волны τ', который определяется из выражения

( 14.8)

Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой




Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 835; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.023 сек.