Подтормаживание называется процесс уменьшения скорости от высшей ступени движения к низшей.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.

ТЕМА: Расчет характеристик пассивного торможения.

Учебная цель: -Закрепление теоретических знаний по управлению

движением с удна по лини его пути.

- Получение практических навыков по расчёту

характеристик пассивного торможения судна.

Объем в часах: 2 часа

 

Методические указания по выполнению работы.

1. Основные понятия и определения.

При управлении судном в различных условиях плавания: на акватории порта, рейда, в узкостях, при расхождении судов в море, а также в аварийных ситуациях возникает необходимо в изменении скорости судна. Изменение скорости судна, обладающего большой массой, происходит главным образом под воздействием двух сил: силы упора движителя и силы сопротивления воды. При этом масса судна при его ускорении или замедлении (положительном или отрицательном) порождает силу инерции, всегда препятствующую изменению скорости движения.

Способность судна изменять скорость своего движения во времени под совместным влиянием силы упора движителя и силы сопротивления воды при различных начальных условиях принято называть инерционно-тормозными характеристиками (ИТХ).

Количество, характеристик торможения и форма их представления, которые должны быть на судне, определяются рекомендациями ИМО и требованиями национальных нормативных документов Украины (РШСУ - 98).

При назначении режима движения судна используют условное деление всей мощности на части, равные 0.7, 0.5, 0.3 от мощности полного переднего хода. Для обозначения режимов движения будем использовать условные обозначения, рекомендованные РШСУ -98: ПП – передний полный ход; ППМ - передний полный маневренный ход; ПС - передний средний ход; ПМ - передний малый ход; ПСМ - передний самый малый ход; ЗП - задний полный ход; ЗС - задний средний ход; ЗМ - задний малый ход; ЗСМ - задний самый малый ход.

Под тормозными характеристиками подразумеваются время и путь торможения в зависимости от величины начальной скорости и водоизмещения судна.

Классификация маневренных характеристик приведена на рисунке 1.

Дадим краткое определение каждой из ИТХ приведённых в таблице.

Пассивное торможение представляет собой процесс уменьшения скорости при движении судна с неработающим движителем, за счет сопротивления воды.

Активным торможением называется процесс уменьшения скорости движения судна за счет упора винта, работающего на задний ход.

Разгон представляет собой процесс увеличения скорости от низшей ступени к высшей. Особым случаем такого маневра является разгон из неподвижного состояния и разгон с переложенным рулем.

Подтормаживание называется процесс уменьшения скорости от высшей ступени движения к низшей.

2. Порядок выполнения расчётов.

Курсанты и слушатели для выполнения расчётов по определению характеристик пассивного торможения судов применяют экспериментально- расчётный метод, в котором используют данные натурных наблюдений (экспериментов), выполненных кафедрой «Управление судном» ОНМА и Методические указания по выполнению курсовой работы на тему «Определение маневренных характеристик судна», разработанных ОНМА.

Процесс пассивного торможения имеет два периода: - прохождение команды t^I - от момента додачи команды "Стоп"• до прекращения подачи топлива на главный двигатель (и обычно его принимают равным 10 секундам) и собственно пассивное торможение t^II от начальной скорости V_H до конечной скорости V_К, которую принимают равной 0,2 V_H или скорости потери управляемости.

Расчет характеристик пассивного торможения будем производить в следующей последовательности (для заданного варианта режима движения и водоизмещения) пункт 2.10. «Методических указаний».

1. Производим расчет площади смоченной поверхностипо формуле (1):

(1)

где Ω – площадь смоченной поверхности, м²;

В – ширина судна, м; (из задании),

Т – средняя осадка, м. (берём из задания для заданного курсанту

режима: в балласте или в грузу),

D – водоизмещения судна, т. (берём из задания для заданного курсанту

режима: в балласте или в грузу).

 

2. Производим расчет коэффициента сопротивления К_расч по формуле (2)

(2)

3. Получаем значение коэффициента сопротивления эксперименталь­но-расчетным способом по формуле (3)

(3)

Где: - переходного коэффициента из эксперимента пассивного

торможения, рассчитанный в лабораторной работа 1, формула 4.

4. Производим расчет пути, пройденного судном за время прохождения команды в метрах для каждого из имеемых в задании режимов по формуле (4)

(4)

Где: V₀ –начальная скорость в узлах (берём из задания для каждого из

режимов движения судна);

t^I – время I периода, которое принимаем равным 10 с;

0,514 – коэффициент для перевода скорости из узлов в м/с и получаем

пройденное расстояние в метрах.

По формуле (5) переводим значения в кабельтовы и заносим результаты в таблицу 1. (5)

5.Производим расчеты пути пассивного торможения в метрах по формуле (6) через одну десятую отношения V₀/V, для имеемых в индивидуальных заданиях режимов, переводим их в кабельтовы и заносим полученные значения в таблицу 1.

(6)

 

Где: V₀ - начальная скорость в узлах для каждого из режимов,

V - текущая скорость в узлах, уменьшаемая последовательно на 0,1.

При выполнении расчетов сохраняем два знака после запятой, а результаты в таблице округляем до одной десятой кбт. Все результаты расчетов должны быть приведены в работе подробно.

6. Производим расчеты времени пассивного торможения в секундах по формуле (7) через одну десятую отношения V₀ / V, результаты округляем до одной десятой секунды и заносим в таблицу 1.

(7)

7. В нижней части таблицы 1 суммируем данные пути и времени I и II этапов.

8. По данным таблицы 1 строим графики зависимости скорости от времени V(t) и пути от времени пассивного торможения S(t) для всех режимов.

Построение производим на миллиметровке, приобретённой заранее.

Оба графика могу размещаться на одном листе, как изображено на рисунке 1, или каждый на отдельном листе миллиметровки.

Размер листа миллиметровки формата А4, который после выполнения лабораторной работы может быть использован в курсовой работе.

S, кбт V,уз

t.сек

Рисунок 1. Образец графика зависимости скорости и пути от времени при

пассивном торможении.

Таблица 1. Образец таблицы с расчётами характеристик пассивного

торможения

 

Vk/Vh	Параметры	ПСМ	ПМ	ПС	ПП
1.00	t, c
1.00	S, кбт	0,12	0,17	0,24	0,38
1.00	V, узл	4,3	6,2	8,7	13,80
0.90	t, с	64,6	44,8	31,9	20,1
0.90	S, кбт	0,7	0,7	0,7	0,7
0.90	V, узл	3,9	5,6	7,8	12,4
0.80	t, с	145,4	100,8	71,9	45,3
0.80	S, кбт	1,5	1,5	1,5	1,5
0.80	V, узл	3,4	5,0	7,0	11,0
0.70	t, c	249,2	172,9	123,2	77,2
0.70	S, кбт	2,5	2,5	2,5	2,5
0.70	V, узл	3,0	4,3	6,1	9,7
0.60	t, c	387,7	268,9	191,6	120,8
0.60	S, кбт	3,5	3,5	3,5	3,5
0.60	V, узл	2,6	3,7	5,2	8,3
0.50	t, c	581,6	403,3	287,4	181,2
0.50	S, кбт	4,8	4,8	4,8	4,8
0.50	V, узл	2,2	3,1	4,4	6,9
0.40	t, с	872,3		431,2	271,8
0.40	S, кбт	6,4	6,4	6,4	6,4
0.40	V, узл	1,7	2,5	3,5	5,5
0.30	t, c		941,1	670,7	422,8
0.30	S, кбт	8,4	8,4	8,4	8,4
0.30	V, узл	1,3	1,9	2,6	4,1
0.20	t, c	2326,2	1612,3	1149,7	724,8
0.20	S, кбт	11,2	11,2	11,2	11,2
0.20	V, узл	0,9	1,2	1,7	2,8
I+II	Т, с	2336,2	1623,3	1159,7	734,8
I+II	S, кбт	11,32	11,37	11,44	11,58

9. По данным таблицы 1 строим линейные графики в форме ИМО, рисунок 2

 

Рисунок 2. Образец линейного графика в форме ИМО пассивного торможения.

 

 

 

Р

 

3. Порядок оформления результатов расчётов.

Расчёты выполняются с помощью инженерного калькулятора, способного вычислять тригонометрические функции, в рабочей тетради во время планового проведения лабораторной работы, графики выполняются на отдельных листах миллиметровой бумаги формата А4. Курсанты не успевшие произвести расчёты до окончания времени лабораторной работы представляют данные своих расчётов и защищают работу до начала следующей лабораторной работы.

В последующем эти расчёты используются в курсовой работе каждым курсантом согласно персонального задания. Таким образом, изучив теоретический материал и выполнив расчёты лабораторной работы курсант подготовит часть курсовой к оформлению и защите.

 

4. Вопросы для защиты лабораторной работы.

 

1. Что такое инерционно-тормозные характеристики судна?

2. Что такое пассивное торможение?

3. Что такое активное торможение?

4. Что такое подтормаживание?

5. Что такое разгон?

6. Какие режимы движения судна Вы использовали в работе?

7. Как происходит деление мощности судна для каждого из режимов?

8. Что называется временем прохождения команды?

9. Что такое второй этап пассивного торможения?

10. До какого значения скорости рекомендуется выполнять манёвр пассивного торможения?

 

5. Список рекомендованной литературы.

1. Мальцев А.С. Маневрирование судов при расхождении. Одесса.: ОМТЦ,

2013.-303 с.

2. Демин С.И. и др «Управление судном», М.: Транспорт, 1991. -359 с.

3. Снопков В.И., «Управление судном», Санкт-Петербург, Профессионал,

2004. -536 с.

4. Шарлай Г.Н., «Управление морским судном», Владивосток, Мор. Гос.

Университет, 2009. -503 с.

5. Рекомендации по организации штурманской службы на морских судах

Украины (РШСУ-98).-Одесса, ЮжНИИМФ, 1998.-75с.

6. Мальцев А.С., Устименков Я.В., Мамонтов В.В., Смирнов С.В.,

Методические указания по выполнению курсовой работы на тему

«Определение маневренных характеристик судна». - Одесса.: ОНМА,

2015. – 60 с.

7. Яркин П.И., «Управление судном», Одесса, ОНМА, 2007. – 156с.