Расчет маневра расхождения судов в канале

Расхождение судов должно производиться в соответствии с правилами плавания по внутренним водным путям Российской Федерации. Согласно этим правилам (ст.136), если два судна идут встречными курсами таким образом, что может возникнуть опасность столкновения, то каждое судно должно изменить свой курс вправо с тем, чтобы они могли разойтись левыми бортами. Для расхождения действия судоводителей обоих судов должны быть согласованы по УКВ радиосвязи. При этом вызов на радиосвязь должен осуществлять судоводитель судна, идущего вверх (ст.118). Согласно ст.134, судно, идущее вверх, заблаговременно, а в случае, ограниченного по путевым условиям обзора,— при визуальном обнаружении встречного судна, должно обозначить соответствующий борт расхождения подачей отмашки и подтвердить по УКВ радиосвязи. Судно, идущее вниз, должно принять и незамедлительно подтвердить указанную сторону расхождения также подачей отмашки и по УКВ радиосвязи.

Изначально судно следует по оси канала. Гидростатические давления на правый и левый борта равны и уравновешиваются (Р_п.б.=Р_л.б.). Скорости потока воды, обтекающей корпус судна, также равны V_2п.б=V_2л.б.. Для безопасного расхождения отклоняемся вправо насколько это необходимо и практически возможно. Из расчетов видно, что чем меньше скорость судна, тем дальше от оси канала оно может отклониться. Поэтому маневр расхождения целесообразно выполнять на малых скоростях движения. При приближении к откосу канала начинают изменяться гидростатические давления и скорости обтекания Р_п.б> Р_л.б, V_2п.б> V_2л.б. Появляется гидравлический момент, стремящийся повернуть нос судна в сторону оси канала. Чем ближе будет приближение к откосу, тем сильнее будет наблюдаться это явление. При критическом приближении к откосу возникнет ситуация, когда Р_п.б >> Р_л.б, V_2п.б >> V_2л.б В этом случае судно перестанет слушаться руля и развернется поперек судового хода вследствие воздействия гидравлического прыжка (перехода потока из спокойного состояния в бурный (из ламинарного режима обтекания в турбулентный)), и корма судна при этом выбрасывается на откос канала. Чтобы этого избежать рекомендуется уменьшать ход на правой машине до минимального вплоть до полной остановки двигателя при необходимости.

В момент сближения носовых оконечностей между скуловыми частями образуется зона повышенного давления, величина которого зависит от расстояний между судами и откосами канала и непосредственно между судами. Если суда чрезмерно приблизятся к откосам канала, то нос каждого судна будет стремиться повернуться в сторону оси канала, отрыскивая от откоса вследствие разностей уровней воды и гидростатических давлений. Если суда приблизятся друг к другу, то нос каждого судна будет отрыскивать в сторону откоса вследствие влияния зоны повышенного давления между судами. Это необходимо учитывать при управлении судами.

В момент, когда мидель одного судна находится на траверзе миделя другого судна, между судами образуется зона нулевых скоростей, и каждое судно будет находиться в своей ложбине.

Дальнейшее движение судов относительно друг друга следует осуществлять с малым углом поворота в сторону оси канала. При этом надо учитывать, что давление со стороны скуловой части другого судна будет стремиться откинуть корму в сторону откоса канала. Поэтому необходимо удерживать судно соответствующей перекладкой руля. После того, как корма одного судна пройдет корму другого, судно выводится на ось канала.

Найдем время, требуемое для расхождения двух судов.

Данные по судам:

L₁ =135м

V₁=11,34км/ч=3,15м/с

L₂=135м

V₂=10,98км/ч=3,05м/с

Скорость малого хода у судов:

V_1м.х=3,15*0,5=1,575м/с

V_2м.х=3,05*0,5=1,525м/с

Время на расхождение

t_{расхожд.} =

t_{расхожд.} = = 87,10сек ≈ 1,45мин

а) в рассчитанном живом сечении канала определить нейтральную зону и описать процесс расхождения от момента обнаружения встречного судна до момента выхода судна на ось судового хода после расхождения. Все моменты и силы.

б) привести три разреза живого сечения канала.

Проект встречного судна выбирается студентом.

Расчет маневра обгона

а) определить возможность обгона и если, возможно, то время обгона.

б) описать весь процесс маневра от момента запроса разрешения на обгон до момента завершения маневра.

в) привести как в п.5 все силы действующие на суда и 3–4 разреза поперечного сечения канала с указанием уровней воды.

Обгон судов должен происходить в соответствии с правилами плавания по внутренним водным путям Российской Федерации. Согласно этим правилам, обгон производится только после того, как суда удостоверились в том, что обгон не представляет опасности, и подтвердили согласие на обгон по УКВ радиосвязи и световыми сигналами (ст.152). Перед обгоном вызов на радиосвязь осуществляет судоводитель обгоняющего судна (ст.118). Обгоняемое судно при возможности обгона должно указать соответствующий борт путем подачи отмашки и подтвердить по УКВ радиосвязи. Оно также должно уменьшить ход и предпринять другие действия для обеспечения безопасности обгона (ст.152). Обгоняющее судно должно обходить обгоняемое по левому борту. Обгон по правому допускается, как исключение, когда обгон по левому борту затруднен из-за путевых, метеорологических и других условий (ст.153).

При обгоне, обгоняемое судно должно заблаговременно уменьшить скорость до минимальной и отклониться вправо насколько это безопасно и практически возможно. При этом надо учитывать, что Р_п.б > Р_л.б, V_2п.б > V_2л.б. На обгоняемое судно действует момент, стремящийся повернуть нос судна в сторону оси канала. Чем ближе обгоняемое судно будет приближаться к откосу, тем сильнее будет наблюдаться это явление. При критическом приближении к откосу возникнет ситуация Р_п.б >> Р_л.б, V_2п.б >> V_2л.б, судно перестанет слушаться руля и развернется поперек судового хода вследствие воздействия гидравлического прыжка (перехода потока из спокойного состояния в бурный (из ламинарного режима обтекания в турбулентный)), и корма судна при этом выбрасывается на откос канала. Чтобы избежать этой ситуации обгоняемое судно должно остановить правую машину и идти только на левой.

Обгоняющее судно выбирает безопасное расстояние для обгона соизмеримо своим габаритам, габаритам обгоняемого судна и размерам канала. Затем обгоняющее судно смещается влево от обгоняемого и выводится на параллельный курс. При этом необходимо помнить, что чрезмерное приближение к откосу канала может вызвать потерю управляемости и разворот судна поперек судового хода, вследствие влияния гидравлического прыжка, а чрезмерное сближение с обгоняемым судном может вызвать влияние присасывания, когда суда оказываются в единой ложбине (моменты, возникающие при этом, будут стремиться столкнуть суда).

В момент, когда носовая часть обгоняющего судна окажется на уровне кормовой части обгоняемого, гидродинамический момент, действующий на обгоняемое судно, будет стремиться отбросить его корму на откос канала. Чтобы этого избежать судоводителю обгоняемого судна необходимо переложить руль вправо. Наиболее сильно такой эффект наблюдается при минимальном расстоянии между судами и на больших скоростях обгона.

После того как обгоняемое судно окажется позади, обгоняющее помалу выводится на ось судового хода.

Данные по судам:

L_с1=135м

T_с1=3,6м

b_с1=14,5м

V_с1=11,34км/ч=3,15м/с

V_с2=10,98км/ч=3,05м/с

Скорости судов выбираются в зависимости от общей критической скорости движения по каналу. Чтобы ее определить, необходимо найти общий коэффициент стеснения:

К_общ.= (38)

⊗₁— площадь мидель-шпангоута обгоняемого судна,

⊗₂ — площадь мидель-шпангоута обгоняющего судна,

Ω₀ — площадь живого сечения канала.

К_общ. = =0,3116

Общая критическая скорость движения по каналу:

Эксплуатационная скорость будет равна:

V_э=V_k₁*0,9 (39)

V_э=2,3108*0,9=2,0797м/с

Допустим, что обгоняемое судно уменьшило скорость до скорости самого малого хода от рассчитанной допустимой эксплуатационной скорости движения в данном канале:

V_с1м.х.=0,25*V_э (40)

V_с1м.х.= 0,25*2,0797 = 0,5199м/с ≈ 1,8716км/ч

Скорость обгоняющего судна:

V_с2=V_э-V_с1м.х. (41)

V_с2= 2,0797-0,5199 = 1,5598м/с ≈ 5,6153км/ч

Время на обгон:

t_{расхожд.}= (42)

t_{расхожд}= = 259,64сек ≈ 4,33мин

Расстояние, на которое обгоняемое и обгоняющее судна могут сместиться, определяется из соотношения площадей мидель-шпангоутов и ширины канала по осадке наибольшего судна:

= =