Контрольная работа на тему Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2014-11-18Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Тема:
«Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна»
Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vo судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна). Масса судна m = 10000 т, скорость полного хода Vo = 7,5 м/с, сопротивление воды при скорости Vo Ro = 350 кН, начальная скорость Vн = 7,2 м/с
Решение
1. Масса судна с учетом присоединенных масс воды
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Инерционная характеристика судна
Sо = 
3. Продолжительность первого периода (до остановки винта)
t1 = 2,25 
4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6Vo, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
5. Расстояние, пройденное в первом периоде, принимая 
=0,2
S1 = 0,5 · So · ℓn 
= 0,5·1768·ℓn 
6. Во время второго периода (от скорости V1 = 4,5 м/с до скорости
V = 0,2 · Vо = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с)
где 
=0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ
7. Расстояние, пройденное во втором периоде
8. Время свободного торможения
tв = t1 + t2 = 115 + 524 = 639 ≈ 640 с
9. Выбег судна
Sв = S1 + S2 = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.
- в радианах
Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vо судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна), если свободное торможение осуществляется на скорости Vн ≤ 0,6 · Vo m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 4,0 м/с
Решение
1. m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Sо =
3. Определим скорость в конце первого периода, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
4. Т.к. Vн < V1, то винт останавливается мгновенно.
5. V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с
6. Время падения скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с
где εвт = 0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ
Vн = V1
7. Расстояние, пройденное при падении скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с
Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vо для судна с ВРШ и ГТЗА после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна). m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Sо =
3.V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с
4.Время падения скорости до V = 1,5 м/с
где V1 = Vн = 7,2 м/с,
εвт ≈ 0,7 – коэффициент сопротивления для ВРШ
5. 
Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС, если максимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.Масса судна с учетом присоединенных масс
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционная характеристика судна
Sо =
3.Продолжительность первого периода (до остановки винта)
t1 = 2,25 
4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6 · Vo, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
5. Расстояние, пройденное в первом периоде
S1 = 0,5 · So · ℓn 
,
где Ре – тормозящая сила винта, работающего в режиме гидротурбины и составляющая примерно 0,2 Ro, т.е. 
= 0,2
S1 = 0,5 · 1768 · ℓn 
6.Продолжительность второго периода
t2 = 
, где V1 = 4,5 м/с
Ре = 0,8 · Рз.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
t2 = 
7. Расстояние, пройденное во втором периоде
S2 = 0,5 · So · ℓn 
т.к. к концу второго периода V = 0, то
S2 = 0,5 · So · ℓn 
= 0,5 · 1768 · ℓn 
8. Время активного торможения
tι = t1 – t2 = 115 + 168 = 283 с
9. Тормозной путь
Sι = S1 + S2 = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.
Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС после команды ЗПХ, если упор заднего хода Рз.х. = 320 кН и торможение осуществляется со скорости Vн ≤ 0,6 · Vo. Масса судна m=10000 т, скорость полного хода Vo=7,5 м/с, сопротивление воды на скорости Vo Ro=350 кН, начальная скорость Vн=4,0 м/с
Решение
1.Масса судна с учетом присоединенных масс
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционная характеристика судна
Sо =
3.Скорость в конце первого периода, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
4.В случае, если Vн ≤ V1 = 0,6 · Vo (Vн = 4,0 м/с, V1 = 4,5 м/с), винт останавливается мгновенно и t1 = 0; S1 = 0.
5.Тормозящая сила винта
Ре = 0,8 · Рз.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
6.Время активного торможения
t = ,
где V1 = Vн = 4,0 м/с
t = 
= 154 с
7.Тормозной путь
S = 0,5 · So · ℓn 
,
где V1 = Vн = 4 м/с
S = 0,5 · 1768 · ℓn 
Определить время активного торможения и тормозной путь судна с ВРШ и ГТЗА, если максимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.Масса судна с учетом присоединенных масс
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционная характеристика судна
Sо =
3.Продолжительность активного торможения
,
т.к. к концу периода торможения V = 0, то
, где для ВРШ Ре = Рз.х. = 320 кН
4.Т.к. к концу периода торможения V = 0, то тормозной путь судна
S = 0,5 · So · ℓn 
, где V1 = Vн = 7,2 м/с
S = 0,5 · 1768 · ℓn 
5.
Танкер водоизмещением ∆ = 84500 тонн, длина L = 228 м, средняя осадка dср = 13,6 м, высота борта Нб = 17,4 м, масса якоря G = 11000 кг, калибр якорной цепи dц = 82 мм, глубина места постановки на якорь Нгл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения Vт = 4 уз., угол между направлением течения и ДП θт = 20º, усиление ветра по прогнозу до u = 10–12 м/с, угол между ДП и направлением ветра qu = 30º. По судовым документам площадь проекции надводной части корпуса судна на мидель Аu = 570 м2, то же на ДП Вu = 1568 м2
Определить:
- длину якорной цепи необходимую для удержания судна на якоре;
- радиус окружности, которую будет описывать корма судна;
- силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.
Решение
1. Вес погонного метра якорной цепи в воздухе
qо = 0,021 · dц2 = 0,021 · 822 = 141,2 кг/м
2. Вес погонного метра якорной цепи в воде
qw = 0,87 · qо = 0,87 · 141,2 = 122,84 кг/м
3. Высота якорного клюза над грунтом
Нкл = Нгл + (Нб – dср) = 30 + (17,4 – 13,6) = 33,8 м
4. Удельная держащая сила якоря дана в условии задачи: К =1,3
5. Необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и отрезка цепи, лежащего на грунте
,
где:
а – длина части якорной цепи, лежащей на грунте; принимаем а = 50 м;
ƒ – коэффициент трения цепи о грунт дан в условии задачи: ƒ=0,15
6. Определим силу ветра, действующую на надводную часть судна
RA = 0,61 · Сха · u² · (Аu · cos qu + Bu · sin qu), где
Сха – аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сха=1,46
RA = 0,61 · 1,46 · 122 · (570 · cos 30º + 1568 · sin 30º) =163,850 кН = 16,7 m
7. Определим силу действия течения на подводную часть судна
Rт = 58,8 · Вт · Vт2 · sin θт, где:
Вт – проекция подводной части корпуса на ДП судна,
Вт ≈ 0,9 L · dcp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м2
Vт – скорость течения в м/с
Vт = 4 уз. ≈ 2 м/с
Rт = 58,8 · 2791 · 22 · sin 20º = 224,517 кН = 22,9 m
8. Определим силу рыскания судна при усилении ветра
Rин = 0,87 · G = 0,87 · 11000 = 9,57 m = 93,882 кН
9. Сумма действующих на судно внешних сил
∑ R = RА + Rт + Rин = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН = 49,2 m
10. Определим минимальную длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре, при условии Fг = Fх = ∑ R (н) = 10 · G · К и коэффициенте динамичности Кд = 1,4
,
где:
К = 1,3 – удельная держащая сила грунта,
qw = 122,84 кг/м – вес погонного метра якорной цепи в воде
С целью обеспечения безопасности якорной стоянки надлежит вытравить
9 смычек = 225 м якорной цепи.
11. Определим горизонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта
x= 
214,21 м ≈ 214 м.
Следовательно, длина цепи, лежащая на грунте составляет
а = 225 – 214=11 м
12. Радиус окружности, которую будет описывать корма танкера
Rя = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м
13. Определим силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза
F2 = 9,81 · qw 
Список литературы
1. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 48 – 57.
2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 383 – 392.
3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 393 – 401.
Тема:
«Расчет пройденного расстояния и времени при пассивном и активном торможении судна»
Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vo судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна). Масса судна m = 10000 т, скорость полного хода Vo = 7,5 м/с, сопротивление воды при скорости Vo Ro = 350 кН, начальная скорость Vн = 7,2 м/с
Решение
1. Масса судна с учетом присоединенных масс воды
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Инерционная характеристика судна
Sо =
3. Продолжительность первого периода (до остановки винта)
t1 = 2,25
4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6Vo, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
5. Расстояние, пройденное в первом периоде, принимая
S1 = 0,5 · So · ℓn
6. Во время второго периода (от скорости V1 = 4,5 м/с до скорости
V = 0,2 · Vо = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с)
где
7. Расстояние, пройденное во втором периоде
8. Время свободного торможения
tв = t1 + t2 = 115 + 524 = 639 ≈ 640 с
9. Выбег судна
Sв = S1 + S2 = 614 + 1295 = 1909 ≈ 1910 м.
Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vо судна с ВФШ и ДВС после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна), если свободное торможение осуществляется на скорости Vн ≤ 0,6 · Vo m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 4,0 м/с
Решение
1. m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2. Sо =
3. Определим скорость в конце первого периода, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
4. Т.к. Vн < V1, то винт останавливается мгновенно.
5. V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с
6. Время падения скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с
где εвт = 0,5 – коэффициент сопротивления для ВФШ
Vн = V1
7. Расстояние, пройденное при падении скорости от Vн = 4,0 м/с до V = 1,5 м/с
Определить время падения скорости до V = 0,2 · Vо для судна с ВРШ и ГТЗА после команды СТОП и пройденное за это время расстояние (время свободного торможения и выбег судна). m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Sо =
3.V = 0,2 · Vo = 0,2 · 7,5 = 1,5 м/с
4.Время падения скорости до V = 1,5 м/с
где V1 = Vн = 7,2 м/с,
εвт ≈ 0,7 – коэффициент сопротивления для ВРШ
5.
Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС, если максимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.Масса судна с учетом присоединенных масс
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционная характеристика судна
Sо =
3.Продолжительность первого периода (до остановки винта)
t1 = 2,25
4. Скорость в конце первого периода V1 = 0,6 · Vo, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
5. Расстояние, пройденное в первом периоде
S1 = 0,5 · So · ℓn
где Ре – тормозящая сила винта, работающего в режиме гидротурбины и составляющая примерно 0,2 Ro, т.е.
S1 = 0,5 · 1768 · ℓn
6.Продолжительность второго периода
t2 =
Ре = 0,8 · Рз.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
t2 =
7. Расстояние, пройденное во втором периоде
S2 = 0,5 · So · ℓn
S2 = 0,5 · So · ℓn
8. Время активного торможения
tι = t1 – t2 = 115 + 168 = 283 с
9. Тормозной путь
Sι = S1 + S2 = 614 + 354 = 968 ≈ 970 м.
Определить время активного торможения и тормозной путь (нормальное реверсирование) судна с ВФШ и ДВС после команды ЗПХ, если упор заднего хода Рз.х. = 320 кН и торможение осуществляется со скорости Vн ≤ 0,6 · Vo. Масса судна m=10000 т, скорость полного хода Vo=7,5 м/с, сопротивление воды на скорости Vo Ro=350 кН, начальная скорость Vн=4,0 м/с
Решение
1.Масса судна с учетом присоединенных масс
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционная характеристика судна
Sо =
3.Скорость в конце первого периода, когда останавливается винт
V1 = 0,6 · Vo = 0,6 · 7,5 = 4,5 м/с
4.В случае, если Vн ≤ V1 = 0,6 · Vo (Vн = 4,0 м/с, V1 = 4,5 м/с), винт останавливается мгновенно и t1 = 0; S1 = 0.
5.Тормозящая сила винта
Ре = 0,8 · Рз.х. = 0,8 · 320 = 256 кН
6.Время активного торможения
t =
где V1 = Vн = 4,0 м/с
t =
7.Тормозной путь
S = 0,5 · So · ℓn
где V1 = Vн = 4 м/с
S = 0,5 · 1768 · ℓn
Определить время активного торможения и тормозной путь судна с ВРШ и ГТЗА, если максимальный упор заднего хода Рз.х. = 320 кН. m = 10000 т, Vo = 7,5 м/с, Ro = 350 кН, Vн = 7,2 м/с
Решение
1.Масса судна с учетом присоединенных масс
m1 = 1,1 · m = 1,1 · 10000 = 11000 т
2.Инерционная характеристика судна
Sо =
3.Продолжительность активного торможения
т.к. к концу периода торможения V = 0, то
4.Т.к. к концу периода торможения V = 0, то тормозной путь судна
S = 0,5 · So · ℓn
S = 0,5 · 1768 · ℓn
5.
Танкер водоизмещением ∆ = 84500 тонн, длина L = 228 м, средняя осадка dср = 13,6 м, высота борта Нб = 17,4 м, масса якоря G = 11000 кг, калибр якорной цепи dц = 82 мм, глубина места постановки на якорь Нгл = 30 м, грунт – ил, наибольшая скорость течения Vт = 4 уз., угол между направлением течения и ДП θт = 20º, усиление ветра по прогнозу до u = 10–12 м/с, угол между ДП и направлением ветра qu = 30º. По судовым документам площадь проекции надводной части корпуса судна на мидель Аu = 570 м2, то же на ДП Вu = 1568 м2
Определить:
- длину якорной цепи необходимую для удержания судна на якоре;
- радиус окружности, которую будет описывать корма судна;
- силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза.
Решение
1. Вес погонного метра якорной цепи в воздухе
qо = 0,021 · dц2 = 0,021 · 822 = 141,2 кг/м
2. Вес погонного метра якорной цепи в воде
qw = 0,87 · qо = 0,87 · 141,2 = 122,84 кг/м
3. Высота якорного клюза над грунтом
Нкл = Нгл + (Нб – dср) = 30 + (17,4 – 13,6) = 33,8 м
4. Удельная держащая сила якоря дана в условии задачи: К =1,3
5. Необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и отрезка цепи, лежащего на грунте
где:
а – длина части якорной цепи, лежащей на грунте; принимаем а = 50 м;
ƒ – коэффициент трения цепи о грунт дан в условии задачи: ƒ=0,15
6. Определим силу ветра, действующую на надводную часть судна
RA = 0,61 · Сха · u² · (Аu · cos qu + Bu · sin qu), где
Сха – аэродинамический коэффициент задачи дан в условии Сха=1,46
| quº | Сха | ||
| сухогр. судно | пассаж. судно | танкер, балкер | |
| 0 | 0,75 | 0,78 | 0,69 |
| 30 | 1,65 | 1,66 | 1,46 |
| 60 | 1,35 | 1,54 | 1,19 |
| 90 | 1,20 | 1,33 | 1,21 |
7. Определим силу действия течения на подводную часть судна
Rт = 58,8 · Вт · Vт2 · sin θт, где:
Вт – проекция подводной части корпуса на ДП судна,
Вт ≈ 0,9 L · dcp = 0,9 · 228 · 13,6 = 2790,7 ≈ 2791 м2
Vт – скорость течения в м/с
Vт = 4 уз. ≈ 2 м/с
Rт = 58,8 · 2791 · 22 · sin 20º = 224,517 кН = 22,9 m
8. Определим силу рыскания судна при усилении ветра
Rин = 0,87 · G = 0,87 · 11000 = 9,57 m = 93,882 кН
9. Сумма действующих на судно внешних сил
∑ R = RА + Rт + Rин = 163,850 + 224,517 + 93,882 = 482,249 кН = 49,2 m
10. Определим минимальную длину якорной цепи, необходимую для удержания судна на якоре, при условии Fг = Fх = ∑ R (н) = 10 · G · К и коэффициенте динамичности Кд = 1,4
где:
К = 1,3 – удельная держащая сила грунта,
qw = 122,84 кг/м – вес погонного метра якорной цепи в воде
С целью обеспечения безопасности якорной стоянки надлежит вытравить
9 смычек = 225 м якорной цепи.
11. Определим горизонтальное расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта
x=
Следовательно, длина цепи, лежащая на грунте составляет
а = 225 – 214=11 м
12. Радиус окружности, которую будет описывать корма танкера
Rя = а + х + L = 11 + 214 + 228 = 453 м
13. Определим силу наибольшего натяжения якорной цепи у клюза
F2 = 9,81 · qw
Список литературы
1. Сборник задач по управлению судами. Учебное пособие для морских высших учебных заведений / Н.А. Кубачев, С.С. Кургузов, М.М. Данилюк, В.П. Махин. – М. Транспорт, 1984, стр. 48 – 57.
2. Управление судном и его техническая эксплуатация. Учебник для учащихся судоводительских специальностей высших инженерных морских училищ. Под редакцией А.И. Щетининой. 3-е издание. – М. Транспорт, 1983, стр. 383 – 392.
3. Управление судном и его техническая эксплуатация. Под редакцией А.И. Щетининой 2-е издание. – М. Транспорт, 1975, стр. 393 – 401.
