Снятие судна с мели и аварийная морская буксировка

Дl₂=l-L=q*f_ф*l/3* F_r

Где длина хорды, м :

L=l*(l-q* f_ф /3* F_r)

Стрелка провеса, м:

f=[(l-L)*3* F_r] /q*l

Натяжение на гаке, кН :

F_r=q*f*l /[3*(l*L)]

Разность между прямой (хордой) и длиной буксирной линии при разрыве буксирного троса, м :

Дl₂^'=f_min*q*l / 3*T_max

Дl₂^'=1,2*0,046*330,45/3*524,6=0,01 м

Где f_min- минимальная стрелка провеса при которой происходит разрыв троса, м

f_min=q*l²/8* T_max

f_min=0.046*330,45²/8*524,6=1.2

где T_max- максимальное напряжение на гаке при разрыве троса с учетом 30% морского запаса, кН.

T_max=0.7*Q_разр

T_max=0.7*749,5=524,6 кН

Разность между прямой (хордой) и длиной буксирной линии при расчетных значениях стрелки провеса и тяги на гаке, м:

Дl₂^"=q*f_ф*l / 3* F_r

Дl₂^"=0,046*1,2*330,45/3*53,8=0,1

Откуда практически второй элемент «игры», м :

Дl₂= Дl₂^"- Дl₂^'

Дl₂=0,1-0,01=0,09

Практика показывает, что из соображений безопасности (морской запас) для таких расчетов T_max нужно брать меньше разрывного усилия Q_разр, а также меньше и Q_разр /2=2, то есть при запасе прочности, равным двум и менее двух, уже может наступить разрыв троса.

Суммарная «игра» буксирного троса.

Вся «игра» буксирного троса по формуле:



Дl= Дl₁+ Дl₂

Дl=0,5+0,09=0,59 м

Способы крепления буксирной линии.

На транспортных судах выбор способа крепления буксирных тросов определяется в зависимости от размеров и особенностей устройства судов, наличия средств для крепления буксирных тросов, а при вынужденных буксировках - еще и от погодных условий. Во всех случаях должно быть обеспечено надежное крепление тросов и предусмотрена возможность изменения длины буксирного троса и его немедленной отдачи.

Самым простым способом крепления буксирного троса на небольшом буксировщике является его крепление непосредственно на кнехтах. Буксирный трос проводят через швартовный клюз или киповую планку и 1 - 2 шлага кладут на ближайший по длине судна кнехт. Затем крепят его на следующем кнехте. Если кнехтов на борту более двух, и они расположены в ряд по длине, то на первом кладут один шлаг, на втором два и окончательно крепят буксирный трос на третьем. При таком способе крепления нагрузка от буксира

На корме буксировщика обычно нет таких устройств, как брашпиль и якорные цепи. В этой части судна крепление буксирного троса значительно сложнее, чем на баке, поэтому заранее готовят брагу для крепления буксира. Брагу крепят большей частью за прочные конструктивные элементы верхних сооружений, за рубку, комингс люка и даже за надстройку. На рис. показана брага на судне с полуютом.

Самым простым способом крепления буксира на буксируемом судне является крепление буксирного троса к двум или одной якорным цепям (рис. 3). Такой способ крепления имеет положительные стороны: якорные цепи перетираются не так быстро, как тросы всех видов. Кроме того, крепление за якорные цепи позволяет регулировать длину буксирной линии в довольно широких пределах при помощи брашпиля и стального троса.

Возможны и другие способы заводки и крепления браги. Иногда целесообразно буксирный канат закрепить непосредственно за якорь. Простота такого крепления очевидна, а наличие тяжелого якоря значительно улучшает работу буксирной линии.

Организация связи между буксировщиком и буксируемым судном.

Перед началом движения буксирного каравана капитаны судов должны договориться между собой о порядке обеспечения и поддержания постоянной связи по УКВ - радиостанциям, а также дублированию связи при необходимости другими средствами (прожекторами флагами МСС). Проверить наличие и работоспособность ракетниц, фальшфейеров и других средств подачи сигналов, а также спасательные средства особенно на буксируемом судне. Удостовериться в работоспособности и правильности расположения огней и знаков в соответствии с МППСС - 72.

Правовое оформление буксировки морем.

По договору буксировки владелец одного судна обязуется за вознаграждение буксировать другое судно на определенное расстояние. Договор морской буксировке заключается в письменной форме. Каждая из сторон обязана заблаговременно привести судно в состояние годное к буксировке.

Буксировка должна осуществляться под управлением капитана буксировщика и ответственность за ущерб, причиненный буксируемому судну или имуществу на нем, лежит на капитане буксировщика.

Управление караваном при буксировке.

После закрепления буксирного каната на судах караван начинает движение. Этот момент является ответственным, так как при движении со значительным ускорением в буксирной линии может возникнуть чрезмерное усилие. Когда буксирный канат начинает обтягиваться, необходимо машину застопорить до полного обтягивания буксирной линии и ее провиса и в дальнейшем увеличивать скорость понемногу. Полную длину буксирного каната устанавливают по выходе на достаточную глубину. Изменять курс следует плавно, избегая крутых поворотов даже в том случае, если судно развило постоянную скорость.

По достижении судами полной скорости буксировки необходимо осмотреть буксирное устройство. Нагрузка, приложенная к деталям и конструкциям, которые служат для крепления буксирного троса, не должна превышать допустимой. Если буксировка осуществляется на нескольких тросах, необходимо выровнять их натяжения.

На корме буксирующего и на носу буксируемого судов должна быть установлена вахта для наблюдения за работой буксирного устройства.

Большое значение имеет соотношение длины волны и расстояния между судами. Рекомендуется иметь такую длину буксирного троса, чтобы и буксируемое, и буксирующее суда одновременно всходили на волну и спускались с нее. При этом разность фаз орбитального движения судов сводится к минимуму.

Все суда, когда они идут на буксире, рыскливы. При буксировке вплотную рыскливости нет, но по мере увеличения расстояния между судами путем удлинения буксирного троса начинается рыскание, которое увеличивается до тех пор, пока буксирный трос не войдет в воду. С этого момента рыскание замедляется. Предотвратить рыскание при помощи руля возможно лишь в том случае, если скорость рыскания позволяет рулевому удерживать судно на курсе. Необходимо помнить следующее: чем больше скорость буксировки, тем больше рыскает буксируемое судно; чем короче буксирный трос, тем порывистее рыскание; чем длиннее буксирный трос, тем дальше отходит буксируемое судно от курса, но рыскание теряет свою порывистость и позволяет рулевому держать судно на курсе. Рыскливость зависит от: направления ветра и волн относительно курса буксируемого судна; осадки, высоты надводного борта и расположения верхних сооружений буксируемого судна; дифферента; крена; каких-либо подводных выступающих частей (что может быть вызвано повреждением корпуса). Рыскливость, обусловленная действием ветра и волны, может быть уменьшена только изменением курса и скорости буксировки. Судно, имеющее большую осадку, будет меньше рыскать чем судно порожнем. Судно с дифферентом на корму более устойчиво на курсе, чем судно с дифферентом на нос. Поэтому суда с большим дифферентом на нос, который нельзя выровнять, лучше буксировать на корму. Все эти факторы могут действовать как раздельно, так и совместно.

Выполнив необходимые расчеты по определению сопротивлений буксирующего и буксируемого судов, параметров буксирной линии (тип, длина, толщина и разрывная прочность буксирного троса, стрелка провеса) и «игры» буксирного троса на волнении, при неблагоприятных погодных условиях, можно заключить, что все необходимое для проведения, как вынужденной, так и запланированной (в части расчетов требуемых величин) буксировки выполнено и судно готово к проведению аварийной операции

6. Расчет посадки судна на мели, реакции грунта и метацентрической высоты

Расчет посадки судна на мели, реакции грунта и метацентрической высоты.

Пусть судно до посадки на мель имело следующие хар-ки:

Осадки Тн = 2,12 м; Тк = 2,81м

Угол крена: ? = 10?

Вес D = 2810 т

Поперечная метацентрическая высота h = 4,13м;

Продольная метацентрическая высота Н = 339,5 м

Абсцисса центра масс: x_f = -2,4 м

После посадки на мель:

Осадки : Тн₁ = 2,22м; Тк₁ = 2,75м

Изменение средней осадки судна:

?Tср = [(Тн1 + Тк1) - (Тн + Тк)] / 2

?Tср = [(2,12+2,81) - (2,22+2,75)] / 2 = -0,02 м

Сила реакции грунта.

R = ?Tср * g * ? * S

Где g - ускорение свободного падения

? - плотность морской воды

S - площадь ватерлинии

S = L * B * ?

Где L - длина корпуса

В - ширина корпуса

? - коэффициент полноты

S = 110,15*13*0,887=1270,0 м²

R = -0,02*9,81*1,025*1270,0= -255,4 кН

Снятие судна с мели способом дифферентования.

Дифферентование судна используется в случаях, когда сидит на мели незначительной по площади частью корпуса, причем касание грунта произошло кормовой частью. Для расчета изменения осадки при дифферентовании танками двойного дна используются следующие формулы:

? = Р * (x - xf) / (D * H);

Где P-объем заполняемых (откатываемых танков), т,

X-отстояние от мидель-шпангоута центра тяжести танков, м,

X_f - абсцисса ц.т. действующей ватерлинии, м,

D -водоизмещение судна, м,

H- продольная метацентрическая высота, м,

? =376,2*(31,4-(-2,4))/2810*339,5=0,013 м;

Среднее изменение осадки после приема балласта.

?Tср = Р* / (? * S)

?Tср = 376,2 / (1,025 * 1270,0) = 0,29 м,

Уменьшение осадки носом и кормой в результате дифферента.

?Tн = ?Tср + ? * (L / 2 + xf)

?Tн = 0,29 + 0,013 * ((110,15/2 + (-2,4)) = 0,97 м

?Tк = -?Tср - ? * (L / 2 - xf)

?Tк = -0,29 - 0,013 * ((110,15/2) - (-2,4)) = - 1,04 м

Новые осадки кормой и носом.

Тн = 2,22+ 0,97 = 3,19 м

Тк = 2,75 -1,04 = 1,71 м

Поперечная метацентрическая высота после приема грузах

h = h₀ +( P / (D + P)) * (Tcp +( ?Tср/(2 - h₀ - z ))

h = 4,13 +( 376,2 / (2810 + 376,2)) * (2,47 + (0,29/(2 - 4,13 - 2)) = 4,4

Судно можно считать остойчивым.

Таким образом, данная задача может быть решена способом приема балласта. Расчеты по снятию с мели собственными силами и с помощью судна - спасателя. Усилие необходимое для снятия судна с мели:



Т_ст = f * R

Где f - коэффициент трения, равный f=0.5

R - реакции грунта, кН R =255.4 кН;

Т_ст = 0,5 * 255,4=127,7 кН

Сила тяги винта при работе на задний ход:

Тзх = Р * g * k_c * k_зх

Р - суммарная мощность СЭУ, кВт

g - ускорение своб. пад.

k_c - коэффициент стягивания, равный 0,007 кН / 1 кВт

k_зх - коэффициент заднего хода, равный 0,8

Тзх = 1320* 9,8 * 0,007 * 0,8 = 72,4 кН

Т.о. получаем, что сойти с мели своими силами не удастся, т.к. Тст ? Тзх

Расчет рывка буксира - спасателя.

Для рывка используем капроновый трос.

l = 250м

d_t = 63,7 мм

Q_раз = 1790 кН

Жесткость синтетического троса

С = 3,6 Q_раз / l²

C = 3,6 * 1790 / 250² = 0,1 кН/м



Допускаемая инерционная составляющая

Т_ин = 0,5Q - T_шв

Где Т_шв - тяга буксировщика на швартовном режиме, T_шв= 92 кН;

Т_ин = 0,5 * 1790 - 92 = 803 кН

Допускаемая скорость буксировщика при рывке,

Vрыв = м/с;

Где ? - водоизмещение буксировщика, т

Vрыв = = 3,4 м/с

Тяга спасателя к моменту рывка,

Т_vрыв = Т_шв * (1 - V_рыв / V_max)

Где V_max - максимальная скорость буксировщика в режиме свободного хода, м/с

Т_vрыв = 92 * (1 - 3,4 / 5,4) = 34,1 кН

Усилие рывка Т_рыв в момент максимального натяжения буксирного троса, кН



Т_рыв = Т_ин + Т_vрыв ;

Т_рыв = 803 + 34,1 = 837,1 кН

Дразбег буксира спасателя рассчитывается в следующем порядке.

Рассчитываем значение функции

f(e, x) = V_рыв/V_max,

f(e, x) =3,4/5,4= 0,63

Рассчитываем значение коэффициента е, характеризующего тяговые хар - ки буксировщика

е = Т_шв / V²_max *D

e =92/5,4²*4097= 0,0007

По диаграмме 8.12 (Снопков В.И. «Управление судном») находим значение длины разбега. x = 135м

Способы снятия судна с мели.

Снятие судна с мели собственными силами

Снятие с мели работой своей машины без посторонней помощи возможно только при следующих условиях:

- когда судно следовало с очень малой скоростью, например при плавании в районах с ограниченными глубинами и в результате посадки незначительно уменьшило осадку носом;

- когда при плавании на мелководье судну был сделан дифферент на нос, например при плавании по реке против течения, чтобы при касании грунта можно было перекачкой балласта уменьшить осадку носом.

Снятие с мели без посторонней помощи может быть осуществлено при преднамеренной посадке на мель, когда после касания грунта носовой частью днища увеличивают опорную реакцию грунта принятием балласта в носовые танки и перекачкой пресной воды в опорожненный перед посадкой форпик. Посадка носовой частью на мягкий грунт и перекачка балластной воды и топлива в носовые танки могут дать большую гарантию не быть выброшенным лагом на берег, чем попытка отстояться при тайфуне на двух якорях.

Если судно село на мель во время наступления малой воды в районе с большой амплитудой приливно-отливных явлений и ко времени наступления полной воды погода (ветер и волнение) не ухудшила положение судна на мели, съемка своими силами возможна.

Снятие с мели работой машины без посторонней помощи возможно и при других обстоятельствах посадки, но при условии, что экипаж сможет обеспечить «облегчение» судна за счет освобождения от балласта или изменить дифферент перебалластировкой и перегрузкой, если имеется возможность увеличить осадку кормой с тем, чтобы уменьшить давление на грунт носовой части до значения, при котором упор винта сможет преодолеть сопротивление сил сцепления корпуса с грунтом.

Если нет опасений, что корпус поврежден, работой машины на задний ход пытаются снять судно в направлении, обратном курсу перед посадкой. Если судно в момент посадки изменило курс или стало разворачиваться при работе машины на задний ход, нужно давать ход на непродолжительное время, наблюдая за изменением курса и останавливая машину, если винт задевает за грунт. Когда несколько попыток снять судно с мели при работе машины на полный задний ход не дают видимого результата, прибегают к попытке раскачать судно на мели попеременными ходами. При работе машины на задний ход руль ставят прямо, а на передний ход -- перекладывают руль на оба борта.

Если первые попытки снять судно с мели только работой машины на задний ход оказались безуспешными, следует повторить их при повышении уровня воды, выполнив к этому времени работы по обследованию места посадки, составлению планшета глубин и произведя расчеты по определению опорной реакции грунта и необходимого стягивающего усилия, по перебалластировке или перемещению груза.

Работа машины на задний ход при посадке на мягкий грунт может привести к намыву грунта под днищем судна.

Задача по снятию с мели собственными силами усложняется и не дает положительного результата, если при условиях посадки, показанных выше, будет нарушена водонепроницаемость корпуса и через пробоины поступит забортная вода и затопит отсеки или трюмы.

В таком случае давление корпуса на грунт увеличится соответственно объему влившейся воды, а первоочередной работой экипажа становится заделка пробоин и осушение помещений, в которые поступила забортная вода.

Если первые попытки снять судно с мели только работой машины на задний ход оказались безуспешными, следует повторить их при повышении уровня воды, выполнив к этому времени работы по обследованию места посадки, составлению планшета глубин и произведя расчеты по определению опорной реакции грунта и необходимого стягивающего усилия, по перебалластировке или перемещению груза.

Снятие судна с мели с посторонней помощью

Когда попытка самостоятельного снятия с мели не дала положительною результата или судно оказалось на мели вследствие шторма или село на мель с повреждением корпуса, т. е. во всех случаях, когда требуется посторонняя помощь, экипаж аварийного судна обязан выполнять все подготовительные работы по промеру глубин в районе аварии для безопасного подхода судов - спасателей, завести браги для крепления буксирных тросов, а также выполнить другие работы по указанию капитанов судов - спасателей.

Выбор способа снятия судна с мели и план работы разрабатывают на основании собранных данных с учетом погодных условий. Если предполагается стягивание с мели буксировкой, тщательно промеряют глубины по направлению снятия аварийного судна.

Наиболее сложным этапом при подготовке к стягиванию с мели буксировкой является подход и подача буксирного троса. Если в качестве судна - спасателя оказывается обычное транспортное судно, то маневрирование его для подачи буксирного троса возможно только при условии благоприятной погоды, когда нет крупного волнения и нет ветра. Став на якорь судно - спасатель подает проводник для буксирного троса на аварийное судно на своей шлюпке или на шлюпке судна, сидящего на мели. Подаче проводника может предшествовать подача линя с помощью линеметательной установки. После закрепления буксира на обоих судах судно-спасатель выбирает свою якорную цепь до обтягивания буксирного троса втугую и дает ход машине, постепенно увеличивая обороты винта. Экипажи обоих судов должны соблюдать меры предосторожности на случай обрыва буксирного троса.

Когда в спасательной операции принимает участие несколько судов и среди них имеется судно с высокими маневренными качествами, расстановку судов и подачу буксиров осуществляют с помощью такого судна. Суда - спасатели становятся на якоря так, чтобы с началом работы машин создать наибольшее тяговое усилие и избежать попадания буксирного троса под корпуса или на винты других судов.

Если до начала стягивания судна с мели необходим разворот его в сторону увеличения глубин, производят расчеты по определению требуемого разворачивающего усилия.

Если статические тяговые усилия оказались недостаточными для снятия судна с мели, прибегают к динамическому рывку буксировщика. Рывок буксировщика передает энергию, накопленную в период разбега, судну, сидящему на мели в момент натяжения троса. Усилие, создаваемое рывком, может быть во много pas больше того, которое буксировщик создает при статической буксировке.

При выборе буксирного троса учитывают его основные характеристики: прочность, жесткость и относительную массу. Штатные буксирные тросы на всех морских судах снабжены сертификатами, в которых указана их прочность, т. е. разрывное усилие и рекомендованная рабочая нагрузка для различных случаев применения. Так же указана относительная масса или линейная плотность буксирного троса.

Правовое оформление буксировки.

Посадка на мель в соответствии с ПРАС - 90 классифицируется как аварийное происшествие. Капитан судна обязан сообщить об аварийном случае судовладельцу и в Департамент Морского Транспорта России. Спасательные операции, имеющие положительный результат дают право на вознаграждение.



Заключение

При расчете данной курсовой работы были закреплены теоретические знания о порядке подготовки буксирной операции и проведены расчеты буксирной линии для аварийной морской буксировки, изучены способы ее крепления на буксировщиках и буксируемых судах.

Также курсовая работа показала, что снятие судна с мели является трудоемкой и сложной операцией и в большинстве случаев невозможно без помощи судна-спасателя.

Были повторены правовые основы проведения буксирной и спасательной операций. А также положения Кодекса Безопасного крепления груза, регламентирующие порядок перевозки и крепления ген. грузов на главной палубе.



Список использованной литературы

1. Снопков В.И. «Управление судном» Санкт-Петербург «Элмор» 2009

2. Щетинина А.И «Управление судном и его техническая эксплуатация»2007

3. «Справочник капитана» под редакцией Хабура Б.П.

4. Смирнов Н.Г. «Теория и устройство судна»

5. Маточкин Л.А. «Морское Право»

6. МППСС - 72

7. Лоция Балтийского моря ч.1

8. Деренков Л.Е. Дубовицкий В.А. «Управление судном» Методические рекомендации. Москва «Альтаир-МГАВТ» 2013

9. Конспект лекций по дисциплине «Управление судами

Размещено на Allbest.ru

...