Скоростное проседание

Термин “скоростное проседание” обозначает разность между глубинами под килем движущегося судна и судна, не имеющего хода относительно воды. Причиной скоростного проседания судна является следующий физический процесс, происходящий вокруг движущегося судна. При рассмотрении движения судна относительно воды можно в равной степени говорить о движении воды относительно судна. Таким образом, частицы воды, встречающие на своем пути корпус судна, вынуждены его огибать вдоль бортов и днища (рис.1).

Поскольку вода обладает свойством неразрывности, то вытесняемые в стороны частицы воды, двигаясь по криволинейной траектории, за то же самое время должны пройти больший путь чем частицы, движущиеся по прямой. Следовательно, скорость частиц, огибающих судно, выше скорости частиц, движущихся по прямой. Кроме того, эти частицы, находившиеся в состоянии покоя относительно грунта, образуют поток, движущийся относительно грунта в направлении, встречном направлению движения судна. Зависимость между скоростью потока жидкости и давлением жидкости на данном участке описывается уравнением Бернулли:

(3) где Р - давление жидкости на данном участке ;g - плотность жидкости; Vв - скорость потока.

Из выражения (3) видно, что если на каком либо участке скорость движения жидкости увеличивается, то для сохранения равенства должно понизиться давление. Следовательно, во время движения судна, чтобы выражение (3) сохранялось, вокруг судна происходит падение давления, а следовательно, и уровня воды (рис.2). Это и является причиной скоростного проседания судна. Из выражения (3) видно, что чем больше скорость потока, движущегося вдоль корпуса судна, тем больше падает давление, и тем значительнее проседание судна. Поле вызванных скоростей не симметрично относительно миделя, следовательно, не симметрично и поле давления воды вдоль движущегося судна (рис.2). В носовой части формируется поле повышенного давления за счет лобового сопротивления формы корпуса, замедляющего набегающий поток. В кормовой части замедление потока, огибающего судно, (а следовательно, и повышение давления) происходит за счет влияния “попутного потока”, движущегося вместе с судном. Однако, работа винта, создающего дополнительное разряжение воды у кормовой оконечности, существенно влияет на результирующую величину поля давлений.Участки повышенного давления в носовой и кормовой оконечностях имеют разную природу и разные величины, зависящие от многих параметров погруженной части корпуса. Несимметричность поля давления вдоль корпуса приводит к тому, что скоростное проседание происходит с изменением дифферента судна. Для большинства судов, имеющих обычную конфигурацию корпуса (без носового бульба), характерно проседание с дифферентом на корму. Скоростное проседание с дифферентом на нос характерно для крупнотоннажных судов. Результаты натурных испытаний показывают, что у судов с коэффициентом общей полноты Св> 0.8 проседание носовой оконечностью больше, чем кормовой.

3.Які звукові сигнали подає судно, яке наважується обігнати інше у вузькості з лівого борту? Розповісти правило у якому це сказано.

Правило 9. Плавание в узкостях. Судно, следующее вдоль узкого прохода или фарватера, должно держаться внешней границы прохода или фарватера, которая находится с его правого борта настолько близко, насколько это безопасно и практически возможно. Каждое судно должно держаться правой стороны узкости настолько близко, насколько это безопасно и практически возможно. В узком проходе или на фарватере в том случае, если обгон может быть совершён только при условии, что обгоняемое судно предпримет действие, позволяющее безопасный проход, то судно, намеревающееся произвести обгон, должно указать своё намерение подачей соответствующего звукового сигнала, предписанного Правилом 34 (c) (i). Обгоняемое судно должно, если оно согласно на обгон, подать соответствующий сигнал, предписанный Правилом 34 (c) (ii), и предпринять действия, позволяющие безопасный проход обгоняющего судна. Если обгоняемое судно испытывает сомнения в отношении безопасности обгона, оно может подать звуковые сигналы, предписанные Правилом 34 (d); Если обгон возможен только при условии, что обгоняемое судно предпримет действие, то: 34 с. 1. Обгоняющее судно должно подать: — — • "Я намерен обогнать вас по правому борту"; — — •• "Я намерен обогнать вас по левому борту"; 34 с. 2. Согласие на обгон: — • — •. 34 (d) Отказ в обгоне: отсутствие ответного сигнала ЛИБО •••••. Это Правило не освобождает обгоняющее судно от выполнения требований Правила 13.

4.Загальна й місцева міцність корпуса. Контроль загальної поздовжньої міцності судна.

Корпус судна представляет собой коробчатую металлическую конструкцию, состоящую из набора, обшивки, переборок, настилов палуб и платформ судна, обеспечивающую создание силы плавучести, прочность и возможность размещения людей, грузов и оборудования, обусловленных назначением судна. Под набором корпуса понимается система жёстко связанных между собой продольных, поперечных и вертикальных балок различной конструкции, к которым крепятся наружная обшивка и настил палубы.В зависимости от расположения балок главного направления по отношению к длине судна различают поперечную, продольную, и смешанную системы набора.При использовании поперечной системы набора балки идут поперёк корабля. Они состоят из шпангоутов по бортам, флоров по днищу и бимсов под палубой.В продольной системе набора главные балки проходят вдоль корабля и состоят из большого числа стрингеров, идущих непрерывно по днищу и бортам, продольных бимсов под палубами, большого количества простых продольных балок, расположенных по днищу, бортам и верхней палубе.При смешанной системе набора днище и палуба изготовляются по продольной системе, а б Прочностью судна называется способность его корпуса не разрушаться и не изменять своей формы под действием постоянных и временных сил. Различают общую и местную прочность судна.
Общей продольной прочностью корпуса судна называется его способность выдерживать действие внешних сил, приложенных по длине.
Общая прочность судна обеспечивается водонепроницаемой оболочкой, которой служит обшивка и верхняя палуба, настил других палуб, продольные переборки с подкрепляющими их конструкциями и всеми конструктивными связями, имеющими длину больше высоты борта.
Местной прочностью корпуса называется способность его отдельных конструкций противостоять дополнительному воздействию сил: главным образом давлению забортной воды и сосредоточенным нагрузкам.

орта и оконечности по поперечной.

5.ЗАРП. Призначення і оцінити потреби.

С их помощью можно:

определять место судна по пеленгам и дистанциям неподвижных объектов, получая мгновенно необходимые данные. Это позволяет осуществлять в узкостях непрерывный контроль за движением судна по выбранному пути;

определять Dкр до неподвижных объектов (островков, буев, плавмаяков и т. п.), около которых проложен путь судна. Непрерывно контролируя Dкр, можно заблаговременно изменить курс судна и пройти на заданном безопасном расстоянии от объекта;

определять свой путь и действительную скорость судна, наблюдая неподвижные ориентиры;

плавать по изолинии;

контролировать поворот на новый курс.

Средства автоматической радиолокационной прокладки (САРП) — это радиолокационные информационно-вычислительные комплексы, обеспечивающие автоматизацию обработки радиолокационной информации и информации от гирокомпаса и лага. При работе с САРП судоводитель освобождается от операции ручного съема радиолокационных пеленгов и дистанций целей и их графической прокладки на радиолокационном планшете. Указанные операции выполняются в автоматическом режиме на экране индикатора. Это позволяет судоводителю уделять основное внимание вопросам наблюдения, оценки ситуации сближения, выбора и выполнения маневра для безопасного расхождения и контроля его эффективности.

Основные функции САРП: Прежде всего, любые САРП выполняют все функции РЛС по отображению на экране радиолокационной обстановки в соответствии с выбранной шкалой дальности и режимом ориентации изображения.Дополнительные, по сравнению с РЛС, функциональные возможности САРП обеспечивают выполнение следующих процедур:

• автоматическое обнаружение эхо-сигналов надводных целей;

• ручной или автоматический захват целей на сопровождение;

• одновременное автоматическое сопровождение не менее чем 20 ти целей;

• непрерывное автоматическое определение элементов движения (курса и скорости) и элементов сближения (дистанции и времени кратчайшего сближения) для всех сопровождаемых целей;

• проигрывание маневра расхождения со всеми находящимися на автосопровождении целями, при условии, что элементы их движения останутся неизменными;

• обнаружение маневра цели;

• звуковая и световая предупредительная сигнализация о появление новой и опасной цели; потеря цели, в том числе опасной; начало маневра цели; сближение с целью на установленное предельное расстояние; неисправное функционирование САРП, выявившееся при автоматической тестовой проверке.

Основные ограничения САРП: Поскольку САРП обеспечивает автоматическую обработку сигналов РЛС, то все ограничения радиолокатора входят как составная часть в ограничения САРП и их необходимо учитывать при расхождении. Это, прежде всего, ограничения, накладываемые используемой шкалой дальности, возможность не обнаружить эхо-сигналы от малых судов, помехи радиолокационному обнаружению из-за состояния моря, дождя, тумана, теневые секторы.Алгоритмы обработки информации, реализованные в САРП, накладывают дополнительные ограничения. Основными из них являются следующие:

• Ни одно из существующих САРП не обеспечивает гарантированного обнаружения и захвата на автосопровождение всех целей, в том числе и опасных. Поэтому использование САРП только в режиме автоматического захвата нельзя рассматривать как надлежащее радиолокационное наблюдение.

• При неустойчивом эхо-сигнале (малые суда, сопровождение в условиях помех) может произойти сброс цели и информация по ней выдаваться не будет. При близком расхождении двух целей возможна потеря одной цели. В этом случае другая цель будет иметь два вектора, один из которых будет ложным.

• Сигналы РЛС, гирокомпаса и лага поступают в САРП с погрешностями. При бортовой качке судна, наличии помех, маневрировании и рыскании собственного судна погрешности датчиков увеличиваются. Поэтому при вычислении элементов движения цели и параметров ситуации сближения используется “сглаживание”, что приводит к задержке выдачи достоверных данных до трех минут с момента взятия цели на сопровождение.

• Погрешности вычисленных элементов движения цели и параметров ситуации могут достигать:

- истинный курс цели — ±5—7°;

- истинная скорость цели— ±1,2 уз;

- дистанция кратчайшего сближения — ±0,7 мили;

- время кратчайшего сближения — ±1 мин.

• Маневр цели обнаруживается со значительным запозданием, а данные, выдаваемые САРП по маневрирующей цели, будут ненадежны в течение 3—4 минут после его окончания.

• При маневрировании собственного судна выдаваемая САРП информация по всем сопровождаемым целям будет ненадежна.

БІЛЕТ № 2 0

1.Ортодромія, її властивості та обчислення елементів

Ортодромия – окружность дуги большого круга на поверхности земного эллипсоида. Являеться кратчайшим расстоянием между двумя точками на сфере. Недостаток заключается в том, что ортодромия на меркаторских картах в виде прямой не изображается, и для прокладки ортодромических курсов используют карты гномонической проэкции (Получается проектированием точек сферы из центра сферы на плоскость.). Ортодромия требует предварительных расчетов.

Ортодромия – дуга большого круга (ДБК) – кратчайшее расстояние между двумя точками на земной сфере – кривая, обращенная (на МНК в проекции Меркатора) выпуклостью к ближайшему полюсу (рис.26.1). На картах в гномонической проекции – прямая линия.

При курсе судна 0°(180°) – локсодромия и ортодромия «сливаются» в одну линию, совпадающую с географическим меридианом.

При курсе судна 90°(270°) при j = 0° – также «сливаются» в одну линию, совпадающую с земным экватором.

При плавании судна на большие расстояния (тысячи миль) экономно плыть по ортодромии, так как это – кратчайшее расстояние между заданными точками.

Рассмотрим элементы дуги большого круга – ортодромии

– Исходная (начальная) точка ортодромии ® т. А (j_А l_А или j₁ l₁).

– Начальный курс плавания по ортодромии ® К_Н – горизонтальный угол между северной частью истинного меридиана в т. А и касательной к ортодромии в этой точке, совпадающей с носовой частью продольной оси судна. Отсчитывается от N_И по часовой стрелке от 0° до 360°.

– Конечная точка ортодромии ® т. В (j_В l_В или j₂ l₂).

– Конечный курс плавания по ортодромии ® К_К – горизонтальный угол между северной частью истинного меридиана в т. В и касательной к ортодромии в этой точке, совпадающей с носовой частью продольной оси судна. Отсчитывается от N_И по часовой стрелке от 0° до 360°.

–Точка W ® точка пересечения ортодромии и земного экватора (j₀= 0°, l₀).

–Курс К₀ ® горизонтальный угол между северной частью истинного меридиана в т. W и касательной к ортодромии в этой точке, совпадающей с носовой частью продольной оси судна. Отсчитывается от N_И по часовой стрелке от 0° до 360°.

–Точка V (вертекс) ® точка ортодромии, имеющая наибольшее значение широты (j_V). Это точка «перегиба» ортодромии и курс судна в этой точке К_V = 90° – при плавании судна в восточном направлении; или К_V = 270° – если судно совершает плавание по ортодромии в западном направлении.

Расчет начального курса плавания по ортодромии (К_H)

2.Керованість судна на звуженому мілководді(каналах, фарватерах,протоках).Гідродинамічна взаємодія між стінками каналу, звуженню і розширенням.

Влияние мелководья на управляемость судна проявляется в снижении эффективности пера руля. Происходит это по следующим причинам. Как уже говорилось, движущееся судно имеет перепад давлений вдоль корпуса. В результате этого уровень воды в средней части пониженный, а в районе форштевня и ахтерштевня - повышенный. Перепад уровней воды в кормовой оконечности приводит к тому, что вода, перетекая от повышенного уровня к пониженному, образует попутный поток, скорость которого зависит от величины перепада уровней воды. При движении судна на мелководье перепад давлений (и как следствие - уровней воды) увеличивается по мере приближения скорости судна к ее критическому значению Vкр.Вращающий момент, создаваемый пером руля, при всех прочих равных условиях зависит от скорости набегающего потока. Увеличение скорости попутного потока при выходе судна на мелководье снижает скорость набегающего на перо руля потока и, как следствие, снижает эффективность рулевого устройства. Другим фактором, влияющим на управляемость, является то, что при выходе судна на мелководье для сохранения прежней скорости требуются большие энергетические затраты, чем на глубокой воде. Эта дополнительная энергия расходуется на то, что в процесс волнообразования вовлекаются дополнительные массы воды. Таким образом происходит увеличение кинетической энергии движущейся вместе с судном воды, а следовательно, и кинетической энергии системы “судно плюс присоединенные массы воды”.Увеличение инерционности судна при падении эффективности пера руля приводит к ухудшению маневренных и тормозных характеристик судна.Увеличение радиуса установившейся циркуляции на мелководье можно приблизительно определить из выражения [9]:

(21) где - радиус установившейся циркуляции на глубокой воде.

Конечно, выражение (21) имеет больше информативное значение, чем практическое, т.к. обычно требуется информация об эволюционном периоде циркуляции. Однако, оценив величину изменения радиуса установившейся циркуляции, можно приближенно оценить и степень изменения эволюционного участка циркуляции. При движении судна в узкости наблюдаются те же явления в поведении судна, что и на мелководье с неограниченной акваторией, только проявляется все это в более резкой форме.

3.Які звукові сигнали подає судно згідне на обгін у вузькості? Які звукові сигнали подає судно не згідне на обгін у вузькості, або має сумнів що до безпечного обгону? Розповісти правило у якому це сказано.

Правило 9. Плавание в узкостях. Судно, следующее вдоль узкого прохода или фарватера, должно держаться внешней границы прохода или фарватера, которая находится с его правого борта настолько близко, насколько это безопасно и практически возможно. Каждое судно должно держаться правой стороны узкости настолько близко, насколько это безопасно и практически возможно. В узком проходе или на фарватере в том случае, если обгон может быть совершён только при условии, что обгоняемое судно предпримет действие, позволяющее безопасный проход, то судно, намеревающееся произвести обгон, должно указать своё намерение подачей соответствующего звукового сигнала, предписанного Правилом 34 (c) (i). Обгоняемое судно должно, если оно согласно на обгон, подать соответствующий сигнал, предписанный Правилом 34 (c) (ii), и предпринять действия, позволяющие безопасный проход обгоняющего судна. Если обгоняемое судно испытывает сомнения в отношении безопасности обгона, оно может подать звуковые сигналы, предписанные Правилом 34 (d); Если обгон возможен только при условии, что обгоняемое судно предпримет действие, то: 34 с. 1. Обгоняющее судно должно подать: — — • "Я намерен обогнать вас по правому борту"; — — •• "Я намерен обогнать вас по левому борту"; 34 с. 2. Согласие на обгон: — • — •. 34 (d) Отказ в обгоне: отсутствие ответного сигнала ЛИБО •••••. Это Правило не освобождает обгоняющее судно от выполнения требований Правила 13.

4.Поняття непотоплюваності судна. Категорії затоплених відсіків. Коефіцієнти проникності.

Непотопляемостью называется способность судна оставаться на плаву при нарушении водонепроницаемости одного или нескольких судовых помещений,сохраняя (в ограниченных пределах) основные мореходные качества судна.Требования к непотопляемости - непотопляемость, главным образом, определяется способностью судна не опрокидываться и не тонуть при затоплении части судовых помещений (грузовых трюмов, отсеков, цистерн). Обеспечение непотопляемости характеризуется степенью поддержания мореходных качеств, которые судно сохраняет после возможных повреждений или нарушения водонепроницаемости. Уровень обеспечения непотопляемости судна определяется основными требованиями к непотопляемости: при затоплении заданного числа судовых помещений, ха­рактеристики посадки и остойчивости поврежденного судна не должны выходить за некоторые пределы.