Определение скорости буксировки и прочности буксирного троса на тихой воде.

V_б=V₀(R0/(R0+R1)^1/2-скорость буксировки на тихой воде м/с; Fг=R0(V²₀ - V²_б)/ V²₁ - сила тяги на гаке, kH. Допустимая сила тяги на гаке Fдоп= Рразр/k, kH. Где k-коэф.запаса прочности. Vдоп= V_б(Fдоп/Fг)^1/2, уз.

24. Относительное перемещение судов при буксировке на волнении.

Теоретические основы морской буксировки. При плавании на тихой воде горизонтальная составляющая натяжения буксирного троса рав­няется тому сопротивлению, которое оказывает буксируемое судно при данной скорости. Сопротивление буксируемого судна и собственное сопротивление преодолеваются упором гребного винта (буксиров­щика). При неравномерной работе машин буксировщика, рыскании бук­сирующего и буксируемого судов, страгивании с места в начале букси­ровки, резком повороте буксировщика, внезапно налетевшем шквале и в некоторых других случаях, когда наблюдаются рывки и появ­ляются динамические нагрузки, в буксирном тросе могут возникнуть усилия большие, чем максимальный упор гребного винта буксиров­щика. Перечисленные выше причины возникновения в буксирном тросе значительных усилий, превышающих максимальный упор винта, встречаются как при работе на тихой воде, так и при буксировке в штормовых условиях. Но при плавании на взволнованном море или на мертвой зыби в буксирном тросе могут возникнуть усилия, которые во много раз превысят нормальные значения тяги. Это объясняется тем, что буксирующее и буксируемые суда то сближаются, то удаля­ются друг от друга, вследствие чего натяжение буксирного троса все время изменяется. При таком орбитальном движении центр тяжести каждого из судов, если бы око было свободным, описал бы около своего среднего положения некоторую орбиту. Уравнения такой орбиты в параметрической форме: х =а cos(2Пt/τ y =b sin(2Пt/τ) где τ - период волны, с; а и 6 — некоторые постоянные для данного судна и данной волны. Академик А. Н. Крылов показал, что величина а и b не превыша­ют половины высоты волны. Следовательно, если взять значение а рав­ным половине высоты волны, то будет учтен наихудший случай. В приведенном выше уравнении нас интересует только величина х, которая представляет собой изменение расстояния между судами на качке. Влияние вертикальных колебаний судов на усилия в буксирном канате при принимаемых в морских буксировках длинах буксир­ных линий практически ничтожно. Определим усилия, возникающие при горизонтальных перемеще­ниях буксирующего и буксируемого судов вследствие их орбитального движения при плавании на волнении. Определим характер ускорения движения судна на волнении: х' = - 2л/ τ (a sin(2Пt/τ)) х'' =-4л²/ τ² (a cos(2Пt/τ)). Наибольшее ускорение будет в том случае, если cos(2Пt/τ)=1, х'' =-4л²/ τ² a=w.Усилие, которое возникает в этом случае, F=mx', где т — масса судна, т. Следовательно, для того чтобы воспрепятствовать судну массой т совершать орбитальное движение, к нему необходимо приложить силу, равную F. Наибольшее значение эта сила приобретает при х''=w: Fmax=mw. Таким образом, при морской буксировке необходимо подбирать буксирную линию так, чтобы расстояние между судами могло изменяться на значение, равное высоте волны 2а= hв. При этом в буксирных канатах не должно возникать напряжений, превышающих их прочность.