Судно, стоящее на якоре, подвергается воздействию сил: ветра RА, течения RT, волнения Rволн, инерционных сил рыскания и качки Rин. Этим силам противодействует держащая сила якорного устройства. Судно не будет дрейфовать, если горизонтальная составляющая равнодействующей внешних сил ∑R уравновешивается держащей силой якорного устройства Fx, т. е. ∑R = RА + RT + Rволн + Rин <= Fx Сила действия ветра Ял зависит от скорости ветра, площади обдуваемой поверхности и воздушного сопротивления судна. Силу действия ветра на судно (в Н) можно определить по формуле, которая для случая якорной стоянки упрощается: RА = 0,61CxaU2 (Аu cos qu + Bu sin qu), где Cxa — коэффициент воздушного сопротивления, зависящий от угла qu U — скорость ветра, м/с; Аu, Bu — площадь проекции надводной части корпуса судна соответственно на мидель и ДП, м2; qu — угол между ДП и направлением ветра, °. Рассмотрим силу действия течения Rт. Скорость течения на якорных стоянках редко превышает 2 — 3 уз. При расчете силы действия воды на подводную часть судна (в Н) можно использовать формулу Rт= 58,8ВT V2T sin ΘТ, где Вт — проекция подводной части корпуса на диаметральную плоскость судна, м:; VT — скорость течения, м/с; ΘТ — угол между направлением течения и ДП, °. Значение ВT (в м2) определяют по формуле ВT = 0,9Lmaxdср где Lmax— наибольшая длина судна, м; dср — средняя осадка, м. Силу рыскания Rm, условно принимают равной весу якоря в воде. Для учета сил ударов волн по корпусу судна необходимо вводить в расчеты коэффициент динамичности Кд, который в первом приближении можно принять равным 1,4.
|
|
3. Расчет длины якорного каната, потребной для использования держащей силы якоря.
Теоретически задача может быть поставлена и в несколько другом плане, а именно: необходимо определить длину якорной цепи, при которой будет полностью использована держащая сила якоря.
В этом случае горизонтальную составляющую натяжения якорной цепи следует приравнять к держащей силе якоря (Т=РЯК). Тогда
lц = h
где krp — коэффициент держащей силы якоря, зависящий от грунта и типа якоря; Pя — вес якоря, Н. Строгое решение задачи с учетом всех элементов динамики процесса представляет определенные трудности в силу ограниченности необходимой для этого исходной информации. Следует отметить, что с практической точки зрения в этом нет необходимости, так как при неблагоприятных условиях якорной стоянки требуется иной подход к обеспечению безопасности судна. При ограниченных колебаниях, совершаемых судном в вертикальной плоскости, удовлетворительные значения длины якорной цепи, при которой компенсируются динамические рывки, могут быть получены за счет введения в формулу так называемого коэффициента динамичности kд: lц = h где Тср —среднее значение внешней силы, Н; kд — в зависимости от типа судна, условий стоянки можно принять равным 1.4-1.7