Реферат: Контроль и регулирование движения судна - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Контроль и регулирование движения судна

Банк рефератов / Транспорт

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 1577 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

24 Реферат на тему: Контроль и регулирование движения су дна Качкой называют сложное колебательное дв ижение, которое судно может совершать как твердое тело при плавании на с покойной или взволнованной поверхности воды. Возможность колебательно го про цесса определяется наличием сил или моментов, оказывающих сопро тивление перемещениям и стремящихся возвратить судно в исходное полож ение. Под действием возмущающей силы судно может иметь шесть воз можных видов перемещений: три поступательных в направлении ос ей х, у, z и три колебательных вокруг этих ос ей. Однако только три из них могут иметь колебательный характер. Вертика льные колебания (сила действует в направлении оси z ), приводящие к периодическим по гружениям и всплытиям, называют вертикальной качкой. Колебания вокруг оси у, вызывающие наклонения с борта на бор т, называют бор товой качкой (переменный крен). Колебания вокруг оси х, вызываю щие продольные наклонения, н азывают килевой качкой (пер еменный дифферент). Сила в направлении оси х вызывает ускорение или торможение дви жения, а сил а в направлении оси у — бок овое смещение (дрейф). Мо мент вокруг оси z вызывает лишь отклонение о т курса. Колебания судна обычно происходят одновременно, н о их раздель ное изучение облегчает задачу, а результирующее перемещени е, оп ределяющее положение судна относительно воды, может быть полу чено суммированием результатов. Характеристиками колебательного процесса являю тся: амплитуда качки — наиболь шее отклонение судна от положения равновесия; размах качки — полное пере мещение от одного крайнего положе ния до другого (сумма двух амплитуд сл едующих друг за другом коле баний); частота качки w — число полных колебаний судна за время 2 nt ; период качки t — интервал времени между д вумя последователь ными колебаниями отклонений судна в одном и том же н аправлении (два размаха), t = 2 p / w ; коэффициент динамичности качки — отношение амплитуды кач ки к амплитуде волны, отражающее р еакцию судна на воздействие ре гулярных волн. Если возмущающая сила приложена однократно, то ко лебательный процесс под действием сопротивления быстро затухает. Ампл итуда максимального отклонения зависит от значения приложенной силы и характеристик судна, а частота или период качки — только от ха рактерис тик судна. Поэтому такие колебания называют собс твенными, или свободными. Наиболее важным параметром качки является частот а, которая при совпадении с частотами действующих сил может привести к р езо нансным колебаниям и значительному, иногда многократному , увеличе нию амплитуды. Обеспечение плавания без попадания в условия ре зо нансных колебаний возлагается на судоводителя. При отсутствии рас ч етных данных с достаточной точностью период свободной бортовой качки м ожет быть определен по формул e t q = K k ( B / h 1/2 m ) (1) где K k — р азмерный коэффициент (принимают K k = 0,83- :- 0,86 с /м для па ссажирских судов, 0,75-:- 0,8 5 с/м для груз овых судов и 0,62-:- 0,72 с/м для буксиров; большие значения к оэффициента относятся к порожнему судну, меньшие — к груженому); В — ширина судна, м; h m — малая метацентрич еская высота, м. Из формулы (1 ) видно, что чем меньше метацентрическая высота, тем больше период качки, а следовательно, плавн ее качка. Поэтому в процессе проектирования и эксплуатации судна стремя тся к тому, что бы его метацентрическая высота имела минимальное значен ие, обе спечивающее безопасность мореплавания. Периоды свободной килевой и вертикальной качки од инаковы и приближенно могут быть определены: t y = t верт – ( 2,7-:-3)Т где Т — осадка судна, м. Связь между периодом бортовой качки и метацентрич еской высотой позволяет заметить, что при увеличении остойчивости ( h m возр астает) снижается плавность качки ( t q убывает), т. е. возрас тает частота коле баний w . На волнении повторяемость возмущающих сил (встреча с волной) оказывается регулярно й, что может привести к резонансным колеба ниям. Частота встречи с волной зависит от скорости судна и волны, уг ла их встречи. Если считать, что судно идет к направлению распро странения волн под угл ом j , то относитель ная скорость встречи c ' = vcos j ± c B , (2) где v — скорость судна, м/с; с B — скорость распространения волны, м/с (знак плюс со ответствует встречной волне, минус — попутной). Частота встречи (частота возмущающей силы) соотве тствует отно шению длины волны к относительной скорости встречи, т. е. t B = l B / c ' Длина волны l B оп ределяется расстоянием между двумя соседними вершинами или подошвами волн. Высота волны определяется по верти кали от нижней точки ее впадины ( подошвы) до высшей точки вершины (гребня). Период волны t B определяется временем, в течение кото рого две соседние волны проходят через одну неподвижную точку простран ства. Приближенно скорость распространения волны с в =1,25 l 1/2 B . Тогда кажущийся период волны t B = l B / ( vcos j ± 1,25 l 1/2 B ). (3) Судоводитель должен сопоставить период собствен н ых колебаний судна [формулы (1) и (2 )] с вынужденными колебаниями — ( 3 ). Для обеспечения безопасности движения различие м ежду ними долж но быть не менее 20 %. Как видно из выражения ( 3 ), частоту возму щающей силы можно изменить изменением скорости судна и угла встречи с волной. На практике безопасную скорость судна и курсо вой угол часто выбирают с помощью специальных диаграмм Ремеза, Власова и дру гих. Влияние качки учитывают главным образом при норми ровании мореходных качеств. В нормировании остойчивости качка учитыва ется при определении допускаемых моментов, а для судов класса М-СП и при н ормировании отно сительного ускорения при борто вой качке, которое соо тветствует удовлетворительной обитаемости. Сводится это к тому, чтобы у ско рение, испытываемое человеком, не превышало значения, равного од ной десятой части ускорения сво бодного падения (0, lg ). Если это требование не удовл етворяется, то на судне следу ет выполнить меро приятия, снижающие амплитуду бортовой качки. Рис. 1 . Возникн овение сил на ску ловых килях при качке Наиболее простым средством являются скуловые кили — пласти ны, установлен ные на скуловом поясе перпендикулярно обшивке (рис. 1 ). Протяженность их соот ветствуе т длине цилиндрической вставки, ширина — габаритам шпангоута. При дейст вии возму щающего момента М в скуловые ки ли создают момент сопротивления силам Р. Применяют также актив ные скуловые кили (бортовые ру ли, с табилизирующие качку). Рис. 2 . Цис терны для успокоения качки: / — свободное пространство цистерн; 2, 4 — соответственно воздушный и водяной со единительные каналы; 3 — система кла панов Существуют и другие виды гасителей колебаний, к ко торым отно сятся пассивные успокоительные цист ерны, представляющие собой бор товые цистерны, сое диненные воздушным каналом сверху и водяным снизу (рис. 2 ). Каналы снабжены системой клапа нов, обеспечивающих перетекание жидкости при крене. Сопротивление возд уха, силы инерции и трения тормозят перетекание жидкости в такой мере, чт о период перетекания оказывается равным периоду качки суд на и отстает по фазе от колебаний судна на 90° и колебаний вол ны на 180°. Таким образом, жид кость пере те кает в сторону подни мающегося борта и ее масса создает момент, успокаивающий качку судна. Пр и режимах качки, близких к резонансу, цистерны уменьшают амплитуды качки примерно вдвое. Если жидкость перемещается насосами, то такие успокоите льные цистерны счи таются акти вными. Наиболее сл ожным и дорогостоящим является применение гиро скопических успокоителей. Тяжелый диск (гироскоп) успокоителя вра щается с большой скоростью вокруг оси, соединенной с ра мой. Ось качания рамы расположена горизонтально в поперечной плоскости судна и специальными цапфами соединена с его корпусом. При кач ке судна и вращении гироскопа возникает сложное движение рамы — прецессия, приво дящая к появлению в цапфах реакций, создающих стабилизирующий момент. Особенности плавания в штормовую погоду. Конструкция совр еменных морских судов обеспечивает большую проч ность, надежную работу судовых ме ханизмов и хорошие мореходные ка чества. Однако плавание и уп равле ние судном в шторм остаются слож ной задачей. Обеспечение безава р ийного плавания в этот период тре бует большого напряжения в работе все го экипажа, особенно судоводите лей, четких знаний, умения и созна тельно й дисциплины. Основные факторы, действующие на судно во время шт орма — ветер и волнение. Ветер оказывает влияние на судно в зависимости от конструк-тивных особенностей. При развитых надстройках, избыточном н адводном борте, небольшой осадке увеличи ваются крен и дрейф судна. Вете р встречных направлений увеличивает сопротивление движению судна, уху дшает его управляемость. Если курс проходит вблизи берега, отме лей, рифо в, то дрейф в их сторону во время плавания становится опас ным. Главную опасность для судна во время шторма предс тавляют волнение, вызывающее качку, напряжение в корпусе и удары волн. Си льная бо ртовая качка создает большие ди нам ические нагрузки на корпус и су довые механизмы. В результате этого могут появиться дефо рмации и тре щины в наружной обшивке корпуса и в палуба х. Возникающие инерцион ные силы могут яви ться причиной сдвига с фундамен тов механизмов и устройств, смещ ения груза; удары волн и качка ухудшают управляе мо сть, снижают скорость судна; ру левая машина работает с большой нагруз кой из-за частных перекла док руля. Неправильная загрузка судна повлекшая смещение груза, или от сутствие опыта в упра влении судна, в шторм приводят к аварийным си туациям с тяжелыми последствиями, связанными с опрокидыван ием на. Плавание с большой скоростью навстречу волне (осо бенно при не п равильной загрузке) может вызы вать напряжение ко рпуса, которое превысит допусти мый предел, и судно может переломиться. На волне корма небольших судов и с удов в балласте периодически по днимается, оголяя гребной винт, ч то приводит к пере напряжению в работе главного дви гателя. На судне в баллас те качка значи тельно сильнее, особенно опасна для него встречная волна, которая, уда ряясь в поднятое волной днище носо вой части корпуса, вызыва ет сильную вибрацию. В сильный шторм волны могут повредить или смыть па лубные гру зы, разрушить люковые закрытия, вентиляторы, судовые устройс тва и системы. Это создает опасность про никновения воды в трюмы, влечет з а собой подмочку груза, а иногда и гибель судна. Судоводитель должен всегда пом нить, что ошибки в управлении суд ном в шторм могут привести даже самое современное судн о к аварий ному состоянию или его гибели. Без аварийное плавание в шторм зависит от высоких профессиональных зна ний и опыта экипажа, подготовле н ности судна, заблаговременного по лучения прогнозов погоды и умелого управления. Составная часть повседневной ор ганизации служб ы независимо от предстоящего плавания, продолжи тельности рейса, прогно зируемой по годы является подготовкой судна к штормовым условиям плава ния. Суд но должно быть приведено в такое состояние, которое обеспечит бе зо пасность плавания в любых погодных условиях. Подготовка судна к плав а нию начинается при стоянке в порту. Особое внимание уделяется погрузк е. При составлении грузового плана не обходимо предусмотреть обеспечен ие остойчивости, местной и общей проч ности корпуса, мореходных качеств на момент выхода судна из порта, на период рейса и приход в порт на значен ия с учетом расходования су довых запасов в рейсе и качествен ную достав ку груза получателю. Во время погрузки необходимо конт ролировать остой чивость, при необ ходимости производить перерасчеты; тщательно следить за укладкой, на ливом, штивкой и сепарацией, креп лением груза. Особый контроль не обходимо осуществить за погрузкой и креплением тяжеловесных и палуб ных грузов. Доступ к палу бным ме ханизмам и пробкам воздушных трубок балласта, л ьял или льяль ных колодцев должен быть свобод ным. При подгото вке судна к рейсу сле дует руководствоваться Рекоменда циями по обеспе чению безопасности плавания судов в осенне-зимний пе риод и в штормовых условиях (РОБПС-84). Штормование. Если плавание суд на в нужном направлении или в на пра влении ближайшего порта-убе жища невозможно из-за очень слож ных штормо вых условий, то выпол няется штормование — особый вид плавания, при кото ром судно удер живается на месте или идет курсом и скоростью, наиболее бл агоприят ными относительно направления вет ра и ветровых волн. Практик ой уста новлено, что при штормовании про тив волны наиболее безопасной я в ляется минимальная скорость, при которой судно еще слушается руля. Способ штормования определя ется судоводителями с учетом кон структивных особенностей судна, его загрузки, остойчивости и района пла вания: на носовых курсовых углах — на иболее распространенный вид, реко мендуется для судов, имеющих пол ные обводы в носовой части (кор пус конструктивно укреплен и рас считан на большие волновые нагруз ки с дифферентом на корму). На курсах носом на волну судно легче управляется, более устойчиво на кур се. Остойчивость с удна сохраняется. Размахи бортовой качки уменьшают ся. Скорость минимал ьная; на кормовых курсовых углах вы полняется только в том случае, ког да длина волны значительно отли чается от длины судна, имею щего нормальную или повышенную остой чивость; в этом случае возрастает рыскливость, снижается устойчи вость на курсе; в дрейфе — штормование с з асто поренными главными двигателями. Опасно для судна при сильном шквал ьном ветре. Судно с большой м етоцентриче ской высотой — остойчиво, но будет им еть сильную и резкую бортовую качку, при которой возможны по вреждения к орпуса, сдвиг механиз мов, нарушения креплений и сме щение груза. Судно с большой па русностью мо жет быть положено на борт. Спо соб требует большого водного прост ранства, свободного от навигацион ных опасностей с подветренной сто роны. Штормование лагом к волне . В этом случае судно в наибольшей сте пени подвержено воздействию волны и ветру. Штормовать данным спо собом могут суда с повышенной остойчивость ю. Качка у таких судов плавная, оно легко восходит на вол ну, не принимая мн ого воды на палубу. В штормовых условиях о повороте судна на новый кур с экипаж пре дупреждается заблаговременно. При очень сильном шторме наи более опасным является положение судна лагом к волне. Чтобы повернуть су д но на новый курс, устанавливается закономерность изменения размеров в етровых волн и только после про хождения очередной наиболее разви той в олны выполняется поворот. Поворот при плавании судна про тив волны совершают как вправо, так и влево, позволив судну ували ва ться под ветер и уменьшив ход до минимального. Поворот судна начи нают пе рекладкой руля на борт (30— 35°) и дают полный ход, когда корма окажется на об ратном склоне крутой волны. Во время поворота, при подходе высоких волн с кормо вых углов руль следует отводить к ДП заблаговременно. По окончани и поворота изменением скорости хода вывести судно из зоны усиленной кач ки. Поворот при плавании судна по волне начинают, когда на обратном склоне последней из серии крупны х волн окажется носовая часть судна с таким расчетом, чтобы вторая поло в ина поворота выполнялась в период относительно спокойного волнения. Ес ли у судна перед поворотом период бортовой качки больше периода волн, то первую половину поворота выполняют на малом ходу, а вто рую— как можно б ыстрее, не наби рая большой инерции хода. В другом слу чае, когда перед пово ротом период бортовой качки меньше периода волн, то гда первую полови ну нужно выполнять на большом ходу, а вторую как можно б ыстрее, но не набирая большой инерции хода. Прочность корпу са определяет способность судна восприни мать действующие в процессе эксплуатации нагрузки, не ра зрушаясь. Для оценки прочности судна определяют внешние нагрузки, дейст вующие на корпус, напряжения в различных наиболее нагруженных его элем ентах и сопоставляют их с нормативными допускаемыми зна чениями. Если п олученные расчетом напряжения не превышают до пустимое, то прочность ко рпуса считается обеспеченной. При этом очень важно, чтобы прочность корп уса была достаточной при мини мальной массе. Корпусы речных судов рассч итывают в соответствии с Правилами Регистра Судоходства Украины . На корпус движущегося судна могут действовать пос тоянные и случайные нагрузки. Постоянные нагруз ки, действующие в течение всего периода эксплуата ции, — это вес корпуса, надстроек, судовых механизмов и принятого груза, с илы поддержания и силы сопротивле ния воды движению судна. Случайные нагрузки воздействуют на ко р пус в течение какого-либо промежутка времени и возникают при уда рах во лн, посадке судна на мель, столкновении судов. Для упрощения расчетов действующие нагрузки условно дел ят на две категории: вызывающие общий изгиб корпуса или местный из гиб от дельных его элементов. При плавании на тихой воде изгиб корпуса вызывает ся неравно мерностью распределения по длине судна сил тяжести и сил под дер жания. Для построения эпюры весовой нагрузки q B (рис. 3 , а) при нимают, чт о силы тяжести, действующие в пределах каждой теорети ческой шпации, рас пределены равномерно. Значение этих сил рассчи тывают для каждой шпации отдельно с учетом всех составляющих. Силы поддержания распределяются п о длине судна пропорционально погруженным площадям шпангоутов, что и отражает эпюра этих сил Полученную ступенчатую нагрузку, равную разности сил тяжести и сил поддержания, называют эпюрой нагрузки судна q (рис. 3 , б). По нагрузке судна вычисляют срезывающие силы F ТВ и изгибающие моменты М ТВ , действующ ие на корпус при плавании на тихой воде. Их определяют соответственно ка к сумму сил или сумму моментов, взятых слева или справа от рассматриваем ого сечения. Значение и знак изгибающего момента в каждом сечении корпус а зависят от характера распределения нагрузок по длине судна. Очевидно, что чем больше не равномерность нагрузки, тем больше и изгибающий момен т. Рис. 3 . Эпюры нагрузок, вызывающих общий изгиб корпуса При выходе судна на волну силы поддержания перера спределяют ся по длине корпуса благодаря_изменению формы погруженного объе ма. При этом судно может поп асть миделем на вершину (рис. 4 , а) или на впадину волны (рис. 4 , б ). В первом случ ае в палубе возни кают дополнител ьные напряжения раст яжения (+ D s ), а в днище — сжатия ( - D s ), что соответствует перегибу корпуса; во втором, на оборот, пал уба подвергается дополнительному сжатию, а днище — растяжению, что соответствует прогибу корпуса. Ри с. 4 . Положение судна при постановке на волну Наибольшие расче тные изгибающие моменты как для прогиба, так и для перегиба (М р , кН * м) вычисляют алгебраическим суммирова нием наибольших знач ений изгибающих моментов, возникающих на тихой воде, с дополнительным во лновым изгибающим моментом М дв : М Р = М ТВ + М ДВ Аналогично наибольшие расчетные перерезывающие силы как для прогиба, так и для перегиба определяют алгебраическим сумми рова нием наибольших значений перерезывающих сил, возникающих на тихой воде F TB , с дополнительной волновой перерезыва ющей силой F ДВ : F Р = F ТВ + F ДВ . Способность корпуса выдерживать нагрузки, действ ующие на отдельные его перекрытия и связи, определяет местную прочность. Среди местных нагр узок выделяют гидростатическое давление при аварийных затоплениях отс еков, сосредоточенные и распределенные силы при приеме и снятии грузов в районе грузоподъемных устройств, реакции кильблоков при постановке в д ок, сосредоточенные силы при швартовке и буксировке, силы обжатия корпус а льдом при ледовой проводке судна. Давление воды на поп еречное сече ние корпуса определя ют с учетом движения судна на волнении, т. е. нагрузки на днище q Д и на борта q б вычисляют по осадке уровня волново й ватерлинии. Прочность палубных перекрытий должна обеспечивать восприятие поперечной равномерно расп ределенной нагрузки q н . Правилами постройки ледоколов и транспортных суд ов для пла вания в ледовых условиях предусматривается комплекс констру ктив ных мероприятий по подкреплению корпуса, обеспечивающих безопас н ость плавания во льдах. Днищевые перекрытия речных судов проверяют также на восприятие реакции платформ и кильбло ков косяковых тележек при под ъе ме судов на слипы. Ре гистром Укра ины утверждается инструкция по погрузке, выгрузке и балластировке для судов каждого типа. Отклонение от инструкции может привести к нарушению прочности, поэтому выполнение ее должно строго соблюдаться командным составом судна. Прогиб (перегиб) судна можно уменьшить или устран ить перемещением груза или запасов ближе к оконечностям (мидель-шпангоуту). Использование моделирующих приборов для контро ля загрузки с учетом необходимой посадки, остойчивости и прочности позв оляет быстро и достаточно точно проверить несколь ко вариантов загрузк и и выбрать приемлемый, а иногда и оптимальный вариант. С ростом скорости, и размеров судов при плавании н а волнении участились случаи сле минга, приводящего к повреждению днища и бортов судна. В наибо лее тяжелых случаях по вреждения охватывают до 30% длины судна в носу, а про гибы достигают 300 мм. что приво дит к разрыву связей и обшивки корпуса, за топлению носовых трюмов. Условия появления слеминга: волнение с встречных курсовых углов; близость кажущего ся периода волнения собственн ому периоду килевой качки; кажущ аяся крутизна волны н е менее 1/ 50; скорость вертикальн ы х колебаний корпуса не менее 3, 5 м/с. Днищевой слемнн г появляет ся при осадке носом менее 0,04 - 0, 05 длины судна. Для судоводителя важно объективно оце нить интен сивность удара вря слемииге для решения вопроса о поддержании скорости без опасения повредить корпус. Регулирова ние и контроль за обеспечени ем местной прочности палубных перекрытий, платформ, двойного дна, люковых закрытий осуществляет ся: путем назначени я для каждого перекрытия допус каемых удельных нагрузок. Величины этих нагрузок указаны на чертежах па луб судовой документации и о бычно лежа т в пределах 1,0— 10 тс/м 2 . Ходкость — способность су дна развивать с помощью движителей за данную скорость, преодолевая сопр отивление окружающей среды — воды и воздуха. Сила сопротивления движен ию судна зависит от физических свойств среды. Важнейшими физическими ха рактеристика ми жидкости являются плотность и вязкость. Плотностью называется величина, определяемая отношением мас сы в ещества к занимаемому им объему, т/м 3 r = m / V 1 где т — масса жидкости, т; V 1 — объем, м 8 . Вязкость (внутреннее трени е) — свойство жидкостей оказывать со противление перемещению одной их части относительно другой. При течении вязкой жидкости в трубе ее скорос ть возрастает от нулевого значения у стенки трубы до максимального знач ения на оси. Между слоями, движущимися с разными скоростями, действуют ка сатель ные силы внутреннего трения: слой, перемещающийся быстрее, увле к ает за собой слой, движущийся медленнее, а тот в свою очередь тор мозит пе рвый. Вязкость жидкостей увеличивается с понижением тем пературы; она х арактеризуется коэффициентами динамической h и кинематической v вязкости. Вязкость жидкости, а также шероховатость поверхно сти вызывают изменение скорости обтекания вблизи поверхности корпуса. Благодаря молекулярным силам сцепления частицы воды, непосредственно сопри касающиеся с обшивкой корпуса, как бы прилипают к ней и движутся со скоростью, равной скорости судна. По мере удаления от поверхно сти корпу са скорость частиц в слое воды уменьшается. На некотором удалении частиц ы имеют скорость невозмущенного потока. Зона, в ко торой наблюдается изм енение скоростей движения частиц жидкости, называется пограничным слоем. Относительное смещение слоев воды в пограничном с лое и измене ние при этом гидродинамического давления вдоль смоченной п оверх ности корпуса вызывают сопротивление движению судна. Полное сопротивление движению судна складывается из пяти основ ных составляющих: R = R T + R Ф + R B + R B Ч + R возд Сопротивление трения R T — равнодействующая сил трения, возни кающих вследствие вязкости воды между корпусом движущегося суд на и бли жайшими к нему слоями воды пограничного слоя. Сопротив ление трения зав исит от скорости судна, размеров и формы смоченной поверхности корпуса и степени ее шероховатости: R T = x T ( r /2) v 2 W где x T — безразмерный коэффициен т сопротивления трения; v — скорость судна, м/с; W — площадь смоченной поверхности корпуса, м 2 . Площадь смоченной поверхности определяют по теор етическому чертежу или эмпирической формуле: W = L (1,36 T + 1,13 d В), где L , В, Т — главные размерения судна, м; d — коэффициент п олноты во доизмещения корпуса. Снижение сопротивления трения на практике достиг ают устране нием шероховатости наружной обшивки, периодическими очист кой и окраской подводной части корпуса стойкими и самополирующимися кр асками мелкой зернистости, планомерной борьбой с обрастанием корпуса в одорослями и ракушками у судов смешанного плавания. Сопротивление формы R Ф образуется при понижении давления во ды за кормой судна и появлении добавочных сил, препятствующих его движению. Равнодействующ ая сил, возникающих вследствие разности гидродинамических давлений вд оль корпуса и зависящих от его фор мы, называется сопротивлением формы: R Ф = x Ф ( r /2) v 2 W где x Ф — безразмерный коэффици ент сопротивления формы. Сопротивление формы может быть уменьшено при прое ктировании корпуса судна путем улучшения его обтекаемости, увеличения отноше ния L / B и обес печения примыкания кормовых ветвей ватерлинии к ДП в подводной части ко рпуса под возможно меньшими углами. Волновое сопротивление R B обусловлено влиянием волн на распре деле ние гидродинамических давлений вдоль смоченной поверхности судна: R В = x В ( r /2) v 2 W где x В — безразмерный коэффициент волнового сопротивления (находят по специальным графикам, составленным по резуль татам модельных испытаний судна). Для уменьше ния волнового сопротивления задаются возможно большими значениями отн ошения L / B и коэф фициента продольной пол ноты. При прочих равных условиях достигается зн ачительное умень шение волнового сопротивления у катамаранов. С целью с нижения волнового сопротивления корпуса морских судов изготовляют с носо выми бульбами. Сопротивление фо рмы и волно вое сопротивление образуют оста точн ое сопротивление, определяе мое по модельным испы таниям судна в опытовом бассейне: R O = R Ф + R B Сопротивление выступающих частей R B Ч образуется сопроти влением рулей, насадок, кронштейнов гребного вала и других выступающих ч астей корпуса. Конструкторы стремятся уменьшить сопротивление выступа ющих частей, придавая им хорошо обтекаемую форму и сокра щая их число. Сопротивление воздуха R В03Д характеризует воздействие на судно воздушной среды. При проектировании судна для уменьшения сопро тивления воздуха надстройкам придают обтекаемую форму и макси мально уменьшают их размеры. Двигатели , с помощью которых судно приво дится в движение, наз ываются главными. Главные двигатели вме сте с оборудованием, необходимы м для их работы, составляют главную энергетическую установку судна. На морских судах в качестве главных двигателей устанавли вают двигатели внутреннего сго рания (дизели), реже — паровые и газовые турбины. На судах старой постройк и сохранились паро вые машины. Все перечисленные двигатели являются теп ловыми, т. е. вырабатывают механическую энергию из тепловой. Теплота выде ляется при сгорании нефтяного топлива или, в атомных уста новках, при дел ении атомных ядер. Тепловые двигатели различают по роду рабочего тел а, при рас ширении которого теплота превращается в работу. В двигателях в нутреннего сгорания и газовых турбинах рабочим телом служит смесь газо в, получаемая при сгорании топлива. В паровых маши нах и турбинах рабочим телом служит водяной пар. Судовые дизели. Двигатель, в котором топливо сгорает непо средственно внутри рабочего цилиндра, называется двигателем внутреннего сгорания. Если при этом воспламенение топлива о су ществляется за счет температуры сжатия воздушного заряда, дви гател ь называется дизелем. Смесь газов, образующихся при сго рании топлива, им еет высокое давление и температуру. Расширя ясь внутри цилиндра, газы пе ремещают поршень и движение его передается через кривошипно-шатунный м еханизм коленчатому валу. Для получения большей мощности и равномерног о вращения вала двигатели делаю тся многоцилиндровыми . Мощ ность судовых дизелей бывает самой различной : от нескольких десятков лошадиных сил — на небольших катерах до 30— 40 тыс. л. с.— на крупнотоннажных судах. Основные достоинства дизеля перед другими двигат елями — наименьший расход топлива (150— 180 г/л с.-ч) и сравнительно небольшое вспомогательное оборудование. За счет меньших запа сов топлива и меньши х размеров машинного отделения увеличива ется полезная грузоподъемно сть судна. Однако при мощности свы ше 10— 20 тыс. л. с. установка становится гр омоздкой и не всегда выгоднее турбинной. Судовые паровые турбины работа ют на ином принципе . Свежий пар подводится в направ ляющий аппарат (сопло), где расширяется и приобретает большую скорость. И з сопла струя па ра направляется на рабочие лопатки турбинного диска, ко торый жестко закреплен на валу. Передавая лопаткам свою энергию, пар зас тавляет диск, а вместе с ним и вал вращаться со скоростью нескольких тысяч оборотов в минуту. Направ ляющий аппарат и диск с лопатками называются ступенью турбины. Рассмотр енная простейшая турбина является одноступенчатой. Главные турбины делаются многоступенчатыми. Ступ ени обыч но раз мещают в двух корпусах — турбине высокого дав ления (ТВД) и турбине низкого давлени я (ТНД). Отработав последовательно во всех ступенях, пар выпускается из ТН Д в кон денсатор. Полученная пресная вода снова направляется в глав ные к отлы для образования пара. Мощность обеих турбин пере дается на гребной винт через зубчатый редуктор, с которым тур бины образуют единый главны й турбозубчатый агрегат (ГТЗА). Для осуществления реверса в корпусе ТНД у становлена турбина заднего хода (ТЗХ). Паротурбинные установки уступают дизельным в эко номично сти (расход топлива 180— 250 г/л. с.-ч.), но могут быть построены на большу ю мощность при сравнительно небольших габаритах. Благодаря равномерно му вращению вала турбины отличаются ис ключительно малым износом детал ей. Паровые турбины применяют в основном на крупных с удах, где требуется мощность более 10— 20 тыс. л. с, а также на судах с атомными реакторами. Мощность существующих ГТЗА достигает 70— 80 тыс. л. с, причем на с удне иногда устанавливают до четы рех таких агрегатов. Судовые газовые турбины . Во здух из атмо сферы засасывается компрессором, сжимается и затем подаетс я в камеру сгорания, куда одновременно впрыскивается топливо. Об разующ иеся при сгорании топлива газы поступают в турбину и приводят ее в движе ние. Турбина вращает компрессор и гребной винт. Компрессор, камера сгорания и турбина собираются в единый агрегат. Для первоначального раскручивания турбины служит пус ковой электродвигатель, питающийся током от вспомогатель ного дизель-г енератора. Реверс осуществляется обычно с помощью винта регулируемого шага. Судовые ГТУ по экономичности близки к паровым тур бинам, а по весу и габаритам — наиболее легкие и компактные из всех приме няемых двигателей. Мощность судовых ГТУ достигает 30 тыс. л. с. в агрегате. На морских судах ГТУ стали применять сравнительно недавно, по мере накопле ния опыта эксплуатации и совершенствования конструкций они должны пол учить значи тельное распространение. Судовые атомные установки . Источником тепловой энергии в этих установках служит атомный реактор, в котором происходит деление ядер урана и других расщепляющихся материа лов. Установка выполнена двухконтурной. В первом кон туре теплоносителе м служит обычная дистиллированная вода под высоким давлением, циркулир ующая через реактор. Теплота, вы деленная в результате атомной реакции, непрерывно отводится этой водой в парогенераторы, где вырабаты вается пар второго контура, используемый для работы четырех главных тур бин мощ ностью по 11 тыс. л. с. Каждая турбина приводит в действие через редуктор два гене ратора постоянного тока напряжением 600 В. Через главный рас пред елительный щит электроэнергия питает средний гребной элект родвигате ль мощностью 19,6 тыс. л. с. и два бортовых по 9,8 тыс. л. с. Для защиты экипажа от вре дных излучений реакторы и все агре гаты первого контура окружены надежной биологической за щитой из слоя в оды и стальных плит. Основное преимущество судов с атомными установка ми — практически неограниченная дальность плавания без пополнения за пасов топлива. Суточный расход ядерного горючего не превы шает нескольк их десятков граммов, а смену тепловыделяющих элементов в реакторах можн о производить один раз в два-три года. Судовым движителем называется специальное устройство для пре образован ия работы главного двигателя или другого источника энер гии в полезную тягу, которая обеспечивает поступательное движение судна. К судовым движителям относят гребные винты, гребн ые колеса, водометные и крыльчатые движители. Гребной винт представляет собой гидравлический механизм, лопа сти которого захватывают забортну ю воду и сообщают ей дополнитель ную скорость в направлении, противопол ожном движению судна. При этом гидродинамические силы, возникающие на ло пастях, создают осе вую равнодействующую силу, называемую упором движит еля. Упор движителя передается корпусу судна через жестко связанный с ни м упорный подшипник. Основными характеристиками винта являются: диаметр — диаметр окружности, описываемой наибол ее уда ленными от оси точками лопастей; у крупных судов диаметр вин тов м ожет достигать 8— 10 м; шаг — расстояние, которое прошел бы винт за один об орот в плотной среде, при отсутствии скольжения. По величине шаг вин та бл изок его диаметру; частота вращения — число оборотов в минуту на рас четном режиме, при котором винт имеет наибольший к. п. д.; у крупных и средни х судов — 100— 200 об/мин, у небольших — 500 об/мин и более. По направлению вращения различают винты правого и левого вращения. Винт правого вращения при переднем ходе вращает ся по ч асовой стрелке (если смотреть с кормы в нос). У такого винта, если взгляд на блюдателя направлен перпендикулярно дис ку винта, правые кромки верхни х лопастей расположены дальше, чем левые. У винта левого вращения — наоб орот. Одновинтовые суда чаще имеют винт правого вращени я. Двух винтовые суда для лучшей управляемости оборудуются винтами разн ого вращения. По конструкции гребные винты делятся на винты фик сирован ного и регулируемого шага. Винты фиксированного шага ( ВФШ) — это обычные винты с неизменяемым шагом. Они бывают цельнолитыми и ли со съемны ми лопастями. Цельнолитые винты проще в изготовлении, имеют более высокий к. п. д., а потому и самые распространенные. Вин ты со съемными лопастями применяют главным образом у судов ледового плавания, у которы х в озможны более частые поломки ло пастей. Ступицы и лопасти таких вин тов делают стальными. Винты регулируемого шага (В РШ) в отличие от ВФШ имеют полую ступицу увеличенного диаметра; в ней разм ещен механизм, с помощью которого можно поворачивать лопасти вокруг их в ер тикальной оси и тем самым изменять шаг винта. Управляют ме ханизмом по ворота лопастей с мостика посредством привода, рас положенного в валопр оводе. Конструкция ВРШ позволяет, не изменяя направление и час тоту вращения винта, осуществлять реверс (задний ход), удержи вать с удно на месте, устанавливать наиболее выгодный шаг винта для разных режи мов работы судна. Все это делает судно более маневренным, значительно сн ижает расход топлива на перемен ных режимах. Важным достоинством являет ся и то, что ВРШ позволяет применить на судне нереверсивный главный двиг атель. Поэтому, несмотря на сложность конструкции, ВРШ ши роко используются на промысловых судах, буксирах, паромах, а в по следние годы — и на крупных транспортных судах. На новых тан керах типа «Крым» ус тановлен ВРШ диаметром 7,5 м. Если скорость набегающего на винт потока v р (рис. 5 ), а радиаль ная скорость юг, то угол атаки данного элемента сечения лопасти a л оп ределяется углом между р езуль тирующей скоростью v 1 и линией нулевой подъемной силы (ЛНПС ). Подъемная сила и сила лобового со противления сводятся к результирующ ей силе Y в . Одна из ее проекций дает силу полезного упора винта Р В , а вторая — силу сопротивления вращению R BP . Момент силы R BP относительно оси гребного винта пре одол евается главным двигателем судна. Гребные винты имеют относительно малую массу, неб ольшие разме ры, надежны в эксплуатации, недороги в изготовлении и позво ляют ис пользовать большинство малообор отных главных двигателей без ре дукторных передач; их КПД достиг ает 70 %. Рис. 5 . Схема действия гребного винта ЛИ ТЕРАТУРА 1. Н.Г. Смирнов «Теория и устр ойство судна», М., 1992. 2. А.А. Антонов «Устройство морского судн а», М., 1974 3. А.Д. Дидык и др. «Управление судном и его техническая эксплуатация», М., 1990. 4. Г.Г. Ермолаева «Справочник капитана да льнего плавания», М., 1988.
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Что ты делаешь, чтобы живот был плоским?
- Ем.
- ???
- Иначе впалый...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru