Разработка безопасных способов маневрирования судна при выполнении буксирных операций

• Автор: Каян, Владислав Витальевич
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Мурманск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава Г Управляемость буксирной системы

§1.1. Общие положения

§1.2. Виды буксировок

§1.3. Расчёт управляемости системы, состоящей из буксирующего судна

и буксируемого на тросе судна

§ 1.4. Другие подходы к оценке управляемости буксирной системы.

Постановка задач исследования

Глава 2.Построение математической модели для двух объектов,

участвующих в буксировке

§2.1. Общий вид модели
§ 2.2. Гидродинамические усилия
2.2.1. Гидродинамические усилия на корпусах объектов
2.2.2. Расчёт гидродинамических параметров и усилий
2.2.2.1. Влияние мелководья
§ 2.3. Усилия на руле
§ 2.4. Аэродинамические воздействия
2.4.1. Аэродинамические воздействия на корпус судна
§ 2.5. Воздействия на суда морского волнения
2.5.1. Постоянные составляющие воздействия
регулярного волнения
2.5.2. Переменные составляющие воздействия
от регулярного волнения
2.5.3. Составляющие воздействия нерегулярного волнения на судно
2.5.3.1. Расчёт усилий для глубокой воды
2.5.4. Учёт мелководья при волнении

Глава 3. Исследование процесса буксировки с использованием
математических моделей судов
§ 3.1. Естественное движение буксируемого судна
3.1.1. Влияние места крепления буксирного троса
3.1.2. Влияние длины буксирного троса
3.1.3. Численное моделирование автоколебаний
буксируемого судна
3.1.4. Регулирование процесса автоколебаний буксируемого судна .... 116 § 3.2. Моделирование манёвров судов в ходе буксировки
3.2.1. Усилия, действующие на объекты
со стороны буксирной связи
3.2.2. Результаты моделирования неуправляемого процесса
буксировки
§ 3.3. Управляемое движение буксируемого судна
Заключение
Список литературы
Введение
Актуальность темы. Буксировка судов морем относится к особым случаям морской практики, так как она не входит в их повседневную деятельность. Буксирная операция сопряжена с повышенным риском прежде всего потому, что в ней одновременно участвуют два или несколько судов, управление которыми - весьма сложная и специфическая задача практического судовождения.
Сложности в управлении буксирной системой «буксирующее судно -буксирный трос - буксируемое судно» определяются некоторыми свойствами управляемости системы двух связанных гибкой связью судов. Эти свойства до настоящего времени практически не исследованы, и, как следствие, в расчётах, требующих предварительной оценки безопасности выполнения буксирной операции, управляемость буксирной системы не рассматривается вообще, в частности, из-за отсутствия научно обоснованной и практически апробированной методики её расчёта. В то же время большая часть аварий и аварийных случаев, происходящих в процессе выполнения буксирных операций, обусловлена потерей управляемости буксирной системы. В связи с этим возникла необходимость разработки методики расчёта управляемости буксирной системы, особенно в сложных условиях плавания, что является крайне актуальной задачей. При этом предварительная оценка управляемости буксирной системы не является трудно разрешимой задачей, учитывая возможности существующих методов математического моделирования движения плавучих объектов в различных условиях плавания.
Расчёты управляемости следует относить к обязательным расчётам, выполняемым с целью предварительной оценки безопасности выполнения планируемой буксирной операции в конкретных гидрометеорологических условиях на маршруте буксировки. При этом предварительная оценка управляемости буксирной системы, а также эффективные способы и методы управления движением буксирной системы позволят избежать сложных ситуаций, которые могут возникнуть в процессе выполнения буксирных операций.

из циркуляции, поворот производят плавно, пошагово, с интервалом изменения курса на 20-30° и выравниванием направления буксирной линии на каждом шаге. При выполнении буксирной операции в открытом море рекомендуется дополнительно к сказанному уменьшать скорость буксировки, на мелководье, учитывая навигационную обстановку в районе маневрирования, -незначительно увеличивать скорость буксировки для исключения увеличения стрелки провиса буксирного троса и его касания грунта.
Управляемость буксирной системы в целом и буксирующего судна и буксируемого объекта в частности имеет существенное значение для обеспечения безопасности выполнения буксирной операции в условиях морского волнения, когда требуется исключить или свести к минимуму рывки в буксирном тросе при сильной рыскливости буксируемого объекта.
Рыскливость объекта зависит от ряда факторов, основными из которых являются следующие: направление ветра и волн относительно курса буксировки; осадки, высота надводного борта и архитектура надводной части буксируемого объекта, его дифферент и крен; имеющиеся у объекта подводные выступающие плохообтекаемые части. Рыскливость, обусловленная действием ветра и волны, может быть уменьшена только изменением курса и скорости буксировки. Буксируемый объект с большей осадкой обладает меньшей рыскливостью, чем объект с минимальной осадкой. 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 за корму. Все эти факторы могут действовать как в отдельности, так и совместно.
На основании результатов теоретического исследования устойчивости буксируемого судна на курсе было показано, что для уменьшения его рыскливости увеличивают дифферент на корму и располагают точки крепления буксирного троса как можно дальше вперед от центра тяжести судна. Однако, по утверждению Е.Б. Юдина [39], полностью добиться равномерной нагруз-