Лабораторная работа №14

«Расчет якорной стоянки судна»

Цель: Научить студентов расчету параметров якорной стоянки с учетом воздействия внешних факторов.

Задача: Произвести расчет якорной стоянки судна с учетом влияния внешних факторов (ветер, волнение, течение).

1. Определяется необходимая длина якорной цепи из расчета полного использования держащей силы якоря и куска цепи, лежащего на грунте:

,

(14.1)

где  – высота якорного клюза над грунтом, м:

.

 – глубина места постановки судна на якорь, м;

 – высота клюза на ватерлинией судна, м;

 – средняя осадка судна в грузу, м;

 – масса якоря, кг;

 – вес погонного метра якорной цепи в воде, кг/м:

.

– калибр якорной цепи, мм;

 – длина участка якорной цепи, лежащей на грунте, м (принимается 40-50 м);

 – коэффициент трения о грунт, выбирается по табл.14.1.

Таблица 14.1

Значение коэффициента трения о грунт

Грунт	Коэффициент
Песок мелкий	0,35-0,38
Галька	0,38-0,42
Каменная плита	0,40-0,50
Ил	0,10-0,15

Продолжение табл. 14.1

 – удельная держащая сила якоря, выбирается по табл.14.2.

Таблица 14.2

Удельная держащая сила якоря

2. Расчет якорной стоянки судна с учетом воздействия внешних факторов (ветер, волнение, течение).

Судно, стоящее на якоре, подвергается воздействию сил: ветра , течения , инерционных сил рыскания и качки .

.

(14.2)

Сила ветра рассчитывается по формуле

,

(14.3)

где  – коэффициент воздушного сопротивления, зависящий от угла , определяемый как

;

(14.4)

 – скорость ветра, м/с;

, – площадь проекции надводной части корпуса судна соответственно на плоскость мидель-шпангоута и ДП, ;

 – угол между ДП и направлением ветра, град.

Действие течения определяется по формуле

,

(14.5)

где  – проекция подводной части корпуса на ДП судна, ;

.

 – наибольшая длина судна, м.;

 – скорость течения, м/с;

 – угол между направлением течения и ДП, град.

С усилением ветра судно начинает рыскать. Силу рыскания  условно принимаем равной весу якоря в воде и рассчитываем по выражению

.

(14.6)

Находим сумму действующих на судно внешних сил, используя формулу (14.2).

Держащая сила якоря  определяется по формуле, кН:

.

(14.7)

Данный расчет верен при условии, что внешние силы не превышают держащей силы якоря, то есть:

.

(14.8)

2.1. Определяется минимальная длина якорной цепи, необходимая для удержания судна на якоре, при воздействии внешних сил по выражению

.

(14.9)

С целью обеспечения безопасности якорной стоянки вытравливаем на одну смычку больше, чем расчетная длина якорной цепи , то есть +1 смычка.

2.2. Определяется расстояние от клюза до точки начала подъема якорной цепи с грунта по формуле

.

(14.10)

2.3. Определяется отрезок цепи, который лежит на грунте

.

(14.11)

2.4. Определяется радиус окружности , которую будет описывать корма данного судна, м

.

(14.12)

2.5. Держащая сила якорного устройства  складывается из держащей силы якоря и отрезка якорной цепи лежащей на грунте, кН:

.

(14.13)

Очевидно, что безопасность якорной стоянки будет обеспечена если держащая сила якорного устройства, будет больше чем суммарное воздействие от внешних сил, то есть .

2.6. Определяется минимальная глубина при выборе места якорной стоянки по формуле

,

(14.14)

где  – глубина места якорной стоянки в малую воду, м;

 – наибольшая осадка судна, м;

 – максимальная высота волны, при которой судно может стоять на якоре по условиям задания, м.

По результатам расчета сделать выводы о безопасности якорной стоянки судна по условиям задания.