w_ratownictwo_Blok_1 1.0 - Akademia Morska w Szczecinie

Akademia Morska w Szczecinie
STUDIA NIESTACJONARNE
WEBSITE LEARNING
Przedmiot:
RATOWNICTWO MORSKIE
Ćwiczenia
Plan zajęć ćwiczeniowych z przedmiotu „Ratownictwo morskie”
Opracował: mgr inż. kpt.ż.w. Mirosław Wielgosz
Website learning – 10 godzin w semestrze (5 bloków 2x45 minut)
1. Obliczenia nacisku na grunt i punktu podparcia statku na mieliźnie.
2. Określenie ilości ładunku do zdjęcia w celu zejścia z mielizny z pomocą
holowników.
3. Metoda zejścia z mielizny przez odlichtowanie ładunku. Metody zejścia z
mielizny przez zmianę ciężarów.
4. Określenie siły uciągu kotwic statku na mieliźnie. Określenie prędkości
holownika w chwili szarpnięcia podczas ściągania statku z mielizny.
5. Niezatapialność.
UWAGI:
1) Do poszczególnych zadań należy wykorzystywać dane dla statków
numerowanych od 1 do 28, zestawione w pliku „Dane statków do
zadań” oraz w części zadań indywidualne dane dla statków załączone
w zadaniu.
2) Wszystkie rozwiązania uzupełnić działaniami na jednostkach, wynik
podać wraz z prawidłową jednostką.
Zajęcia 1
Temat: Obliczenia nacisku i punktu podparcia statku na mieliźnie.
Grupa studencka: TMN
Czas trwania zajęć: 2 x 45 minut
Cel: Obliczenia związane ze
schodzeniem z mielizny.
ZADANIE 1. Obliczanie nacisku na grunt
Opuszczając port Alfa odczytano następujące zanurzenia statku (w wodzie o gęstości γ = …. – dane z
tabeli poniżej):
TD= … m,
TM= … m,
TR= … m. – dane indywidualne z tabeli;
Na wejściu do portu Beta statek wszedł na łagodną piaszczystą mieliznę.
Odczytano zanurzenia (dla gęstości wody γ1 = …. – dane z tabeli poniżej):
TD1= … m, TM1= …m,
TR1= … m. – dane indywidualne z tabeli;
Statek w żegludze między portami zużył …. ton zapasów (paliwa i wody słodkiej)
Dane do obliczeń: tabela poniżej oraz indywidualne dane z tabeli „Dane statków do zadań”.
1,020
1,000
1,020
15
1,000
1,020
14
1,000
1,020
13
1,000
1,020
12
1,000
1,022
11
1,002
1,022
10
1,002
1,022
9
1,002
1,022
8
1,002
1,022
7
1,002
1,025
1,025
1,025
1,025
6
1,015
FWA
[mm]
Zużyte
Zapas
y
[T]
5
1,015
[t/m3]
4
1,015
γ1
3
1,015
[t/m3]
2
1,025
γ
1
1,015
Statek
nr:
55
0
50
0
30
0
25
0
22
5
21
0
21
0
20
0
18
0
17
0
16
0
15
0
14
0
13
0
12
0
67
5
62
0
41
0
35
0
25
0
21
0
17
5
15
5
12
0
110
10
0
96
88
75
65
Obliczyć nacisk statku na grunt (reakcje gruntu).
STOSOWANE OZNACZENIA:
TD – zanurzenie na dziobie [m];
TM – zanurzenie na śródokręciu (na owrężu) [m];
TD – zanurzenie na rufie [m];
TM/M - zanurzenie średnie ze średnich w momencie wyjścia z portu [m];
TM/M0 - zanurzenie średnie w momencie wchodzenia na mieliznę [m];
TM/M1 - zanurzenie średnie ze średnich po wejściu na mieliznę [m];
ΔT1- poprawka zanurzenia ze względu na zużyte zapasy [m];
ΔT2- poprawka zanurzenia ze względu na zmianę gęstości wody [m];
γ- gęstość wody na wyjściu z portu [t/m3];
γ1- gęstość wody wokół statku na mieliźnie [t/m3];
TPC – współczynnik „ton na centymetr”;
q – współczynnik „ton na metr”;
FWA – Fresh Water Allowance – poprawka na wodę słodką [mm];
m – masa zużytych zapasów (paliwo, woda słodka …) [t];
!!! UWAGA!!! W zadaniach z ratownictwa nie wnikamy w to jakie zanurzenia stosujemy (na znakach
zanurzenia czy na pionach) – przyjmujemy, że są to już przeliczone zanurzenia na pionach lub
bezpośrednio na pionach odczytane !!!
Rozwiązanie.
1.1. Obliczenie zanurzenia średniego ze średnich (TM/M) na wyjściu z portu:
T M /M=
T D +6 T M +T R
8
1.2. Obliczenie zanurzenia statku w momencie wchodzenia na mieliznę (TM/M0):
1.2.1. Poprawiamy zanurzenie o zużyte zapasy (ΔT1) i gęstość wody (ΔT2)
+
+
=
TM/M
ΔT1
ΔT2
TM/M0
!!znak poprawki - tu minus
!!znak poprawki – tu plus
, gdzie:
ΔT 1=
ΔT 2=
m
m
[ m ] lub ΔT 1= [m]
TPC ×100
q
γ−γ 1
× FWA [m]
25
1.3 Obliczamy zanurzenie średnie na mieliźnie (TM/M1)
M /M 1=¿
T D 1 +6 T M 1+T R 1
8
T¿
1.4. Obliczamy nacisk statku na grunt , (siłę reakcji) - R.
T
(¿ ¿ M / M 0−T M/ M 1 )× TPC × 100[t]
R=¿
lub
T
(¿ ¿ M / M 0−T M/ M 1 )× q[ t ]
R=¿
!!! Wynik w tonach masy , jak pomnożymy przez 9,81 otrzymamy siłę reakcji w [kN]!!!
Można dodać komentarz:
Ważne obliczenia ze względu na ocenę możliwości samodzielnego zejścia z mielizny, ponieważ
podstawowym założeniem jest: gdy siła uciągu śruby przekracza połowę siły nacisku na grunt to
możliwe jest skuteczne samodzielne zejście z mielizny.
ZADANIE 2. Zastosowanie wykresu Firsowa (wykresu przegłębień) do określania nacisku statku na
grunt.
Materiały do zadania: wykres przegłębień m/v „ORLA” (i pomocniczo plan ładunkowy).
STOSOWANE OZNACZENIA:
V – objętość podwodzia na wyjściu z portu;
D – wyporność na wyjściu;
V0 – objętość podwodzia w momencie wejścia na mieliznę;
D0 – wyporność w momencie wejścia na mieliznę;
V1 – objętość podwodzia po wejściu na mieliznę;
D1 – wyporność po wejściu na mieliznę;
ΔD1- poprawka wyporności na zużyte zapasy (równa sumie zużytych zapasów – uwaga na znak – tu
będzie minus, bo zużyto zapasy, ale w innych przypadkach mogło by wykonane balastowanie,
bunkrowanie itp. i możliwy znak „+”);
ΔD2- poprawka wyporności na zmianę gęstości wody
Statek m/v „ORLA” wychodząc z portu Gamma odczytał zanurzenia:
TD= … m
TM= … m
TR= … m,
przy gęstości wody γ = ….. [t/m3] – dane indywidualne z tabelki poniżej.
Podchodząc do pilota portu Delta wszedł na łagodną piaszczystą mieliznę.
Odczytano zanurzenia w wodzie o gęstości γ1 = ….. [t/m3].
Określić nacisk na grunt / siłę reakcji grunty używając indywidualnych danych z tabelki poniżej.
TD[m]
6,25
8,55
8,56
8,40
8,20
8,00
7,80
7,60
7,50
7,15
TR[m]
8,55
8,57
8,40
8,70
8,65
8,00
8,10
7,90
7,95
15
7,25
14
6,00
13
6,80
12
5,70
11
5,95
10
5,10
6
5,75
5
4,90
4
5,70
3
4,70
2
5,50
1
Statek nr:
7
8
9
Zużyte
zapasy
[t]
245
230
320
175
198
285
250
237
400
297
268
310
275
312
293
TPC
[t/cm]
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
29,5
FWA
[mm]
190
190
190
190
190
190
190
190
190
190
190
190
190
190
γ1[t/m3]
0,998
1,000
1,004
1,003
1,007
1,004
0,998
0,999
0,998
1,009
1,000
1,007
1,003
1,000
1,010
1,012
1,012
1,015
1,015
1,020
1,023
1,023
1,025
1,026
1,026
1,028
1,028
1,030
1,030
γ [t/m3]
1,005
7,70
7,80
7,90
8,10
8,20
8,35
8,00
8,45
8,30
6,85
6,60
5,65
5,40
5,40
5,20
TR1[m]
190
6,50
6,90
6,90
7,00
7,50
7,60
7,80
8,07
7,95
5,75
5,60
5,30
4,75
4,50
4,40
TD1[m]
!!TPC ewentualnie odczytać z „planu ładunkowego”
Rozwiązanie.
2.1. Z wykresu Firsowa odczytujemy objętość podwodzia na wyjściu statku z portu (dla TD i TR).
2.2. Obliczamy wyporność na wyjściu z portu:
D=V × γ [ t ]
2.3. Obliczamy wyporność w momencie wejścia na mieliznę (poprawiamy o zużyte zapasy i zmianę
gęstości wody.
D 0=D+ ∆ D1 + ∆ D 2
ΔD1 – to po prostu suma zużytych zapasów (znak poprawki ”minus”)
∆ D 2=
γ −γ 1
×D
γ
- poprawka na zmianę gęstości wody
2.4 Z wykresu odczytujemy objętość podwodzia (V1) statku na mieliźnie (dla TD1 i TR1).
2.5. Obliczamy wyporność statku na mieliźnie
D1=V 1 × γ 1 [t ]
2.6 Obliczamy nacisk na grunt (reakcję gruntu)
R=D0 −D1 [t ]
ZADANIE 3. Obliczenia współrzędnych punktu podparcia statku na mieliźnie (xA, yA);
Statek załadowany wszedł na mieliznę piaszczystą. Kadłub nie doznał uszkodzeń.
Dane wejściowe:
D – wyporność statku;
Lpp – długość między pionami [m];
TD – zanurzenie dziobu [m];
TO – zanurzenie owręża[m];
TR – zanurzenie rufy [m];
TD1 – zanurzenie dziobu po wejściu na mieliznę [m];
TO1 – zanurzenie owręża po wejściu na mieliznę [m];
TR1 – zanurzenie rufy po wejściu na mieliznę [m];
q – ilość ton dla zmiany zanurzenia o 1 m [t/m];
xS – odcięta środka ciężkości wodnicy pływania [m];
h – poprzeczna wysokość metacentryczna;
H – wzdłużna wysokość metacentryczna;
Przechył statku 5 stopni na prawą burtę;
a = 0,85 - współczynnik pełnotliwości wodnicy
k0 = 0,15 – współczynnik oporu gruntu
3.1 Obliczenia reakcji gruntu:
R A  q * (T  T f  TG )
T  Tśr  Tśr1
TD  TR
2
T  TR1
 D1
2
Tśr 
Tśr1
strzałka ugięcia:
f  TO  Tśr
f1  TO1  Tśr1
f  f 1  f
poprawka na ugięcie kadłuba:
2
T f   * (2   )f
3
poprawka na przyssanie gruntu:
TG  k 0 ( T  T f )
3.2 Obliczenie współrzędnej xA:
x A  xS 
t *M j
q * T0
T0  T  T f  TG
t  TD1  TR1
D*H
Mj 
Lpp
3.3 Obliczenie współrzędnej yA:
yA 
h * D *
57,3 * q * T0
3. Obliczenie ilości ładunku do zdjęcia z ładowni dziobowej (wsp. x z arkuszy) w celu
odzyskania pływalności:
2
ti
Lpp
M
t
T0  ( x  xs ) * i
Lpp
q * T02  M j *