§ 24. Fuerzas que actúan sobre el casco de un buque flotante.

El casco de un barco que flota sobre el agua está sujeto a fuerzas constantes y temporales. Las constantes incluyen fuerzas estáticas, como el peso de la embarcación y la presión del agua en la parte sumergida del casco: fuerzas de soporte. Las fuerzas temporales incluyen las fuerzas que aparecen cuando el barco se balancea sobre una superficie de agua turbulenta: las fuerzas de inercia de las masas del barco y las fuerzas de resistencia del agua.

Las fuerzas que actúan sobre un barco que flota en aguas tranquilas, a pesar de la igualdad de sus resultantes, se distribuyen de manera desigual a lo largo del casco. Las fuerzas de apoyo, como es sabido, se distribuyen a lo largo de acuerdo con el volumen del casco sumergido en agua y se caracterizan por la forma de la formación a lo largo de las cuadernas. Las fuerzas de peso se distribuyen a lo largo del casco dependiendo de la ubicación de sus elementos, como mamparos, superestructuras, mástiles, mecanismos, instalaciones, cargas, etc. De hecho, resulta que en un tramo a lo largo del casco En el casco, las fuerzas de peso prevalecen sobre las fuerzas de apoyo y, en el otro, al revés.

Arroz. 39. Flexión del casco del barco provocada por la distribución desigual de las fuerzas que actúan sobre él. 1 - curva peso-fuerza; 2 - curva de fuerzas de apoyo.

De la distribución desproporcionada a lo largo del cuerpo de las fuerzas del peso y de las fuerzas de apoyo surge pandeo general casco del barco (Fig. 39).

Cuando un barco navega sobre una superficie rugosa, las fuerzas de apoyo actúan sobre su casco, cambiando constantemente su magnitud en secciones individuales de la eslora del barco. Estas fuerzas alcanzan su valor máximo cuando el barco se mueve en un rumbo perpendicular a la dirección de la ola, cuya longitud es igual a la eslora del barco. Cuando la parte superior de la ola pasa cerca de la sección media, se forman fuerzas de apoyo excesivas en la parte media del casco y faltan en los extremos. En este caso, la distribución desigual de las fuerzas de apoyo da como resultado curvatura del caso(Figura 40, a). Después de un corto período de tiempo, el barco se mueve hacia el fondo de la ola, mientras que el exceso de fuerzas de apoyo se mueve hacia las extremidades, lo que provoca deflexión del casco(Figura 40, b).

Debido al balanceo de la embarcación, que se produce en las olas, las fuerzas de inercia actúan sobre el casco, ejerciendo un impacto adicional sobre el mismo, y mientras navega a gran velocidad contra una gran ola que se aproxima, cuando la parte inferior de la proa golpea el agua ( fenómeno de golpe), se generan golpes adicionales o cargas dinámicas.

Sobre este tema se realiza el trabajo de laboratorio 2.1 (2 horas).

Cuando el barco se mueve en rumbo recto y el timón está colocado en el plano central, en ausencia de viento y corriente, la fuerza de empuje de los propulsores se equilibra con las fuerzas de resistencia del agua al movimiento del casco del barco. El timón y el casco fluyen simétricamente alrededor de chorros de agua contrarios y ninguna fuerza desvía el barco. Al cambiar el volante a un cierto ángulo α , en el lado que mira hacia el flujo, aparece una mayor presión en el volante y una disminución en el lado opuesto del volante. La diferencia de presión en los lados de la pala del timón crea una fuerza R, presionando la pala del timón y dependiendo de la velocidad del flujo de agua sobre la pala del timón, el ángulo de cambio, la forma y el área de la pala del timón. Después de cambiar el timón, el barco, por inercia, continúa moviéndose en línea recta durante un tiempo y luego gira en la dirección de cambiar el timón. Consideremos la acción de la fuerza. R al barco en el primer momento después de girar el timón.

Rompamos el poder R según la regla del paralelogramo en dos componentes de la fuerza: RU– perpendicular al DP del buque fuerza de dirección, Y Receta – dirigido por DP fuerza de frenado. Apliquemos dos fuerzas iguales y de direcciones opuestas al CG del barco. P 1 Y R 2, paralela e igual a la fuerza RU. Potestades RU Y R 2 forman un par de fuerzas, y su momento de inflexión Señor llamado par de direcciónSeñor = Ru 0,5 L donde 0,5L es el hombro del par de fuerzas Ru y P 2 . Fuerza RU cuando se conduce en línea recta está determinado por la fórmula:

Ru = k 1 k 2 s p 0.5рSp(k υ υ) 2 (α+β s) Dónde:

k 1 – coeficiente que tiene en cuenta el aumento de la fuerza de dirección debido a la instalación de arandelas de dirección (1,15-1,2);

k 2 – coeficiente que tiene en cuenta la influencia de la proximidad de la pala del timón al casco del barco (1,05-1,3 con una separación menor, un coeficiente mayor);

с р – coeficiente angular. 5,15/1+(2S r / h r 2) donde h r es la altura de la pala del timón, m;

ρ es la densidad de masa del agua (para agua dulce 102 kgf s 2 /m 4);

Sр – área de la pala del timón, m 2 ;

k υ – coeficiente. teniendo en cuenta el cambio en la velocidad del flujo de agua hacia la pala del timón debido a la acción de la hélice y el casco del barco (1,1-1,55, más al empujar, menos para barcos individuales);

υ – velocidad del flujo de agua sobre la pala del timón, m/s;

α – ángulo del timón, grados;

β с es el ángulo de bisel del flujo de agua detrás de la popa causado por los contornos del barco. (para barcos de una y tres hélices β c = 2-4 0, para barcos de dos hélices con 2 timones β c = 0 0).

En la figura se puede ver que cuando se desplaza el timón hacia el barco, comienza a actuar lo siguiente: momento de giro Señor , dirigido hacia la desviación de la pala del timón; fuerza RU , desplazando el barco en la dirección opuesta al giro y la fuerza receta , aumentando la resistencia al movimiento. Un aumento en la resistencia al cambiar el timón reduce la velocidad del barco (al moverse en línea recta y mantener el barco en rumbo con cambios del timón de 5 grados, se pierde hasta el 2% de la velocidad), por lo que cambiar el El timón no debe exceder 1 0 .

El desplazamiento y deriva de la embarcación en sentido opuesto al giro del timón alcanza su mayor valor en la popa de la embarcación, lo que debe tenerse en cuenta a la hora de realizar giros y revoluciones cerca de peligros.

Después de superar las fuerzas de inercia, el barco comienza a moverse a lo largo de una trayectoria curva: la circulación. En este momento, el barco, como cualquier cuerpo físico que se mueve a lo largo de una curva, está sujeto a la fuerza centrífuga. CON , dirigido en dirección opuesta al giro. Se aplica al centro de gravedad del barco y es proporcional a su masa. metro , cuadrado de velocidad υ s movimiento de traslación y es inversamente proporcional al radio de curvatura de la trayectoria del movimiento r . C=mυ s 2 /r .

Esta fuerza está con el hombro. h (la distancia entre el centro de gravedad y el centro del buque) crea un momento de escora Mkr = Ch, lo que hace que el barco se balancee en la dirección opuesta al giro del barco, lo que también debe tenerse en cuenta al realizar un giro brusco y un giro. (reduzca la velocidad y el ángulo de dirección). Circulación, sus períodos y elementos, ver arriba.

Después de que los propulsores se detienen, la presión del agua sobre la pala del timón disminuye drásticamente. A medida que la velocidad disminuye, el barco responde menos al timón y puede perder el control.. Cuando la hélice funciona "hacia atrás" en el lado del timón que mira hacia la hélice, se crea una presión reducida, por lo tanto, cuando el timón se desplaza "hacia la derecha", la proa del barco se inclina hacia la izquierda y viceversa, es decir. la popa del barco se inclina hacia el timón.

La fuerza de presión sobre el volante al dar marcha atrás en el primer momento está determinada por la fórmula: Ru = c y 0.5S ρ υ 2 , considere la acción de la fuerza R cuando el barco se mueve marcha atrás. La desviación del volante provoca un momento de giro debido a un par de fuerzas. R y R 1, un aumento de la resistencia del agua al movimiento del casco del barco y una disminución de la velocidad debido a la acción de la fuerza. R x, y el barco se desplaza hacia el cambio de timón. Al circular marcha atrás, bajo la influencia de la fuerza de dirección, la presión del agua en la parte trasera del costado aumenta (fuerza R 1 año), hacia el que se desplaza el volante. Esta fuerza crea un momento de giro opuesto al momento de giro del timón, y el momento de giro total en el momento inicial de circulación en popa es igual a la diferencia entre los momentos de dirección y la resistencia al agua del casco del barco. Por lo tanto, incluso con la misma presión sobre el volante, la agilidad en marcha adelante es mejor que en marcha atrás. Sin embargo, algún tiempo después del inicio del giro, la velocidad angular comienza a aumentar y las fuerzas hidrodinámicas del lado exterior se vuelven mayores que la fuerza dinámica. R 1 año causado por el movimiento del volante. En este momento, el momento de giro del barco es la suma del momento del timón y el momento de posición, lo que provoca un aumento en la velocidad de giro. La magnitud del momento posicional es cercana a la magnitud del momento del timón, por lo que mover el timón en la dirección opuesta puede no producir el efecto deseado y no sacará al barco de la circulación. Dado este fenómeno, no se deben permitir altas velocidades de giro y conducción al dar marcha atrás. Para sacar el barco de circulación, debe retroceder “hacia adelante” y dirigir el barco hacia adelante.

1. Conceptos generales y definiciones

La controlabilidad es la capacidad de un buque para moverse a lo largo de una trayectoria determinada, es decir, sostener dirección dada movimiento o cambiarlo bajo la influencia de dispositivos de control.

Los principales dispositivos de control de un barco son los controles de dirección, los controles de propulsión y los controles de control activo.

La controlabilidad combina dos propiedades: estabilidad y agilidad del curso .

Estabilidad del rumbo- esta es la capacidad del barco para mantener la dirección del movimiento recto. La estabilidad del rumbo puede ser automática, cuando el barco es capaz de mantener el rumbo sin operar los controles (timones), y operativa, cuando el barco se mantiene en un rumbo determinado mediante los controles.

La agilidad es la capacidad de una embarcación para cambiar la dirección del movimiento y describir una trayectoria de una curvatura determinada.

La agilidad y la estabilidad del rumbo corresponden al objetivo principal de cualquier dispositivo de control: girar el barco y asegurar su movimiento en una dirección constante. Además, cualquier medio de control debe contrarrestar la influencia de factores de fuerza externos. De acuerdo con esto, R.Ya. Pershits introdujo una definición de un componente tan importante de la controlabilidad como la obediencia.

El cumplimiento es la capacidad de un barco para superar la resistencia a las maniobras bajo determinadas influencias externas. En ausencia de influencia externa, su papel puede desempeñarlo su propia inestabilidad en el campo.

La obediencia en coma introdujo el concepto. sensibilidad, lo que significa la capacidad del buque para responder lo más rápidamente posible a la acción del mando, en particular al cambio de timón.

Empuje de hélice. Para que un barco se mueva a una determinada velocidad, se le debe aplicar una fuerza impulsora para superar la resistencia al movimiento. La potencia útil necesaria para superar la resistencia está determinada por la fórmula: Nп = R V, donde R es la fuerza de resistencia; V - velocidad de movimiento.

La fuerza motriz es creada por un tornillo en funcionamiento que, como cualquier mecanismo, gasta parte de la energía de forma improductiva. La potencia consumida para girar el tornillo es: Nз= M n, donde M es el momento de resistencia a la rotación del tornillo; n es la velocidad de rotación del tornillo.

La relación entre la potencia útil y la potencia gastada se denomina coeficiente de propulsión del complejo cuerpo-propulsión:

h = RV/Mn

El coeficiente de propulsión caracteriza la necesidad de energía del buque para mantener una velocidad determinada. La potencia de la central eléctrica (potencia efectiva Ne) de la embarcación debe ser mayor que la potencia gastada en hacer girar la hélice, ya que existen pérdidas en la línea de ejes y en la caja de cambios:

Ne = RV/ h hв hр,

donde hв, hр son los coeficientes de eficiencia del eje y la caja de cambios.

Dado que, con un movimiento lineal uniforme, la fuerza de empuje de la hélice es igual a la fuerza de resistencia, la fórmula anterior se puede utilizar para estimar aproximadamente el empuje de la hélice en el modo de carrera completa (Vo):

Re = Ne h hв hp / Vo,

donde el coeficiente de propulsión está determinado por la fórmula de Lapp:

donde L es la eslora del buque entre perpendiculares:

n - velocidad de rotación de la hélice, s -1.

El empuje máximo de la hélice se desarrolla en el modo de amarre, aproximadamente un 10% más que el empuje de la hélice en el modo de máxima velocidad.

La fuerza de empuje de la hélice cuando se opera en reversa es aproximadamente del 70 al 80 % del empuje de la hélice en modo de velocidad máxima.

Resistencia al movimiento del barco.

El agua tiene las propiedades de viscosidad y peso, que provocan dos tipos de resistencia cuando la embarcación se mueve: viscosa y ondulatoria. La resistencia viscosa tiene dos componentes: fricción y forma.
La resistencia a la fricción depende del área y la rugosidad de la superficie mojada de la carcasa. La resistencia de la forma depende de los contornos del cuerpo. La resistencia a las olas está asociada con la formación de olas de un barco durante la interacción del casco de un barco en movimiento con el agua circundante.

Para resolver problemas prácticos, la resistencia del agua al movimiento del barco se considera proporcional al cuadrado de la velocidad:

R = kV²,

donde k es un coeficiente de proporcionalidad que depende del calado del buque y del grado de incrustación del casco.

Como se indicó en el apartado anterior, la fuerza de arrastre a máxima velocidad se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

Ro = Ne h hв hp / Vo.

Se determinan los valores de resistencia intermedia (R) para cualquier velocidad de desplazamiento:

Inercia del buque y masas de agua adheridas.

La igualdad de las fuerzas de resistencia del medio al movimiento de la embarcación y el empuje de la hélice determina el movimiento uniforme hacia adelante de la embarcación. Al cambiar la velocidad de rotación del tornillo, se viola esta igualdad de fuerzas.
A medida que aumenta el empuje, aumenta la velocidad del barco y, a medida que disminuye, disminuye. El cambio de velocidad se produce durante un tiempo prolongado, hasta que se supera la inercia de la embarcación y se vuelven a igualar las fuerzas de empuje y resistencia de la hélice. La medida de la inercia es la masa. Sin embargo, la inercia de un barco que se mueve en un medio acuático depende no sólo de la masa del propio barco.

El casco del barco pone en movimiento las partículas de agua adyacentes, lo que consume energía adicional. Como resultado, para darle cierta velocidad al barco, será necesario un funcionamiento más prolongado de la central eléctrica.
Al frenar, es necesario extinguir no solo la energía cinética acumulada por la embarcación, sino también la energía de las partículas de agua involucradas en el movimiento. Esta interacción de las partículas de agua con el casco es similar a un aumento de masa del barco.
Esta masa adicional (masa añadida de agua) para los buques de transporte oscila entre el 5 y el 10% de su desplazamiento durante el movimiento longitudinal del buque y aproximadamente el 80% del desplazamiento durante el movimiento transversal.

2. Fuerzas y momentos que actúan sobre el barco mientras se mueve.

Al considerar el movimiento de una embarcación, se utiliza un sistema de coordenadas rectangular XYZ, asociado con el centro de gravedad de la embarcación. Dirección positiva de los ejes: X - hacia la nariz; Y - hacia estribor; Z - abajo.

Todas las fuerzas que actúan sobre el barco se dividen en tres grupos: conducción, externa y reactiva.

Las fuerzas impulsoras incluyen creado por medios de control: fuerza de empuje de la hélice, fuerza lateral del timón, fuerzas creadas por medios de control activo.

Las fuerzas externas incluyen la presión del viento, olas del mar, corrientes.

Las fuerzas reactivas incluyen que surgen como resultado del movimiento de la embarcación bajo la influencia de fuerzas motrices y externas. Están divididos en inercial- causado por la inercia del buque y las masas de agua adheridas y que se produce sólo en presencia de aceleraciones. La dirección de acción de las fuerzas de inercia es siempre opuesta a la aceleración actuante.

Las fuerzas no inerciales son causadas por la viscosidad del agua y son fuerzas hidrodinámicas.

Al analizar las fuerzas que actúan sobre la embarcación, se la considera como un ala vertical de perfil simétrico con respecto al plano central (DP).

En relación con un barco, las principales propiedades del ala se formulan de la siguiente manera:

si el barco se mueve linealmente en un flujo de agua o aire en un cierto ángulo de ataque, además de fuerzas de arrastre, en dirección opuesta al movimiento, aparece una fuerza de elevación, dirigida perpendicular al flujo que se aproxima. Como resultado, la resultante de estas fuerzas no coincide con la dirección del flujo. La magnitud de las fuerzas resultantes es proporcional al ángulo de ataque y al cuadrado de la velocidad del flujo entrante;

el punto de aplicación de la fuerza resultante se desplaza a lo largo del DP desde el centro del área del ala hacia el flujo. Cuanto mayor sea la magnitud de este desplazamiento, más agudo será el ángulo de ataque. En ángulos de ataque cercanos a 90 grados, el punto de aplicación de la fuerza resultante coincide con centro de vela(para la superficie del barco) y centro de resistencia lateral(para la parte submarina);

en relación con la parte submarina del casco del barco: el ángulo de ataque es el ángulo de deriva, y para la parte de superficie - ángulo de cúspide (KA) del viento aparente;

El centro de resistencia lateral suele coincidir con el centro de gravedad del barco, y la posición del centro de vela depende de la ubicación de las superestructuras.

En ausencia de viento y el timón en posición recta, la primera ecuación diferencial del movimiento del barco se puede representar como:

donde Mx es la masa del recipiente teniendo en cuenta la masa de agua añadida.

Movimiento uniforme: no hay aceleración, por lo tanto la fuerza de inercia Mx dV/dt=0. Sobre el barco actúan dos fuerzas iguales y opuestas: resistencia al agua y empuje de la hélice.

En cambio en el empuje de la hélice se viola la igualdad de las fuerzas de empuje de la hélice y la resistencia al movimiento de la embarcación; esto provoca la aparición de fuerzas de inercia, aparece la aceleración y la nave comienza a moverse más rápido o más lento. Las fuerzas de inercia están dirigidas contra la aceleración, es decir evitar cambios de velocidad.

Con fuerza de tracción creciente Sobre el barco actúan 3 fuerzas: empuje de la hélice - hacia adelante, fuerza de resistencia- Atrás, la fuerza de la inercia ha vuelto.

Cuando la fuerza de tracción disminuye: fuerza de tracción - hacia adelante; Con resistencia al limo- atrás; fuerza de inercia - adelante

Durante la maniobra de parada:Conresistencia al limo- atrás; fuerza de inercia - hacia adelante;

Cuando se invierte:

a) antes de que el buque se detenga: fuerza de resistencia- atrás; fuerza de tracción - espalda; la fuerza de inercia está hacia adelante.

b) después de detenerse y comenzar a retroceder: fuerza de resistencia- adelante; fuerza de tracción - espalda; la fuerza de inercia está hacia adelante.

Nota: adelante - dirección a la proa del barco; atrás - dirección hacia la popa del barco.

Fuerzas que actúan sobre un barco al girar.

El barco gira bajo la influencia del timón desplazado. Si se mantiene el timón a bordo durante un determinado periodo de tiempo, el barco realizará un movimiento llamado circulación. En este caso, el centro de gravedad del buque describirá una curva de circulación, de forma similar a un círculo.
Se considera que el inicio de la circulación es el momento en que el timón comienza a girar. La circulación se caracteriza por velocidades lineales y angulares, radio de curvatura y ángulo de deriva.
El proceso de circulación generalmente se divide en tres períodos: maniobra: continúa mientras se mueve el timón; evolutivo: comienza desde el momento en que se gira el timón y termina cuando las características de circulación adquieren valores de estado estable; constante: comienza desde el final del segundo período y continúa hasta que el volante permanezca en la posición cambiada.

El timón de un barco se considera un ala vertical de perfil simétrico. Por lo tanto, cuando se cambia, surge una fuerza de elevación: la fuerza lateral del volante Рр.

Apliquemos al centro de gravedad del barco dos fuerzas iguales a Pru y de direcciones opuestas, P"ru y P""ru. Estas dos fuerzas están mutuamente compensadas, es decir, no afectan al casco del barco.

Entonces actúan sobre el barco las siguientes fuerzas y momentos:

fuerza de arrastre del timón Ррх: reduce la velocidad del barco;

momento de fuerza Rru R""ru - gira el barco hacia el timón desplazado;

fuerza P "ru: mueve el centro de gravedad en la dirección opuesta al giro.

Fuerzas que actúan sobre un barco durante el período evolutivo de circulación.

El giro del barco bajo la influencia del momento de fuerza Pru P""ru conduce a la aparición de un ángulo de deriva. El casco del barco comienza a actuar como un ala. Aparece una fuerza de elevación: una fuerza hidrodinámica R. Apliquemos dos fuerzas Ry iguales y de direcciones opuestas R"y R""y al CG del barco.

Luego, además de las fuerzas y momentos que actúan en el modo de circulación maniobrable, aparecen las siguientes:

fuerza de arrastre Rx: reduce aún más la velocidad de la embarcación;

momento de fuerza Ry R"y - promueve el giro; aumenta la velocidad angular de giro;

la fuerza R""y - compensa la fuerza R"ru y la trayectoria se dobla en la dirección del giro.

Fuerzas que actúan durante un período estacionario de circulación.

Tan pronto como el barco comienza a moverse a lo largo de una trayectoria curva, aparece la fuerza centrífuga Rc. Cada punto a lo largo del barco describe su trayectoria con respecto al centro común O.
En este caso, cada punto tiene su propio ángulo de deriva, cuyos valores aumentan a medida que se avanza hacia la popa. De acuerdo con las propiedades del ala, el punto de aplicación de la fuerza hidrodinámica R se desplaza hacia popa más allá del centro de gravedad del barco.

Como resultado:

forzar Rtskh: reduce la velocidad del barco;

Fuerza Rtsu: evita cambios en el radio de circulación;

el momento creado por la fuerza hidrodinámica Ru impide un aumento de la velocidad angular de rotación;

todos los parámetros de circulación tienden a sus valores estables.

Geométricamente, la trayectoria de circulación se caracteriza por:

La resolución A.751 (18) de la OMI “Normas intermedias para la maniobrabilidad de los buques” propuso los siguientes valores para los buques de nueva construcción:

1) desplazamiento directo (avance): no más de 4,5 esloras de barco;

2) diámetro táctico: no más de 5 esloras de barco.

Controlabilidad de la embarcación al moverse en reversa.

Cuando una embarcación se mueve en reversa con el timón en posición, actúan sobre la embarcación las siguientes fuerzas y momentos (ver figura):

fuerza lateral del volante Rru;

el momento de las fuerzas Rru y Rru hace girar el barco en la dirección opuesta al timón desplazado;

la fuerza hidrodinámica Rу forma un momento que impide un giro;

El lanzamiento oblicuo de agua sobre el timón reduce el ángulo efectivo del timón en una cantidad igual al ángulo de deriva y, en consecuencia, el valor de la fuerza lateral del timón disminuye.

Los factores anteriores determinan la peor capacidad de control del barco en marcha atrás en comparación con la marcha adelante.

Fuerzas y momentos asociados a la acción del viento.

Al considerar las fuerzas y momentos del viento, se utiliza la velocidad aparente del viento.

De acuerdo con la propiedad del ala, cuando se expone al viento aparece una fuerza aerodinámica A.

Descomponiendo la fuerza aerodinámica en componentes longitudinales y transversales y aplicando dos fuerzas Ay y A"y iguales y de direcciones opuestas al CG, obtenemos:

poder Ah: aumenta la velocidad del barco;

momento de fuerzas Ау y А "у - gira el barco hacia el lado derecho;

fuerza A""y - provoca un movimiento lateral, lo que conduce a la aparición de un ángulo de deriva ay una fuerza hidrodinámica R;

componente longitudinal de la fuerza hidrodinámica Rx: reduce la velocidad de la embarcación;

el momento de las fuerzas Ry R""y, que actúa en la misma dirección que el momento de las fuerzas Ау y А"у, hace girar el barco aún más;

la fuerza R"y provoca un movimiento lateral opuesto al movimiento de la fuerza A"y.

Para mantener el barco en rumbo, es necesario desplazar el timón en un cierto ángulo para crear un momento de fuerza lateral del timón Pru, compensando los momentos de las fuerzas aero e hidrodinámicas.

Una hélice en funcionamiento realiza simultáneamente un movimiento de traslación con la velocidad del barco V en relación con el agua no perturbada y un movimiento de rotación con velocidad angular w = 2p n. Cada pala de hélice se trata como un ala separada.

Cuando se lanza un flujo de agua sobre una hélice, se crea una fuerza en cada pala que es proporcional al cuadrado de la velocidad del flujo y el ángulo de ataque. Ampliando esta fuerza en dos direcciones perpendiculares entre sí, obtenemos: la fuerza de empuje dirigida a lo largo del eje de rotación de la hélice y la fuerza de arrastre que actúa en el plano del disco de la hélice tangencialmente al círculo descrito por los puntos de la pala de la hélice. durante su rotación.

Dado que la hélice operativa está ubicada detrás del casco del barco, cuando se mueve, el flujo de agua fluye hacia las palas de la hélice a velocidades desiguales y en diferentes ángulos. Como resultado, existe una desigualdad de las fuerzas de empuje y arrastre para cada pala, lo que conduce a la aparición, además del empuje de la hélice, de fuerzas laterales que afectan la controlabilidad de una embarcación monorrotor.

Los principales motivos de la aparición de fuerzas laterales son:

un flujo de agua que pasa por el casco mientras se mueve;

reacción del agua a una hélice en funcionamiento;

Proyección desigual de un chorro de agua de una hélice en funcionamiento sobre el timón o el casco de la embarcación.

Consideremos la influencia de estos motivos en el funcionamiento de hélices de paso fijo (FSP) y hélices de paso regulable (CVP) de rotación derecha.

Impacto del flujo asociado

En la parte superior de la hélice, la velocidad del flujo de agua asociado debido a la forma de los contornos del cuerpo será mayor que en su parte inferior, lo que conlleva un aumento en el ángulo de ataque del flujo de agua sobre la pala superior. . Esto se puede demostrar considerando el movimiento de un elemento de pala ubicado en un radio r desde el eje de rotación de la hélice.

Cuando la hélice funciona, el elemento de pala participa en un movimiento de rotación con una velocidad lineal igual a 2pr●n y un movimiento de traslación con la velocidad del barco V.

La velocidad de avance real de una sección de la pala de la hélice se reduce en el valor DV de la velocidad de flujo asociada. Como resultado, el ángulo de ataque aumenta hasta un valor que conduce a un aumento de las fuerzas dРх y dРу.
Al integrar dРх y dРу a lo largo de la pala, obtenemos los valores de las fuerzas de empuje (P1) y las fuerzas de arrastre (Q1) creadas por la pala de la hélice en la posición superior. Estas fuerzas serán mayores que las fuerzas P3 y Q3 creadas por la pala en la posición inferior. La desigualdad de las fuerzas Q1 y Q3 provoca la aparición de una fuerza lateral DQ = Q1 - Q3, que tiende a girar la popa del barco hacia la izquierda en la dirección de la fuerza mayor.

Reacción del agua a la hélice.

El funcionamiento de la hélice está influenciado por la proximidad de la superficie del agua. Como resultado, el aire se filtra hacia las palas en la mitad superior del disco de la hélice. En este caso, las palas superiores experimentan menos fuerza de reacción del agua que las inferiores. Como resultado, surge una fuerza de reacción lateral del agua, que siempre está dirigida en el sentido de rotación de la hélice, en el caso que nos ocupa, hacia la derecha.

Cuando la hélice gira, un chorro de agua arremolinado fluye sobre la pala del timón en sus partes inferior y superior en diferentes ángulos de ataque. En la parte inferior la fuerza de ataque es menor que en la parte superior.

Como resultado, surge una fuerza lateral que tiende a girar la popa hacia la derecha.

Efecto tornillo general: para la mayoría de los barcos con hélice de paso fijo y hélice de hélice, o mutuamente.

En este caso, se mantiene el flujo asociado. Sin embargo, a diferencia del caso comentado anteriormente, el flujo asociado reduce el ángulo de ataque.

En consecuencia, la fuerza de arrastre dPy sobre cada elemento de pala disminuye. En la posición superior, esta disminución es más pronunciada que en la posición inferior, porque en la parte inferior la velocidad del flujo que pasa es menor. Por lo tanto, la fuerza de arrastre resultante de las palas de la hélice fija se dirigirá hacia la izquierda.

La gran mayoría de los barcos tienen hélices de hélice de rotación. Para una hélice giratoria, al cambiar el modo de funcionamiento de avance a retroceso, la dirección de rotación se mantiene, solo cambia el paso de la hélice: la hélice de paso izquierdo se convierte en una hélice de paso derecho. En consecuencia, la fuerza de arrastre resultante de las palas, así como de los barcos con hélices de paso derecho, se dirigirá hacia la izquierda.

Reacción del agua a la hélice.

La fuerza lateral de la reacción del agua sobre la hélice, como se mencionó anteriormente, siempre está dirigida en el sentido de rotación de la hélice: tanto para la hélice fija como para la hélice giratoria, hacia la izquierda.

El chorro de hélice ataca la popa del barco.

Como resultado, se crea una mayor presión hidrodinámica y la alimentación se desplazará: tanto para la hélice fija como para la hélice CV, hacia la izquierda.

Efecto tornillo general: la popa va hacia la izquierda.

El barco se mueve hacia atrás, la hélice gira hacia atrás.

A medida que el recipiente comienza a retroceder, el flujo que pasa desaparece.

Reacción del agua a la hélice.: A la izquierda.

: A la izquierda.

Efecto tornillo general: la popa va hacia la izquierda.

4. La influencia de las hélices en la controlabilidad de una embarcación multirrotor.

4. La influencia de las hélices en la controlabilidad de una embarcación multirotor.

Más moderna barcos de pasajeros, los rompehielos, así como los buques de alta velocidad de gran tonelaje, están equipados con centrales eléctricas de dos o tres ejes. La característica principal de los barcos multirotor en comparación con los monorotor es su mejor controlabilidad.
Las hélices de los barcos de dos tornillos, así como las hélices laterales de los barcos de tres tornillos, están ubicadas simétricamente con respecto al plano central y tienen el sentido de rotación opuesto, generalmente el mismo que el lateral. Consideremos la controlabilidad de los barcos multirrotor usando el ejemplo de un barco birrotor.

Cuando las hélices funcionan simultáneamente hacia adelante o hacia atrás, las fuerzas laterales provocadas por el flujo asociado, la reacción del agua sobre la hélice y el chorro de las hélices arrojadas sobre el timón o el casco se compensan mutuamente, ya que las hélices tienen sentido de rotación opuesto. . Por tanto, no hay tendencia a que la popa se incline en una dirección u otra, como en un barco monorotor.

Un tornillo avanza y el otro se detiene.

Usando la técnica conocida, aplicamos al CG dos fuerzas iguales a la fuerza de empuje de la hélice Rl (en la figura está trabajando la hélice del lado izquierdo) y fuerzas de direcciones opuestas, obtenemos:

la fuerza P""l hace que el barco avance;

el momento de las fuerzas Rl y R"l hace girar la popa hacia la hélice en funcionamiento;

Se sabe por hidrodinámica que una hélice en funcionamiento acelera el flujo de agua que fluye a lo largo de los contornos de la popa y la presión hidrodinámica del lado de la hélice en funcionamiento disminuye. Debido a la diferencia de presión se genera una fuerza Pd. Aplicando dos fuerzas Rd iguales y de direcciones opuestas P"d y P""d al centro de gravedad del buque, obtenemos: - el momento de las fuerzas Rd y P""d gira la popa hacia la hélice de trabajo; fuerza P" d - desplaza el centro central del barco hacia la hélice en funcionamiento.

Por tanto, el movimiento considerado de un barco de dos hélices es aproximadamente similar al movimiento de un barco de una sola hélice con el timón desplazado.

Un tornillo gira hacia atrás y el otro se detiene.

Habiendo realizado posturas y razonamientos similares al apartado anterior, podemos obtener una conclusión general de que la popa del barco se inclina en dirección opuesta a la hélice que trabaja hacia atrás. Cabe señalar que la fuerza Rd en el caso que nos ocupa se crea debido al chorro de la hélice que gira hacia atrás y se lanza hacia la parte trasera del casco.

Girar el barco en el lugar cuando las hélices trabajan entre sí.

Una embarcación de doble tornillo puede girar casi en el acto cuando las hélices funcionan en direcciones opuestas (una hélice funciona hacia adelante y la otra hacia atrás). La velocidad de rotación se selecciona de tal manera que las fuerzas de empuje de los tornillos sean iguales en magnitud.
Se logra una igualdad aproximada de fuerzas cuando a la máquina que corre hacia adelante se le da un paso menos de velocidad que a la máquina que corre hacia atrás. Por ejemplo: golpe pequeño hacia adelante - golpe medio hacia atrás.
El momento de giro se crea no solo debido a la ubicación de las hélices en lados opuestos del DP, sino también debido a la diferencia en la presión del agua en los lados de la cenefa de popa, creada por los chorros de las hélices con direcciones opuestas.

Las desventajas de los barcos de doble tornillo incluyen la eficiencia reducida del timón ubicado en el DP. Por tanto, a bajas velocidades, cuando la mayor parte de la fuerza generada en el volante al cambiar de marcha es creada por un chorro de agua arrojado por la hélice sobre el volante, el principal método de control es maniobrar las máquinas.

Barcos de tres tornillos combinan las cualidades de maniobra positivas de los buques de uno y dos tornillos y tienen una mayor maniobrabilidad, incluso a bajas velocidades. En el movimiento hacia adelante, la hélice central aumenta la eficiencia del timón debido al chorro de hélice que se lanza sobre él. A la inversa, la hélice central proporciona movimiento hacia adelante y los giros se realizan mediante el funcionamiento de las hélices laterales.

5. Principales factores que influyen en la controlabilidad del buque.

5. Principales factores que afectan la controlabilidad del barco.

Factores de diseño.

La relación entre la longitud y el ancho del barco ( L/B). Cuanto mayor es esta relación, peor es la maniobrabilidad del buque, lo que se asocia con un aumento relativo de las fuerzas de resistencia al movimiento lateral del buque. Por tanto, los barcos anchos y cortos tienen mejor maniobrabilidad que los largos y estrechos.

Coeficiente de integridad general (d). A medida que aumenta el coeficiente d, mejora la agilidad, es decir Cuanto más marcados sean los contornos del barco, mayor será su agilidad.

El diseño y ubicación del volante. El diseño del timón (su área y alargamiento relativo) tiene poco efecto en la mejora de la maniobrabilidad del barco. Su ubicación tiene una influencia significativamente mayor. Si el timón está situado en una corriente de hélice, entonces la velocidad del agua que fluye hacia el timón aumenta debido a la velocidad de flujo adicional causada por la corriente de hélice, lo que proporciona una mejora significativa en la agilidad.

En los barcos de doble tornillo, el timón ubicado en el DP tiene una eficiencia relativamente baja. Si en estos barcos se instalan dos palas de timón detrás de cada hélice, la agilidad aumenta considerablemente.

Velocidad del barco

La forma de la circulación y sus principales características geométricas (extensión, desplazamiento hacia adelante, desplazamiento hacia atrás) dependen de la velocidad inicial del buque. Pero el diámetro de la circulación establecida en el mismo ángulo del timón permanece constante y no depende de la velocidad inicial.

En condiciones de viento, la controlabilidad depende significativamente de la velocidad de la embarcación: cuanto menor es la velocidad, mayor es la influencia del viento en la controlabilidad.

Elementos del desembarco de barcos.

Recortar. El aumento del trimado en popa provoca un desplazamiento del centro de resistencia lateral desde la sección media hacia la popa, por lo que la estabilidad del rumbo del barco aumenta y su agilidad se deteriora.
Por otro lado, el ajuste de proa empeora drásticamente la estabilidad del rumbo: el barco se desvía, lo que complica las maniobras en condiciones de hacinamiento. Por lo tanto, intentan cargar el barco de manera que tenga un ligero asiento hacia la popa durante el viaje.

Banco. El balanceo del barco altera la simetría del flujo alrededor del casco. El área de la superficie sumergida del lomo del lado escotado se vuelve mayor que el área correspondiente del lomo del lado elevado.

Como resultado, el barco tiende a evadir en la dirección opuesta al balanceo, es decir. hacia la dirección de menor resistencia.

Borrador. Un cambio de calado provoca un cambio en la zona de resistencia lateral de la parte sumergida del casco y en la zona de deriva. Como resultado, con un aumento del calado, la estabilidad del rumbo del barco mejora y su agilidad empeora, y con una disminución del calado ocurre lo contrario.
Además, una disminución del calado provoca un aumento de la superficie vélica, lo que conduce a un aumento relativo de la influencia del viento en el control del barco.

Todas las fuerzas que actúan sobre el barco se dividen en tres grupos:

Propulsión;

Externo;

Reactivo.

A conduciendo Las fuerzas incluyen fuerzas creadas por medios de control: empuje de la hélice, fuerza lateral del timón, fuerzas creadas por medios de control activo.

A externo Las fuerzas incluyen la presión del viento, las olas del mar y la presión de las corrientes.

A reactivo Las fuerzas incluyen fuerzas que surgen como resultado del movimiento de la embarcación bajo la influencia de fuerzas motrices y externas. Están divididos en inercial- causado por la inercia del buque y las masas de agua adheridas y que se produce sólo en presencia de aceleraciones. La dirección de acción de las fuerzas de inercia es siempre opuesta a la aceleración actuante. No inercial Las fuerzas son causadas por la viscosidad del agua y el aire y son fuerzas hidrodinámicas y aerodinámicas.

EMPUJE DE LA HÉLICE Y RESISTENCIA AL MOVIMIENTO DEL BUQUE.

Para que un barco se mueva a una determinada velocidad, se le debe aplicar una fuerza impulsora para superar la resistencia al movimiento. La potencia útil necesaria para superar la resistencia está determinada por la fórmula

donde R es la fuerza de resistencia; V - velocidad de movimiento.

La fuerza motriz es creada por un tornillo en funcionamiento que, como cualquier mecanismo, gasta parte de la energía de forma improductiva.

La relación entre la potencia útil y la potencia gastada se denomina coeficiente de propulsión del complejo cuerpo-propulsión. El coeficiente de propulsión caracteriza la necesidad de energía del buque para mantener una velocidad determinada.

El empuje máximo de la hélice se desarrolla en el modo de amarre (en el caso de que el barco esté amarrado y su vehículo tenga la máxima velocidad de avance). Esta fuerza es aproximadamente un 10% mayor que el empuje de la hélice a máxima velocidad. El empuje de la hélice cuando se opera en reversa para varias embarcaciones es aproximadamente del 70 al 80 % del empuje de la hélice a máxima velocidad.

CABECEO.

El cabeceo es el movimiento oscilatorio que realiza un barco alrededor de su posición de equilibrio.

Las oscilaciones se llaman gratis(en aguas tranquilas), si las realiza el barco después del cese de las fuerzas que provocaron estas vibraciones (una ráfaga de viento, un tirón de la cuerda de remolque). Debido a la presencia de fuerzas de resistencia (resistencia del aire, fricción del agua), las vibraciones libres se desvanecen y se detienen gradualmente. Las oscilaciones se llaman forzado, si ocurren bajo la influencia de fuerzas perturbadoras periódicas (ondas que chocan).

El cabeceo se caracteriza por los siguientes parámetros (Fig. 179):

amplitud θ- la mayor desviación de la posición de equilibrio;

alcance- la suma de dos amplitudes consecutivas;

periodo T- tiempo para completar dos swings completos;

aceleración.

El balanceo dificulta el funcionamiento de máquinas, mecanismos y dispositivos debido al impacto de las fuerzas de inercia resultantes, crea cargas adicionales en las fuertes conexiones del casco del barco y tiene un efecto físico nocivo para las personas.

Arroz. 179. Parámetros de balanceo: amplitudes θ 1 y θ 2; θ 1 + θ 2 tramo.

Hay movimientos de balanceo, cabeceo y elevación. En rollo Las oscilaciones se producen alrededor de un eje longitudinal que pasa por el centro de gravedad del buque, cuando quilla- alrededor del transversal. Rodar con un período corto y grandes amplitudes se vuelve racheado, lo que es peligroso para los mecanismos y difícil de tolerar para las personas.

El período de oscilaciones libres de un barco en aguas tranquilas se puede determinar mediante la fórmula T = c(B/√h, Dónde EN- ancho del barco, m; h- altura metacéntrica transversal, m; Con- coeficiente igual para buques de carga 0,78 - 0,81.

De la fórmula se desprende claramente que a medida que aumenta la altura metacéntrica, el período de rodadura disminuye. Al diseñar un barco, se esfuerzan por lograr una estabilidad suficiente con un balanceo moderadamente suave. Cuando se navega en mar agitado, el navegante debe conocer el período de las oscilaciones del propio barco y el período de la ola (el tiempo entre dos crestas adyacentes que golpean el barco). Si el período de las oscilaciones del propio barco es igual o cercano al período de la ola, se produce un fenómeno de resonancia que puede provocar el vuelco del barco.

Al cabecear, es posible que la cubierta se inunde o que, si la proa o la popa quedan expuestas, golpeen el agua (golpe). Además, las aceleraciones que se producen al cabecear son claramente mayores que al rodar. Esta circunstancia debe tenerse en cuenta a la hora de elegir mecanismos instalados en proa o popa.

Lanzamiento vertical causado por un cambio en las fuerzas de apoyo cuando una ola pasa debajo del barco. El período del movimiento vertical es igual al período de la onda.

Para evitar consecuencias indeseables por los efectos del cabeceo, los constructores navales utilizan medios que contribuyen, si no al cese total del cabeceo, al menos a moderar su alcance. Este problema es especialmente grave para los buques de pasaje.

Para moderar el cabeceo y la inundación de la cubierta con agua, varios barcos modernos elevan significativamente la cubierta en proa y popa (escarpado), aumentan la curvatura de las cuadernas de proa y diseñan barcos con castillo de proa y popa. Al mismo tiempo, se instalan viseras deflectoras de agua en la nariz del tanque.

Para moderar el balanceo, se utilizan estabilizadores de balanceo pasivos no controlados o activos controlados.

Los sedantes pasivos incluyen: quillas cule, que son placas de acero instaladas entre el 30% y el 50% de la eslora de la embarcación en el área de sentina a lo largo de la línea de flujo de agua (Fig. 180). Tienen un diseño simple, reducen la amplitud del cabeceo en un 15-20%, pero proporcionan una resistencia al agua adicional significativa al movimiento de la embarcación, reduciendo la velocidad en un 2-3%.

Arroz. 181. Tanques pasivos a bordo y posición del líquido en ellos cuando el barco se balancea en resonancia con la ola.

Estos tanques son efectivos en condiciones de bombeo con un período prolongado. En todos los demás casos, no moderan, sino que incluso aumentan su amplitud.

EN tanques activos(Fig. 182) el agua se bombea mediante bombas especiales. Sin embargo, la instalación de una bomba y un dispositivo automático que controla el funcionamiento de la bomba complica significativamente y aumenta el coste del diseño.

Un barco fondeado está expuesto a las siguientes fuerzas: viento R A, corriente R T, rugosidad R ondas, fuerzas de inercia de guiñada y cabeceo R in. Estas fuerzas son contrarrestadas por la fuerza de sujeción del dispositivo de anclaje. El barco no se desplazará si la componente horizontal de las fuerzas externas resultantes ∑R está equilibrada por la fuerza de sujeción del dispositivo de anclaje F x, es decir, ∑R = R A + R T + R olas + R en<= F x Сила действия ветра Я л 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: R А = 0,61Cx a U 2 (А u cos q u + B u sin q u), где Cx a - коэффициент воздушного сопротивления, зависящий от угла q u U - скорость ветра, м/с; А u , B u - площадь проекции надводной части корпуса судна соответственно на мидель и ДП, м 2 ; q u - угол между ДП и направлением ветра, °. Рассмотрим силу действия течения R т. Скорость течения на якорных стоянках редко превышает 2 - 3 уз. При расчете силы действия воды на подводную часть судна (в Н) можно использовать формулу R т = 58,8В T V 2 T sin Θ Т, где В т - проекция подводной части корпуса на диаметральную плоскость судна, м: ; V T - скорость течения, м/с; Θ Т - угол между направлением течения и ДП, °. Значение В T (в м 2) определяют по формуле В T = 0,9L max d ср где L max - наибольшая длина судна, м; d ср - средняя осадка, м. Силу рыскания R m , 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.Cálculo de la longitud de la cuerda del ancla necesaria para utilizar la fuerza de sujeción del ancla.

Teóricamente, el problema se puede plantear de una manera ligeramente diferente, a saber: es necesario determinar la longitud de la cadena del ancla a la que se utilizará por completo la fuerza de sujeción del ancla.

En este caso, la componente horizontal de la tensión de la cadena del ancla debe equipararse a la fuerza de sujeción del ancla (T=P YAK). Entonces lc = h donde k rp es el coeficiente de fuerza de sujeción del anclaje, dependiendo del suelo y del tipo de anclaje; Pya es el peso del ancla, N. Una solución rigurosa del problema, teniendo en cuenta todos los elementos de la dinámica del proceso, presenta ciertas dificultades debido a la limitada información inicial necesaria para ello. Cabe señalar que desde un punto de vista práctico esto no es necesario, ya que las condiciones de fondeo desfavorables requieren un enfoque diferente para garantizar la seguridad del barco. Con oscilaciones limitadas realizadas por el buque en el plano vertical, se pueden obtener valores satisfactorios de la longitud de la cadena del ancla, en los que se compensan los tirones dinámicos, introduciendo el llamado coeficiente dinámico kd en la fórmula: lc = h donde Tav es el valor medio de la fuerza externa, N; kd: según el tipo de embarcación, las condiciones de fondeo se pueden considerar iguales a 1,4-1,7

4. Cálculo de la longitud del cabo de anclaje necesaria para compensar las fuerzas externas que actúan sobre el buque.

Solución estática al problema de la longitud de la cadena del ancla, es decir, basada en el supuesto de que el barco no tiene guiñada durante el fondeo, esta curva se llama línea de cadena y se describe mediante las siguientes ecuaciones: l=ash(x/a ) y= a+h = a ch (x/a) donde l es la longitud de la cadena del ancla desde el ancla hasta el pasacables, m; a es el parámetro de la línea de cadena, igual a la distancia de su vértice al origen de coordenadas a = T/pt, m; x, y - coordenadas del punto en el que se encuentra el pasacables del ancla, m; h - distancia del pasacables al suelo, m. La solución conjunta del sistema de ecuaciones anterior nos permite determinar l: l=h o, teniendo en cuenta que a = T/pс l=h donde T es la componente horizontal de la tensión de la cadena del ancla, N; Real academia de bellas artes. - peso I m de la cadena del ancla en el agua, N. De acuerdo con las condiciones iniciales, la componente horizontal de la tensión de la cadena del ancla será igual a la fuerza total del viento y la corriente que actúan actualmente sobre el barco. , T=F T +F A lmin = h. Los cálculos realizados utilizando estas fórmulas dan el valor más pequeño de la longitud de la cadena del ancla, lo que garantiza el funcionamiento normal del ancla. Para eliminar la posibilidad de una disminución en la fuerza de sujeción del ancla debido a tirones cuando el barco experimenta movimientos oscilatorios debido a cambios en la carga (ráfagas de viento, olas, etc.), la longitud de la cadena del ancla debe aumentarse ligeramente para que esa parte yace en el suelo a valores medios de la fuerza externa.

Densidad lineal de la cadena del ancla (en kg/m): en aire q= 0,021d 2 c, en agua q=0,021*0,87^^0,018 d 2 c, donde d u es el calibre de la cadena del ancla, mm. El coeficiente de fricción al arrastrar la cadena del ancla sobre varios suelos (sin tener en cuenta la succión) se determina a partir de la tabla. La fuerza de sujeción se puede obtener a través de la masa del anclaje G y la fuerza de sujeción específica K: K = F i /gG = 0,73γ g (b yak /l yak)(66/M yak)h 3 yak donde g es el aceleración de la gravedad (9, 81 m/c s); γ g - densidad del suelo, t/m 3 ; b yak - ancho del brazo del ancla, m; l yak - longitud del brazo del ancla, m; M yak: un valor que depende del tipo de ancla y de la profundidad de inmersión de sus patas; h yak - inmersión del pie del ancla, m h yak = l yak sinα yak; aquí α yak es el ángulo de inclinación de los brazos de la armadura, ° (para el anclaje Hall a = 45°). La seguridad de un fondeo depende de una combinación de varios factores: el estado del barco, la naturaleza del suelo y, en primer lugar, la situación hidrometeorológica. Siempre se debe recordar que incluso el fondeo más favorable, si se produce un determinado cambio en las condiciones hidrometeorológicas, puede resultar inseguro y será necesario un desa fondeo inmediato para cambiar el lugar del fondeo o salir a mar abierto. En este sentido, queda estrictamente prohibido realizar en la sala de máquinas, mientras el buque se encuentre fondeado, cualquier trabajo que implique inutilizar el motor principal, los dispositivos de gobierno y de fondeo. El vehículo debe estar en disposición, cuyo plazo lo fija el capitán del buque en función de la situación concreta. Durante toda la estancia del buque fondeado se establecen guardias de navegación tanto en el puente como en la sala de máquinas. El servicio de vigilancia debe controlar continuamente tanto el estado las condiciones climáticas, así como la situación circundante, el comportamiento de otros barcos fondeados en las cercanías. Se debe prestar mucha atención a la detección oportuna de la deriva de los barcos, para lo cual se deben utilizar todos los métodos disponibles en este caso. Actualmente, el control de la deriva de un barco se realiza con mayor frecuencia mediante métodos de navegación tomando el control de rumbos o distancias. Para lograr la mayor eficiencia de control, como puntos de referencia al tomar rumbos o medir distancias, se deben seleccionar objetos cuyos cambios en rumbos (distancia) en caso de deriva serán más notorios. Al seleccionar puntos de referencia, es necesario tener en cuenta que no es en absoluto necesario que estén trazados en el mapa, ya que la detección de deriva se puede establecer por la naturaleza del cambio en los rumbos (distancias) sin realizar observaciones. Para encontrar la dirección, lo más ventajoso es elegir puntos de referencia ubicados cerca del haz en ambos lados del barco, y para medir distancias, en los ángulos de rumbo de proa o popa. En barcos pequeños y de costado bajo, se recomienda utilizar un método tan antiguo como tirar un lote de mano directamente sobre la proa o simplemente lastre en la línea con una ligera holgura en esta última. La tensión de la línea mientras el rumbo del barco permanece sin cambios es una señal segura de que el barco está a la deriva.

Se debe prestar especial atención al seguimiento de la deriva del barco cuando está anclado en suelos con mala sujeción y con un fondo montañoso irregular. En este caso, además de controlar la deriva del barco en el puente, se recomienda colocar un observador en la proa directamente en el dispositivo de anclaje. Un cambio brusco en la tensión de la cadena del ancla, cuando se pule y luego se hunde bruscamente inmediatamente, es una señal de que el ancla se arrastra por el suelo. Tener un vigilante en el molinete, si no hay un dispositivo de suelta automática del ancla, también es útil cuando se está fondeado en una rada con un gran número de otros barcos fondeados. En caso de que un barco vecino se desvíe, soltar rápidamente la cadena del ancla eliminará el riesgo de colisión o al menos reducirá sus consecuencias. Las medidas para prevenir la deriva dependen de las razones que provocaron su aparición. En condiciones climáticas favorables, la deriva del barco puede ocurrir debido a la débil fuerza de sujeción del ancla, cuando el ancla se arrastra sobre suelos que no sujetan bien o se sale periódicamente del suelo como resultado de la compactación desigual del suelo debajo de los pies del ancla en suelos sueltos. suelos. En tales casos, lo mejor es cambiar el fondeo, especialmente si la deriva se produce hacia la orilla, algún peligro para la navegación u otra embarcación. Muy a menudo, la causa de la deriva es el deterioro de la situación hidrometeorológica. Está bastante claro que la deriva del barco será inevitable si las fuerzas externas alcanzan un valor que excede la fuerza de sujeción del ancla. Dentro de ciertos límites, la fuerza de sujeción del ancla puede aumentar ligeramente mediante un grabado adicional de la cadena del ancla. La parte de la cadena que descansa en el suelo permite aumentar la fuerza de sujeción del ancla en la cantidad Δrack = f p c Δl.

6. Métodos para fijar uno o dos anclajes.

Consideremos algunos de los casos más típicos de colocar un barco en una ancla y en dos anclas. Anclar al revés. El barco maniobra de tal manera que llega al punto de suelta del ancla en un rumbo opuesto a la dirección del viento y la corriente resultantes. En el momento de soltar el ancla, el barco no debe tener ningún movimiento o retroceder lentamente. Se soltará el ancla del lado que conviene tener a barlovento durante el fondeo. Llegan a la cuerda deslizándose o usando el motor al revés. Cuando la velocidad de deriva es importante, para reducirla se trabaja con el motor de avance. Anclando hacia adelante. Se utiliza con menos frecuencia, ya que antes de llegar a la cuerda el barco puede virar de costado al viento. En este caso existe el peligro de que se produzca un tirón que pueda hacer que el ancla se desprenda del suelo. En el momento en que se suelta el ancla, el barco no debería estar en movimiento o puede avanzar lentamente, manteniendo un rumbo correspondiente a la dirección del viento y la corriente resultantes. En una embarcación de un solo tornillo, es mejor anclar el lado opuesto al paso de la hélice. La velocidad para alcanzar la cuerda está regulada por el funcionamiento de los propulsores. La cuerda se adelgaza sin apretar hasta una longitud en la que se utilice por completo la fuerza de sujeción del ancla, después de lo cual comienza a tensarse gradualmente. Al mismo tiempo, el barco comienza a girar con la proa hacia el ancla. Para detener la embarcación sin problemas, no debes apresurarte a sujetar la cuerda. Es mejor grabarlo hasta el exceso de longitud y luego recogerlo. Configuración de dos anclajes para aumentar la fuerza de sujeción del dispositivo de anclaje. En este caso, los anclajes se colocan con una ligera separación para que el ángulo entre los cables de anclaje sea de al menos 30-40°. El primero en soltar el ancla es el lado que se ve afectado por la fuerza total del viento y la corriente. Puedes maniobrar de varias maneras. Puesta en escena en movimiento. Al acercarse al lugar de suelta del primer ancla, en rumbos próximos a la perpendicular a la dirección del viento o de la corriente, se mueven a tal velocidad que, trabajando hacia atrás con la máquina, el barco puede detenerse en el lugar de suelta del primer ancla. segundo ancla. La primera ancla se suelta a la velocidad de avance. Se tira flojamente de la cuerda, se coloca el timón en la dirección del ancla soltada y el barco, girando contra el viento y la corriente, se acerca al lugar donde se suelta el segundo ancla, tras cuya liberación van sobre las cuerdas. Después de grabar las cuerdas a la longitud requerida, se tensan y alinean suavemente. Cuando se utiliza el método “tándem” el barco se apoya en un ancla y la segunda se coloca en el suelo y se utiliza como arrastre. La longitud de la cuerda grabada no debe ser mucho mayor que la elevación del pasacables sobre el suelo. Un ancla que se arrastra por el suelo crea una resistencia adicional y reduce la amplitud de guiñada. Puesta en escena mediante el método fertoing. Se utiliza para reducir el radio de circulación y la amplitud de guiñada en los casos en que se observan corrientes de marea o brisas que cambian de dirección a la dirección opuesta en el área de fondeo. Los anclajes se colocan en un ángulo cercano a 180°. La longitud de la cuerda de anclaje dirigida contra la corriente o el viento debe ser suficiente para garantizar un anclaje seguro. La cuerda floja se recoge con la segunda cuerda. Al colocar dos anclas para reducir la orientación del barco. Las cuerdas de anclaje se colocan en un ángulo recto o incluso obtuso (hasta 120°). En este caso, cuando la cuerda del ancla principal está paralela a la dirección del viento, la cuerda del segundo ancla debe tensarse. Entonces el barco, cuando guiña, tiene la capacidad de cruzar la línea del viento solo en una dirección. La instalación se realiza en dos pasos, como se describe anteriormente. Pero para obtener un ángulo recto u obtuso entre las cuerdas, la cuerda situada a favor del viento se tira a una longitud superior a la necesaria para garantizar la seguridad del anclaje, y tras soltar el segundo ancla, se recoge hasta alcanzar el ángulo deseado. se obtiene el ángulo. La proporción de longitudes de cuerda es de aproximadamente 4:3. Este método se puede utilizar para estabilizar durante el paso de un ciclón, cuando se produce un cambio circular en la dirección del viento. Si se espera un cambio de viento en el sentido de las agujas del reloj, primero se coloca el barco en el ancla izquierda y en la derecha, por el través. A medida que el viento se mueve hacia la derecha, la cuerda derecha se envenena. Después de igualar la longitud de las cuerdas y el viento continúa moviéndose hacia la derecha, comienzan a levantar la cuerda izquierda. Saltando el barco Se utiliza para mantener la embarcación en una determinada posición en relación con el viento y la corriente, más a menudo con el propósito de proteger el casco de la embarcación del viento y las olas de las embarcaciones ubicadas en el costado. Para fijar el resorte, se encerra el cable de amarre (en este caso se llama resorte) en el lado exterior del lado por el que se suelta el ancla. Un extremo se pasa a través del hablen de amarre en la popa del barco y se coloca sobre los bolardos. El segundo extremo se pasa por detrás a través del pasacables del ancla y se fija a la cuerda del ancla, que se preselecciona a la longitud mínima (esta longitud garantiza un anclaje sin deriva). Es mejor sujetarlo con una eslinga de acero de igual resistencia al resorte, envolviéndolo alrededor de la cuerda del ancla. La eslinga y el resorte están conectados con un grillete de aparejo. Al aflojar la cuerda del ancla, la embarcación se posiciona con un tronco o en el ángulo deseado con respecto al viento. La embarcación también se puede colocar en esta posición mediante un ancla de popa o un ancla de tope importada. Cabe recordar que una embarcación parada sobre un resorte es más susceptible a la deriva, ya que tiene mayor resistencia al viento y las corrientes. En la Fig. 1G.10, V el buque está posicionado sobre dos anclas y dos vigas. En los casos en los que un anclaje no proporciona la fuerza de sujeción necesaria, se fijan dos anclajes uno tras otro al cable de anclaje. manera más frecuente actuaciones en el foque Se utiliza al echar anclas para encallar un barco.

7. Maniobrar al fijar (disparar) sobre una o dos anclas.

Al disparar desde el ancla con tiempo fresco para facilitar el trabajo. Se recomienda trabajar con cuidado el molinete con la máquina, pero de tal forma que el barco no acelere demasiado y la cadena del ancla no pase por debajo del casco del barco. Para establecer el modo de funcionamiento requerido del motor, el capitán asistente ubicado en el castillo de proa debe informar continuamente al puente sobre la posición de la cadena del ancla (su tensión y dirección). También se debe recurrir a la ayuda de un motor al retirar el ancla en los casos en que la cadena del ancla queda tan absorbida por el suelo que el molinete, como dicen, “no tira”, es decir, no es capaz de tirar del ancla. cadena fuera del suelo. Para no dañar el molinete durante el tirón, es necesario, antes de moverse, llevar la cadena del ancla al tope y desconectar el molinete. El levantamiento desde dos anclas, dependiendo de las condiciones específicas del fondeadero, se puede realizar con muestreo de cadenas de ancla por separado o simultáneo. Siempre se recurre al izado alternativo de anclas en un gran ángulo de separación de las cadenas del ancla, cuando el barco está parado sobre dos anclas mediante el método de fertoing, al cruzar las cadenas del ancla, etc. En estos casos, el ancla que actualmente “no está trabajando” se selecciona primero, y luego el ancla , en la que estará parado el barco en este momento. Si el barco está anclado sobre dos anclas con cadenas que se cruzan, entonces se selecciona primero el ancla dada para evitar la guiñada. Al mismo tiempo, para evitar la fricción de una cadena contra otra durante la recuperación, es necesario que la cadena del ancla principal esté tensada (“perforada”) durante este tiempo. Por tanto, si el disparo desde anclas se produce cuando el viento ya está debilitado, es necesario dar un ligero empujón al coche para dar marcha atrás antes de empezar a disparar. Cuando se fondea sobre dos anclas mediante el método de fertoing, para retirar las anclas, primero se coloca la cadena del ancla sobre la que se encuentra actualmente el barco y, al mismo tiempo, se recoge la cadena del ancla de la segunda ancla. Cuando esté en el hablen, elige la primera ancla. Si el ángulo de separación de las cadenas del ancla no supera los 30-40°, entonces, en condiciones favorables, se puede realizar el disparo desde las anclas para acelerarlo con la selección simultánea de ambas cadenas del ancla. Debe tenerse en cuenta que en una rada estrecha, donde la deriva de los barcos es inaceptable, se puede recurrir a la retirada simultánea de anclas si la diferencia en las longitudes de las cadenas de las anclas es inferior a una profundidad o superior a tres profundidades. En el primer caso, ambas anclas se socavarán simultáneamente, lo que permitirá comenzar inmediatamente a trabajar con la máquina, evitando que el barco se desvíe. En el segundo caso, después de minar el ancla con una cadena más corta, el barco permanecerá de manera confiable sin derivar en la segunda ancla. Así, en ambos casos será posible tirar tranquilamente los anclajes uno a uno hasta los pasacables. Al levantar anclas alternativamente, inicialmente se selecciona una cadena de ancla más corta y luego, después de retraer el ancla en el escobense, se selecciona una más larga. Además, si el disparo desde un ancla se realiza en condiciones climáticas frescas y en el momento en que se mina la primera ancla, es necesario poner la máquina en marcha hacia adelante para no tirar de la segunda cadena del ancla. Con cadenas de ancla de igual longitud, el orden de su selección viene dictado únicamente por consideraciones de navegación. Habitualmente la última ancla que se levanta es aquella hacia la que girará el barco para salir de la rada. Esto se hace para que si es difícil girar el barco hacia un nuevo rumbo, se pueda utilizar un ancla. Las dificultades especiales al disparar desde dos anclas surgen si, como resultado de un cambio en la dirección del viento, el barco gira y las cadenas del ancla se cruzan, formando una cruz cuando el barco gira 180° o una cruz cuando gira 360°. La formación de una cruz, y más aún de un techo, es algo extremadamente indeseable, ya que altera el funcionamiento normal del dispositivo de anclaje y pueden producirse daños en las cadenas del ancla. Por lo tanto, como ya se indicó, en caso de peligro de tal situación, se debe realizar una reubicación oportuna de los anclajes. Si no se ha hecho esto, es necesario seleccionar al menos uno de los anclajes hasta que solo se forme una cruz. Inicialmente, se selecciona la cadena del ancla que se encuentra debajo, la segunda, si es necesario, se graba. Cuando el ancla elegida esté limpia, la segunda cadena del ancla estará limpia y podrás entonces proceder según las circunstancias: o pararte sobre la segunda ancla de nuevo, o elegir la primera para cambiar el anclaje. Todo resulta mucho más complicado si se forma un techo (o varios techos). En este caso, antes de comenzar a disparar desde las anclas, es necesario extender las tapas: girar el recipiente en la dirección opuesta a la torsión de las cadenas del ancla. En condiciones meteorológicas favorables, girar una embarcación pequeña, aunque con importantes dificultades, se puede realizar utilizando el propio coche y el barco de un barco. Para virar un buque de gran tonelaje se requiere la ayuda de un remolcador. Si, debido a una mala organización del servicio de vigilancia, no se sabe en qué dirección se torcieron las cadenas del ancla, entonces, para determinar la dirección de giro del barco, se seleccionan ambas cadenas del ancla hasta que el techo emerge del agua. El giro debe realizarse en el sentido contrario a las agujas del reloj si al inicio de la subida se ve la cadena derecha encima de la izquierda, y en sentido contrario si la cadena del ancla izquierda está a la derecha. Realizar remachado de cadenas de ancla para extender el techo en un barco moderno es una tarea casi irreal.

8. Girar el barco en una zona estrecha utilizando un ancla.

Giros en zonas de agua limitada. Si en un barco con un ancla echada al suelo, cuya cadena se tira hacia atrás paralela al DP, el timón se desplaza hacia uno de los lados y el motor se mueve hacia adelante, entonces la popa del barco, debajo del La influencia de la fuerza lateral del timón P ru, aerodinámica por el chorro de la hélice, recibe el movimiento lateral hacia el lado opuesto al volante. La embarcación no recibe movimiento longitudinal en el período inicial, ya que la fuerza de empuje de la hélice Re se compensa con la fuerza de retención de la armadura P i, por lo que la rotación se produce primero alrededor del polo de rotación, cuya posición depende del punto de aplicación de la fuerza transversal. En este caso, la fuerza lateral P py es creada por el timón, por lo tanto, se aplica aproximadamente a una distancia de 0,5 L hacia atrás del CG, por lo tanto, de acuerdo con el gráfico xpp =f(x p) estará aproximadamente 0,15 L por delante del CG. Si la cadena del ancla está grabada a una longitud tal l c en la que el ancla estará debajo del fondo del barco en el área del poste de rotación (en el caso considerado esto corresponde a l c = 0,35 L), entonces el barco continuará girando alrededor del PP sin movimiento hacia adelante (si el ancla no draga). Por lo tanto, se puede desplegar prácticamente en el lugar en cualquier ángulo. Si la cadena del ancla tiene un grabado de menos de 0,35 l, entonces el PP se desplaza hacia la proa y la rotación del barco continuará ocurriendo alrededor de un punto ubicado aproximadamente por encima del ancla que se encuentra en el suelo, pero con una velocidad angular ligeramente menor que en el caso de lc = 0,35L. La disminución de la velocidad angular se debe al hecho de que el CG en este caso describirá un arco de mayor radio, y esto conduce a un aumento en el momento hidrodinámico de amortiguación. Si se graban más de 0,35 l de la cadena del ancla, después del inicio de la rotación, se forma un ángulo más o menos significativo entre el DP y la dirección de la cadena del ancla, y esto conduce a la aparición de un componente transversal de la cadena del ancla. tensión de la cadena del ancla, aplicada en el extremo de proa y facilitando el giro de la embarcación. Hay que tener en cuenta que con tal rotación el barco adquiere cierto movimiento de traslación, por lo que aumenta el espacio necesario para realizar un giro. En todos los casos considerados de giro mediante un ancla suelta al suelo, es necesario que la fuerza de empuje de la hélice no exceda la fuerza de sujeción del ancla. De lo contrario, el ancla se deslizará y es posible que el barco no encaje en el área de agua existente.

9. Frenado de la embarcación mediante anclas.

Se puede reducir las características de frenado de una embarcación y aumentar su controlabilidad a bajas velocidades utilizando anclas grabadas con una pequeña cantidad de cadena de ancla. Se ha establecido experimentalmente que la longitud de la distancia de frenado de un barco con anclas grabadas se reduce en aproximadamente un 30% en comparación con la longitud de la distancia de frenado de un barco sin anclas grabadas. También se reveló que el diámetro de la circulación constante del recipiente disminuye entre un 15 y un 20% incluso con una pequeña cantidad de cadena en el agua. Hay una mejora significativa en el manejo. En primer lugar, con las anclas sueltas a la misma velocidad, se puede dar una mayor carga a los motores y así aumentar la velocidad del flujo que fluye hacia la pala del timón. En segundo lugar, debido al desplazamiento del centro de las fuerzas de resistencia del agua hacia la proa, aumenta el par de la acción del timón. Actualmente, los buques MMF están equipados con dispositivos para el lanzamiento remoto de anclas, mejorar el diseño del molinete y

cabrestantes, que permitirán un uso más eficiente de las anclas para mejorar la maniobrabilidad de los buques. Fuerza de resistencia (en N) de un anclaje tipo Hall al flujo de agua entrante R i = a 1 V c 2 G 2/3 donde a 1 es el coeficiente de resistencia dimensional, aproximadamente igual a 5,5; V s - velocidad del flujo de agua, m/s; G - masa del ancla, kg. Para calcular la fuerza de resistencia (en N) de la cadena del ancla, se adopta la siguiente dependencia: R cp = c c d c l c V c 2 donde c c - factor de tamaño aproximadamente igual a 588; d c - calibre de la cadena del ancla, m; l yats - longitud de la cadena, m Para determinar la resistencia conjunta del ancla y la cadena al flujo de agua que se aproxima, es necesario determinar la resistencia del ancla R I a una velocidad determinada del barco y sumarla con la resistencia de la cadena R cp. La ecuación para el frenado libre de una embarcación con ancla grabada y cadena de ancla se puede escribir teniendo en cuenta la expresión de la siguiente forma: m (dV/dt) + (e + e in + e yts) KV 2 =0 donde e yts = (R i + R cp) / R - coeficiente teniendo en cuenta la influencia de la fuerza de resistencia del ancla y la cadena del ancla (R - fuerza de resistencia al agua). Después de integrar la expresión, obtenemos (en segundos y metros, respectivamente): t i = (m/K(e + e in + e yats))(V -1 i - V -1 c) S i = (m/K (e + e en + e yats))ln(V c /V i). El frenado también se utiliza mediante anclajes arrastrados por el suelo.

10. Comandos e informes al fijar (disparar) el ancla.

¡Párate en el ancla derecha/izquierda! (¡Prepare el ancla de estribor/babor!) ¡Abandone el ancla derecha/izquierda! (¡Suelte el ancla de estribor/babor!) ¡Envenene la cadena del ancla! (¡Afloje el cable!) ¡Dos proas al agua! (¡Dos grilletes en el agua!) ¡Sujeta la cadena del ancla! (¡Sujeta la cadena!) ¡Selecciona la cadena del ancla! (¡Tire la cadena!) ¡Asegure la cadena del ancla! (¡Asegure la cadena!) ¡Aplique un tope! (¡Asegura el descanso!) ¡Paner! (¡Está en su apogeo!) ¡El ancla está clara! (¡El ancla está clara!) ¡El ancla no está clara! (¡Ancla asquerosa!)

11. Clasificación de la zona de aguas. Agua poco profunda.

Desde el punto de vista del control del barco, el concepto de estrechez está determinado por la relación entre las características de maniobra del barco (teniendo en cuenta sus dimensiones lineales) y el ancho del espacio de agua dentro del cual el barco puede navegar con seguridad con la navegación existente. SIDA. En cuanto a su anchura, las zonas de agua se dividen en abiertas y de canal. Las aguas abiertas se dividen en rutas marítimas profundas, poco profundas y de gran profundidad. Una zona de aguas abiertas y profundas es aquella en la que el fondo y las orillas no afectan la maniobrabilidad de la embarcación. El ancho del área de aguas abiertas está determinado por el diámetro de circulación. En la práctica marítima mundial, se acepta que para realizar una circulación independiente en zonas de agua donde no hay viento ni corriente, las dimensiones del área de agua b >8L, donde b es el ancho del área de agua, m; L- eslora del barco, m Esta dependencia es válida para todos los barcos, ya que el coeficiente k, igual a 8, es el mayor coeficiente utilizado para determinar el diámetro de circulación normal. El valor del parámetro ancho del área de agua corresponde al diámetro mínimo de la circulación táctica. La definición de aguas poco profundas se puede presentar de la siguiente manera. Un barco en movimiento provoca la formación de diversas olas.

12. Efecto de formación de olas. Ola de seguimiento.

Una partícula de agua en movimiento ondulatorio en aguas profundas se mueve en una órbita circular. El radio orbital en la superficie es igual a la amplitud de la onda y en la profundidad. norte El radio r n está determinado por la fórmula: r n = r o e - kH donde r o - Radio de la órbita de la partícula en la superficie del agua, igual a la amplitud de la onda, m. , mi - base de logaritmos naturales; k = 2 P/λ - número de onda (λ - longitud de onda, m); norte - profundidad medida desde la superficie del agua, m El parámetro e - kH se denomina coeficiente de atenuación. Se sabe que si la profundidad del agua es inferior a 0,5λ, al mover el barco es necesario tener en cuenta la influencia del fondo. La ecuación que determina la dependencia de la velocidad de la onda de su longitud y profundidad del agua, c = donde Con - velocidad de onda, m/s; gramo- aceleración de caída libre, m/s2. Cuando H→∞ la expresión th (2ПH/ λ) →1 y la velocidad de propagación de las ondas en aguas profundas c=. Según la ecuación, cuando λ =constante la velocidad de la onda en aguas poco profundas es menor que en aguas profundas, ya que las partículas no se mueven en una órbita circular, sino elíptica. La velocidad del barco es igual a velocidad máxima La propagación de las ondas se denomina velocidad crítica de la embarcación, y el valor de esta velocidad se puede determinar mediante la ecuación o aproximadamente para fines prácticos utilizando la expresión V cr = . La influencia de las aguas poco profundas comienza a sentirse notablemente cuando se mueve más allá de velocidades iguales a 0,6 V cr, cuando la altura y longitud de las ondas transversales creadas durante el movimiento del barco comienzan a aumentar bruscamente. A medida que aumenta la velocidad, también aumenta el ángulo formado por las crestas de las olas con el DP del barco. A una velocidad V>0,75 V cr, las ondas transversales y divergentes se combinan en una onda transversal común, alcanzando tamaños más grandes a velocidad V= (0,9-1,0) (GH) 1/2 y que tiene la forma de un eje transversal que se mueve con el barco algo por delante de la roda. En la popa del barco, un poco por delante del poste de popa, también se crean ondas transversales que se propagan lejos a ambos lados del barco. Junto con el aumento de la formación de olas, también aumenta la resistencia del agua al movimiento de la embarcación, el motor se sobrecarga, aumenta el consumo de combustible y aumenta el desgaste del motor. Por tanto, no es aconsejable aumentar la velocidad de la embarcación a valores superiores a 0,80 V cr. La velocidad de los barcos en el canal se establece en el rango de 4 a 12 nudos, sin embargo, no debe exceder los 0,9 V cr.

13. Efecto hundimiento.

Cuando los barcos se mueven, su posición a flote cambia en relación con la superficie libre y el fondo del embalse. Se observa un cambio significativo en el aterrizaje (hundimiento del barco) en aguas poco profundas, en canales, ríos y otras condiciones de hacinamiento. Yu. N. Popov desarrolló un método analítico para calcular el desembarco de un barco que navega en aguas profundas. Se obtiene una concordancia satisfactoria entre los resultados de un cálculo teórico basado en el uso de la teoría de ondas lineales y el experimento si el cambio en el calado promedio y el ángulo de compensación se considera como la suma de dos componentes, uno de los cuales es causado por la acción de un fuerza vertical hidrodinámica o, en consecuencia, un momento de compensación, y el otro por redistribución del volumen sumergido debido a la formación de olas. En este caso: Δd= Δd d + Δd c; ψ= Δψ d + Δψ en donde Δd es el cambio en el calado medio del buque en navegación, m; ψ - ángulo de asiento del barco en navegación, grados; Δdd - cambio en el calado medio del buque debido a la acción de la fuerza vertical hidrodinámica, m; Δψ d - cambios en el ángulo de compensación bajo la influencia de un momento de compensación hidrodinámico, grados; Δd in, Δψ in - respectivamente, el cambio en el calado promedio y el ángulo de compensación debido a la formación de olas. El cálculo del hundimiento de un barco en aguas poco profundas, si tomamos como base la expresión, requiere mucha mano de obra. A velocidades subcríticas relativamente bajas del barco en aguas poco profundas, canales y ríos, el papel de la propia generación de olas del barco se reduce. La redistribución del volumen sumergido de la embarcación en movimiento puede explicarse aproximadamente por un cambio en el nivel de la superficie libre del agua debido a la presencia de estanqueidad en la calle. El aumento del calado de un barco cuando se mueve en aguas poco profundas generalmente se explica por una disminución de la presión hidrostática del agua debajo del fondo del casco del barco. Esta disminución es consecuencia de un aumento en la velocidad del agua que fluye por el fondo debido a la estanqueidad del flujo, una disminución en el nivel del agua en los lados, así como las condiciones de formación de olas cerca de un barco en movimiento. El funcionamiento de las hélices también influye en el hundimiento del barco. Muchos investigadores soviéticos y extranjeros se ocuparon de la cuestión del incremento del calado al mover un barco en condiciones de hacinamiento. Como resultado de estudios teóricos y experimentales, se han desarrollado una gran cantidad de métodos y dependencias empíricas para determinar el hundimiento de un barco en diversas condiciones de navegación y características de diseño de los barcos. La solución más general es el llamado método clásico. Este método se basa en la aplicación directa de la ley de Bernoulli y la ley de continuidad de fluidos. Modificando la ecuación de Bernoulli y suponiendo que el valor de la presión R se puede expresar por la altura de la columna de agua sobre el nivel convencional NORTE, La ecuación de Bernoulli tomará la forma H+(U 2 /2g)=const, donde norte - profundidad, m; U- la velocidad del flujo de agua que lava el recipiente, llamada velocidad del flujo que se aproxima, m/s; gramo- aceleración de caída libre, m/s 2. A velocidades subcríticas relativamente bajas, el papel de la formación de olas del propio barco se reduce. La redistribución del volumen sumergido de la embarcación en movimiento puede explicarse aproximadamente por un cambio en la superficie libre del agua debido a la presencia de estanqueidad en la calle. Consideremos el caso de un barco que se desplaza por un canal. Su movimiento de acuerdo con la ecuación de Bernoulli conduce a un aumento en la velocidad del movimiento del agua a lo largo del casco del barco, y esto conduce a una disminución en la superficie especular del agua (profundidad NORTE). Después de la transformación, denotando H 0 -H x = ΔH, obtenemos la magnitud de la disminución en la superficie del espejo del agua (hundimiento del recipiente) ΔH=U(2V+U)/2g.

14. Efecto de la interacción hidrodinámica.

Una de las situaciones de navegación más peligrosas es la divergencia de los barcos a cortas distancias por el través. En este caso, sus cuerpos pueden estar sujetos a fuerzas externas adicionales causadas por el efecto hidrodinámico de los cuerpos. Como resultado de la acción de estas fuerzas, los barcos pueden perder el control y surgir una situación de emergencia y colisiones entre barcos. La práctica marítima ha registrado un número bastante grande de colisiones que se produjeron como resultado de la interacción hidrodinámica de los cascos de los barcos. Dependiendo de la combinación de varios factores y de la posición relativa de los barcos, las fuerzas transversales que surgen durante el contacto hidrodinámico en los cascos de los barcos Y g y momentos mg pueden cambiar de signo y no sólo puede producirse una “atracción”, sino también un “empuje” de los barcos. Fuerza lateral Yg de signo positivo si está dirigido hacia el costado del buque que se aproxima o es alcanzado. momento de guiñada mg Se considera de signo positivo si tiende a girar la proa del buque en cuestión hacia el costado del buque que se aproxima o es alcanzado. La esencia física del fenómeno de la interacción hidrodinámica entre dos cascos de barco se puede expresar fundamentalmente de la siguiente manera. Se sabe por la mecánica de fluidos que en un fluido ideal a lo largo de una línea de flujo se cumple la ley de conservación de la energía, que se escribe en forma de ecuación de Bernoulli, Р + ρV 2 /2g=constante, donde p es la presión en un punto arbitrario de la línea de corriente. Pensilvania; ρ - densidad del agua, t/m 3. Supongamos que dos recipientes idénticos se mueven en un fluido ideal (no viscoso) en paralelo con la misma velocidad a una distancia entre los lados. Este caso es hidromecánicamente equivalente al caso de movimiento inverso, cuando ambos recipientes están estacionarios y sobre ellos fluye un flujo homogéneo de fluido, con una velocidad u 0 a una distancia infinita de los recipientes. Apliquemos la ecuación de Bernoulli a las líneas de flujo de fluido que fluyen alrededor del casco del barco en cuestión l. Para la línea actual AB: p 0 + u 0 2 /2g=p b + u b 2 /2g p b - p 0 =ρ/2g para la línea actual AC; p 0 + u 0 2 /2g=p c + u b 2 /2g; p c - p 0 =ρ/2g Dado que el casco del barco tiene ciertas dimensiones y el líquido es inseparable, las velocidades de las partículas del líquido en el punto CON cerca del costado del barco será mayor que en el punto A lejos del barco. Por tanto, en el punto C la presión se reducirá en comparación con la presión a una distancia del barco, es decir se produce un vacío. En el punto de flujo EN. Ubicado en el costado del barco frente al barco asociado. 2, el flujo de fluido tiene una velocidad u b , que es mayor que la velocidad u c , ya que el flujo asciende entre los cascos de los barcos. En consecuencia, el vacío en el lado que mira hacia el barco compañero será aún mayor. Debido a la diferencia de presión en los lados exterior e interior, actuará una fuerza de succión hidrodinámica transversal sobre el casco del barco. Si el casco del barco tiene una asimetría notable con respecto a la sección media, entonces la fuerza de succión transversal Yg se puede aplicar a una cierta distancia del CG, es decir El casco del barco se verá afectado por un momento de guiñada Mg de cierto signo.

15. La esencia de la influencia de las aguas poco profundas en el control de los buques. Pérdida de velocidad y velocidad crítica de una embarcación en aguas poco profundas.

La práctica ha establecido que en aguas poco profundas, en comparación con aguas profundas, la estabilidad operativa del barco en curso se deteriora drásticamente y la velocidad de guiñada aumenta; La maniobrabilidad de los barcos también se deteriora notablemente. En aguas poco profundas, los ángulos de deriva y la velocidad angular de giro disminuyen drásticamente y, en consecuencia, el radio de circulación establecido aumenta con los mismos ángulos del timón. La investigación de A.D. Goffman demostró que el deterioro de la agilidad en aguas poco profundas es natural. Para determinar el radio de circulación estacionaria en aguas poco profundas Rm, obtuvo la siguiente relación: Rm=R ∞ /(1+0.1d/H-0.71(d/H) 2), donde R ∞ es el radio de circulación estacionaria -Estado de circulación en aguas profundas, m.Relación angular de velocidad de giro en aguas poco profundas. w m a la velocidad angular en aguas profundas w∞ resultó ser muy estable para varios tipos de barcos. Determinar la raíz del error cuadrático medio del diámetro de circulación táctica. DT y presentando l 1 V.I. Nesterenko llevó a cabo un experimento a gran escala en el barco de motor "Boris Buvin", llevado a cabo en aguas profundas y poco profundas. El error cuadrático medio fue del 5%, lo que indica la aplicabilidad de la fórmula para los buques marítimos. Se puede recomendar que los navegantes de embarcaciones marítimas utilicen nomogramas para ajustar la circulación en aguas profundas en condiciones de aguas poco profundas. Para calcular empujar l 1 hacia aguas poco profundas, puede aplicar la dependencia l 1 /L= 2,38 +0,36(D T /L), donde L- Eslora del barco, m. Los cálculos muestran que, por ejemplo, para d/H = 0,9, el aumento de la extensión en aguas poco profundas en relación con la extensión en aguas profundas es del 62%, y para d/H = 0,5 - alrededor del 17%. Como puede verse en el análisis anterior, el cambio cuantitativo en los parámetros de circulación en aguas poco profundas en comparación con aguas profundas puede ser significativo y el navegante debe tener esto en cuenta cuando navega en condiciones de hacinamiento. Esta información también es necesaria para analizar accidentes con colisiones y encallamientos de buques. Reducir el ángulo de deriva en aguas poco profundas es una circunstancia favorable, ya que permite que los barcos aumenten de tamaño para pasar sin obstáculos en los giros limitados.

Por lo general, para realizar pruebas de funcionamiento o de aceptación, con el fin de eliminar la influencia de aguas poco profundas, se selecciona un sitio de prueba con una profundidad determinada por la expresión H>4d+3V 2 /g, donde d- calado del buque, m; V - velocidad del barco, m/s; gramo- aceleración de caída libre, m/s 2. Al resolver problemas prácticos de control de buques, se pueden considerar aguas poco profundas cuando la relación entre la profundidad y el calado del buque H/d<3. Для расчета скорости на мелководье может быть применена формула, полученная А. П. Смирновым, V м = k v k δ k B / d V ∞ где V м - скорость судна на мелководье, м/с; V ∞ - скорость судна на глубокой воде, м/с; k v - factor de proporcionalidad; k δ - coeficiente de proporcionalidad para el desplazamiento completo de la parte submarina del casco del barco; kB/día - Coeficiente de proporcionalidad entre la manga y el calado del buque. b/d. Crítico velocidad: la velocidad del barco a la que hay igualdad entre la velocidad del barco y la velocidad de la ola = estela de onda (Vcr = (gHhl) 1/2).

16. Métodos para determinar el hundimiento y asiento de una embarcación en aguas poco profundas.

Determinación de la reserva de agua bajo el casco del barco cuando navega por canales y aguas poco profundas. Valor de liquidación A(profundidad bajo la quilla) no debe ser menor que la suma de las reservas de navegación: K>∑z i o K=(H+ΔH)-(d+Δd+a)>z0+z1+z2+z3, donde H es navegación profundidad, m; ΔH - corrección de profundidad por desviación del nivel del agua (positiva cuando el nivel está por encima de lo normal), m; d- calado (máximo) del buque en agua de densidad estándar (p = 1025 kg/m 2), m; Δd - corrección del calado del buque por salinidad del agua, m; a - corrección por formación de hielo en barcos, m (teniendo en cuenta en cada caso específico); z0 - reserva para balanceo del barco, m; z1-margen mínimo de navegación, m; z2- buey nuevo stock, m; z3- reserva de velocidad, m.z0=B/2*sin(Θ+ Θ D), donde EN - ancho del buque, m; Θ - ángulo de balanceo debido al viento, grados; Θ D - ángulo de balanceo dinámico, grados;

19. Características del control de los buques cuando navegan por canales.

A medida que el barco avanza a través del canal, la formación de olas y la resistencia del agua aumentan y la velocidad de movimiento disminuye. Además, para preservar el lecho del canal, las normas de navegación locales establecen un límite de velocidad para los buques.

Cuando el barco se desplaza del eje del canal y se acerca a su borde, surgen fuerzas de repulsión desde la orilla, como resultado de lo cual la proa del barco tiende a girar hacia el eje del canal y la popa es “succionada”. " a la costa. Para evitar tal "succión" y garantizar el movimiento recto del barco a lo largo de la pendiente del canal, el timón debe colocarse hacia el borde. Además, si la velocidad de movimiento a lo largo de la pendiente del canal disminuye, entonces el barco se mueve hacia la orilla, y si la velocidad aumenta, se mueve hacia el eje del canal. También es necesario tener en cuenta la posibilidad de que la proa del barco se aleje del banco de arena. Al pasar por secciones ensanchadas del canal, debido a la asimetría del flujo de agua alrededor del casco, la velocidad de guiñada del barco aumenta. Al acercarse a un tramo de este tipo, tiende a girar en la dirección de expansión, y después de pasarla, en la dirección opuesta. En un tramo recto del canal, el barco debe seguir su eje. La desviación del eje del canal sólo está permitida cuando los buques divergen. Los buques que se aproximan inicialmente deben evitarlo de modo que sus lados de babor queden aproximadamente en el eje del canal. Cuando la distancia entre ellos sea igual a aproximadamente tres veces la eslora del buque más grande, deberán alejarse gradualmente hasta la distancia requerida por el través para garantizar un paso seguro. Para garantizar un movimiento seguro al adelantar en un canal, es de gran importancia la velocidad de movimiento cuando los motores principales están funcionando en el modo mínimo estable. Para adelantar hay que elegir tramos rectos del canal. La distancia entre los buques cuando divergen debe ser igual a la distancia entre la pendiente del canal y el buque. En este caso, el flujo alrededor de los cascos de ambos barcos será más uniforme y el fenómeno de succión será insignificante. Al divergir un buque de doble tornillo, es aconsejable operar con una hélice ubicada hacia la línea central del canal. En este caso se reduce la succión de agua del lado de la orilla al que se acerca el barco, lo que conlleva una disminución de su salida de la pendiente. Para mejorar la capacidad de control de los barcos en el momento de divergencia, la velocidad de rotación de los propulsores se puede aumentar en algún momento. Esto no provocará un aumento repentino de la velocidad. Al encontrarse y adelantar barcos en canales y ríos, la reducción aumenta más intensamente que en aguas profundas, y el navegante debe tener esto en cuenta. Al acercarse a cortes y curvas profundas en el canal donde el canal de navegación no es visible, es necesario reducir previamente la velocidad, proceder con precaución y hacer sonar la señal sonora adecuada prescrita por la regla 34 (c) COLREG-72, y también, si posible, notificar a otras embarcaciones mediante comunicación VHF sobre su aproximación a una sección curva. El barco debe dirigirse más cerca de la orilla convexa. En caso de viento fuerte, la seguridad de la divergencia en algunos casos sólo se puede garantizar deteniendo uno de los barcos que pasan y alejándolo del eje del canal. Al pasar por barcos que se encuentran cerca de la costa, es necesario reducir la velocidad al mínimo con anticipación. Al navegar por un río, la corriente será de gran importancia para gobernar la embarcación.

21. Conceptos básicos del remolque marítimo. Tipos de remolque.

Remolque en la estela llevado a cabo durante viajes marítimos y oceánicos largos; remolcar uno al lado del otro: en puertos, en zonas de agua bien protegidas de las olas del mar; remolque empujando - principalmente en ríos y lagos. Hoy en día se ha comenzado a utilizar el remolque por empuje en el mar. Para transportar madera en rollo desde los puertos soviéticos del Lejano Oriente hasta Japón se utilizan trenes articulados de remolcadores de barcazas, compuestos por barcazas muy grandes (aproximadamente 10.000 TPM), de gran altura y potentes remolcadores con un dispositivo en la proa para acoplarse a la barcaza. Remolcar puede consistir en dos buques: remolcador y remolcado, o en varios buques remolcadores y un gran objeto flotante, o en un potente buque remolcador y un tren de varias embarcaciones remolcadas. El remolque marítimo y oceánico siguiendo la popa con un cable de remolque se realiza después de una preparación que incluye: un estudio cuidadoso del viaje teniendo en cuenta los factores hidrometeorológicos, el equipamiento de la caravana con accesorios de remolque, los medios técnicos necesarios para garantizar la seguridad del operación de remolque (instalaciones de lanzamiento de cabos, equipos de comunicaciones de emergencia, equipo de salvamento). En tales casos, se utilizan potentes remolcadores con un área de navegación ilimitada o barcos de transporte, que además están equipados con medios para sujetar cables de remolque o utilizan para este propósito equipos estándar ubicados en la popa del barco. Los remolcadores de rescate y los rompehielos suelen participar en las operaciones de remolque planificadas. El remolque forzoso de embarcaciones de emergencia puede realizarse mediante remolcadores de salvamento del destacamento expedicionario ASPTR o mediante barcos de transporte ubicados cerca del buque en peligro. El capitán del remolcador decide sobre el terreno cómo fijar el cable de remolque, su longitud, la velocidad de la caravana y la elección de la ruta.

22. Cálculo del empuje de la hélice y del empuje en el gancho de un remolcador. Hoja de datos de empuje.

El empuje máximo desarrollado por el buque remolcador está determinado por la fórmula: P = 4400*N e / (H en *n), N e = 0,87 * La resistencia del buque remolcado, además, incluye la resistencia de la hélice bloqueada R" b = R" + R sv R" = 6 * W" * V 2, W" = b" * B" * T" R sv = 2,24 * (D" pulg) 2 * V 2, kgf; V - en nudos R S = R b + R" b (R=R0+R1=Rsh; Fg=Rsh-R0)

23. Determinación de la velocidad de remolque y la resistencia de la cuerda de remolque en aguas tranquilas.

V b =V 0 (R0/(R0+R1) 1/2 - velocidad de remolque en aguas tranquilas m/s; Fg=R0(V 2 0 - V 2 b)/ V 2 1 - fuerza de tracción en el gancho, kH .Fuerza de tracción admisible en el gancho Fadd= Rrazr/k, kH. Donde k es el factor de seguridad. Vadd= V b (Fadd/Fg) 1/2, kt.

24. Movimiento relativo de los buques al remolcar en mar agitado.

Bases teóricas remolque marítimo. Cuando se navega en aguas tranquilas, la componente horizontal de la tensión en el cable de remolque es igual a la resistencia que ejerce el buque remolcado a una velocidad determinada. La resistencia del buque remolcado y la suya propia son superadas por el empuje de la hélice (remolcador). En caso de funcionamiento desigual de los vehículos tractores, guiñada de los buques remolcadores y remolcados, alejamiento al inicio del remolque, giro brusco del vehículo tractor, ráfaga repentina y en algunos otros casos cuando se observan sacudidas y aparecen cargas dinámicas. , pueden aparecer fuerzas superiores al máximo en el tope de la hélice de remolque del cable de remolque. Las razones enumeradas anteriormente para la aparición de fuerzas significativas en el cable de remolque, que exceden el empuje máximo de la hélice, ocurren tanto cuando se trabaja en aguas tranquilas como cuando se remolca en condiciones de tormenta. Pero al navegar con mar embravecido o con olas fuertes, pueden surgir fuerzas en el cable de remolque que son muchas veces mayores que los valores de empuje normales. Esto se explica por el hecho de que los buques remolcadores y remolcados se acercan o se alejan entre sí, por lo que la tensión del cable de remolque cambia todo el tiempo. Con tal movimiento orbital, el centro de gravedad de cada una de las naves, si el ojo estuviera libre, describiría una órbita determinada alrededor de su posición media. Las ecuaciones de dicha órbita en forma paramétrica: x =a cos(2Пt/τ y =b sin(2Пt/τ) donde τ es el período de la onda, s; a y 6 son algunas constantes para un barco determinado y a ola dada. El académico A.N. Krylov demostró que los valores de a y b no exceden la mitad de la altura de la ola. Por lo tanto, si tomamos el valor de a igual a la mitad de la altura de la ola, entonces el peor de los casos será tomado en cuenta. En la ecuación anterior, sólo nos interesa el valor de x, que representa el cambio en la distancia entre los barcos cuando están rodando. La influencia de las oscilaciones verticales de los barcos sobre las fuerzas en el cable de remolque en el Las longitudes de las líneas de remolque aceptadas en el remolque marítimo son prácticamente insignificantes. Determinemos las fuerzas que surgen durante los movimientos horizontales de los buques remolcadores y remolcados debido a su movimiento orbital cuando navegan sobre las olas. Determinemos la naturaleza de la aceleración del movimiento del barco sobre las olas. : x" = - 2l/τ (a sin(2Пt/τ)) x"" = -4л 2 / τ 2 (a cos(2Пt/τ)). La mayor aceleración será si cos(2Пt/τ) = 1, x"" =-4l 2 / τ 2 a=w. La fuerza que surge en este caso es F=mx", Dónde T- la masa del barco, t. En consecuencia, para evitar que un barco con una masa t Para realizar el movimiento orbital es necesario aplicar una fuerza igual a F. Esta fuerza adquiere la mayor importancia en x""=w: Fmáx=mw. Por lo tanto, al remolcar en el mar, es necesario seleccionar una línea de remolque de modo que la distancia entre embarcaciones pueda cambiar a un valor igual a la altura de la ola 2a = hb. Al mismo tiempo, no deben surgir tensiones en los cables de remolque que excedan su resistencia.

26. Métodos de alimentación y sujeción de la cuerda de remolque.

Técnicas alimentación de cuerda de remolque en el puerto depende de si los barcos pueden o no ser clasificados a bordo. En ambos casos, se requiere algún trabajo preparatorio. En el vehículo tractor se preparan el puré y la cuerda de remolque. En el barco remolcado, prepare el puré o desabroche las anclas y suelte la cadena del ancla para sujetar la cuerda de remolque. Si los barcos pueden convertirse en troncos, luego de amarrar un extremo de la cuerda de remolque se une a la cadena del ancla o a la masa, luego la cuerda se pasa a lo largo del costado de la embarcación remolcada para que pase libre de todas las partes sobresalientes; Es útil agarrarlo por varios lugares con el extremo de una cuerda para plantas. La parte restante del cable de remolque se tiende en la popa del vehículo tractor con polipastos largos, de modo que el extremo que va al barco remolcado se pueda sacar libremente. Las mangueras individuales deben fijarse a los bolardos mediante abrazaderas. Los esfuerzos realizados para romper estas contracciones ralentizarán el grabado del cable. Como medio más fiable contra el grabado prematuro del cable de remolque, podemos recomendar topes de cable portátiles. El cable de remolque puede suministrarse tanto desde el barco remolcador como desde el barco remolcado. Si los buques no pueden quedar rezagados entre sí, el remolcador fondea delante del remolcado y el cable de remolque se suministra mediante un remolcador, que desde el remolcador entregará al remolcado un conductor de un cable sintético de suficiente Fuerza para la posterior transmisión del cable de remolque. El barco remolcado selecciona un conductor y luego un cable de remolque, que se fija de una de las siguientes maneras. El conductor se puede suministrar de otras maneras”, por ejemplo mediante una instalación de lanzamiento de cables. Si es necesario comenzar a remolcar en mar abierto, el método de suministro del cable de remolque se selecciona dependiendo de la capacidad de maniobra del barco remolcado. Si el buque remolcado tiene la capacidad de operar su propia máquina, entonces se acerca a la popa del buque remolcador a una distancia que permite el uso de dispositivos lanzacabos o incluso el extremo de lanzamiento. Con esta disposición mutua, los barcos, si existe el riesgo de que se hundan entre sí, pueden dispersarse fácilmente, para lo cual el barco remolcado sólo necesita dar marcha atrás. Después de alimentar la línea, se pasa un conductor hecho de cable sintético, luego se alimenta una cuerda de remolque sobre el conductor, que se une a la cadena de puré o ancla. Si el barco remolcado no puede moverse, el cable de remolque se suministra desde el barco remolcador. La operación de suministro de un remolcador lleva mucho tiempo, por lo que, en primer lugar, es necesario averiguar qué barco se desplaza más rápido a favor del viento: el que remolca o el remolcado. Para ello, el vehículo tractor se acerca a la popa del buque remolcado, se apoya en la alineación de sus mástiles, detiene los vehículos y desde allí se observa durante un tiempo la deriva mutua. Cuando la cuerda de remolque se introduce mar adentro, el conductor se transfiere desde el barco mediante un flotador o un dispositivo lanzacabos. Si el suministro se realiza desde el barco, se baja con la mayor parte del conductor tendido. Si es imposible arriar la embarcación, la guía se puede suministrar mediante algún tipo de flotador, que remolca el remolcador con un largo sedal. Como flotador se puede utilizar un ancla, un aro salvavidas, un babero salvavidas o algún otro objeto flotante. En los buques de transporte, la elección del método de sujeción de los cables de remolque (cables) se determina según el tamaño y las características de diseño de los buques, la disponibilidad de medios para sujetar los cables de remolque y, en caso de remolque forzado, también de las condiciones climáticas. En todos los casos se debe garantizar una fijación fiable de los cables y prever la posibilidad de cambiar la longitud del cable de remolque y su liberación inmediata. En un remolcador, el cable de remolque se puede fijar a bolardos o a un mazo, encerrado alrededor de fuertes estructuras del barco en la popa. En un buque remolcado, si se remolca por proa, el cable de remolque puede conectarse a la cadena del ancla o directamente al ancla, o sujetarse al mástil o a los bolardos. Consideremos algunos métodos para sujetar los cables de remolque utilizados en la práctica marítima durante el remolque accidental (forzado) de barcos de transporte. lo mas de una manera sencilla sujetar la cuerda de remolque en un pequeño Remolcador es su fijación directamente a los bolardos. La cuerda de remolque se pasa a través del hablen de amarre o la barra de balas y se colocan 1 o 2 mangueras en el bolardo más cercano a lo largo de la embarcación. , luego fíjelo al siguiente bolardo. Si hay más de dos bolardos a bordo y están dispuestos en fila a lo largo, entonces se coloca una manguera en el nervio, dos en el segundo y finalmente se une la cuerda de remolque al tercero. Con este método de fijación, la carga del remolcador se distribuye en varios puntos. En la popa de un remolcador no suele haber dispositivos como molinete o cadenas de ancla. En esta parte del barco, sujetar el cable de remolque es mucho más difícil que en el castillo de proa, por lo que se debe preparar un puré con anticipación para sujetar el cable de remolque. La masa se fija principalmente a los fuertes elementos estructurales de las estructuras superiores, a la caseta, a la brazola de la escotilla e incluso a la superestructura. Con el método descrito, es conveniente sujetar la cuerda de remolque en barcos de cubierta plana, pasando el puré alrededor de la brazola de la bodega de popa. Sobre el bolardo se deberá colocar el número de mangueras de macerado que permita su carga. La parte restante de la fuerza de tracción debe transferirse a la brazola de la escotilla de carga o a otras estructuras de resistencia ubicadas en la cubierta del barco. El cable de arrastre debe tener la misma resistencia que el cable de remolque o estar formado por varias mangueras. La forma más sencilla de acoplar un remolcador a buque remolcado Es la unión de una cuerda de remolque a dos o una cadena de ancla. Este método de fijación tiene aspectos positivos: las cadenas no se deshilachan tan rápido como los cables de cualquier tipo. Además, la fijación a las cadenas del ancla le permite ajustar la longitud de la línea de remolque dentro de un rango bastante amplio.

27. Controlar la embarcación durante el remolque. 28. Métodos para reducir los parámetros de guiñada de un buque remolcado.

La línea de remolque se une a los buques remolcadores y remolcados y comienzan a moverse. Este momento es crítico, ya que al conducir con una aceleración significativa, puede producirse una fuerza excesiva en la línea de remolque. Cuando la cuerda de remolque comienza a tensarse es necesario detener el coche y luego aumentar la velocidad poco a poco. La longitud total de la cuerda de remolque se establece al alcanzar una profundidad suficiente. El rumbo debe cambiarse suavemente, evitando curvas cerradas incluso si el barco ha desarrollado una velocidad constante. Una vez que los buques alcanzan la velocidad máxima de remolque, se debe inspeccionar el dispositivo de remolque. La carga aplicada a las piezas y estructuras que se utilizan para asegurar la cuerda de remolque no debe exceder la carga permitida. Si el remolque se realiza con varias cuerdas, es necesario igualar su tensión. En el punto donde se puede soltar la cuerda de remolque, debe haber una herramienta que permita cortar la cuerda de remolque o activar el dispositivo de liberación. Se podrán tomar medidas para transferir la carga a la cuerda de seguridad en caso de rotura de la cuerda principal de remolque. Se debe instalar un reloj en la popa del buque remolcador y en la proa del buque remolcado para controlar el funcionamiento del dispositivo de remolque. Al remolcar en una tormenta, el rumbo debe colocarse de manera que el movimiento orbital de ambos buques permanezca dentro de los límites permitidos por la línea de remolque dada. La mayor influencia del movimiento orbital de ambos barcos sobre las fuerzas en el cable de remolque se observa cuando se mueven contra la ola o a lo largo de la ola. Al navegar en rumbos paralelos a las olas (retraso a ola), esta influencia será mínima y se manifiesta en forma de guiñada del barco remolcado. De gran importancia es la relación entre la longitud de onda y la distancia entre los barcos. Se recomienda tener una cuerda de remolque de tal longitud que tanto el buque remolcado como el remolcador asciendan y desciendan simultáneamente de la ola; al mismo tiempo, la diferencia en las fases del movimiento orbital de los vasos se reduce al mínimo.

Todos los barcos, cuando son remolcados, guiñan. Cuando se remolca de cerca no hay guiñada; a medida que la distancia entre las embarcaciones aumenta al alargar la cuerda de remolque, la guiñada comienza y aumenta hasta que la cuerda de remolque entra al agua. A partir de este momento, la guiñada se ralentiza. Es posible evitar la guiñada utilizando el timón sólo si la velocidad de guiñada permite al timonel mantener el rumbo del barco. Debe recordarse lo siguiente: cuanto mayor es la velocidad de remolque, más se inclina el buque remolcado; cuanto más corta sea la cuerda de remolque, más brusca será la guiñada; Cuanto más larga es la cuerda de remolque, más se desvía el barco remolcado, pero la guiñada pierde su impetuosidad y permite al timonel mantener el barco en rumbo. Se puede aumentar la divergencia al valor requerido reduciendo la velocidad de remolque. Sin embargo, tal disminución está limitada por la controlabilidad de ambos buques, ya que su controlabilidad disminuirá con una disminución de la velocidad. Girar en un cierto ángulo con respecto a la dirección de las olas a veces conduce a un aumento del balanceo, lo que puede volverse indeseable, por ejemplo, debido al riesgo de perder carga en cubierta, pero no siempre es posible reducir la velocidad, ya que esto amenaza con perder la controlabilidad. Por lo tanto, a veces es necesario utilizar simultáneamente ambos métodos de maniobra, es decir, cambiar el rumbo en relación con el movimiento de las olas y al mismo tiempo reducir la velocidad.

5. Garantizar la seguridad del anclaje. Métodos para detectar la deriva de los buques.

Condiciones para un fondeo seguro. La fuerza de sujeción (en N) del dispositivo de anclaje F x consiste en la fuerza de sujeción del ancla F i y la fuerza de sujeción de la sección de la cadena del ancla que se encuentra en el suelo: Fx = Fа + (aq f) g, donde a es la longitud de la sección de la cadena que se encuentra en el suelo, m ; q - densidad lineal de la cadena del ancla en agua, kg/m; f es el coeficiente de fricción de la cadena sobre el suelo; g es la aceleración de la caída libre.