Руководящий документ РД 31.70.04-82 Методика определения стягивающих усилий при снятии судов с мели.

     РД 31.70.04-82

МЕТОДИКА

ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЯГИВАЮЩИХ УСИЛИЙ ПРИ СНЯТИИ СУДОВ С МЕЛИ

Дата введения 1984-01-01

РАЗРАБОТАНА Ростовским центральным проектно-конструкторским бюро с опытным производством

Главный инженер В.И.Борисов

Заведующий отделом А.А.Кацияев

Заведующий сектором стандартизации и метрологии И.Н.Шахмейстер

Руководитель разработки, ответственный исполнитель В.М.Захаров

Исполнитель В.А.Хона

УТВЕРЖДЕНА В/О "Мореплавание"

Заместитель председателя объединения Г.С.Леонтьев

ВВОДИТСЯ ВПЕРВЫЕ

Инструктивным письмом В/О "Мореплавание" N ССП-01-9/579 от 4.11.82 г. срок введения в действие установлен с 1 января 1984 г.

Настоящий руководящий документ (РД) распространяется на аварийно-спасательные операции по снятию судов с мели и предназначен для повышения организационно-технического уровня проводимых операций.

РД устанавливает методы определения стягивающих усилий при различных способах стягивания судна с мели (поступательном, лагом и разворотом) и различных характерах приложения усилия (статическом и динамическом).

РД не распространяется на случаи посадки на мель судна, вовнутрь или во вмятины корпуса которого вошли камни или неровности сплошной скалы, уборка которых при стягивании судна с мели не предусматривается.

РД также не предусматривает учет ледовых условий при снятии судов с мели.

 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ И ХАРАКТЕРИСТИК

РАЙОНА ПОСАДКИ АВАРИЙНОГО СУДНА НА МЕЛЬ

 1.1. Исходные данные и требуемая техническая документация по аварийному судну

1.1.1. Объем исходных данных и требуемой технической документации по аварийному судну зависит от выбранного способа снятия судна с мели и характера посадки.

1.1.2. Исходные данные по аварийному судну в общем случае включают следующие величины:

длину между перпендикулярами, м
ширину, м
высоту борта, м
осадку среднюю перед аварией, м
"       носом перед аварией, м
"       кормой перед аварией, м
"      среднюю после аварии, м
"      носом после аварии, м
"      кормой после аварии, м
водоизмещение перед аварией, т
"            после аварии, т
угол крена после аварии, град
число тонн на 1 см осадки перед аварией, т/см
то же, после аварии, т/см
площадь ватерлинии перед аварией, м
то же, после аварии, м
угол килеватости днища, град
абсциссу центра тяжести ватерлинии перед аварией, м
абсциссу центра величины перед аварией, м
то же, после аварии, м
аппликату центра величины перед аварией, м
то же, после аварии, м
момент инерции площади ватерлинии относительно ДП судна перед аварией, м
общий срок эксплуатации судна, лет
срок эксплуатации судна после очистки и окраски или только очистки корпуса судна, мес

Из указанных величин для всех способов определения требуемых стягивающих усилий необходимы

и

,

и

(

и

при отсутствии сведений могут быть определены визуально).

В дополнение к ним в конкретных случаях требуются:

,

- при определении потери водоизмещения судна согласно справочному приложению 1;

,

- при определении потери водоизмещения согласно справочному приложению 1;

,

- при определении потери водоизмещения согласно справочному приложению 1;

,

,

,

,

,

,

,

,

- при определении абсциссы точки приложения опорной реакции грунта согласно справочному приложению 1;

,

,

,

,

,

,

,

,

,

 - при определении абсциссы точки приложения опорной реакции грунта согласно справочному приложению 1;

,

,

,

,

- при определении силы трения или ее проекции с учетом крена и дифферента (подраздел 2.2).

Исходные данные, требуемые для определения опорной реакции грунта и координат точки ее приложения с помощью программы АС-1М, приведены в справочном приложении 2.

1.1.3. Для получения величин, указанных в п.1.1.2, требуется следующая техническая документация по аварийному судну: кривые элементов теоретического чертежа; общее расположение; посадочная диаграмма (диаграмма Г.А.Фирсова); теоретический чертеж.

В случае определения потери водоизмещения согласно п.1.5.4 дополнительно требуется масштаб Бонжана.

Вышеуказанные величины могут быть также получены из информации об остойчивости судна для капитана.

1.1.4. При посадке судна на мель нужно также определить исходные данные, характеризующие место и характер посадки судна на мель, а именно:

планшет глубин и возможные направления стягивания;

размеры и конфигурацию опорной поверхности судна о грунт;

размеры и конфигурацию заглубления корпуса судна в грунт с обоих бортов;

вид грунта на месте посадки по всей длине опорной поверхности с обоих бортов;

направление и скорость ветра;

направление движения и высоту волн.

 1.2. Промер глубин в районе посадки аварийного судна на мель

(снятие планшета глубин)

1.2.1. При организации промера глубин должны быть исключены ошибки в измерениях и тем более пропуски банок и рифов.

1.2.2. Промер глубин производится с помощью лота, футштока, жесткого, полужесткого или мягкого трала, других механических средств, а также может производиться с помощью переносных промерных эхолотов (например, типа ПЭЛ-3), которые устанавливаются на любом плавсредстве (например, шлюпке или катере) и позволяют производить запись замеров глубины на самописце или осциллографе.

 1.3. Определение вида грунта на месте посадки судна на мель

1.3.1. Виды грунтов на месте посадки судна на мель определяются по взятым пробам с помощью табл.1, в которой приведены гранулометрический состав и визуальные признаки грунтов.

Таблица 1

Гранулометрическая классификация грунтов

Обнаружение скальных и полускальных пород выполняет визуально водолаз.

1.3.2. Отбор проб грунта производит водолаз. Для связных и песчаных грунтов рекомендуется применять трубку ГОИНа. Порядок взятия пробы грунта трубкой ГОИНа приведем в рекомендуемом приложении 3.

При отсутствии грунтоотборников и аварийной необходимости сокращения времени подводных работ вид грунта может устанавливать непосредственно на дне водолаз без отбора проб.

1.3.3. При использовании грунтоотборников пробы грунта первоначально рекомендуется брать в четырех плановых точках: с обоих бортов в носовой и кормовой частях опорной площадки.

В случае неоднородности грунта по длине опорной площадки количество проб грунта выбирается исходя из фактического размещения грунтовых пород.

Количество точек для взятия проб грунта водолазом определяется количеством участков однородного грунта. Границы участков устанавливаются визуально водолазом.

 1.4. Определение коэффициента трения корпуса судна о грунт

1.4.1. В табл.2 и 3 приведены значения коэффициентов трения свежеокрашенного корпуса судна о несвязные и связные грунты, а также поправочные коэффициенты к ним, учитывающие состояние поверхности наружной обшивки.

Таблица 2

Коэффициенты трения окрашенной металлической поверхности о грунты

 и поправочные коэффициенты  к ним, учитывающие состояние наружной обшивки корпуса судна

Вид грунта	Коэффициент трения		Поправочный коэффициент
	Пределы изменения	Среднее значение (для глины и суглинка максимальное значение усредненного коэффициен-   та )	на макси- мальное значение коэффи- циента трения	для чистой (неокра- шенной) поверх- ности	учиты- вающий изменение шерохо- ватости корпуса судна в течение одного года эксплуатации	учиты- вающий гофри- ровку наружной обшивки корпуса судна
1	2	3	4	5	6	7
Мелкий песок	0,35-0,40	0,37	1,08	1,16	0,03	1,4
Средний песок	0,38-0,43	0,41	1,05	1,10	0,02	1,4
Крупный песок	0,40-0,44	0,42	1,05	1,01	0,02	1,4
Гравий	0,42-0,45	0,44	1,02	1,03	0,02	1,2
Галька	0,50-0,52	0,51	1,02	0,79	0,02	1,2
Камень-валун	0,40-0,42	0,41	1,02	1,33	0,02	1,2
Плита-ракушечник	0,53-0,58	0,56	1,04	0,76	0,03	1,2
Гладкая плита	0,71-0,78	0,74	1,05	0,79	0	0
Глина	0,15-0,39	0,35	1,10	1,36	0,02	1,4
Суглинок	0,21-0,43	0,39	1,10	1,02	0,04	1,4

Таблица 3

Коэффициенты трения окрашенной металлической поверхности о связные грунты

1.4.2. За основу рекомендуется принимать средние значения коэффициентов трения, указанные в гр.3 табл.2 (для всех грунтов, кроме глины и суглинка) и гр.3, 5 табл.3 (для глины и суглинка).

При оценке возможности снятия судна с мели наличными на месте аварии техническими средствами за основу рекомендуется принимать минимальные значения коэффициента трения

, указанные в гр.2 табл.2 и гр.2, 4 табл.3.

При наличии поверхностного слоя ила толщиной 0,2 м и менее коэффициент трения рекомендуется уменьшать на 0,02 по сравнению с коэффициентом трения для грунта, расположенного под илом. При толщине слоя ила более 0,2 м коэффициент трения рекомендуется принимать, как для глины.

1.4.3. Коэффициенты трения окрашенного корпуса судна о несвязные грунты, приведенные в гр.3 табл.2 и гр.3, 5 табл.3, принимаются в случаях, когда произошла посадка на мель судна со сроком эксплуатации:

не более одного года;

не более 3 мес после очередной очистки и окраски наружной обшивки корпуса судна независимо от общего срока эксплуатации.

В иных случаях коэффициент трения

должен быть увеличен в (

) раз,

где

- коэффициент, учитывающий изменение шероховатости наружной обшивки корпуса судна после одного года эксплуатации (принимается по гр.6 табл.2);

- общий срок эксплуатации судна (при

более 10 лет принимается

=10), лет.

1.4.4. При наличии гофрировки наружной обшивки расчетный коэффициент трения определяется по формуле

,                                                     (1)

где

- коэффициент, учитывающий гофрировку наружной обшивки корпуса судна (определяется по гр.7 табл.2);

       

- стрелка перегиба гофра, мм;

       

- шпация гофра, мм.

1.4.5. В общем виде расчетный коэффициент трения может быть определен по формуле

,                                      (2)

где

- коэффициент, определяемый по гр.4 табл.2 и учитывающий возможную гибель аварийного судна при промедлении снятия; в остальных случаях

=1,0;

- поправочный коэффициент, определяемый по гр.5 табл.2, учитывающий контакт с грунтом неокрашенного корпуса.

1.4.6. Расчетные значения коэффициентов трения не должны превышать:

0,55 - для мелкого песка;

0,58 -    "   песка средней крупности;

0,60 -    "   крупного песка;

0,65 -    "   гравия.

1.4.7. В случае неоднородных грунтов по поверхности контакта корпуса судна с грунтом расчетный коэффициент трения определяется по формуле

,                                                          (3)

где

,

- соответственно расчетный коэффициент трения и площадь, м

,

-го участка однородного грунта;

- количество участков однородного грунта.

 1.5. Определение равнодействующей опорной реакции грунта

 (силы давления корпуса судна на грунт) и координат точки ее приложения

1.5.1. Посадка судна на мель сопровождается двумя характерными для определения опорной реакции грунта случаями: сохранением водонепроницаемости корпуса судна; затоплением (полным или частичным) отдельных отсеков корпуса судна.

1.5.2. В случае посадки судна на мель без повреждений корпуса, ведущих к затоплению отсеков, опорная реакция грунта

, в кН [тс], определяется по формуле

,                                                          (4)

где

=10 м/с

- ускорение свободного падения (с округлением);

- потеря водоизмещения аварийного судна при посадке на мель, т.

Ниже приведены рекомендуемые способы определения

, a также абсциссы

точки приложения

по длине судна. Выбор конкретного расчетного способа выполняется в зависимости от наличия специальной информации.

1.5.3. Потерю водоизмещения

можно определить посредством использования следующих характеристик:

- число тонн на 1 см осадки (см. справочное приложение 1);

- площадь ватерлинии (см. справочное приложение 1);

- объемное водоизмещение судна (см. справочное приложение 1).

1.5.4. Потеря водоизмещения также может быть определена с помощью масштаба Бонжана. Этот способ дает практически точные результаты при любых углах дифферента и при отсутствии или небольших углах крена. Погрешность его возрастает с увеличением угла крена. При наличии крена площадь шпангоутов следует определять для посадки судна в ДП.

Существенным недостатком этого способа является его трудоемкость.

1.5.5. При наличии в составе технической документации по аварийному судну посадочной диаграммы (диаграммы Г.А.Фирсова)

определяется по формуле

.                                                          (5)

При этом

и

определяются по графикам посадочной диаграммы в зависимости от осадок носом и кормой до и после аварии.

Данный способ очень простой, нетрудоемкий, приводит к достаточно точным для практики результатам (аналогичным результатам способу, описанному в п.1.5.4) и может быть рекомендован при наличии посадочной диаграммы как основной при определении

.

1.5.6. Абсцисса

точки приложения опорной реакции грунта определяется при посадке судна на мель:

с креном, дифферентом и без повреждений корпуса, ведущих к затоплению отсеков, согласно справочному приложению 1;

с малым креном, небольшим изменением дифферента и без повреждений корпуса, ведущих к затоплению отсеков судна, согласно справочному приложению 1.

1.5.7. Опорная реакция грунта

и координаты точки ее приложения могут быть также определены с помощью программы АС-1М на ЭЦВМ "Минск-32" (см. справочное приложение 2).

1.5.8. При посадке судна на мель, сопровождающейся повреждениями корпуса, ведущими к затоплению отсеков, опорная реакция грунта

и абсцисса

точки ее приложения определяются согласно справочному приложению 1.

1.5.9. При наличии волнения во время стягивания судна с мели при определении опорной реакции грунта

должна учитываться сила взвешивающего давления

, которая определяется согласно подразделу 2.7 (пп.2.7.2-2.7.6). При этом

,                                                        (6)

где

- опорная реакция грунта, уменьшенная на величину силы взвешивающего давления, кН [тс].

 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБУЕМОГО СТЯГИВАЮЩЕГО (РАЗВОРАЧИВАЮЩЕГО) УСИЛИЯ

 2.1. Общая методика

2.1.1. При снятии судна с мели поступательным стягиванием или лагом требуемое стягивающее усилие

, в кН [тс], для снятия судна с мели в общем случае определяется по формуле

,                                           (7)

где

=1,0

1,1 - коэффициент надежности;

       

- сила сопротивления грунта снятию судна с мели, кН [тс];

,

- соответственно силы ветрового и бокового волнового давления (определяются соответственно согласно подразделам 2.6 и 2.7), кН [тс].

В случаях, когда длительное пребывание судна на мели может привести к его гибели, рекомендуется принимать

=1,1. В остальных случаях следует принимать

=1,0.

,                                                      (8)

где

- сила трения или ее проекция с учетом крена и дифферента (определяется согласно подразделу 2.2), кН [тс];

- сила бокового сопротивления грунта при заглублении корпуса судна в грунт, которая определяется согласно подразделу 2.4, кН [тс].

Формула (7) упрощается при отсутствии отдельных сил сопротивления. Ниже приведены формулы определения

в некоторых частных случаях:

при отсутствии сил

,

и

;                                                          (9)

при отсутствии сил

и

;                                               (10)

при отсутствии

.                                        (11)

Пример определения требуемого стягивающего усилия приведен в справочном приложении 6.

2.1.2. При развороте аварийного судна на мели требуемое разворачивающее усилие

, в кН [тс], определяется по формуле

,                                                  (12)

где

;                                 (13)

- момент сил трения (определяется согласно подразделу 2.3), кН·м [тс·м];

- момент сил бокового сопротивления грунта (определяется согласно подразделу 2.5), кН·м [тс·м];

- момент сил бокового волнового давления (определяется согласно подразделу 2.8), кН·м [тс·м];

- расстояние от точки приложения разворачивающего усилия

до точки разворота, м.

Сила ветрового давления при развороте судна на мели не учитывается ввиду ее незначительности.

Для упрощения за точку разворота принимается точка разворота

, определенная при учете только трения (рис.1). При этом

,                                                  (14)

где

- абсцисса точки приложения силы

;

       

- абсцисса точки разворота (определяется согласно подразделу 2.3), м.

Рис.1. Схема разворота аварийного судна:

- точка разворота;

- разворачивающее усилие, кН [тс);

- расстояние от точки приложения

 разворачивающего усилия до точки разворота, м;

- абсцисса точки разворота, м;

 

 - абсцисса точки приложения силы

, м;

,

- соответственно ширина

и длина приведенного опорного контура (п.2.3.1), м

С целью упрощения определения

в отдельных частных случаях стягивания судов с мели силы бокового сопротивления грунта и бокового волнового давления могут не учитываться. При этом

.                                                    (15)

Пример определения требуемого разворачивающего усилия приведен в справочном приложении 6.

 2.2. Определение силы трения или ее проекции с учетом крена и дифферента

2.2.1. Сила трения

, в кН [тс], при снятии с мели судна, сидящего на ровный киль, определяется по формуле

,                                                        (16)

где

- расчетный коэффициент трения, определяемый согласно подразделу 1.4;

- опорная реакция грунта, определяемая согласно подразделу 1.5, кН [тс].

2.2.2. Проекция силы трения

на направление стягивания с учетом крена и дифферента в общем случае определяется по формуле

,                                                     (17)

где

- угол наклона опорной поверхности к горизонту в направлении стягивания (

определяется согласно п. 2.2.3), град.

Знак угла

, а также углов дифферента

и крена

определяется согласно рис.2 и 3.

Рис.2. Схемы приложения стягивающих усилий

Рис.3. Схемы приложения стягивающих усилий

При

в формуле (17) величина

должна быть заменена величиной

, т.е.

,                                                     (18)

где

- угол внутреннего трения грунта, определяемый по табл.6, град.

Ниже приведены формулы определения

для частных случаев.

При направлении стягивания судна с мели вдоль ДП аварийного судна (см. рис.2):

при

;                           (19)

при

.                                 (20)

При стягивании судна с мели лагом в направлении, перпендикулярном ДП аварийного судна (см. рис.3):

при

;                          (21)

при

.                               (22)

2.2.3. Тангенс угла наклона опорной поверхности

определяется с помощью графиков, приведенных на рис.4-7, в следующей последовательности:

по осадкам аварийного судна носом и кормой

и

определяется угол дифферента

или относительный дифферент

;

по маркам углубления или кренометру определяется угол

;

по теоретическому чертежу определяется угол килеватости днища

(при ее наличии);

по углу крена с учетом килеватости днища

и относительному дифференту

или углу дифферента

по графикам рис.4 и 5 определяются соответственно значения

и

;

по курсовому углу направления стягивания

и углу

по графикам рис.6 определяется значение

;

по найденным значениям

и

по графикам рис.7 определяется значение

.

Рис.4. Зависимость синуса угла поперечного наклонения аварийного судна

от крена и дифферента:

1

-

;

2

-

;

3

-

;

4

-

;

5

-

;

6

-

;

- дифферент

Рис.5. Зависимость угла продольного наклонения аварийного судна

от крена, килеватости и дифферента:

1

-

;

2

-

;

3

-

;

4

-

;

5

-

;

6

-

;

7

-

;

8

-

;

9

-

;

10

-

;

- дифферент

Рис.6. Зависимость косинуса угла между плоскостью поперечного наклонения судна и направлением стягивания

от углов

и

:

1

-

=0

°;

2

-

=10

°;

 

3

-

=20

°;

4

-

=30

°;

5

-

=40

°;

6

-

=50

°

Рис.7. Зависимость тангенса угла наклона опорной поверхности

от

и

:

1

-

=0,1;

 

2

-

=0,2;

3

-

=0,3;

4

-

=0,4;

5

-

=0,5

На рис.8 для пояснения изображены вышеуказанные углы.

Рис.8. Схема положения судна, сидящего на мели с креном и дифферентом:

- точка приложения реакции грунта

;

- продольная ось наклонения аварийного судна;

 

- опорная поверхность;

- плоскость поперечного наклонения судна;

- угол продольного

наклонения судна, град;

- курсовой угол стягивания, град;

- угол между плоскостью поперечного

 наклонения судна и направлением стягивания, град; ВЛ - ватерлиния;

- угол поперечного наклонения

 аварийного судна, град;

,

- минимальное и максимальное усилия,

необходимые для снятия судна с мели, кН [тс]

 2.3. Определение момента сил трения и положения точки разворота

при снятии судна с мели последовательными разворотами за оконечности

2.3.1. При определении момента сил трения опорную поверхность необходимо привести к эквивалентной по площади поверхности прямоугольной формы (см. рис.1).

При отношениях сторон

рекомендуется принимать прямоугольную форму опорной поверхности, при

- заменять линией длиной

.

2.3.2. Момент сил трения

, в кН·м [тс·м], при прямоугольной опорной поверхности определяется по формулам:

для судна, сидящего на ровный киль,

;                              (23)

при наличии уклона опорной поверхности

,                  (24)

где

- опорная реакция грунта (определяется согласно подразделу 1.5), кН [тс];

       

- расчетный коэффициент трения (определяется согласно подразделу 1.4);

,

- соответственно длина и ширина приведенного опорного контура (см. рис.1), м;

- функция, учитывающая влияние на момент сил трения положения разворачивающего усилия и удлинения опорного контура (определяется по графикам рис.9);

- абсцисса точки разворота (определяется с помощью графиков рис.10), м;

       

- определяется согласно п.2.2.3; знак угла определяется аналогично п.2.2.2.

Рис.9. Зависимость функции

от положения точки приложения

равнодействующей стягивающих усилий и удлинения опорного контура

:

- относительное расстояние от начала опорного контура до точки приложения

равнодействующей стягивающих усилий по длине судна, м

Рис.10. Зависимость положения точки разворота судна от положения точки

 приложения равнодействующей стягивающих усилий

и удлинения опорного контура

:

- относительное расстояние от начала опорного контура до точки приложения

равнодействующей стягивающих усилий по длине судна, м

2.3.3. Момент сил трения

, в кН·м [тс·м], при линейном контакте корпуса судна с грунтом определяется по формулам:

для судна, сидящего на ровный киль,

;                                 (25)

при наличии уклона опорной поверхности

.                (26)

При этом

,                                      (27)

где

- абсцисса точки приложения силы (см. рис.1), м.

 2.4. Определение силы бокового сопротивления грунта

при поступательном стягивании судна с мели

2.4.1. Сила бокового сопротивления грунта зависит от характера посадки судна на грунт и направления стягивания судна с мели. На рис.11 и 12 соответственно изображены схемы посадок судна на грунт и приложения стягивающих усилий, для которых приведена методика определения силы бокового сопротивления при поступательном стягивании судна с мели.

Рис.11. Схемы посадки судна на мель

Рис.12. Схемы приложения стягивающих усилий

2.4.2. Сила бокового сопротивления грунта снятию судна с мели

определяется как сумма сил бокового сопротивления грунта со стороны правого и левого бортов. При этом для схем, изображенных на рис.12,

в

,

г

, сила бокового сопротивления грунта со стороны левого борта имеет отрицательный знак.

2.4.3. Сила бокового сопротивления грунта со стороны одного борта

, в кН [тс], определяется по формуле

,                                                (28)

где

- приведенная длина заглубленной в грунт части борта корпуса судна, определяемая согласно рис.13, м;

       

- сила бокового сопротивления грунта на 1 м заглубленной части борта корпуса судна, кН/м [тс/м].

Рис.13. Определение приведенной высоты

и длины

заглубленной в грунт части корпуса судна

2.4.4.

определяется по графикам рис.14-17 в зависимости от вида грунта и высоты заглубления корпуса судна в грунт. В гр.3 и 4 табл.4 указаны номера рисунков, по которым определяется

в зависимости от схемы посадки (см. рис.11) и способа снятия судна с мели (см. рис.12).

Рис.14. Зависимость бокового сопротивления грунта на 1 м, определенного по формуле

, от высоты заглубления корпуса судна в грунт

:

1 - ил; 2 - глина; 3 - суглинок; 4 - песок мелкий; 5 - песок средний; 6 - песок крупный; 7 - гравий

Рис.15. Зависимость бокового сопротивления грунта на 1 м, определенного по формуле

 

, от высоты заглубления корпуса судна в грунт

:

1 - ил; 2 - глина; 3 - суглинок; 4 - песок мелкий; 5 - песок средний; 6 - песок крупный; 7 - гравий

Рис.16. Зависимость бокового сопротивления грунта на 1 м, определенного по формуле

 

, от высоты заглубления корпуса судна в грунт:

1 - ил; 2 - глина; 3 - суглинок, 4 - песок мелкий; 5 - песок средний; 6 - песок крупный; 7 - гравий

Рис.17. Зависимость бокового сопротивления грунта на 1 м, определенного по формуле

 

, от высоты заглубления корпуса в грунт

1 - ил; 2 - глина; 3 - суглинок; 4 - песок мелкий; 5 - песок средний; 6 - песок крупный; 7 - гравий

2.4.5. Графики рис.14-17 построены для коэффициентов трения и характеристик грунта, указанных в табл.5. При определении

принято среднее значение коэффициентов трения окрашенного металла о грунт, причем для связных грунтов принято установившееся значение коэффициентов трения, соответствующее продолжительности нахождения судна на грунте: не менее 12 ч для глины; не менее 16 ч для суглинка.

В случае, когда значение коэффициента трения

, принятое при расчете графиков рис.14, 15, отличается от расчетного значения коэффициента трения

, фактическое значение бокового сопротивления грунта на 1 м длины заглубленной части борта корпуса судна

определяется по формуле

.                                              (29)

Таблица 4

Определение бокового сопротивления грунта на 1 м заглубленной части борта

корпуса судна

при поступательном стягивании судна с мели

Номер рисунка, по которому определяется
посадка судна на мель	снятие судна с мели
		для правого борта	для левого борта
11, а, б	12, а	14	14
	12, б	15
	12, в	16	17
	12, г
11, в	12, а	15	15
	12, б
	12, в	16	17
	12, г
11, г	12,a	-	15
	12, б		14
	12, в		17
	12, г

Таблица 5

Характеристики грунтов и коэффициенты трения

Вид грунта	Характеристика грунта		Коэффициент трения
	Угол внутреннего трения , град	Плотность (объемная масса) в воде , т/м
Ил	0	0,47	0,35
Глина	14	0,96	0,35
Суглинок	18	1,00	0,39
Песок мелкий	29	0,99	0,37
Песок средний	30	1,03	0,41
Песок крупный	31	1,12	0,42
Гравий	33	1,20	0,44

 2.5. Определение момента сил бокового сопротивления грунта

при снятии судна с мели последовательными разворотами за оконечности

2.5.1. Момент сил бокового сопротивления грунта зависит от характера посадки судна на грунт и расположения по длине судна точки разворота судна. На рис.11 и 18 соответственно изображены схемы посадок судна на грунт и расположения точки разворота, для которых приведена методика определения момента сил бокового сопротивления грунта при снятии судна с мели последовательными разворотами.

Рис.18. Схемы приложения разворачивающих усилий

2.5.2. Момент сил бокового сопротивления грунта

определяется как сумма моментов сил бокового сопротивления грунта со стороны правого и левого бортов.

2.5.3. Моменты сил бокового сопротивления грунта, в кН·м [тс·м], для схемы рис.18, а определяются по формулам:

со стороны правого борта

;                                           (30)

со стороны левого борта

,                                           (31)

где

;

;

;

- соответственно моменты сил бокового сопротивления грунта на участках

и

со стороны правого и участках

и

со стороны левого бортов, кН·м [тс·м];

;                                            (32)

;                                   (33)

;                                             (34)

,                                       (35)

где

;

;

;

- соответственно силы бокового сопротивления грунта на участках

и

со стороны правого и участках

и

со стороны левого бортов, кН [тс];

;                                                (36)

;                                       (37)

;                                               (38)

.                                       (39)

Расположение точек приложения сил

;

;

и

принимается соответственно посередине длин участков

;

;

и

.

Положение точки разворота

определяется согласно подразделу 2.3.

На рис.19 для пояснения изображены вышеуказанные характеристики.

Рис.19. Схема сил бокового сопротивления грунта при развороте судна на мели

2.5.4. Моменты сил бокового сопротивления грунта, в кН·м [тс·м], для схемы рис.18, б определяются по формулам:

со стороны правого борта

;                                              (40)

со стороны левого борта

,                                             (41)

где

;

- расстояние от точки приложения соответственно сил

и

до точки разворота

;

;

- определяются по формуле (28); точка приложения сил

и

принимается посередине длин

и

.

На рис.20 для пояснения изображены вышеуказанные характеристики.

Рис.20. Схема сил бокового сопротивления грунта при развороте судна на мели

2.5.5. В табл.6 указаны номера рисунков, по которым определяется

в зависимости от схемы посадки (см. рис.11) и схемы снятия судна с мели (см. рис.18).

Таблица 6

Определение бокового сопротивления грунта на 1 м

заглубленной части борта корпуса судна при развороте судна на мели

Номер рисунка, по которому определяется
посадка судна на мель	Снятие судна с мели
		для правого борта на участке		для левого борта на участке
11, а, б, в	18, а	16	17	17	16
	18, б	16		17
11, г	18, а	-		17	16
	18, б			17

 2.6. Определение силы ветрового давления

2.6.1. Сила ветрового давления учитывается только при снятии судна с мели поступательным стягиванием. При развороте судна на мели, как уже отмечалось в п.2.1.2, сила ветрового давления не учитывается ввиду ее незначительности.

2.6.2. Сила ветрового давления

, в кН [тс], спроектированная на направление стягивания, определяется по формуле

,                                          (42)

где

- давление ветра, определяемое по графику рис.21, Н/м

[кгс/м

];

- площадь парусности судна в плоскости, перпендикулярной направлению ветра, определяемая по чертежу общего расположения аварийного судна, м

;

- угол между направлением ветра и направлением стягивания, который определяется согласно рис.22,

а

,

б

, град.

Рис 21. Зависимость давления ветра

от скорости ветра

Рис.22. Схемы сил ветрового и бокового волнового давлений

2.6.3. В зависимости от направлений ветра и стягивания сила

может иметь отрицательный (рис.22,

а

) или положительный (рис.22,

б

) знак, т.е. соответственно уменьшать или увеличивать требуемое стягивающее усилие

.

 2.7. Определение сил волнового давления

2.7.1. На судно, сидящее на мели, действуют силы волнового давления, создаваемые ветровыми волнами или волнами от проходящего судна, а именно:

сила взвешивающего давления (вертикально направленная), уменьшающая опорную реакцию грунта;

сила бокового давления (горизонтально направленная), стремящаяся сдвинуть судно в направлении движения волн.

При стягивании судна с мели следует учитывать только положительное влияние силы взвешивающего давления, заключающееся в уменьшении опорной реакции грунта.

При средней длине волны

максимальное значение силы взвешивающего давления соответствует курсовому углу

=0 (см. рис.22); при

- курсовому углу

=90

°.

Максимальное значение силы бокового давления соответствует курсовому углу

=90

°.

В зависимости от глубин в районе посадки судна на мель волны, воздействующие на аварийное судно, делятся на: стоячие, разбивающиеся и прибойные.

Расчет на давление стоячих волн должен производиться при глубинах

на расстоянии от борта не более

и

(рис.23,

а

).

Рис.23. Эпюры волнового давления на корпус судна:

а - стоячих и разбивающихся волн; б - прибойных волн

При

и

(см. рис.23,

а

) расчет производится на давление разбивающихся волн.

В случае, когда

, а затем глубина постепенно увеличивается и на расстоянии от борта от 0,5

до

становится

(рис.23,

б

), расчет ведется на давление прибойной волны. При большем протяжении мелководья волна разрушается вдали от судна и действие ее на судно незначительно.

Силы взвешивающего и бокового давления определяются для момента подхода к борту судна гребня волны.

2.7.2. Сила взвешивающего давления от действия стоячих волн

, в кН [тс], при курсовых углах

=10

170

°

определяется по формуле

 

                           

,            (43)        

где

- волновой коэффициент, м/с

;

- волновой коэффициент;

- коэффициент, определяемый по графикам рис.24;

=1 т/м

- плотность воды;

- коэффициент полноты действующей ватерлинии аварийного судна;

- длина судна, м;

- ширина судна, м;

- средняя высота волны, м;

- число тонн на 1 см осадки, т/см.

Рис.24. Графики значений коэффициентов

Коэффициенты

и

принимаются равными:

=3 м/с

,

=0,3 при

=10

°;

=4 м/с

,

=0,4 при

=90

°.

Для промежуточных значений

коэффициенты

и

определяются линейной интерполяцией.

Средняя высота волны

определяется визуально либо по формуле

,                                                        (44)

где

- высота волны 3%-ной обеспеченности, м.

2.7.3. Сила взвешивающего давления от действия стоячих волн

, в кН [тс], при курсовых углах

=0

10

°

и

=170

180

°

определяется по формуле

                                     

,                                  (45)

где

- коэффициент, учитывающий увеличение в результате волнения средней осадки, определяется по графику рис.25;

,

,

,

,

и

- см. п.2.7.2.

Рис.25. Зависимость коэффициента

от отношения

2.7.4. Сила взвешивающего давления от действия разбивающихся волн

, в кН [тс], при курсовых углах

=10

170

°

определяется по формуле

                                                  

,                                          (46)

где

,

,

,

,

,

,

и

- см. п.2.7.2;

- коэффициент, зависящий от

и

, определяется по графикам рис.26.

Рис.26. Графики значений коэффициентов

2.7.5. Сила взвешивающего давления от действия прибойных волн

, в кН [тс], при курсовых углах

=10

170

°

принимается

.                                                    (47)

2.7.6. При курсовых углах

=0

10

°

и

=170

180

°

сила взвешивающего давления от действия разбивающихся волн не учитывается ввиду ее незначительности.

2.7.7. Сила бокового волнового давления от действия стоячих волн

, в кН [тс], определяется по формуле

               

,      (48)

где

,

,

,

,

- см. п.2.7.2;

- коэффициент, равный:

=1 при

=45

135

°;

=0,9 при

=30

°

и

=150

°;

=0,7 при

=0

15

°

и

=165

180

°.

Для промежуточных значений

коэффициент

определяется линейной интерполяцией;

- угол между направлением движения волн и направлением действия стягивающего усилия, град;

- коэффициент, определяемый по графикам рис.27;

- средняя осадка аварийного судна, м;

- см. рис.22;

- см. п.2.7.10.

Рис.27. Графики значений коэффициентов

2.7.8. Сила бокового волнового давления от действия разбивающихся волн

, в кН [тс], определяется по формуле

 

                                     

,                             (49)

где

,

,

,

,

- см. п.2.7.2;

- см. рис.22;

,

- см. п.2.7.7;

- см. п.2.7 4;

- см. п.2.7.10.

2.7.9. Сила бокового волнового давления от действия прибойных волн

, в кН [тс], определяется по формуле

,      (50)

где

,

,

,

,

- см. п.2.7.2;

       

- см. рис.22;

       

- средняя высота прибойной волны, определяемая визуально, м;

,

- см. п.2.7.7;

- см. п.2.7.4;

- см. п.2.7.10.

2.7.10. При

следует в формулах (48)-(50) значение

заменять величиной

, где

- ширина аварийного судна, м.

 2.8. Определение момента сил бокового волнового давления

при снятии судна с мели последовательными разворотами за оконечности

2.8.1. При развороте судна на мели в начале сдвига судна момент сил бокового волнового давления

, в кН·м [тс·м], для схем разворота судна на мели (см. рис.18,

а, б

) определяется по формуле

,                                              (51)

где

- результирующая сила бокового волнового давления в момент сдвига судна, кН [тс];

- расстояние от точки разворота до точки приложения силы

, определяемое графически согласно рис.28, м.

,                                 (52)

где

,

,

- проекция и участки проекции длины судна, определяемые согласно рис.28;

,

,

- длина и участки длины судна, определяемые согласно рис.28;

       

- сила бокового волнового давления; определяется согласно подразделу 2.7.

       

- может быть также определено по формуле

.                  (53)

Рис.28. Схема разворота судна на мели:

- точка разворота;

- разворачивающее усилие

2.8.2. При расположении точки разворота

посередине длины судна

=0.

2.8.3. В зависимости от направления движения волн по отношению к направлению разворота момент

может иметь положительный или отрицательный знак, т.е. соответственно увеличивать (см. рис.28) или уменьшать требуемое разворачивающее усилие.

2.8.4. Положение точки разворота судна

определяется согласно подразделу 2.3.

 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМОЙ СКОРОСТИ РЫВКА И ДЛИНЫ

 РАЗБЕГА СПАСАТЕЛЯ ПРИ СНЯТИИ СУДНА С МЕЛИ РЫВКОМ

 3.1. Выбор буксирного троса и определение его характеристик

3.1.1. Основными критериями при выборе буксирного троса являются: разрывное усилие, коэффициент жесткости и относительная масса каната.

3.1.2. При снятии судов с мели канаты выбирают по их разрывному усилию, которое должно составлять 0,95-1,00 для стальных и 2,0-2,5 для синтетических канатов от допустимой нагрузки на битенг или другую конструкцию спасателя, за которую крепится буксирный трос.

3.1.3. При снятии судов с мели рывком предпочтительно применять синтетические канаты с учетом требований, изложенных в п.3.1.2.

3.1.4. Жесткость

, в кН/м [тс/м], стальных канатов определяется по формуле

,                                                     (54)

где

- разрывное усилие стального каната, кН [тс];

       

- длина каната, м.

На рис.29 приведены графики зависимости жесткости

от длины

и диаметра

для наиболее употребимых в морской практике стальных канатов.