Расчет размеров буксирного троса.
Рисунок 2 – Схема буксирной линии
Рассчитав полное сопротивление буксируемого судна можно найти рабочую длину стального и синтетического буксирных тросов, при котором обеспечивается горизонтальное перемещение судов на расстояние, численно равное высоте волны.
(м)
где, hB-высота волны 1,5(м);
Ki-коэффициент “игры” буксирного троса.
Для уменьшения влияния кильватерной струи на буксируемое судно длину троса примем не менее двух, трех длин буксировщика (принимаем длину равной = 360 м, равной примерно трем длинам буксировщика).
При буксировки с использованием синтетических тросов при длине 250 - 300м, они обладают достаточной “игрой” на волнение. В таких условиях упругое удлинение синтетического троса определяется по формуле:
(м)
где, - длина буксирного троса(м);
- коэффициент зависящий от типа троса(синтетический).
Провес буксирного троса зависит от его длины и массы, и уменьшается при увеличении тяги на гаке.
(м)
где, q- линейная плотность троса в воде (кг/м);
(кг/м)
где, Рвоз- вес 1м троса в воздухе(кг/м).
( кг/м)
( кг/м)
1.3 Расчёт однородной буксирной линии
Определяется свободное расхождение судов для стального троса с учетом Fг и Рраз/2, используя формулы в таблице № 3, [6]:
Таблица № 3
Весовая «игра» буксирного троса
| Нормальная нагрузка | |||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами |
| 
| 
| 
|
| a = =9019/3,74=2411,5 | f = 1802/2*2411,5= = 32400/4823= = 6,7 | x =180*(1 – 6,7/ /3*2411,5) = 180 *(1 – - 6,7/7234,5) = 180 * *(1 – 0,0001) = 180* *0,99907 = 179,83 | AB= 2 * 179,83= = 359,6 |
| Случайная нагрузка | |||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами |
| 
| 
| 
|
| a1 = 50020 / 2 * *3,74 = 50020 / /7,48 = 6687,16 | f1 = 1802/ /2*6687,16= = 32400/13374,3= = 2,4 | x1 = 180*(1- 2,4/3* *6687,16) = 180*(1- -2,4/20061,48) = =180*(1-0,0001196)= =180*0,9998 = 180 | A’B’= 2*180 =360 |
где l1 – половина длины буксирного троса (м).
Определение изменения расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии.
b=А'В'–АВ=2x1–2x
где, b- весовая “игра” буксирного троса.
b=360 – 359,6 = 0,4
Расчет упругого удлинения буксирного троса при изменении нагрузки от Fг до 0,5Рраз.
где, y- упругое удлинение;
d- диаметр троса;
- упругость троса.
м
Определение суммарного изменения расстояния между судами.
=b+y
= 0,4+1,05 = 1,45
Если hв то безопасность буксировки обеспечивается.
Если hв то необходимо уменьшить скорость буксировки или увеличить длину буксирной линии для увеличения величины .
Из произведенных расчетов видно, что не удовлетворяет аргументу безопасной буксировки hв
При: Fг = 88,45 кН
= 360 м
V = 4,2 м/с
Необходимо уменьшить скорость буксировки для увеличения величины . Для вычисления безопасной тяги на гаке и скорости примем y = 1,2 м:
; 
; 
;
Расчет однородной буксирной линии. Таблица №4.
| Нормальная нагрузка | |||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами |
|
|
|
|
|
| a = =6852/3,74=1832,1 | f = 1802/2*1832,1= = 32400/3664,2= = 8,8 | x =180*(1 – 8,8/ /3*1832,1) = 180 *(1 – - 8,8/5496,3) = 180 * *(1 – 0,001) = 180* *0,9984 = 179,7 | AB= 2 * 179,7= = 359,4 |
| Случайная нагрузка | |||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами |
|
|
|
|
|
| a1 = 50020 / 2 * *3,74 = 50020 / /7,48 = 6687,16 | f1 = 1802/ /2*6687,16= = 32400/13374,3= = 2,4 | x1 = 180*(1- 2,4/3* *6687,16) = 180*(1- -2,4/20061,48) = =180*(1-0,0001196)= =180*0,9998 = 180 | A’B’= 2*180 =360 |
где l1 – половина длины буксирного троса (м).
Определение изменения расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии.
b=А'В'–АВ=2x1–2x
где, b- весовая “игра” буксирного троса.
b=360 – 359,4 = 0,6
= 0,6+1,2= 1,8 (м)
Из произведенных расчетов видно, что удовлетворяет аргументу безопасной буксировки hв
Вывод: Буксировка при волнении 1,5 м является безопасной и эффективной при уменьшении скорости буксировки до 3,7 м/с., с тягой на гаке Fг=67,2 кН. и буксирной линии равной = 360 м
Так как на борту в наличии трос меньшего разрывного усилия (Рраз фак < Рраз рас; 405,5 < 490,5 кН), канат двойной свивки типа ЛК конструкции 6 
30 (0+15+15)+7о.с. ГОСТ 3083-80, (определённый по характеристике снабжения N’c)
Трос стальной:
Гибкий 1370(140)
Рраз фак = 405,5 кН
d = 34,5 мм
m = 3,56 кг
Скорость буксировки в зависимости от прочности буксирной линии.
(кН)
(кН)
(м/с)
(м/с)
Рассчитаем провес для данного стального троса с учетом Fг доп.
( кг/м)
(м)
Перерасчёт однородной буксирной линии для параметров троса,
имеемого на судне. Таблица № 5
| Нормальная нагрузка | ||||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами | |
| 
| 
| 
| |
| a = =8270/3,1 =2667,7 | f = 1802/2*2667,7 = = 32400/5335,4 = 6,1 | x =180*(1 – 6,1/ /3*2667,7) = 180 *(1 – 6,1/8003,1) = 180 * (1 – 0,00076) = 180* *0,99923 = 179,8 | AB = 2 * 179,8 = = 359,6 | |
| Случайная нагрузка | ||||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами | |
| 
| 
| 
| |
| a1 = 41350/ /2*3,1= =41350/6,2 = =6669,4 | f1 = 1802/ /2*6669,4= = 32400/13338,8= = 2,43 | x1 = 180*(1- 2,43/ /3*6669,4) = 180*(1-2,43/ /20008,2) = =180*(1-0,00012)= =180*0,99987 = =180 | A’B’= 2*180 =360 | |
b=360-359,6=0,4
=0,4+1=1,4 м
Из произведенных расчетов видно, что не удовлетворяет аргументу безопасной буксировки hв
При: Fг = 81,1 кН
= 360 м
V = 4 м/с
Необходимо уменьшить скорость буксировки для увеличения величины . Для вычисления безопасной тяги на гаке и скорости примем y = 1,2 м:
; 
; 
;
Перерасчёт однородной буксирной линии для параметров троса,
имеемого на судне. Таблица № 6
| Нормальная нагрузка | ||||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами | |
|
|
|
|
| |
| a = = 5705/3,1 =1840,3 | f = 1802/2*1840,3 = = 32400/3680,6 = 8,8 | x =180*(1 – 8,8/ /3*1840,3) = 180 *(1 – 8,8/5520,9) = 180 * (1 – 0,00159) = 180* *0,998406 = 179,7 | AB = 2 * 179,7 = = 359,4 | |
| Случайная нагрузка | ||||
| Параметр цепной линии | Провес буксирного троса | Половина расстояния | Расстояние между судами | |
|
|
|
|
| |
| a1 = 41350/ /2*3,1= =41350/6,2 = =6669,4 | f1 = 1802/ /2*6669,4= = 32400/13338,8= = 2,43 | x1 = 180*(1- 2,43/ /3*6669,4) = 180*(1-2,43/ /20008,2) = =180*(1-0,00012)= =180*0,99987 = =180 | A’B’= 2*180 =360 | |
где l1 – половина длины буксирного троса (м).
Определение изменения расстояния между судами за счет изменения формы буксирной линии.
b=А'В'–АВ=2x1–2x
где, b- весовая “игра” буксирного троса.
b=360 – 359,4 = 0,6
= 0,6+1,2= 1,8 (м)
Из произведенных расчетов видно, что удовлетворяет аргументу безопасной буксировки hв
Вывод: Буксировка при волнении 1,5 м является безопасной и эффективной при уменьшении скорости буксировки до 3,3 м/с., с тягой на гаке Fг=55,9 кН. и буксирной линии равной = 360 м
1.4 Особенности расчёта неоднородной буксирной линии
Если буксирная линия неоднородная, т.е. состоит из двух участков, один из которых трос или якорная цепь с большим погонным весом, а другой трос с меньшим погонным весом, то расчет выполняется следующим образом [6].
Условно делим буксирную линию (рис. 3) на четыре участка цепной линии: BE, DE, DM и AM. Участок DM - дополняющий фиктивный участок цепной линии AM. Точка М - вершина цепной линии AM, от которой отсчитывается величина х для данной цепной линии.
Две цепные линии ED и МА соединяются в точке D без какого-либо перегиба, т.е. одна цепная линия плавно переходит в другую.
Буксирная линия имеет вид, представленный на рис. 3 (с вершиной на участке легкого троса).
Длина участка DE определяется по формуле
где 
.
Рисунок 3 – Неоднородная буксирная линия
с вершиной на тросовом участке
Длина фиктивного участка DM определяется из условия равенства веса участков DM и DE:
Расчет по формулам цепной линии для четырех участков:
выполняется по формуле:
Расчёт для каждого участка выполняется дважды для условия Т = Fг и Т = Рраз.
Если при расчётах получилась величина DE < 0, это означает, что вершина цепной линии лежит на участке более тяжёлого троса (рисунок 4). Расчёты аналогичные, только в данном случае DE - фиктивный участок цепной линии ВЕ.
Рисунок 4 – Неоднородная буксирная линия
с вершиной на цепном участке.
Способы крепления буксира
Рисунок 7. Крепление буксирного троса на кнехтах
1-якорная скоба; 2-буксирный трос; 3-креплениие на первом кнехте;
4-крепление на втором кнехте; 5-кормовая рубка
Рисунок 8. Крепление браги за полуют
1-буксирный трос; 2-якорная скоба; 3-концы браги с огонами; 4-серьги;
5-кранцы; 6-проводник со скобой
Рисунок 9. Крепление буксирного троса к якорной цепи
1-буксирный трос; 2-якорная скоба; 3-удлиненное звено; 4-якорная цепь;
5-скоба; 6-стальной трос (свистов);
7-стопоры якорной цепи