7. Расчет якорной стоянки.

7.1. Выбор рациональной длины вытравленной якорной цепи

Высота оси клюза над грунтом в метрах определяется в виде суммы

h = h₁ +2,5 = 80 + 2,5 = 82,5 м

где h₁ - глубина места стоянки в метрах, заданная в таблице.

Вес одного погонного метра якорной цепи определяется фор­мулой

q = К_Ц ∙d² ∙g ∙10^{- 2} = 2,3∙43² ∙9,81/100 = 417,2 Н/м

где К_Ц - коэффициент, который для цепей с распорками (контрфор­сами) принимается равным 2,3;

d - калибр цепи в миллиметрах, задан в таблице;

g = 9,81 м/с² - ускорение силы тяжести.

Средняя удельная держащая способность якорей Холла на единицу веса для песчаного грунта по результатам испытаний К = 3,5.

L_ОРТ = =(2∙ 82,5 ∙ 3,5 ∙ 17200 / 417,2 + 82,5² )^0,5 = 175м

Полную длину вытравленной якорной цепи L_П следует определять по формуле

L_П = L_ОРТ + а = 175+ 30 = 205 м

где а - длина уча­стка якорной цепи, лежащей на грунте (a = 30м).

погонный вес троса:

Необходимая длина провисающей длины якорной цепи:

L_ОРТ = =(2∙ 82,5 ∙ 3,5 ∙ 17200 / 76 + 82,5² )^0,5 = 371м

7.2. Определение времени снятия судна с якоря

Средняя скорость подъема якоря, vСР , м/мин	10
Продолжительность 1 периода подготовки к снятию, t1, мин	5
Продолжительность 2 периода подготовки к снятию, t2 = а/vСР , мин	1,6
Продолжительность периода подтягивания судна к якорю, t3 = (LОРТ -h)/vСР	9,2
Продолжительность отрыва якоря от грунта, t4, мин	1
Продолжительность подъема якоря от грунта до клюза, t5 = h /vСР, мин	8,25
Продолжительность обмыва якоря, t6, мин	3
Продолжительность уборки якоря в клюз и крепления по-походному, t7	2
Суммарное время снятия судна с якоря в минутах: T = t1+t2 + t3 + t4 + t5 + t6 + t7	40мин 05сек

7.3. Расчет усилий, возникающих при стоянке судна на якоре, и определение фактической длины провисающего участка якорной цепи

Сила удара волн:

Р_ВОЛН = 0,185 ∙ρ∙ h_B ∙В = 0,185∙1,025∙3∙13 = 7,4 кН = 7400 Н

Сила давления воздушного потока на надводную часть судна:

Р_В = q_B∙ (F_ДП ∙sin β_В + F₀ ∙cos β_В) ∙U_B = 76,5∙(428∙0,5 + 73,9∙0,866) ∙ 0,8 =17013,6Н

Относительная длина судна:

Ψ = L/ V^1/3 = 92/ = 7

Относительная смоченная поверхность:

Ω_ОТН = 2,24 Ψ^0,56 + 0,33(В/Т – 2) = 2,24∙7^0,56 + 0,33(13/3,32 – 2) = 7,3

Площадь смоченной поверхности корпуса судна:

Ω = 1,02∙ Ω_ОТН ∙V^2/3 = 1,02∙7,3∙ = 1284

Сила сопротивления корпуса судна течению:

Р_Т = К_Т ∙f_T ∙Ω∙ С² = 9,81∙0,18∙1284,07∙0,3² = 204,1 Н

Внешняя нагрузка:

Р_ВН = Р_Т + Р_В + Р_С + Р_ВОЛН = 204,1 + 17013,6 + 0 + 7400 = 24618 Н

Величина фактически провисающего участка якорной цепи:

L_Ф =(2∙ Р_ВН ∙h/q +h²)^0,5 = (2∙24618 ∙82,5/417,2 + 82,5²)^0,5 = 128,6 м

7.4. Определение угла отклонения якорной цепи в районе клюза от вертикали

Тогда фактический угол отклонения якорной цепи от вертикали определится фор­мулой:

Схема положения якорной цепи у клюза

На рисунке показана схема якорной цепи при ее выходе из борто­вого клюза и направление силы F по отношению к вертикали.

В работе рассчитываются два значения угла γ. Первое значение должно соответствовать длине цепи L_Ф. Второе значение угла рассчитыва­ется для случая, когда он достигает максимального значения при L_Ф = L_ОРТ, то есть когда практически усилие в цепи на месте касания с грунтом будет равно держащей силе якоря.

γ₁ = arc sin [(128,6 ² – 82,5²)/( 128,6 ² + 82,5²)] = arc sin 0,42= 25°

γ₂ = arc sin [(175² – 82,5²)/( 175² + 82,5²)] = arc sin 0,64 = 40°