Оценка условий плавания по заданному участку ВСП

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта РФ

Санкт-Петербургский Государственный Университет Водных Коммуникаций

Кафедра управления судном

Курсовая работа по ВСП

«Оценка условий плавания по заданному участку ВСП» вариант 43

Выполнил: Яковлев Ю.А. СВ - 51

Проверил : Лапидус В.М.

Санкт - Петербург 2006

1. Цель работы

Курсовая работа выполняется студентами судоводительского факультета в 10 семестре, а студентами-заочниками - на 4 курсе. Основной ее целью является закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении дисциплин «Судовождение и правила плавания на внутренних водных путях» и «Лоция внутренних водных путей», выполнение инженерных расчетов, связанных с будущей практической деятельностью по обеспечению безопасности плавания на внутренних судоходных путях (ВСП).

Курсовая работа состоит из разделов:

1 Введение.

2 Проектные данные судна типа «река-море».

3 Описание участка ВСП.

4 Расчет траектории движения судна в грузу и в балласте по заданному участку ВСП в оба направления.

5 Расчет ширины судового хода, необходимой для осуществления маневра по расхождению (пропуску) или обгону судов при заданных метеорологических факторах.

6. Расчет допустимой безопасной скорости судна при движении по мелководью и расчет просадки судна на мелководье.

7. Использованная литература.

2. Описание участка ВСП

РЕКА СВИРЬ

Река Свирь является частью Волго-Балтийского водного пути, она вытекает из Онежского озера и впадает в Ладожское озеро. Длина реки 217 км, ширина от 100 м в районе города Подпорожье до 10-12 км в Ивинском разливе. Берега реки холмистые, на большем протяжении покрыты густым лесом.

Русло Свири, за исключением ее нижнего участка, устойчивое, извилистое. Грунт в реке преимущественно глина и камень, кое-где ил и песок.

Необходимо отметить, что на реке Свирь во многих местах расположены каменистые опасности. В связи с этим посадка судна на мель при плавании по Свири влечет за собой повреждение корпуса.

На реке построено два гидроузла - Нижнесвирский и Верхнесвирский, которые разделяют реку на три характерных по русловому и водному режиму участка: нижнюю Свирь протяжением 80 км, среднюю Свирь протяжением 45 км и верхнюю Свирь протяжением 92 км.

На реке имеется более 30 островов, они преимущественно небольшие, низкие, покрытые лесом, кустарником и луговой растительностью. У островов, расположенных около берегов реки, растительный покров обычно такой же, как на берегах, поэтому их приверхи и ухвостья со стороны судового хода различить трудно.

В реку Свирь впадает около 30 притоков, наиболее значительными из них являются реки Паша, Оять, Яндеба, Важинка и Ивина. Реки Паша и Оять в нижней части судоходны.

Ветры. В течение года преобладают ветры юго-западного направления, их суммарная повторяемость 40-65%. С апреля по август дуют северовосточные ветры, повторяемость которых 20-25%.

В течение всего года преобладает ветер, скорость которого не более 5 м/с, повторяемость его 60-80%; повторяемость ветра, скорость которого 6-10 м/с, около 20%.

Штормы в районе Свири бывают редко, в навигационный период не более трех дней в течение месяца.

Туманы и осадки. Наиболее часты туманы осенью. Среднее число дней с туманом в период с августа по март изменяется от 4 до 8 в западной половине района и от 2 до 5 в восточной половине.

Среднегодовое количество осадков в районе Свири 530-600 мм. За год наблюдается от 185 до 200 дней с осадками. Самый дождливый месяц в году октябрь.

Колебания уровня. В устьевой части Свири и в ее истоке уровень воды зависит от уровня воды в Ладожском и Онежском озерах и от сгонно-нагонных ветров. Для Свири характерны значительные суточные колебания уровня в нижних бьефах Нижнесвирского и Верхнесвирского гидроузлов, связанные с режимом работы ГЭС.

В течение суток уровень воды в бьефах может изменяться на величину до 3 м. Самые низкие уровни воды наблюдаются здесь в выходные дни и ночью в рабочие дни. Влияние суточных колебаний уровня распространяется на 40 км вниз от Нижнесвирского шлюза и на 20-25 км вниз от Верхнесвирского шлюза. Это необходимо учитывать при плавании и стоянке в этих районах.

Течение. Скорость течения на Свири зависит от тех же факторов, что и колебания уровня и составляет преимущественно 0,5-3,2 км/ч. Наибольшая скорость течения (15 км/ч) наблюдается у Подпорожского моста при сбросах воды на Верхнесвирекой ГЭС.

В изгибах реки действуют свальные течения, иногда довольно сильные.

Ледовый режим. В зависимости от метеорологических условий река Свирь замерзает на срок от 3 до 6 месяцев. Процессы вскрытия и замерзания на отдельных ее участках вследствие особенностей водного режима протекают весьма разнообразно. Замерзает река обычно в конце ноября - начале декабря, а полностью очищается ото льда в конце апреля - начале мая. В некоторые годы в местах, где наблюдается большая скорость течения, сплошной ледяной покров не образуется. Теплая вода, поступающая в реку из Онежского озера, способствует разъеданию установившегося ледяного покрова в верхней части реки. В нижнем течении Свири образуются зажоры, которые сопровождаются подъемом уровня воды в пределах 0,8-3,3 м. В устье реки Свирь часто в течение всей зимы имеются полыньи. В период осеннего льдообразования судоходство наиболее затруднено в устьевой части Свири и на участках 1073-1063 км и 966-961 км.

Весенний ледоход на верхней Свири возникает дважды. Сначала река освобождается от собственного льда, затем по ней идет лед с Онежского озера. Как правило, озерный лед проходит спустя одну-две декады после речного. Бывают годы, когда второго ледохода не наблюдается.

Продолжительность весеннего ледохода на реке Свирь в среднем 4-5 суток, осеннего - значительно больше.

Сведения о ледовых явлениях на реке Свирь

Пункт наблюдения	Дата начала ледостава	Дата очищения ото льда
	ранняя	средняя	поздняя	ранняя	средняя	поздняя
Город Поденное Поле Поселок Важины Поселок Вознесенье	13.XI 1.Х1 12.XI	9.XII 15.XII 9.XII	12.1 14.11 27.ХП	12.1V 11. IV 16.IV	27.IV 27.IV 13.V	12.V 14.V 3.V1

Предупреждения

Якорные места. Становиться на якорь можно почти на всем протяжении участка, выбирая якорное место в зависимости от осадки судна и метеорологических условий.

Глубины на участке 4-16 м , грунт-глина и камень.

3. Расчёт параметров движения судна на прямолинейном и криволинейном участках ВСП

На внутренних судоходных путях (ВСП) РФ радиолокационная проводка судов с помощью судовых РЛС осуществляется без дополнительной графической обработки радиолокационной информации. Такая проводка может быть успешной при условии, что судоводитель знает специальную лоцию данного района, маневренные характеристики судна, технические возможности РЛС. Кроме этого судоводитель должен уметь разбираться в деталях радиолокационного изображения и идентифицировать его с радиолокационными ориентирами на местности, определять границы судового хода, оценивать местоположение судна на судовом ходу, сто курс и скорость.

Проводка судов по внутренним судоходным путям подразделяется на две части в зависимости от конфигурации судового хода: движение по прямолинейному участку и прохождение криволинейного участка.

При прямолинейном движении ориентация судна производится по компасу (гирокомпасу) и PЛC на различных шкалах дальности в зависимости от продолжительности прямолинейного участка и наличии плавучей обстановки и береговых ориентиров, фиксирующих курсовую черту. Ориентация происходит либо по курсу, либо по направлению на север («по норду»).

На прямолинейном участке с помощью РЛС и карты определяется протяженность пути S, км следования по прямой линии и рассчитывается время t, мин. прохождения этого участка по формуле

(1)

где V- скорость судна в км/час.

Отмечая компасный курс К1 и учитывая время прохождения, судоводитель удерживает судно на этом курсе до тех пор, пока прямолинейный участок не будет пройден и не возникнет необходимость выйти на новый курс K2 При подходе к точке поворота судового хода необходимо заблаговременно по карте и с помощью визира определить точку поворота и угол поворота судового хода а=K1-K2 лечь на новый компасный курс К2 с соответствующей корректировкой.

Корректура курса выполняется с помощью указателя угловой скорости, репитера гирокомпаса и РЛС. Радиолокационный ориентир по отношению к курсовой черте должен быть зафиксирован, стрелка указателя поворота угловой скорости должна занимать нулевое положение, а на репитере гирокомпаса отображаться значение нового курса.

При движении судов по криволинейному участку проводку производят с помощью указателя угловой скорости поворота и РЛС. Поворот на новый курс производится с определенной угловой скоростью w, зависящей от радиусов кривизны судового хода R (радиус кривизны снимается с карты) и скорости судна V. Зная скорость хода судна и радиус кривизны, определяем угловую скорость

(2)

Для того чтобы выразить угловую скорость в градусах в минуту (шкала указателя скорости поворота проградуирована в град./мин.), необходимо ввести поправочный коэффициент, равный 0,95, Тогда формула определения угловой скорости поворота в градусах в минуту будет иметь вид

(3)

Приведенные выше соотношения лежат в основе разработки расчетной части предлагаемой штурманской схемы.

Для практического применения удобно использовать затабулированные в отдельной таблице значения угловой скорости в зависимости от радиуса закругления и скорости судна. Зная угол поворота судового хода а и расчетную угловую скорость, определяется время t, выполнения поворота

(4)

Расчёты

Используя ф-лы 1-4 получаем:

1. Прямолинейный участок S=700 м. К=279,7° t=4,2 мин

2 Криволинейный участок S=200 м. R=2300 м. t=2,4 мин. ? =4,1 °/мин

3 Криволинейный участок S=0,2 км. R=560 м. t=2,4 мин. ?=17 °/мин

4 Прямолинейный участок S=1,6 км. К=270° t=9,6 мин.

Штурманская схема LaMo предварительной прокладки маршрута

Любой взятый для проводки участок ВСП предварительно наносится на штурманскую схему, обозначенную ниже аббревиатурой LaMo, На этой схеме в левой колонке таблицы приведены в текстовой форме основные параметры, характеризующие рассматриваемый участок водного пути. В правые колонки заносятся численные значения этих параметров для каждого отрезка пути. В частности, в эти колонки заносятся результаты расчета угловой скорости на всех имеющихся поворотах данного участка водного пути.

Прохождение криволинейного участка производится следующим образом. При выходе в точку поворота судового хода из предварительно составленной штурманской схемы LaMo выбирается расчетная угловая скорость to, и судоводитель, манипулируя перекладкой руля, выдерживает ее в течение всего поворота. Одновременно необходимо следить по РЛС и репитеру гирокомпаса, на какой угол повернуло судно и точно определить момент окончания поворота, к которому угловая скорость должна быть полностью погашена.

В процессе управления судном с применением указателя угловой скорости судоводитель должен помнить, что возвращение стрелки указателя в нулевое положение не означает, что судно вышло на истинный курс, погасив инерцию (раскатку) вращения. Поэтому необходимо постоянно следить не только за положением стрелки указателя угловой скорости судна, но и за положением ориентира относительно курсовой черты на индикаторе РЛС, а также за отсчетом курсов на репитере гирокомпаса.

Необходимым условием такой успешной проводки является оборудование речного судна необходимым набором бортовых навигационных приборов, в который должны входить РЛС, индикатор угловой скорости и гирокомпас

Километраж	1027-1027,7	1027,7-1029	1029-1030,6	1030,6-1030,8	1030,8-1034
Плавучая нав. Обстановка.	_______	Белый буй №7	Кр. буй №10	________
Наименьшая глубина с/х	9,4 м	11 м.	5,3 м.	11 м	5,1
R закруглений	-	R=2,3 км	R=560	-
? и t	-	t=2,4 мин. ? =4,1 °/мин	t=2,4 мин. ?=17 °/мин	-
ГКК, S и t	К=279,7°, S=0.7 км., 4, t=4,2 мин	1,3 км	K=270. S=1,6 T=9,6	S=0,2 км.	K=229 S=3,2 T=19,2
Координаты опорных точек	N60 60.58'35” E34 24.42	N60 60.58'30” E34 23.48	N60 60.58'05” E34 22.03	N60 60.58'01” E34 21.49
Пеленг, дистанция точек поворота.	D=0,38 км ИП=285°	D=0,48 км ИП=64,5°	D=0,2 км ИП=84°	D=0,26 км ИП=318
R закруглений	-	R=2,3 км	R=560	-
? и t1	-	t=2,4 мин. ? =4,1 °/мин	t=2,4 мин. ?=17 °/мин	-
ГКК, S и t	99,7° 0,9 км, 4,5 мин	1,3 км	0,2 км	229°
Координаты опорных точек	N60 60.58'30” E34 23.48	N60 60.58'35” E34 24.42	N60 60.58'01” E34 21.49	N60 60.58'05” E34 22.03
Пеленг, дистанция точек поворота	D=0,48 км ИП=64,5°	D=0,38 км ИП=285°	D=0,26 км ИП=318°	D=0,2 км ИП=84

5. Осуществление безопасного маневра расхождения (пропуска) и обгона с учетом влияния гидрометеорологических факторов

В 5-м разделе необходимо самостоятельно выбрать участок пути из заданного района ВСП, где возможно выполнить расхождение, пропуск иди обгон судов, обосновать этот выбор и произвести расчет ширины 2-х полос, занимаемых судами (в грузу и в балласте) с учетом внешних факторов, воздействующих на суда.

Расчет ширины судоходной полосы (Всп) определяется по формуле:

Bсп=L sin С + В cos С + Vc t sin ??, (5)

Где

L - длина судна (из проекта), м; В - ширина судна (из проекта), м;

С - общий угол дрейфа;

Vc - скорость судна на данном участке пути, м/с;

t - время рыскания, с;

?? - угол рыскания в градусах.

Общее выражение Vc t sin Р в зависимости от проекта судна колеблется от 2,8 до 5,7 метра.

Вектор скорости ветрового воздействия на судно определяется по формуле:



где Sп - площадь парусности (из судовых документов), м2,

Sт - площадь смоченной поверхности подводного борта (определяется произведением длины судна на среднюю осадку судна), м2,

р - эмпирический коэффициент бокового смещения, учитывающий массовую плотность воздуха и коэффициент силы сопротивления воды.

p=0,04

VB -скорость ветра, м/с.

Величина угла дрейфа определяется векторным построением сил движения судна Vc и внешних сил, действующих на судно VB и VT.

Расчёты:

внутренний судоходный путь мелководье

1)

L=95 м.

B=13,22 м.

м.

K1=279,7°

Vв=7 м/с -270°

Sп=Sм+Sтр

Sт=95*(6-2,25)=356 м2

Sп=241+25+212=479 м.

Vc=2,7 м.

V'в=0,5 м/с

°

Bсп1=95*sin8+13,22*cos8+5,5= м.

2.Kc=99,7°

°

Bсп2=95*sin10+13,22*cos10+5,5= м.

6. Расчет безопасной скорости и просадки судна на мелководье

Далее в курсовой работе (разделы № 6, 7) из задания необходимо выбрать с карты ВСП самый мелководный участок пути и произвести расчеты по определению безопасной скорости движения судна, не создающей критической просадки судна кормой, по эмпирической формуле:

(7)

где g - ускорение свободного падения, м/с2,

Запас воды под днищем судна ?Нсм определяется по формуле

?Нсм = Н-Т, (8)

где Н - глубина судового хода, м,

Т - осадка судна, м .

Для расчетов коэффициент 0,8 (отношение проектной скорости к осадке) применять при ?Нсм < 0,5 м, при ?Нсм > 0,5 м считать коэффициент равным 1,0.

Просадки не просчитывать при Н > 3 Т. Просадка судна определяется по формуле:

где Vc - проектная скорость судна, м/с.

Расчёты:

Н=5,1 м

Т=4,1 м.

1) ?Нсм = Н-Т=5,1-4,1=1 м.

2) ?11 км/ч

3)

При движении по этому участку следует придерживаться скорости 11 км/ч, а в случае расхождения или на мелководных участках сбавлять скорость до 9 км/ч. При этом следует осуществлять движение с особой осторожностью см. Предупреждение.

8. Вывод

Данный участок выбран для расхождения судов с учётом следующих факторов.:

1. На данном участке реки Свирь 1027-1034 км. этот отрезок не нагружен якорной стоянкой, что в свою очередь увеличивает его полезную ширину (ширину с/х).

2. Участок прямой L=3,2 kм., без изгибов, что не мешает обзору и избавляет судоводителя от необходимости контролировать поворот судна и тем - самым не полностью концентрироваться на расхождении.

3. Ширина участка B=120 м., что больше 3-х ширин судна 3Bc=39м. с учётом ветрового воздействия и действия течения.

4. Вектор течения направлен вдоль с/х, что облегчает расчет расхождения, т.к. не требует расчёта сноса судна.

5. С учётом заданного векторов течения и ветра нос судна, идущего сверху будет отброшен в сторону берега, а с учётом повышенного давления воды по носу судна это ветровое воздействие будет частично или полностью перекрыто.

6. Глубины на с/х на данном отрезке пути больше, чем на любом другом отрезке на данном участке 1027-1034 км., что препятствует явлению подсоса, наблюдаемом на малых глубинах.

7. Для удобства контроля расхождения и контроля местоположения судна на с/х имеются створы, как для судов идущих вверх, так и для судов, идущих сверху.

7. Вследствие того, что участок достаточно продолжительный судоводители расходящихся судов имеют достаточный запас времени для предварительных манёвров перед расхождением, оставления запаса воды между судами.

8. Участок обеспечен плавучим навигационным оборудованием, что в свою очередь помогает судоводителям контролировать положения судов.

9. Список использованной литературы

1. Методичесские указания к выполнению курсовой работы «Судовождение и правила плавания на ВСП» Авторы: Ю.Г.Андреев, В.М.Лапидус; СПГУВК, 2003 г.

2. Атлас единой глубоководной системы Европейской части РСФСР т.3 ч.1

3. Правила плавания на ВВП РФ Москва 2003 г.

Размещено на Allbest.ru