Расчет длины буксирной линии из синтетического каната

Буксирная линия, изготовленная из синтетического каната достаточной длины, полностью обеспечивает расхождение судов во время их орбитального движения на волнении за счет упругой деформации каната. Формула упругой деформации синтетического каната имеет вид

, (7.8)

где l — длина каната, м;

Т_т — наибольшее допустимое напряжение в канате, тс; Т — рабочая нагрузка каната, тс; Т _р— разрывная прочность каната, тс;

а — безразмерный коэффициент, зависящий от материала и конструкции каната (табл. 7.2).

Таблица 7.2 Значения коэффициента а

 

Тип каната	Название полимера	Значение коэффициента а
Плетеный восьмипряд-ный	Полиамид Полипропилен Полиэфир	3,5 11
Крученый восьмипряд-шй	Полиамид Полипропилен Полиэфир	2,8 7,5

Конкретные названия полимеров, из которых изготавливаются синтетические канаты в различных странах, приведены в табл. 7.3.

Таблица 7.3 Название полимеров

 

 

Страна-изготовитель	Вид синтетического материала
Полиамид	Полиэфир	Полипропилен
СССР ГДР ПНР Голландия США   ФРГ Англия Япония   Италия	Капрон Дедерон Стинол Типтолон Капролан Нейлон Перлон Нейлон Грилон Нейлон Нейлон	Лавсан Ла нон - Типтолит Дакрон - Д и осей Терилен Теторон - -	Полипропилен Полипропилен - Гриполен Полипропилен - Полипропилен Ульстрон Полипропилен - Полипропилен

Синтетические канаты нестойки к истиранию. По этой причине их не следует проводить через клюз. Буксирную линию рекомендуется выполнить в виде длинной вставки и оба конца с помощью скоб закрепить к коротким стальным стропам. При отсутствии коушей огоны синтетического каната можно оклетневать парусиной.

Учитывая худшую по сравнению со стальными тросами стойкость синтетических канатов к внешним воздействиям, Регистр СССР требует, чтобы их разрывная прочность была не менее 1,4—1,6 разрывной прочности стальных канатов. Поскольку минимально допустимый запас прочности линии должен быть не менее двух, то наибольшее допустимое напряжение в синтетическом канате Т _maxне должно превышать 30% от его разрывной прочности Т _р. Подсчеты по формуле (7.8) показывают, что работа синтетического каната в диапазоне нагрузок 20—30% от разрывной при буксировке судов малого и среднего тоннажа является наиболее приемлемой с точки зрения как длины, так и относительного удлинения каната при расхождении судов на волнении. Поэтому выбирать канат целесообразно исходя из рабочей нагрузки Т (тяга на гаке на спокойной воде), равной 20% от разрывной Т _р. Тогда формула (7.8) упростится:

. (7.9)

Аварийная буксировка

Особенностями аварийной буксировки транспортным судном являются ограниченность средств, используемых для устройства буксирной линии, и отсутствие в большинстве случаев точной исходной информации для выполнения необходимых расчетов.

Согласно Правилам Регистра СССР, суда длиной до 180 м снабжаются буксирным канатом в обязательном порядке, а суда длиной более 180 м буксирного каната могут не иметь. Штатные буксирные канаты имеют длину 180—300 м с разрывным усилием 10—150 тс.

Учитывая, что из-за влияния кильватерной струи длина буксирной линии не должна быть менее двух длин буксировщика, можно сделать вывод, что длительная буксировка с помощью одного буксирного каната допустима только для маломерных судов. Во всех остальных случаях необходимо устройство комбинированной линии с целью удлинения ее и улучшения амортизационных свойств.

Выбор типа буксирной линии зависит от назначения буксировки, размеров буксируемого судна, состояния погоды.

Если предполагается длительная буксировка (в течение нескольких суток) и нет особой срочности в приготовлении и подаче буксира, целесообразно выполнить расчеты прочности и длины линии и на основании этих расчетов оценить возможность использования имеющихся в распоряжении средств.

Буксирную линию достаточной длины можно получить путем сращивания буксирных канатов буксировщика и буксируемого судна (может быть использован также канат стоп-анкера) или сооружения комбинированной линии из буксирного каната и якорь-цепи буксируемого судна, а также с использованием вставки из синтетического каната.

Линия, составленная из буксирных канатов, проще в изготовлении и оказывает незначительное сопротивление движению, когда канат в воде. Комбинированная линия из буксирного каната и якорь-цепи прочнее, обладает лучшими амортизационными свойствами, позволяет менять свою длину (если есть питание на брашпиле) в пределах длины якорь-цепи в процессе буксировки, но оказывает большое сопротивление движению и при длительных буксировках требует отклепывания якоря.

Рассмотрим пример длительной аварийной буксировки транспортным судном другого транспортного судна, лишенного хода.

Буксировщик: сухогрузный теплоход в полном грузу; дедвейт — 13200 т, мощность главного двигателя — 7400 кВт; техническая скорость — 17 уз; длина — 150 м; снабжается буксирным канатом длиной 240 м, диаметром 52 мм, с разрывным усилием 104500 кгс.

Буксируемое судно: сухогрузный теплоход в полном грузу; дедвейт — 6000 т; мощность главного двигателя — 3700 кВт; скорость — 14 уз; длина — 122 м; диаметр винта — 4,6 м; снабжается буксирным канатом длиной 220 м и диаметром 43,5 мм, с разрывным усилием 62 500 кгс.

Для оценки тяги на гаке, скорости и, следовательно, необходимой прочности буксирной линии составим таблицу сопротивлений буксируемого судна (табл. 7.4) и построим диаграмму буксировки (рис. 7.3). Сопротивление винта будем рассчитывать по формуле (7.3), а сопротивление корпуса судна на спокойной воде определим по зависимости

,

где R _i-1— тяга в режиме полного хода;

v _i-1— максимальная техническая скорость судна.

Таблица 7.4