Расчет параметров якорной стоянки

Держащая сила якорного устройства

Держащей силой якоря называется наименьшее усилие, которое нужно приложить в направлении веретена, чтобы сорвать его с грунта. Держащая сила якорного устройстваЯкорные устройства буксирных судов зависит от типа якоря, характера грунта и длины вытравленной якорной цепи.

Наибольшую величину держащей силы T_яу якорного устройства определяют по формуле:

$T_{я}=k{P}_{я}+f{P}_{ц}$

где:

• k – коэффициент держащей силы, зависящей от типа якоря и характера грунта (табл. 1);
• P_я – масса якоря, т;
• f – коэффициент трения цепи о грунт (в среднем равен 0,3÷0,6);
• P_ц – вес якорной цепи, лежащей на грунте, равен 0,18d²*lц, т;
• l_ц – длина якорной цепи, лежащей на грунте, м.

 
Приведенные в таблице коэффициенты относятся к действию постоянного долговременного тягового усилия. При действии тягового усилия в виде отдельных кратковременных рывков держащая сила может оказаться больше расчетной в 2-3 раза.

Предлагается к прочтению: Выбор места якорной стоянки

Наибольшей держащей силой якорь обладает, когда его веретено занимает горизонтальное положение (рис. 1). В противном случае якорь теряет часть дер­жащей силы. Так, при тяговом усилии, направленном к поверхности грунта под уг­лом 15°, держащая сила якоря уменьшается до 50 %.

Внешние силы, действующие на судно, стоящее на якоре

Условие безопасной якорной стоянкиБезопасная якорная стоянка – сумма внешних воздействий должна быть меньше держащей силы якорного устройства: R_вн ≤ T_яу (рис. 2). Определяем сумму сил от внешних воздействий:

$R_{вн}=R_{А}+R_{т}+R_{ин}+R_{волн}$

Сила воздействия от ветра R_А зависит от скорости ветра, площади обдуваемой поверхности и определяется по формуле:

$R_{А}=0,8W^2{S}_x, н;$

где:

• S_х – лобовая площадь парусности, м²;
• W – скорость ветра, м/с;

Сила воздействия от течения R_m равна:

$R_{т}=60S_{м}{V_{т}}^2, н;$

где:

• S_xn – площадь подводной части миделя, м²;
• V_m – скорость течения, м/с.

Инерционные силы R_uн (силы, возникающие при рыскании) принимаются равными весу якоря в воде:

$R_{ин}=8,5P_{я}, н;$

где:

• P_я – масса якоря, кг.

Для учета сил ударов волн о корпус судна вводят коэффициент динамичности K_б, который принимают равным 1,4−1,7.

Итак, держащая сила якорного устройства должна быть более суммы всех внешних сил, действующих на судно, в противном случае якорь будет ползти, H:

$T_{яу}\ge R_{вн}=K_{д}(R_{А}+R_{т}+R_{ин})$

При определении безопасности якорной стоянки необходимо учитывать дополнительное гидродинамическое давление воды, создаваемое течением, которое зависит от глубины под килем судна (рис. 3).

Расчет длины якорной цепи при постановке на один якорь

Расчет безопасной якорной стоянки заключается в решении двух задач:

• Определение длины якорной цепи, необходимой для удержания судна на якоре;
• Определение радиуса безопасной якорной стоянки.

Оптимальная длина якорной цепи, необходимая для надежного удержания судна на одном якоре при данных гидрометеоусловиях определяется следующим образом:

$L_{яц}=0,17(\sqrt{R_{вн}/q*(67,5h_{кл}+R_{вн}/q)}–R_{вн}/q), м;$

где:

• q – линейная плотность 1 м цепи в воде, кН/м;

$q=0,00018{d_{ц}}^2$

• d_ц – калибр якорной цепи, мм;
• h_кл – высота клюза над грунтом, м.

Радиус якорной стоянки складывается из суммы следующих величин:

$R=L_{яц}+Lc+\Delta L,$

где:

• L_яц – длина отданной якорной цепи, м;
• L_с – наибольшая длина судна, м;
• ΔL – навигационный запас на случай дрейфа или маневрирования при съемке с якоря, м.

Площадь круга, ограниченного радиусом R, называется местом якорной стоянки.

Читайте также: Правила технической эксплуатации якорного устройства

Для судов, имеющих якорь Холла и цепные якорные канаты, количество смычек, которое необходимо иметь на клюзе при благоприятных условиях погоды (ветер до 3–4 баллов) и незначительном течении, приблизительно можно определить как корень квадратный из глубины n = √h_гл.

Действия ВПКМ при подходе к якорной стоянке

При подходе к месту якорной стоянки необхо­димо:

• Предупредить вахтенного механика, старшего механика (при отсутствии вахты в машинном отде­лении), проверить связь и сличить часы с ЦПУ МО;
• Предупредить боцмана о планируемом времени постановки на якорь;
• Рассчитать время подхода к месту якорной стоянки с учетом снижения скоро­сти судна;
• В указанной капитаном точке дать команду о переводе главного двигателя в маневренный режим;
• Определить место судна наиболее точным способом;
• Включить эхолот, установив сигнализацию на заданную глубину;
• Установить УКВ канал для связи с лоцманской станцией (если необходимо) и дать указание о подготовке лоцманского трапа;
• Установить (в случае необходимости) связь со службой управления движением судов (VTS), уточнить время и место постановки на якорь;
• Проверить и подготовить средства флажной, световой и звуковой сигнализации, дополнительные средства сигнализации, требуемые местными правилами;
• Перейти на ручное управление рулем;
• Проверить связь мостика с баком;
• Усилить наблюдение за судами, маневрирующими в районе якорной стоянки и снимающимися с якоря;
• Во время постановки на якорь действовать по указаниям капитана.