2.Zapas wody pod stępką- składowa statyczna.Rezerwa wody pod stepką R=Rs+Rd+dR Rs-rezerwa statyczna Rd-r.dynam dR -błąd oceny poprawekRs-nie zależy od ruchu statku i jest stała dla danego akwenu Rs=SRi.R1-rezerwa wody na błąd sondaży (zależy od gł akw)R2-rez nawigacyjna (nieciągłość sondaży) 1.Niepełna znajomość i czystość dna 2.bł interpolacji poszczególn sondowaniami 3.skutki ewentualn zetknięcia się kadłuba z dnem.R3-rez na zamulanie (0,1¸0,3m) 1.Rodzaj akw 2.Częstość wykon sondaży.R4-rez na błąd określ wys pływu (tzw okno czasowe) 0,1m-akw pływowe 0,0m-akw bezpływ.R5-rez na błąd określ stanu wody (wahania poz wody w stos do „0” mapy) 0,1m-akw o małych wah stanu wod 0,2m-akw o dużych wah poz wod dla krótkotermin prognozy do 4h 0,3¸0,6m-akw o dużych wah poz wod dla długptermin prognozy (doba i więcej).R6-rez na bł określ zanurzenia st (0,1¸0,3m) Przyczyny zmian zanurzenia: 1.Zmiany ciężaru spowodow zużyciem paliwa i zapasów 2.Przeprowadzonych operacji balastowych 3.Zmiany zasolenia wody 4.Odkształc kadłub.R7-rez na bł oceny przechyłu st R7=0,00875 *B*a [m] B-szer st a-kąt przechyłu 1.Błąd trudności utrzymania st w pion 2.Przechyły związ ze zmianami kursu Bł utrzym w pion£1*
3.Osiadanie statku w ruchu.Przyczyny osiadania: 1.W okolicach dziobu i rufy powst podwyższenie poziomu wody 2.Obniż poz wody wzdłuż równoległej części kadłubaOsiadanie jako rezultat obniżenia kadłuba statku na skutek różnej pełnotliwości dziobu i rufy w stosunku do środkowej części kadłubaUwaga: 1.Obniżenie nie zawsze jest równoległe do lustra wody 2.Może wyst przegłębienie R8=f(T/H,Vs,s) s=Fs/F T-zanurz st H-głęb akw Vs-v st s-współ prześwitu całk Fs-pole pow owręża st pozostając pod wodą f-pole pow przekroju akwWnioski: 1.Przebieg zmian wlk osiadania można przewidywać tylko dla warunk opływu ustalonego, więc dla prędk podkrytycznych czyli mniejszych od v fali grawitacyjnej 2.Przebieg zmian wlk osiad w war opływu burzliwego, wyst prz v nadkrytyczn, nie jest obecnie możl do przewidyw 3.Wlk osiad wzrasta zawsze wraz ze wzrostem v danego st, kt porusza się na akw o jednak głęb i szer 4.Zakładaj stałą szer i głęb akw i stałą v st, wlk osiad wzrasta wraz ze wzrost wlk rozpatrywanych jednostek, a więc ich dł szer zanurz 5.Zakład nie zmieniające się wymiary gł st oraz stałą v st, wlk osiad wzrast ze zmniejsz się głęb i szer akw, dlatego też mniejsze osiad wyst na płytkowodziu i większe na pogłębionym torze wodnym a największe w kanaleInne przyczyny osiadania-wpływ ruchu statku poza osią kanałuZejście z osi kanału i zbliżenie się do jednego z brzegów powoduje wzrost osiadania statkuWielkość wzrostu jest zależna od prędkości statku, prędkości rzędu 4 w powodują niewielkie przyrosty osiadania, podczas gdy prędkości w granicach 8 -10 w wiążą się ze znacznymi przyrostamiNależy spodziewać się, iż zejście z osi kanału może powodować wzrost osiadania o 50% lub więcej stosunku do wielkości obserwowanej podczas żeglugi wzdłuż osi.-wpływ mijania się statkówPodczas mijania się statków w kanale może to być 100%Podwojenie osiadania obserwowano podczas żeglugi obu jednostek o bardzo małych prędkościach rzędu 4-5wZwiększenie prędkości obu jednostek od 8 do 9w pociągało wzrost osiadania każdej z nich tylko o 50%-wpływ wyprzedzania się statków – wzrost do 100%
-kształt kadłuba – smukłość (L/B), gruszka-śruba – zatrzymanie śruby i śruba nastawna to wzrost osiadania. Vp-prędkość prądu.to-średni czas obracania statku[s].Rezerwa wody pod stępką na obrotnicy.1. Akwen częściowo osłonięty (fala Hf około 1m).!(tutaj wzór ma być)!2. Akwen całkowicie osłonięty od faliBasen portowyMusi być zachowana rezerwa wody pod stępką Warunek bezp. manewru H≥T+RH-głębokość akwenuT-zanurzenie st.
4.Pas ruchu statku na prostoliniowym odcinku toru wodnego (metody deterministyczne)1. statek wskutek oddziaływania czynników zbacza z założonego kursu, odchodząc od osi toru (przesunięcie boczne)2. nawigator po zauważeniu odejścia od osi toru (przesunięcia bocznego) podejmuje działanie w celu sprowadzenia statku na oś toru. Moment podjęcia działania zależy od dokładności określenia pozycji, w szczególności od błędu kierunkowego w stosunku do osi.3.statek, mimo podjęcia działań nawigatora jeszcze przez jakiś czas zwiększa przesunięcie boczne osiągając wartość maksymalną (spowodowaną bezwładnością ruchu statku).4.statek wraca do osi toru wodnego posiadając tendencję ruchu do przejścia osi toru na drugą stronę.5. nawigator musi w odpowiednim momencie podjąć działanie zapobiegające nadmiernemu przejściu na drugą stronę osi toru. Zależy to znowu od dokładności określania pozycji (sytuacja powtarza się).d=nw*B.nw-współ. zależny od warunków oddziaływujących na ruch statku.B-szerokość statku.
ni-cząstkowe współczynniki
hp-podstawowa szerokość pasa ruchu.hi-dodatkowe szerokości spowodowane czynnikami oddziaływującymi na ruch statku.hl-szerokość pasa brzegowego po lewej burcie.hR-szerokość pasa brzegowego po lewej burcie
5. Pas ruchu statku na prostoliniowym odcinku toru wodnego (met. probabilistyczna)Rejestruje się wiele przejść statków i opracowuje wyniki. Rejestruje się kolejne położenie statku (pozycja, kurs) tzn mas ich odchylenia. Badanie odcinka dzieli się na pasy ruchu prostopadłe do osi toru tak aby zmiana ruchu w nich nie była duża. Rozkład normalny – średnia wartość i odchylenie standardowe.Szerokość pasa ruchu .hj= Hlj+Hpj.Hlj=dlj+cσlj Hlj=dpj+cσpj.Hj-szerokość pasa ruchu w j-tym pasie ruchu.Hlj, Hpj-szerokość pasa ruchu w lewo lub prawo od osi toru.dlj, dpj-średnie i max odległości skrajnych punktów statku na lewo lub prawo od osi toru w j-tym pasie akwenu.
dlji, dpji – max odległości skrajnych punktów statku na lewo lub prawo od osi w i-tym przejeździe dla j-tego pasa toru.σlj, σpj-odchylenie standardowe max odległości skrajnych punktów statku na lewo lub prawo od osi toru w j-tym pasie toru
6. Pas ruchu statku na zakolu toru wodnego Met Kanału Panamskiego.WARUNEK-ciągła pozycja na współrzędnych torowych.P(0,95)≤ 0,25B τ=0.α<2° β<1°.h=k*B+2dr.h-szerokość pasa ruchu [m].B-szerokość statku [m].k-współ. określany eksperymentalnie.dr-rezerwa szerokości pasa ruchu [m].α-kąt dryfu.β-kąt znosu.Współczynnik k.- przy kącie znosu kąt zw ≤ 26°.k=3,75 dobra sterowność mk≤1°.k=3,70 średnia sterowność 1°<mk≤2°.k=4,15 pogorszona sterowność 2°≤mk≤3°.- przy kącie zwrotu kąt zw do 40°.k=3,85 dobra ster. Mk≤1°.k=4,40 średnia ster. 1°<mk≤2°.k=4,90 pogorszona ster. 2°≤mk≤3°.mk-średni błąd kwadratowy utrzymania statku na zadanym kursie.Zmodyfikowana met. Kanału Panamskiego.- dowolny sys. określania pozycji.α<2° β<1°.h=2 dn (0,95) +k*B+2dr.
7. Akweny manewrowania przy wejściu do portu, w basenie portowym i na obrotnicy.Wyznaczanie obszaru manewrowania w basenie portowymMusi być zachowana rezerwa wody pod stępką. Warunek bezpieczeństwa manewru:H>=T+R.H – głębokość akwenu.T – zanurzenie statku.R – rezerwa wody pod stępką.R = Rs + Rd.Rs – rezerwa statyczna.Rd – rezerwa dynamiczna.Rezerwa statyczna nie zależy od ruchu statku i jest stała dla danego akwenu.Rs = E Ri.R1 – rezerwa nawigacyjna (min 1 stopa pod kilem).R2 – rezerwa na zamulenie.R3 – rezerwa wody na błąd sondażowy.R4 – rezerwa na błąd określenia wysokości pływu.R5 – rezerwa na błąd określenia stanu wody.R6 – rezerwa na błąd określenia zanurzenia
R7 – rezerwa na błąd oceny przechyłu (błąd trudności utrzymania statku w pionie; przechyły związane ze zmianami kursu).R8 – rezerwa na falowanie (długość i szerokość statku; prędkość; wysokość i długość fali; kąt kursowy fali).Rezerwa na niskie stany wody-to różnica między wieloletnim średnim poziomem morza (SW),a średnim poziomem wieloletnim z najwyższych rocznych (SNW).Poziomy morza: WWW (najwyższy zaobserwowany poziom morza); WW (najwyższy poziom morza zaobserwowany w danym czasie); SWW (poziom); SW (średni poziom morza); NW (najniższy poziom morza); NNW (najniższy dotychczas zaobserwowany poziom morza).Poziom zerowy morza Pz = Ams.Zero Kronsztadzkie Mkron = Mams + 0,08.Pz – NN55 (normalnull)NN55 odpowiada zeru głównego reperu dla obszaru Polski.Ams – zero Amsterdamskie, wodowskaz o 16,2 cm wyżej od poziomu morza Północnego.Wyznaczanie wymiarów obrotnicy metodą deterministyczną i probabilistyczną (symulacyjną).Obrotnica-miejsce przeznaczone do wykonania dużej zmiany kursu przez statek na niewielkim obszarze.Rozmiary akwenu manewrowego na obrotnicy zależą od szeregu czynników tj.: parametry statku i akwenu manewrowego, panujące warunki hydrometeorologiczne, technika wykonywanego manewru, liczba oraz moc holowników, system określania pozycji itp. Ze względu na liczbę tych czynników, w chwili obecnej niemożliwe jest dokładne analityczne wyznaczenie parametrów obrotnicy.Analityczne(deterministyczne):
W praktyce nawigacyjnej stosowane są przybliżone metody określania wielkości bezpiecznych akwenów manewrowych podczas obracania statku:- Metoda stosowana na akwenach bezprądowych określa akwen manewrowy jako koło o średnicy Do równej półtora długości statku L.Do= 1,5 L [m].- Metoda stosowana na akwenach z prądami określa akwen manewrowy jako figurę powstałą z obwiedni dwóch okręgów o średnicy równej półtora długości statku, gdy odległość między ich środkami odpowiada drodze, którą przebędzie statek pod wpływem działania prądu w czasie manewru obracania. Długość obrotnicy lo = 1,5 L + Vpp * to [m].Szerokość obrotnicy bo = 1,5 L [m].gdzie: lo– długość obrotnicy, bo – szerokość obrotnicy, L- długość statku, Vpp – prędkość prądu, to- średni czas obracania określonego statku .Symulacyjna: (jest najdokładniejsza).Wymiary bezpiecznego akwenu manewrowego na obrotnicy w badaniach symulacyjnych określane są we współrzędnych radialnych po przyjęciu środka współrzędnych wewnątrz akwenu manewrowego:rα = rα śr + k* sα.gdzie: rα –promień wodzący bezpiecznego akwenu manewrowego na obrotnicy w namiarze α.rα śr- średnia arytmetyczna maksymalnych odległości punktu statku od środka układu w namiarze
8. obszar manewrowania statku na kotwicowisku.Koło o promieniu: rk=dmax+Lpp+dnk.Gdzie: rk-promień okręgu akwenu manewrowego [m] ; dmax-max odległość dziobu statku od kotwicy [m] ; dnk-składowa nawigacyjna akwenu manewrowego [m].dmax=pierw l^2 – (H+hk)^2 [m] gdzie: l-dł łańcucha ; H-głęb kotwicow ; hk-wys kluzy od poziomu wody [m].Składowa nawigacyjna akwenu manewrowego składa się z A-błąd pozycji rzucenia kotwicy.B-niekontrolowanej drogi dryfu na kotwicy.Ad A – błąd kołowy okr. pozycji w momencie rzucenia kotwicy na poziomie ufności 0,95.Ad B – dokładność i częstotl. okr. pozycji oraz prędkość dryfowania.Dnk=Mo(0,95)+Vk(τk+tk).Mo(0,95)-błąd kołowy okr. pozycji w momencie rzucenia kotwicy [m].Vk- prędkość dryfowania statku na kotwicy[m/s].τk-częstotliwość kontrolowania pozycji [s].tk-czas gotowości maszyny [s].Ostatecznie.
Rezerwa wody pod stępką.1. Kotwicowisko otwarte h =około 3m do 32% .2. Kotwicowisko częściowo osłonięte h=około1m do 20%.3. Kotwicowisko osłonięte h=około0m do 15%.Ponadto rezerwa na wahanie poziomu wody(0,2 do 0,5)m.
9p. Cumownie statku do nabrzeża - energia
E - maksymalna energia kinetyczna statku absorbowana przez system nabrzeże – urządzenie odbojowe – statek.De - dopuszczalna energia kinetyczna absorbowana przez system nabrzeże – urządzenie odbojowe – statek.p- jednostkowe parcie urządzenia odbojowego na poszycie kadłuba statku. dopuszczalne jednostkowe parcie na kadłub.Efektywna charakterystyczna energia kinetyczna dobijania statku.Energia absorbowana przez urządzenie odbojowe jest różnicą pomiędzy energią statku poruszającego się swobodnie, przed pierwszym kontaktem z urządzeniem i energią po uderzeniu (maksymalnej deformacji urządzenia). Statek podchodzący do nabrzeża posiada energię kinetyczną zależną od sumarycznej masy statku i masy wody towarzyszącej oraz prędkości podchdzącego statku.Obliczając energię cumowania statku do nabrzeża należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Wymiary statku- dobór statku dla obliczenia energii dobijania wymaga charakterystyki statków, które mają korzystać z budowli wyposażonej w urządzenia odbojowe. Wymiar statku projektowanego zdefiniowany jest jego wypornością. Zakres wymiarów statków decyduje także o przyjęciu rozstawu punktów zainstalowania odbojnic. Możliwe jest przy tym przyjęcie, że zakres wymiarów statków jest bardzo szeroki tak, że mniejsze statki decydować będą o rozstawie punktów zainstalowania odbojnic natomiast statki większe o parametrach wytrzymałościowych (nośności) odbojnicy. Wymagania charakterystyki statku są następujące: - wyporność i zanurzenie statku w pełni załadowanego. - wyporność i zanurzenie statku pustego. - typowy kształt kadłuba
- długość całkowita.- ograniczenie w zakresie nacisków na kadłub statku.- Stopień osłonięcia miejsca dobijania i postoju statku można podzielić na trzy główne kategorie: - Stopień korzystny – osłonięta lokalizacja, gdzie;takie czynniki jak wiatr, fale, i prąd nie mogą w sposób znaczący wpływać na ruchy statku;- Stopień pośredni – lokalizacja narażona, co najmniej na dwa czynniki lub jeden w sposób znaczący, np. duży wpływ wiatru,lecz mały wpływ prądu lub falowania;- Stopień niekorzystny – lokalizacja eksponowana i otwarta, co najmniej na dwa znaczące czynniki z możliwym trzecim, np. duży wpływ wiatru i falowania z możliwym silnym prądem. Dalszym czynnikiem wynikającym z przyjęcia odpowiedniej kategorii stopnia osłonięcia jest kąt podchodzenia podchodzącego statku. Jest to istotny czynnik w ustalaniu rozstawu urządzeń odbojowych. Kąt podchodzenia może być przyjmowany następująco:Prędkość podchodzenia statku – w różnych warunkach osłonięcia zmienia się w sposób znaczny. W zasadzie prędkość podchodzenia wzrasta wraz ze zmniejszeniem się stopnia osłonięcia i zmniejsza się wraz ze wzrostem wymiarów statku. Stosowanie holowników przy podchodzeniu statku powoduje zmniejszenie prędkości w stopniu zależnym od wielkości holowników i wielkości statków.
...
PE-T-EP