Работа ледоколов

Ледоколы по назначению делятся на линейные, которые должны обеспечить проводку судов по трассе и вспомогательные, выполняющие работу в заливах, портах, устьях рек в период ледостава, а также выполняющие вспомогательные работы при проводке караванов судов /околка судов, расширение канала, вывод застрявших судов на чистую воду и пр./

Линейные ледоколы как правило заняты прокладкой канала для прохода судов. В зависимости от тяжести ледовой обстановки эту работу могут выполнять вспомогательные ледоколы, а также суда арктического, усиленного ледового, а при небольшой толщине льда - суда ледового класса.

В ледовых полях средней тяжести при отсутствии сжатия прокладывается одиночный канал. В этом случае караван обычно формируется следующим образом: за линейным ледоколом следует самое слабое судно, затем ставятся более прочные суда ледового класса, замыкает караван обычно наиболее прочное судно с сильной силовой установкой, способное двигаться в сжатом канале.

В труднопроходимых сплошных полях ледокол может работать, прокладывая двойной или тройной канал. В этом случае скорость каравана заметно снижается, и суда следуют на некотором безопасном расстоянии от кормы ледокола, давая ему возможность двигаться как вперед, так и назад для своего освобождения и нанесения очередного удара.

При сжатии льдов канал затягивается очень быстро и обычная расстановка судов становится не применимой. В этом случае за ледоколом ставится наиболее слабое судно, затем за вторым судном в караван включается вспомогательный ледокол, за которым следует вновь слабое судно, караван замыкает самое прочное судно с сильной силовой установкой. Вспомогательный ледокол расширяет канал для прохода остальных судов. При отсутствии вспомогательного ледокола его обязанности поручаются судну арктического или усиленного ледового класса. Кроме того, вспомогательный ледокол или заменяющее его судно выполняет околку застрявших судов. Околка производится задним ходом с подветренной стороны застрявшего судна (если застряло позади идущее судно) или вперед для освобождения впереди идущего судна. Судно, как правило, отжимает отколовшуюся часть льда во вновь проложенный канал и получает способность двигаться.

При сильно сжимающемся канале и наличии в караване нескольких ледоколов применяется работа “на откол” (рис. 1)

Рис. 1. Работа ледоколов “на откол”

1. Скорость продвижения каравана и расстояние между судами.

В первом приближении сужение канала пропорционально времени, прошедшему между моментом t0 прохождения кормы ледокола приметного объекта и прохождением этого же объекта кормой идущего за ним судна t1 Чем меньше этот период, тем лучше условия движения судна. При проводке нескольких судов в худшем положении окажется последнее судно, при одинаковой ширине судов.

За критерий безопасности принимается условие равенства длины тормозного пути судна расстоянию между судами для избежания столкновения в случае внезапной остановки впереди идущего судна или ледокола. Пример движения за ледоколом двух судов /Рис. 2/.

Рис. 2

Напишем выражение для времени прохождения кормы судном “2” условного траверза кормы ледокола; соответствующему условному моменту времени t = 0

(1)

Где: D1, D2 - расстояние между судами;

L1, L2 - длина судов;

V - скорость движения каравана.

Для обеспечения безопасности при внезапной остановке ледокола или впереди идущего судна должны быть выполнены условия:

D1 = ST1 D2 = ST2

Где: ST1 - тормозной путь судна 1 при скорости движения каравана V;

ST2 - тормозной путь судна 2 при скорости движения каравана V:

В первом приближении примем, что тормозной путь судов пропорционален второй степени скорости,

,

где: а - коэффициент пропорциональности, постоянный для данного судна.

Тогда вместо равенства (1) можно получить

(2)

Для выполнения условия t = min образуем производную и приравниваем ее к нулю:

откуда легко находится оптимальная скорость движения каравана

(3)

и дистанция между судами (4)

На практике значения коэффициента “а” могут быть определены через скорость полного хода судна и тормозной путь при реверсе полный назад при этой скорости:

(5)

П р и м е р: в канале за ледоколом идут два судна:

= 210 м. Vп1 = 15,5 уз. Sтп1=1900м.

= 200 м. Vп2 = 15 уз. Sтп2=1600м.

Требуется найти оптимальную скорость хода каравана, дистанцию между судами при движении с этой скоростью и построить для сравнения график t (V) зависимости времени пересечения траверза при скорости движения каравана от 3 уз. до 10 уз. через один узел.

Решение:

по формуле (3) находим

уз.

по формулам (4) находим дистанции между судами.

м. м.

Для построения графика t=f(V) определяем сначала длину тормозного пути судов при различных скоростях хода от 3 до 10 уз. по формулам: ,

затем по формуле (1) находим значение t (время).

Результаты расчетов заносим в таблицу (1), после чего строим график t=f (V); (Рис 3)

Решение (для первой колонки таблицы 1, при V_i=3 уз.):

=7,9∙(3)²=71

=7,1∙(3)²=64

Таблица 1

V уз.
Sт1 i
Sт2 i
t i, c.			305,4

Рис 3. Вид функции t=f (V)

Как видно из графика, время прохождения последнего судна через условный траверз ледокола обращается в минимум при скорости: V = 5.2 уз. и составляет 305 с.

Варианты задач: Найти оптимальную скорость движения каравана, дистанцию между судами при этой скорости и построить график t (V), времени прохождения вторым судном траверза кормы ледокола.

Судно 1	Судно 2
Номер задачи	Длина судна, м.	Скорость полного хода, уз.	Длина тормоз. пути, м.	Длина судна, м.	скорость полного Хода, уз.	Длина тормоз. пути, м.
		15,5

Дата добавления: 2015-09-05