Instalatia de Ancorare Manevra Legare

download Instalatia de Ancorare Manevra Legare

of 16

  • date post

    30-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    237
  • download

    3

Embed Size (px)

Transcript of Instalatia de Ancorare Manevra Legare

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    1

    CAPITOLUL 11

    INSTALAIA DE ANCORARE

    11.1. Destinaie i cerine generaleInstalaiile navale de ancorare, legare i remorcare au rolul de a asigura fixarea

    navei fa de un punct fix (ancor, cheu i respectiv, fa de nava de propulsare). Linia delegtur (lanul sau parma) suport licitarea dat de rezultanta forelor exterioare, caretind sa deplaseze nava, cazul instalaiilor de ancorare i legare, sau se opun deplasriiacesteia, n cazul instalaiei de remorcare.

    Studierea mecanicii instalaiilor de ancorare i legare, cnd nava se afl la unpunct fix sau instalaiei de remorcare cnd nava se deplaseaz, se poate face identic,considernd corpul navei supus forelor exterioare: curenii de ap, curenii atmosferici,efectul loviturilor de val, forele de inerie.

    Legtura dintre nav si elementul de fixare (ancora, bintade cheu) sau remorcherse realizeaz cu ajutorul lanurilor sau parmelor,care datorit raportului mic dintregrosime i lungime, precum si flexibilitii lor, pot fi considerate fire grele, omogene iflexibile.

    11.2. Echilibrul lanurilor de ancor i parmelor de legare11.2.1. Echilibrul lanurilor de ancor

    Fig. 11.1.

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    2

    unde: ds- elementul de lan; qg- greutatea proprie; T- tensiunea axial; b- unghi local denclinare.

    Deci:dsdx = cosb (11.1.)

    dsdy = sinb

    Conditile de echilibru static:

    d(Tcosb) - Xds = 0 d(Tsinb) Yds = 0

    unde X,Y sunt componentele fortei qg dupa axele Ox si Oy (X=0, Y=qg). Prin urmare :

    dsd (Tcosb)=0

    dsd (Tsinb)=qg (11.2)

    Integrand prima ecuaie din (11.2 ) se obtine:

    dsd (Tcosb)=0 ; Tcosb =T0 =ct (11.3)

    din care se pot desprinde urmtoarele concluzii:a) proiecia orizontal a tensiunii T este constant n orice punct al lanului ;b) n punctul de tangen cu fundul apei b=0 iar T=T0;c) n nara de ancor avem unghiul bmax iar Tcosbmax = T0 .

    n urma nlocuirii relaiei (11.3) in relatia (11.2) se obtine :

    dsd (T0 b

    bcossin

    )=qg

    Cum din relaiile (11.1) avem :

    bb

    cossin =

    dxdy

    n final obinem:

    d(dxdy )=

    0Tqg ds

    Pe de alt parte elementul de lan ds se exprim sub forma:

    ds= 22 )()( dydx + = 2)(1dxdy+ dx

    iar relaia (11.4) va cpta forma:

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    3

    2)(1dxdy

    dxdyd

    += dx

    Tqg

    0

    (11.5)

    Din punct de vedere matematic aceasta este o o ecuaie diferenial cunoscut nteoria firelor (ecuaia lniorului) i care permite obinerea curbei liniei de ancorare subformele:

    oxxTqgsh

    dxdy -= (

    0

    ) (11.6)

    =- 0yy )( 00

    0 xxTqgch

    qgT - (11.7)

    Pentru a uura demonstraia relaiei urmtoare vom preciza cteva elemente referitoare lafunciile hiberbolice (sinus hiberbolic- sh x si cosinus hiberbolic- chx):

    sh x=2

    xx ee -- (sh x)=ch x

    ch x =2

    xx ee -+ (ch x)=sh xch2x-sh2 x=1

    Prin urmare relatia (11.7) mai poate fi scrisa sub forma:

    y-y0 = ][2

    )()(0 00

    00

    xxTqgxx

    Tqg

    eeqgT --- + (11.8)

    n care x0 ,y0 , T0 sunt constante care pot fi obinute prin impunerea condiilor n capeteleA(xA, yA), B(xB , yB) iar lungimea firului este L.

    Fig11.2.

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    4

    yA-y0= )( 00

    0 xxTqgch

    qgT

    A -

    yB-y0= )( 00

    0 xxTqgch

    qgT

    B - (11.9)

    Totodata relatia (11.6) devine:

    1+ )()( 00

    22 xxTqgch

    dxdy -=

    iar ds= 2)(1dxdy+ dx=ch dxxx

    Tqg )( 0

    0

    - (11.10)

    Aceasta ultima forma poate fi integrata intre capetele A ,B si se obtine:

    L= )]()([ 00

    00

    0 xxTqgshxx

    Tqgsh

    qgTds AB

    B

    A---= (11.11)

    Relatiile (11.9) si (11.11) vor permite obtinerea necunoscutelor x0,y0,T0.

    11.2.2. Echilibrul paramelor de legare si de remorcare neimerse

    Pornind de la ecuatia (11.2) scris sub forma:

    d(Tsinb) = qgds

    menionm c n cazul parmelor de legare i de remorcare neimerse, acestea se comportca fire omogene grele foarte intinse (cu sgeat redus), astfel nct se poate considera c:

    ds=dxDeci:

    d(T qgdxdxdyTd

    dsdy == )() 0 )

    Care prin integrare succesiv devine:

    20

    0

    )( xxTqg

    dxdy -=

    y-y0 = 20

    )(2

    xxT

    qg -

    care reprezint ecuaia unei parabole. ntr-un punct oarecare al parmei tensiunea T este:

    T= 2020

    22

    02

    02

    00 )(1)(11

    cosxx

    TgqT

    dxdyTtgTT -+=+=+= bb

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    5

    sau : T=T0 )(21 00

    yyTqg -+ (11.15)

    y

    A f B b/2 b/2

    Ca

    C xFig 11.4

    Pentru sistemul din fig.11.4 vom nota segmentul CC'=a=qgT0 .

    Cum n punctul C(x=0,y=y0=a) avem un punct de minim,adic dxdy =0 obinem c x0=0.

    Deci: y=a+a

    x2

    2

    (11.16)

    Daca sageata maxima a paramei este f iar coarda AB=b atunci punctul B arecoordonatele:

    B( ),2

    fab + .Cum punctul B verifica relatia (11.16) avem:

    a+f=a+a

    b8

    2

    De unde: a=qgT

    fb 02

    8=

    Iar T0 este : T0 = fqgb8

    2

    (11.17)

    Tensiunile din punctele A si B vor fi:

    TA =TB= 222

    220 1618

    )2

    (bf

    fqgbqgbT +=+ (11.18)

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    6

    11.2.3. Echilibrul paramelor de remorcare imerse

    Tsinb+d(Tsinb) T+dT

    y

    0 Tcosb+d(Tcosb) x

    b

    Tcosb b Rprds qgds

    T TsinbFig. 11.5

    Ipoteze:- parma tracteaz un convoi ;- R, forta de rezisten pe care o opune apa la nclinarea parmei ;- tronsonul analizat are lungimea unitara ds

    br 22

    ' sin2

    = dvcR wpr (11.23)unde:c'pr - coeficientul de rezisten la naintarea a parmei de remorcare

    2

    2vwr - presiunea dinamica a curentului de apa

    dvcc wprpr 2

    2' r=

    Cu aceste notatii relatia (11.23) devine:

    Rpr=cprsin2b (11.24)

    Pornind de la sistemul de fore reprezentat n fig. 11.5 proieciile pe cele dou axe conducla relaiile:

    Tcosb+d(Tcosb)-Tcosb+Rprsinbds=0Tsinb+d(tsinb)-Tsinb-qgds-Rprcosbds=0 (11.25)

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    7

    Prima relaie se poate scrie sub forma:

    -Tsinbdb+cosbdT+Rpr sinbds=0

    care prin substituirea relatiilor (11.1), (11.12) i dup efectuarea simplificrilor conducela expresia:

    Tdb=(cprsinb+qgctgb)dy (11.26)

    Cum dT=qgdy forma finala a ecuatiei diferentiale este:

    TdT

    ctgqgc

    dpr

    =+ bb

    b

    sin

    TdT

    ctgd =+ bbsb

    sin (11.27)

    Daca notam cu s =qgc pr tensiunea va avea forma:

    T=C2[ 141

    2

    22]

    141cos2141cos2 +

    ++-+-- s

    sbssbs (11.28)

    C2 fiind o constant ce se poate determina din condiiile la limit.Din relaia (11.28) se obtine b=f(y) iar b=f(x) se poate obine, dac inem cont c:

    dx=dy ctgb

    Pentru rezolvarea ecuaiei difereniale (11.27) vom determina o primitiv pentru funcia:

    ctgxxxf

    +=

    sin1)( s

    Functia se poate scrie:

    f(x)=xx

    xcossin

    sin2 +s

    I= --=+--=+ ssss ttdt

    ttdt

    xxxdx

    222 )1(cossinsin

    Notam: cos x=t care prin diferentiere conduce la -sinx dx=dt sin2x=1-t2

    Aducem ecuatia de gradul doi: st2-t-s = 0La forma canonica: st2-t-s = s(t- s

    ss 4

    14)21 22 +-

    Deci:

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    8

    +--=

    +--=

    )4

    14()21(

    1

    414)

    21( 2

    22

    22

    sss

    sss t

    dt

    t

    dtI

    Dac notm: r(t) = t-21 r'(t)=1, atunci

    +-=

    ])4

    14()([

    )('1

    22

    22

    ssr

    rs

    t

    dttI

    I=141cos2141cos2ln

    141

    214)(

    214)(

    ln142

    212

    2

    22

    2

    2 ++-+--

    +=

    ++

    +-

    + sbssbs

    ss

    sr

    ssr

    ss

    st

    t

    Integrnd ecuia diferetial:

    bbsb

    ctgd

    TdT

    +=

    sinatunci:

    141cos2141cos2ln

    141ln

    2

    2

    2 ++-+--

    +=

    sbssbs

    sT

    Cu observaia c:qgc pr=s

    Se obtine:

    ]1)(41cos2[

    ]1)(41cos2[

    2

    1)(4

    1

    22

    ++-

    +--=

    +

    qgc

    qgc

    qgc

    qgc

    Tprpr

    qgc

    prprpr

    b

    b

  • MAINI I INSTALAII NAVALE conf.univ.dr.ing. NICOLAE FLORIN

    9

    11.3. Mecanisme de ancorare, legare si remorcare

    Mecanismele de ancorare, legare i remorcare au rolul de a realiza fora necesarvirrii ancorei sau tragerii navei pentru acostare sau remorcare, atunci cand asupracorpului navei sau convoiului actioneaza rezultanta fortelor exterioare Fe.

    11.3.1. Mecanisme de ancorare si legare cu comanda manuala

    Cand pentru ancorare se folosete un lant, aceste mecanisme au ca orga