Держащая сила якорного устройства
Держащей силой якоря называется наименьшее усилие, которое нужно приложить в направлении веретена, чтобы сорвать его с грунта. Это усилие обычно относят к его весу. Если говорится, что держащая сила якоря равна трем, то это означает, что фактически его способность оказывать сопротивление силам, стремящимся сместить судно, будет равна его утроенному весу.
Держащая сила якоря зависит от его типа, характера грунта и длины вытравленной якорной цепи. Наибольшей держащей силой якорь обладает, когда его веретено занимает горизонтальное положение. 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%. На рис. 2.5 показан процесс забирания грунта якорем с поворотными лапами.
Наибольшую величину держащей силы Тяу якорного устройства определяют по формуле
Тяу= kPя + fPц
где k — коэффициент держащей силы, зависящей от типа якоря и характера грунта (табл. 2.1);
Ря— масса якоря, т;
f – коэффициент трения цепи о грунт ( в среднем равен 0,3);
Pц – вес якорной цепи, лежащей на грунте, равен 0,18d2 *l, т;
l – 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.
Внешние силы, действующие на судно, стоящее на якоре
Условие безопасной якорной стоянки (без дрейфа на якоре) – сумма внешних воздействий должна быть меньше держащей силы якорного устройства: Rвн ≤ Тяу.
Определяем сумму сил от внешних воздействий:
Сила воздействия от ветра RА зависит от скорости ветра, площади обдуваемой поверхности и определяется по формуле:
где Sx – лобовая площадь парусности, м2;
W – скорость ветра, м/с;
Сила воздействия от течения Rm равна:
где Sxп – площадь подводной части миделя, м2;
Vт – скорость течения, м/с.
Инерционные силы Rин (силы, возникающие при рыскании) при-
нимаются равными весу якоря в воде:
где Мя – масса якоря, кг.
В противном случае якорь будет ползти.
Для учета сил ударов волн о корпус судна вводят коэффициент динамичности Kд, который принимают равным 1,4÷1,7.
Итак, держащая сила якорного устройства должна быть более суммы всех внешних сил, действующих на судно:
Расчет необходимой длины якорной цепи
При постановке судна на один якорь Расчет якорной стоянки заключается в решении двух задач: расчет длины якорной цепи, необходимой для удержания судна на якоре и определение радиуса безопасной якорной стоянки.
Оптимальная длина якорной цепи, необходимая для надежного удержания судна на одном якоре при заданных гидрометеоусловиях определяется следующим образом:
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 = √hгл. При длине цепи в 250 метров полностью использовать держащую силу якоря можно до глубины 100 м.
Радиус якорной стоянки складывается из следующих величин:
где ΔL – навигационный запас на случай дрейфа и маневрирования при съемке с якоря. Площадь круга, ограниченного радиусом R, называется местом якорной стоянки.
