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 Т_яу якорного устройства определяют по формуле

Т_яу= kP_я + fP_ц (2.1)

где k — коэффициент держащей силы, зависящей от типа якоря и характера грунта (табл. 2.1);

Р_я — масса якоря, т;

f - коэффициент трения цепи о грунт (в среднем равен 0,3);

P_ц – вес якорной цепи, лежащей на грунте, равен 0,18d² *l, т;

l - длина якорной цепи, лежащей на грунте, м.

Таблица 2.1

Значения коэффициентов держащей силы

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: R_вн ≤ Т_яу.

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 = 0,8W²S_x, Н;

где S_x – лобовая площадь парусности, м²;

W – скорость ветра, м/с;

Сила воздействия от течения R_т равна:

R_т= 60S_мV_т², Н;

где S_xп – площадь подводной части миделя, м²;

V_т – скорость течения, м/с.

Инерционные силы R_ин (силы, возникающие при рыскании) при нимаются равными весу якоря в воде:

R_ин = 8,5М_я, Н;

где М_я – масса якоря, кг.

В противном случае якорь будет ползти.

Рис. 2.21. Схема сил, действующих на судно, стоящее на якоре

Рис. 2.22. Влияние мелководья на безопасность якорной стоянки

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

Итак, держащая сила якорного устройства должна быть более суммы всех внешних сил, действующих на судно:

Т _яу ≥ R_вн = K_д (R_А + R_т+ R_ин), Н