Расчет усилий, необходимых для снятия судна с мели
Нижеприведенные математические выражения могут быть использованы для определения силы реакций грунта на корпус судна, севшего на мель, количества груза для снятия или перемещения, с целью изменения посадки судна и дадут достаточную точность в пределах небольших изменений осадки судна.
Сила реакций грунта RГ:
при посадке судна на мель без затопления отсеков
RГ= -9.81γ SВ(∆d+Xf ∆Ψ); (13.1)
при посадке судна на мель с затоплением отсеков
RГ= -9.81(γ SВ(∆d+Xf ∆Ψ) + ∑РI) (13.2)
где RГ - сила реакции грунта, kН;
γ – плотность забортной воды,т/м3;
SВ= αLB - площадь действующей ватерлинии до посадки на мель,м2;
α- коэффициент полноты ватерлинии;
L,B - длина и ширина судна, м;
изменение средней осадки судна после посадки на мель, м; ∆dН- изменение осадки носом, м;
∆dК – изменение осадки кормой, м;
Xf – абсцисса центра площади действующей ватерлинии, м;
- изменение дифферента судна, рад.;
∑PI – масса воды, влившейся в отсеки судна, т.
При посадке судна на отдельную банку малых размеров, когда длина касания днища о грунт не превышает ширины судна и судно можно считать сидящим на мели в одной точке (без затопления отсеков), то сила реакции грунта рассчитывается по формуле:
; (13.3)
где D – массовое водоизмещение судна до посадки на мель, т;
H0 – продольная метацентрическая высота судна до посадки на мель, м; 
- абсцисса точки приложения силы реакции грунта (отстояние центра касания днищем грунта от миделя), м.
Изменение силы реакции грунта судна, стоящего на мели( прием, снятие, перемещение груза) определяется по формуле:
, (13.4)
где ∑P1I – суммарная масса принятых грузов, т;
∑P2I – суммарная масса снятых грузов, т;
∆Ψ=∆Ψ1+∆Ψ2+∆Ψ3+∆Ψ4 – суммарное изменение дифферента от приема (∆Ψ1), снятия (∆Ψ2), перемещения груза (∆Ψ3), изменения уровня воды (∆Ψ4), рад.
Для изменения силы реакции грунта на величину ∆RГ (кН):
При приеме груза в точку с абсциссой XI (в м.) или его снятии массу этого груза PI (в т.) можно определить по формуле:
(13.4)
Отсюда условие уменьшения давления судна на грунт:
Или
;
При перемещении груза из точки с абсциссой X0 (в м.) в точку с абсциссой XI (в м.):
(13.5)
Усилие, которое необходимо создать для стягивания судна с мели, определяется по формуле:
FМ=f1RГ, (13.6)
где FМ – усилие для стягивания судна с мели, кН;
f1 – коэффициент трения для различных грунтов.
Усилие, которое может обеспечить главный двигатель при работе на задний ход, определяется по паспортным диаграммам тяги и мощности силовой установки. Кроме этого приближенно это усилие можно рассчитать по формуле:
PЗ.Х. ≈ 0.102 η NI (13.7)
где PЗ.Х. – упор движителя на полном заднем ходу, кН;
η – коэффициент, учитывающий падение силы упора движителя на максимальной мощности ГД и его конструкции ( для ВФШ – η = 0.83, для ВРШ η = 0.75;
NI – мощность главного двигателя, кВт.
Тягловое усилие, необходимое для снятия судна со скалы или камней при вхождении отдельных камней во вмятины и пробоины:
FМ = ( RГ + γSBZK ) tg (αK + arctgf1) (13.8)
где ZK – высота вошедших в корпус камней, м;
αK – угол наклона камней с той стороны, по которой будет подниматься при движении, град.
Если расчеты покажут, что FМ > PЗ.Х , то сняться с мели дачей заднего хода невозможно. Для снятия судна с мели необходимо использовать другие способы, а именно произвести расчеты перемещения или снятия груза.
В процессе манипуляций, связанных с перемещением, выгрузкой или погрузкой грузов с целью снятия судна с мели, изменяется остойчивость судна и не всегда в нужную сторону, поэтому необходим контроль положения метацентров по соответствующим поправкам.
Величину новой поперечной метацентрической высоты (после посадки и появления силы реакции грунта) можно определить по формуле:
(13.9)
где hR – поперечная метацентрическая высота после посадки на мель м;
h - поперечная метацентрическая высота до посадки на мель, м;
d – средняя осадка судна до посадки на мель, м.
Поправка метацентрической высоты при перемещении груза на судне:
(13.10)
где ∆h – поправка метацентрической высоты, м;
Z1, Z2 – аппликаты точек перемещения груза, м.
Поправка метацентрической высоты при приеме или снятии малого груза ( до 10 – 12% водоизмещения)
(13.11)
где ∑PI – масса принятого или снятого груза, т;
- аппликата центра тяжести принятого или снятого груза, м.
Для контроля начальной остойчивости при приеме или снятии большого груза необходимо использовать кривые элементов теоретического чертежа и диаграммы осадок судна.