PrÄ…dy wsteczne przy ruchu statku po kanale.
Przy poruszaniu się statku po akwenie ograniczonym tworzy się, w wyniku wpływów
wypornościowych, określone pole prądu, które w obszarze śródokręcia skierowane jest
przeciwko kierunkowi poruszania siÄ™ statku. Jest to tak zwany prÄ…d wsteczny lub powrotny.
W du\
ym uproszczeniu mo\
na przyjąć, \
e poruszajÄ…cy siÄ™ statek rozpycha wodÄ™ od siebie we
wszystkich kierunkach. Woda jako nieściśliwe ciało ciekłe opływa statek wzdłu\
burt i pod
dnem, wypełniając miejsce które opuścił kadłub. Na akwenie ograniczonym ten ruch wody
ulega zakłóceniu, a mimo to, ta sama ilość wody, jaka przemieszcza się na akwenie
nieograniczonym, musi przedostać się sprzed dziobu za rufę. Stąd te\
, na akwenach
ograniczonych prąd wsteczny staje się szybszy. Zwiększenie prędkości prądu wstecznego jest
przyczyną wzrostu oporu tarcia i oporu ciśnienia. Ze wzrostem prędkości statku zwiększa się
prędkość prądu wstecznego, a\
do osiągnięcia w określonym przekroju kanału mo\
liwej
prędkości fali spiętrzonej (prędkość krytyczna).
Metody określania oddziaływań prądów wstecznych na badany odcinek drogi wodnej.
Badaniu został poddany fragment toru wodnego Świnoujście - Szczecin, to jest zwrot
Mielin i Paprotno wraz z odcinkiem prostym pomiędzy nimi (od 11,5 km do 5,5 km).
Tabela 1
Parametry statku:
Lp. Nazwa Oznaczenie Wartość
1. Długość całkowita LC 240 m
2. Szerokość całkowita B 38,5 m
3. Zanurzenie maksymalne T 10,5 m
4. Powierzchnia przekroju statku As
As = BT´ [m2]
5. Współczynnik pełnotliwości statku 0,818 [bezw.]
´
6. Moc nominalna Pn 12.650 kW
7. Współczynnik wykorzystania mocy km [bezw.] zale\
ny od nastawy na
SG
8. Średnica śruby D 6,5 m
9. Skok śruby hs 4,35 m
10. Liczba obrotów śruby N 1,96 s-1 dla nastawy CNman
11. Współczynnik napory śruby KT
H"0,35 [bezw.] zale\
ny od
nastawy na SG
12. Parametr strumienia nadÄ…\
ajÄ…cego w
H"0,8 [bezw.]
13. Wysokość śruby nad dnem hp 0,6D+(h-T) [m]
Tabela 2
Parametry kanału:
Lp. Nazwa Oznaczenie Wartość
1. Szerokość kanału dla najwy\
szego B0
210÷280 m (wg planowanego
poziomu wody
ukształtowania kanałów)
2. Szerokość kanału w dnie Bd
120÷150 m (wg planowanego
ukształtowania kanałów)
3. Głębokość dla badanego poziomu h 12,5 m
wody
4. Współczynnik nachylenia skarpy m
3÷5 [bezw.] (wg planowanego
ukształtowania kanałów)
5. Powierzchnia przekroju kanałów Ak [m2] (w zale\
ności od
planowanego ukształtowania
kanałów)
6. Szerokość kanału po podniesieniu Bm
E" B0
zwierciadła wody w związku z
przechodzÄ…cym statkiem
7. Stosunek powierzchni przekroju ·
kanału do przekroju statku
· = [ bezw.]
8. GÄ™stość wody ÂO 1000 kg/ m3
9. Przyspieszenie ziemskie g 9,81 m/ s2
Prędkość krytyczna dla podanego badania symulacyjnego została wyliczona z
wykorzystaniem dwóch metod i wynosiła od 4,2 do 4,6 m/s. Kapitanowie i piloci
prowadzący badania zostali zobligowani do nie przekraczania tej prędkości i w miarę
mo\
liwości prowadzić statek z prędkością optymalną wynoszącą maksymalnie od 3,4 do 3,8
m/s.
1. Określenie średniej prędkości prądu wstecznego:
gdzie:
"h  wzniesienie poziomu zwierciadła wody na skutek przechodzącego statku,
pozostałe oznaczenia tak jak w podanych wy\
ej tabelach.
2. W celu określenia maksymalnej wartości prędkości prądu wstecznego zaleca się
korzystanie z podanej zale\
ności:
gdzie:
dla e" 2,5
Ä… = 1,0 dla < 2,5
3. Prąd wsteczny wynikający z niewspółśrodkowości statku w stosunku do osi kanału
oznaczony jako VRa obliczono z zale\
ności:
gdzie:
" ha - wzniesienie poziomu zwierciadła wody na skutek przechodzącego statku,
poło\
onego niewspółśrodkowo w stosunku do osi toru:
Wyniki badań oddziaływań charakterystycznego statku pod kątem prądów wstecznych:
Wyniki obliczeń przedstawiono kolejno na rysunkach:
Rys. 1  Zwrot Paprotno  Mielin. Wyjście. Wiatr  0, prąd  odpływ. 15 przejazdów.
Rys. 2  Zwrot Paprotno  Mielin. Wyjście. Wiatr  SW 5m/s, prąd  odpływ. 15 przejazdów.
Rys. 3  Zwrot Paprotno  Mielin. Wejście. Wiatr  NE 5m/s, prąd  napływ. 15 przejazdów.
PrÄ…dy maksymalne obliczone za pomocÄ… zale\
ności w punkcie 2 zostały
przedstawione na osi symetrii toru. W okolicy prawej i lewej granicy toru przedstawiono
prądy wsteczne obliczone przy uwzględnieniu niewspółśrodkowości statku w stosunku do osi
toru (zale\
ność z punktu 3). Silniejszy prąd z prawej lub lewej strony oznacza, i\
statek był
przesunięty od osi toru w tę stronę. Na stronie przeciwnej zaś przyjmowano prąd średni
obliczony według zale\
ności z punktu 1.
Rys.1 Maksymalne prądy wsteczne (środek toru) oraz prądy wsteczne z uwzględnieniem
niewspółśrodkowości (skarpy). Zwrot Paprotno  Mielin. Wyjście. Wiatr  0, prąd  odpływ.
15 przejazdów.
Rys. 2 Maksymalne prądy wsteczne (środek toru) oraz prądy wsteczne z uwzględnieniem
niewspółśrodkowości (skarpy). Zwrot Paprotno  Mielin. Wyjście. Wiatr  SW 5m/s, prąd 
odpływ. 15 przejazdów.
Rys. 3 Maksymalne prądy wsteczne (środek toru) oraz prądy wsteczne z uwzględnieniem
niewspółśrodkowości (skarpy). Zwrot Paprotno  Mielin. Wejście. Wiatr  NE 5m/s, prąd 
napływ. 15 przejazdów.
BIBLIOGRAFIA:
1. Mazurkiewicz B. 2002, Śródlądowe drogi wodne i budowle hydrotechniczne. Materiały
pomocnicze do ćwiczeń. WSM Szczecin
2. Gucma S. 2001, In\
ynieria ruchu morskiego Gdańsk
3. Praca badawczo-naukowa: Galor W., Gucma L., Gucma S., Guziewicz J., Hajduk J.,
Mazurkiewicz B., Jankowski S., Leleniewski P., A
ubczonek J., ÅšlÄ…czka W., WÅ‚odarczyk W.,
Zalewski P. 2000, Szczegółowe wytyczne do zaprojektowania docelowego rozwiązania
zabudowy hydrotechnicznej toru wodnego Świnoujście  Szczecin, uwzględniających całość
zjawisk hydrologicznych zachodzących w ujściowym odcinku Odry, w śródlądowym odcinku
toru wodnego km 0,0  16,5 km. Etap III  Szczegółowa ocena parametrów proponowanych
rozwiązań i analiza bezpieczeństwa \
eglugi wykonana za pomocÄ… metod teorii ryzyka
nawigacyjnego.