Примерные вопросы для самопроверки и подготовки к защите практической работы

1. От каких факторов зависит возможность прохождения судна по мелководному участку?

2. Какие рекомендации даются в Правилах плавания по внутренним водным путям РФ при прохождении лимитирующих по глубине участков?

3. Каковы приоритеты в принятии управленческих решений при планировании вопросов прохождения судами ограниченных по глубине участков пути?

1.5. Режим движения судов в канале

Входящие в состав ЕГС Европейской части России каналы являются соединительными шлюзованными каналами. Габариты каналов ограничены, что накладывает особенности на условия судоходства по ним. Ввиду относительно небольшого поперечного сечения, сопротивление воды движению судна в канале, по сравнению с водохранилищем или рекой, оказывается повышенным, увеличивается приращение осадки судна с одновременным интенсивным волнообразованием. Это ухудшает управляемость и устойчивость судна на курсе, приводит к интенсивному размыву откосов и ложа канала.

С целью уменьшения отрицательных воздействий на канале ограничивают скорость движения судов. Она должна соответствовать требованиям безопасности судоходства и сохранности откосов и ложа канала.

Максимальная скорость движения судов V_max, во избежание резкого увеличения сопротивления воды движению, должна составлять не более 0,9 критической скорости, т.е.:

,

(20)

где

критическая скорость движения судна, м/с, которая при известном значении коэффициента стеснения (Kст) и числа Фруда (Fr) определяется по следующей формуле:

,

(21)

где		ускорение свободного падения, м/с2;
		площадь поперечного сечения канала, м2;
		ширина по зеркалу, м2.

Ширину канала по зеркалу при его трапецеидальной форме (рис. 6) можно определить по следующей формуле:

,

(22)

где	m –	коэффициент заложения откосов канала;
	–	глубина судового хода в канале, м;
	–	ширина канала на уровне дна, которая для двухстороннего движения судов принимается равной:

,

(23)

где	–	ширина расчетного судна (состава), м;
	–	запас по ширине на движение судов с некоторым углом дрейфа под влиянием бокового ветра, м. Он определяется по следующему выражению:

,

(24)

где	–	угол дрейфа, принимаемый 2–4 град.;
	–	длина расчетного судна, м.

Рис. 6. Поперечное сечение судоходного канала

Число Фруда определяется по графику (рис. 7) следующим образом. При известном коэффициенте стеснения (K_ст) на огибающей пунктирной кривой находят точку пересечения кривых, по которой определяется число Фруда (Fr) на оси ординат.

К_ст = 0,10

Рис. 7. График для определения критической скорости

движения судна

Коэффициент стеснения живого сечения канала (K_ст) находится по формуле:

,

(25)

где

–

площадь погруженной части расчетного судна по мидель-шпангоуту в полном грузу, м2, определяемая по выражению:

,

(26)

где	–	коэффициент полноты корпуса судна по мидель-шпангоуту, принимаемый равным: для пассажирских судов – 0,9; для грузовых судов – 0,98;
	и –	осадка и ширина расчетного судна (состава) в полном грузу, м.

Допустимая скорость движения судна V_д на конкретном участке канала зависит от характеристик канала: площади сечения, заложения откосов и вида их крепления, высоты надводных откосов. Исходя из них, допустимая скорость движения судна V_д определяется по формуле, м/с:

,

(27)

где	–	максимально-допустимая расчетная высота судовой волны у берега канала, м;
	–	коэффициент полноты водоизмещения. Принимается для пассажирских судов – 0,7; грузовых самоходных – 0,8 и грузовых несамоходных – 0,9.

По условиям высоты откосов канала (недопущение перелива воды через бровки канала) максимально допустимая высота волны находится из соотношения, м:

,

(28)

где	–	допустимая высота наката судовой волны равная , м;
	–	высота надводной части откосов канала, м;
	–	запас, предотвращающий перелив воды через бровку откосов канала (принимается равным 1,0 м);
	–	коэффициент, зависящий от степени шероховатости крепления откосов: для бетонных плит – 1,25; для каменной наброски из рваного камня – 0,72; для наброски из круглых камней – 0,82 и для каменной мостовой – 1,0;
	–	угол, образуемый откосом дамбы с горизонтом, град. Тангенс угла равен:

.

(29)

Расчетная скорость движения судна V_р принимается минимальной из найденных выше:

.

(30)