книги из ГПНТБ / Зинь, Э. А. Техническое нормирование учебное пособие для студентов эксплуатационной специальности институтов водного транспорта

k np— коэффициент, учитывающий прочие потери скорости движения;

0)вн— соответственно потери и приращения скорости движения от течения, км/час.

Величина оовщвн) имеет знак «плюс» в случае, если движение судна происходит по течению, и знак «минус» — при движении судна против течения.

17. Расчет скорости движения самоходных судов

Скорость движения судна зависит от ряда факторов и пре­ жде всего от его мощности и сопротивления воды движению.. Взаимосвязь скорости движения судна и его мощности выра­ жается следующим уравнением

где

Rc—сопротивление воды движению одиночного судна, кг; ц — пропульсивный к. п. д.;

’v — скорость движения судна относительно воды.

где FA — движущая сила или сила упора, кг. Подсчитываются значения скорости движения самоходно­

го судна при различных осадках и эти данные помещают в диспетчерский справочник. Результаты этих расчетов в даль­ нейшем служат основой для определения при соответствую­ щих условиях скорости движения одиночных судов. В качест­ ве примера в табл. 4.1 приведены данные, характеризующие значения скоростей движения относительно воды при различ­ ных осадках судна. Зависимость скорости движения судна от осадки проявляется в виде прямой линии (рис. 12).

В последние годы разработаны другие методы определе­ ния технической скорости судов. В частности, в условиях пароходств восточных бассейнов успешно применяется методи­ ка определения технической скорости, предложенная доцен­ том, к. т. н. В. А. Лесюковым [18]. Сущность этой методики заключается в следующем. Первоначально определяется рас­ четная скорость хода судна относительно воды (v) на опреде­ ленном участке водного пути с помощью приведенных стан­ дартных тяговых и ходовых характеристик судов при движе­ нии их в неограниченном фарватере при постоянной регистра­ ционной мощности. Далее устанавливается средняя эксплуа­ тационная скорость течения воды на каждом участке реки

50

(С) и коэффициенты технической скорости при движении вверх (Р вв ) или вниз (Рвн). Средние эксплуатационные скорости те­ чения определяются по результатам хронометражных испыта­ ний судов. Нормы потерь и приращения скорости движения определяются с помощью динамометрических испытаний сов­ местно с хронометражом. На основе этих испытаний состав­ ляются таблицы норм потерь и приращений скорости.

0 .

то

Коэффициенты технической скорости (Рвви Рвн) учитывают специфические особенности и качество судовождения, выбор’ наивыгоднейшей трассы при ходе вверх или вниз с соблюде­ нием условий проводки судов без аварий, обеспечение наибо­ лее эффективного использования ходЪвых и тяговых характе­ ристик судбв. Коэффициенты определяются либо путем обра­ ботки путевых журналов за ряд лет, либо путем хронометра­ жных наблюдений и устанавливаются для каждого типа суд­ на, состава, периода навигации, а также средневзвешенные за навигацию в целом.

Коэффициент технической скорости судов по участкам пу­ ти определяется по формуле:

52

где

Иф— фактическая скорость относительно берега

v — расчетная скорость хода судна относительно воды, км/час;

/ уч—протяженность участка, км;

tф— фактическое время хода на участке (час) за вычетом продолжительности остановок и задержек в пути по метеоро­ логическим причинам, перед семафорами, для пополнения за­ пасов топлива, продовольствия и т. д.

Фактическое время хода определяется, как правило, по ре­ зультатам хронометражных испытаний.

Зная расчетную скорость, коэффициент технической ско­ рости и среднюю эксплуатационную скорость течения, можно определить техническую скорость движения судна при движе­

Изложенная методика может быть применена для норми­ рования скорости движения судов-составов, плотов, секцион­ ных составов.

18. Расчет скорости движения составов

При равномерно установившемся движении буксируемого (толкаемого) состава сила тяги на гаке буксировщика FTрав­ на сопротивлению состава Rc, т. е.

Сила тяги на гаке и приведенная сила тяги на гаке F/, которая рассчитывается по формуле

(4.9.)

являются основными паспортными характеристиками буксира. Приведенная сила тяги дается в диспетчерских справочниках в табличной форме -(табл. 4.2).„Зависимость приведенной си­ лы тяги буксировщика от скорости имеет следующий вид

(рис. 13).

53

Т а б л и ц а 4.2

Сопротивление состава представляет собой сумму сопро­ тивлений движению отдельных барж, входящих в состав, с учетом коэффициента счала.

Сопротивление состава, как правило, меньше суммарного сопротивления входящих в него судов, и расчет его выполня­ ется по следующим формулам

Р и с . 13. Зависимость приведенной силы тяги (упора) буксира (толкача) от скорости движения

»=i

55

где

Яф)— сопротивление толкача (буксировщика), кг;

R6l — сопротивление изолированной i-й баржи, i = 1, 2,...,

ш; кг; т — число барж в составе;

k z— коэффициент сйала.

Сопротивление отдельных судов устанавливается в резу­ льтате динамометрических испытаний.

В расчетах скоростей движения составов пользуются поня­ тием приведенного сопротивления (Rc)

(4.13)

v г

Приведенное сопротивление движению несамоходных су­ дов дается в диспетчерских справочниках. В качестве приме­ ра в табл. 4.3 показаны эти характеристики по некоторым су­ дам.

Из формул (4.10, 4.11) следует, что сопротивление воды движению состава отличается от суммарного сопротивления отдельных судов.

Это различие учитывается коэффициентом счала, который, в свою очередь, зависит от типа состава (т. е. способа компо­ новки судов), количества несамоходных судов в составе, за­ грузки, форм обводов и др. факторов.

Установлено [2], что коэффициент счала толкаемого соста­ ва примерно равен коэффициенту счала буксируемого соста­ ва, если условно заменить толкач одной из буксируемых барж. Равенство объясняется тем обстоятельством, что, с одной сто­ роны, у толкаемого состава форма корпуса толкача плохо со­ гласуется с обводами барж, а это приводит к некоторому воз­ растанию сопротивления по сравнению с буксируемым соста­ вом из одинаковых барж. С другой стороны, у буксируемого состава возникает добавочное сопротивление за счет струи от движителей и рыскания барж. Влияние этих факторов приме­ рно одинаково.

Ориентировочные значения kc для буксируемых и толкае­ мых составов с санными и ложкообразными обводами барж приведены в табл. 4.4.

Сопротивление буксируемых составов с учетом дополни­ тельного сопротивления, вызываемого потоком воды от дви-

56

СЛ

О

жителей и рысканьем состава, значительно больше сопротив­ ления толкаемых составов, поэтому скорости движения букси­ руемых составов на 15—20% меньше скорости движения та­ ких же толкаемых составов при одинаковой мощности букси­ ров и толкачей.

Более подробно методы расчета сопротивления воды дви­ жению секционных составов, речных плотов и эластичных емкостей, судов катамаранного типа, глиссирующих судов, судов на подводных крыльях и на воздушной подушке приве­ дены в учебнике [2].

С учетом формул (4.9) и (4.13) уравнение движения бук­

и наряду с формулой (4.8) является основной для установле­ ния скорости движения.

Скорость движения состава можно определить двумя ме­ тодами':

а) используя абсолютные тяговые характеристики, решая уравнение (4.8) графическим способом;

б) используя приведенные тяговые характеристики, решая графическим способом уравнение (4.14).

Графическое определение скорости производится в следу­ ющей последовательности.

58

На листе бумаги вычерчиваются графики зависимости аб­ солютной силы тяги F.r и абсолютного сопротивления движе­ ния состава Rc от скорости движения. Точка пересечения этих двух кривых, снесенная на ось абсцисс, определит искомую скорость движения состава.

При пользовании приведенными тяговыми характеристи­ ками ход решения задачи аналогичный. Вначале строится график зависимости приведенной силы тяги на гаке от скоро­ сти движения, откладывая по оси абсцисс v, а по оси ординат —F/. Затем на оси ординат откладывается значение приве­ денного сопротивления состава Rc' и находится точка пересече­ ния Rc' и F/ . Абсцисса этой точки будет являться искомой ско­ ростью движения состава.

Графический способ решения тяговых задач приведен на рис. 14.

Графические способы определения скорости движения со­ става, особенно при использовании абсолютных тяговых ха­ рактеристик, обладают рядом неудобств. В практической ра­ боте по этой причине пользуются приведенными тяговыми ха­ рактеристиками, которые обычно представляются в виде таб­ лиц в диспетчерских справочниках. Идея расчета скорости движения состава заключается в отыскании такой скорости,' при которой будут выполняться условия, представленные в виде формулы (4.14).

Определение скорости движения толкаемых составов ха­ рактеризуется некоторыми особенностями. Они заключаются, прежде всего, в том, что прирост скоростей толкаемых соста­ вов по сравнению со скоростями аналогичных буксируемых со­ ставов объясняется не только снижением сопротивления воды движению состава, но и возрастанием полезного упора движи­ телей толкача по сравнению с полезным упором буксировщи­ ка.

Причины этого явления подробно изучаются в дисциплине «Тяговые расчеты». С учетом сказанного расчетная скорость движения буксировщиков и толкачей вычисляется по форму­ лам, приведенным в табл. 4.5.

Т а б л и ц а 4,5

Тип состава

Тип движителя

буксируемый толкаемый

59