книги из ГПНТБ / Ваганов, Г. И. Эксплуатация секционных составов

Остаточное сопротивление стыка рекомендуется вычислять по формуле:

где ; Ст . о с т — безразмерный коэффициент остаточного сопротивления стыка;

А1/Ст — объем погруженной части межсекционного простран­ ства, м3, определяющийся следующим выражением:

■Здесь |3М.Ш— коэффициент полноты погруженной части плоскости мидель-шпангоута; приближенно для секционных со­ ставов ,3М.Ш=1;

'(»)' — площадь погруженной части мидель-шпангоута, м2. Коэффициент ёст-ост определен на основе модельных испы­ таний секционных составов, выполненных автором и другими исследователями. Обработка результатов испытаний показала, что значение этого коэффициента удобно находить в зависимо­

сти от числа Фруда, т. е.

полученным по данным модельных испытаний ГИИВТа, при­

Анализируя приведенные в этой таблице результаты расче­ та, можно отметить, что формула позволяет рассчитать сопро­

120

Т а б л и ц а 24-

Если секции состава в стыкуемых оконечностях имеют под­ рез транцев, то в формулу (95) следует ввести дополнительную составляющую сопротивления водного пространства, образован­ ного вследствие подреза транцев. Тогда эта формула примет такой вид:

Дополнительное сопротивление кильватерного двухсекци­ онного состава проекта № 1581 вследствие подреза транцев оказалось, по данным модельных испытаний ГИИВТа, следую­ щим (табл. 25).

Т а б л и ц а 25

121

где £п.т — безразмерный коэффициент сопротивления водного про­ странства, образованного вследствие подреза транцев;

Уп.т — объем указанного водного пространства, м3, определяе­ мый по формуле

второй секции, м; 8К, и 8„, — коэффициенты полноты соответственно кормовой оконеч­

ционного кильватерного состава проекта № 1581. Он оказался равным с п . т = 0,019.

По мере дальнейшего накопления экспериментальных дан­ ных значения коэффициента сопротивления и даже структура формулы (111) должны быть уточнены.

Сопротивление воды движению составов, включающих от­ носительно большее количество парных секций (4, 6, 8), опре­ деляется как сумма сопротивлений двухсекционных кильватер­

гочисленные расчеты сопротивления воды движению различ­ ных секционных составов и результаты этих расчетов сравне­ ны с данными о сопротивлении этих же составов, полученных в процессе проведения модельных испытаний (см. табл. 26). Анализируя данные, приведенные в таблице, можно сделать заключение, что применение методики автора обеспечивает до­ статочную точность расчета. Отклонения от данных модельных испытаний, как правило, не превышали 5%. Такую точность расчета сопротивления секционных составов можно считать

.допустимой для практики.

.122

Т а б л и ц а 26

§17. Определение скорости движения судов (составов)

сучетом изменения глубины судового хода

Правильная организация транспортного процесса становится возможной лишь на базе хорошо разработанных норм эксплу­ атации флота. Особо большое значение для разработки графи­ ка движения, составления плановых заданий на рейсы и расче­ та технико-экономических показателей работы флота имеют технические нормы скорости и времени движения судов и со­ ставов.

Методику расчета скорости и времени движения речных су­ дов и составов на глубокой воде можно считать установив-

123

шейся. Она изложена в ряде официальных положений, учеб­ ников и учебных пособий. Однако некоторые факторы, влияю­ щие на скорость движения судов и составов, этой методикой не учитываются. К числу серьезных недостатков методики сле­ дует, в частности, отнести отсутствие правильного учета влияния на скорость и время движения судов и составов переменного мелководья.

В самом деле, наукой и практикой давно установлено, что скорость движения судна или состава весьма сильно зависит от глубины судового хода. Имеются достаточно проверенные способы расчета сопротивления воды движению судов на посто­ янном мелководье или их скорости движения с учетом неизмен­ ного мелководья.

Но как учесть влияние мелководья, если глубина судового хода па реке беспрерывно меняется как по длине пути, так и по времени?

Попытка учесть влияние мелководья еще при разработке графика движения и последующее определение скорости дви­ жения судов и составов по нормам графика привели к введе­ нию в методику расчета скорости движения ряда серьезных допущений. В частности, график движения стал разрабатывать­ ся в основном применительно к какому-либо одному уровню воды (в лучшем случае к двум) и мелководье при этом непра­ вильно принималось неизменным по времени навигации. Кроме того, загрузка ряда судов и составов, отправляющихся по гра­ фику, не всегда соответствует установленным нормам, а, как известно, скорость движения зависит от загрузки. И, наконец, практика расстановки флота по линиям нередко допускает ра­ боту на одной линии судов и составов с весьма различными тя­ говыми характеристиками. А нормы графика для всех одина­ ковы.

Между тем речные суда и составы эксплуатируются в основ­ ном в условиях ярко выраженного мелководья, при котором сопротивление воды их движению резко возрастает, а скорость движения снижается. Теоретические и экспериментальные ис­ следования показали, что сопротивление воды движению судов на мелководье при отношении глубины судового хода к осадке

-у- = 1,2-i-1,3 в 2—2,5 раза больше, чем в неограниченном

потоке. Скорость движения грузовых теплоходов уменьшается на

мелководья на скорость и время движения несомненно долж­ но учитываться даже на самых крупных реках.

124

*53

В

I

I

to

I

C3

§

О

Рис. 50. Зависимость относительной скорости движения судов и составов от

числа Фруда по глубине судового хода

Задача по определению влияния мелководья на скорость движения решается довольно просто, если предварительно об­ работать данные о глубинах судового хода на реке методами математической статистики.

Для этой цели необходимо иметь достаточно точный продоль­ ный профиль реки, лоцманскую карту с указанием глубин на фар­ ватере судового хода и график зависимости относительного сопро­

противление воды движению судна или состава и скорость их движения соответственно на мелководье и в неограниченном пото-

125

Т а б л и ц а 27

Протяженность при глубинах судового хода

продольного профиля реки и лоцманских карт составить сна­ чала таблицу первичных характеристик глубин судового хода при одном каком-либо уровне воды в реке, например, при ко­ тором составлена лоцманская карта (табл. 27).

При этом в качестве минимальной глубины судового хода принимается гарантийная, а в качестве максимальной hn — та­ кая, при которой влияние мелководья на скорость движения не превышает 3—5%. Можно принять ее равной четырем-пяти осад­ кам самого глубоко сидящего судна, эксплуатируемого в дан­ ном плесе реки.

Далее на основе обработки данных, приведенных в табл. 27, составляется табл. 28, в которой проставляются протяжен­ ности участков судового хода с одинаковой глубиной при раз­ ных уровнях воды. Интервал глубин и уровней воды принима­ ется одинаковым. Это позволяет написать в каждую последую­ щую строку таблицы значения протяженностей участков, ука­ занные в предыдущей строке, но смещенные на одну графу. В каждой последующей строке .последнее значение протяженно-

Т а б л и ц а 28

126

при одном наименьшем уровне воды Уь Тогда для определения протяженностей участков равных глубин при других уровнях воды нужно поступить следующим образом.

Пусть надо составить строку протяженностей участков равных глубин при уровне воды У^+140 см. В этом случае наименьшая глубина судового хода будет /ггар4-140 см. В клетку таблицы, на­ ходящуюся на пересечении графы /zr!,P4-140 и строки У !4-140, надо занести протяженность участков равных глубин при Лгар и У,.

заданной линии. Для этой цели глубины каждого участка, взя­

i=1

127

Значения коэффициента ki принимаются в зависимости от относительной скорости движения по выражению

уровнен воды между всеми основными портами и пристанями

уровня воды, можно пользоваться при любых числах Фруда. Не­ которые отклонения в расчетах скорости движения судна или

Далее выполняются простые индивидуальные расчеты для кон­ кретных судов и составов в следующем порядке:

1) обычным путем с помощью диспетчерских справочников по флоту определяется скорость движения заданного судна или

Уqh

4)по диаграмме (см. рис. 50) находится относительная ско-

рость движения судна (состава) при полученном числе Фруда

= /

УТ Л / ’

5)определяется скорость движения судна (состава) на за

данной линии с учетом влияния мелководья:

128

Потери времени движения судна (состава) на преодоление влияния мелководья будут равны

<»«>

где I — протяженность линии.

Кроме мелководья, на скорость движения судов и составов влияют также потери и приращения скорости w, которые в основном также зависят от уровня воды. С учетом влияния по­

а потери времени движения на преодоление влияния мелко­ водья с учетом потерь (приращений) скорости движения-со­ ставят:

а) при ходе вверх

Среднее значение потерь и приращений скорости движения на заданной линии находится как средневзвешенная величина по протяженности участков судового хода, по которым прохо­ дит линия, т. е.

П

В целом влияние мелководья с учетом потерь и приращений скорости движения может быть весьма значительным. Это убе­ дительно подтверждают результаты расчета, выполненного для

р. Волга от Городца до Лыскова. В расчет введены следующие исходные данные:

уровень воды по показаниям Балахнинского водпоста: срезочный уровень по карте издания 1963 г.;

скорость течения при указанном уровне воды: Ci= 3,23 км/ч на участке плеса Городец—Горький и с2=2,38 км/ч—Горький— Лысково; толкач мощностью 1340 л. с. (проекта № 749); осад­ ка состава Г=3,5 м.