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

Значения средних глубин судового хода при заданном уров­ не воды на различных участках плеса Городец—Лысково приня­ ты по табл.29.

Результаты расчета времени движения секционного состава вверх и вниз по течению между различными пунктами указан­ ного плеса с учетом влияния мелководья приведены в шахмат­ ной табл. 30.

В этой же таблице в знаменателе даны значения времени дви­ жения состава без учета влияния мелководья.

с учетом влияния мелководья оказывается на 20—53% больше, чем на глубокой воде, и при ходе вниз — на 14—29%. В част­ ности, время движения секционного состава вверх от Городца до Лыскова оказалось с учетом влияния мелководья на 3,5 ч больше, чем по глубоководному пути.

На участке реки большей протяженности от Городца до Мариинского Посада потери времени движения этого же сос­ тава из-за мелководья оказались равными при движении вверх 7 ч 45 мин, а при движении вниз 3 ч 36 мин.

С повышением уровня воды против принятого в расчете по­ тери времени движения судов и составов на преодоление влия­ ния мелководья уменьшаются, а с понижением уровня, наобо­ рот, увеличиваются.

Применение изложенной выше методики расчета времени движения судов и составов с учетом влияния мелководья при различных уровнях воды позволит существенно уточнить плано­ вые показатели оборота, и тем самым улучшить систему плани­ рования и нормирования работы флота.

130

§18. Влияние извилистости судового хода на скорость и время дбижения составов

Как известно, судну или составу значительную часть пути нуж­

река, тем больше обычно ее коэффициент извилистости. Коэф­ фициент извилистости судового хода несколько больше, чем реки в целом, так как судовой ход нередко переходит от берега к берегу, пересекая середину реки.

Известно, что судно или состав при движении по закругле­ нию судового хода снижает свою скорость вследствие того, что его диаметральная плоскость находится под углом к вектору скорости движения, направленному из центра тяжести судна. Иначе говоря, судно или состав вынуждены проходить закруг­ ление судового хода с некоторым углом дрейфа.

Величина снижения скорости движения состава на закруг­ лении судового хода зависит от технических характеристик пу­ ти и состава (рис. 52).

Прохождение закругления судового хода судном или соста­ вом идентично циркуляционному движению. При этом в боль­

131

Рис. 53. График зависимости = / ( / ? к> /к ) по данным Л. ,М. Рыжова:

носителыюе рпсстояпнс центра тяжести судна или состава от кормового перпендикуляра

являются формулы Г. А. Фирсова, И. Г. Хановича и Р. Я- Першица. Однако все они получены для морских судов, и поэтому в соответствующих расчетах для речных судов и тем более соста­ вов по ним могут быть получены неточные результаты.

Большой интерес представляют методы определения сниже­ ния скорости движения речных судов и составов на циркуля­ ции, полученные по результатам натурных испытаний речных составов. Такие обширные испытания толкаемых состазов были проведены в 50-х и 60-х годах текущего столетия на Волге ис­ следовательской партией ГИИВТа под руководством Л. М. Ры­ жова и автора книги.

Л. М. Рыжов на основе многочисленных испытаний волж­ ских судов и составов предложил следующую формулу для определения скорости движения судов на циркуляции:

0 ,4 6 - ^ ] / l - ( ^ ) 2+0,025 ( l - ^ )

132

По этой формуле построен график зависимости = /(/? к, /к)

(рис. 53).

Недостатком этого решения является то, что оно позволяет определить скорость движения судна или состава лишь в тре­ тий, установившийся период циркуляции. А на реках имеется большое число закруглений с углом поворота меньше 90°.

На этих поворотах установившийся период циркуляции мо­ жет еще и не наступить. Скорость судна (состава) d 0 y при вы­ ходе из такого поворота не снизится до скорости v0 на устано­ вившейся циркуляции.

Для определения скорости движения судна (состава) v'0.(

в любой момент неустановившегося периода циркуляции при проведении натурных испытаний рассмотрим характер изменения скорости движения судна или состава во время циркуляцион­ ного движения с начала перекладки руля на борт. Натурные испытания показали, что в маневренный период циркуляции снижение скорости состава почти незаметно. Затем, начавшись через определенный промежуток времени, оно идет большей частью почти по прямой линии до скорости Do установившегося движения на циркуляции. Следовательно, кривые скорости движения и угла поворота состава можно с достаточной для решения точностью аппроксимировать прямыми, не проходя­ щими через начало координат. Причем начало поворота обычно соответствует и началу заметного снижения скорости состава.

Зависимость скорости движения -и и отношения скоростей —°- от угла поворота состава j также может быть аппроксимирована

= / = (-f), построенными по результатам натурных испытаний судов и составов и приведенными на рис. 54.

В конце неустановившегося периода циркуляции при угле поворота у = 60-М00°, скорость движения стабилизируется и

133

становится равной v0. При этом угол поворота судов и составов различен. Согласно многочисленным экспериментальным дан­ ным ГИИВТа, снижение скорости движения тяжелых толкае­ мых составов с нагрузкой р — 4,5-^ 5 т/л. с. и выше происходит

и грузовых теплоходов установившийся период циркуляции, при котором снижение скорости прекращается, наступает значитель­ но позднее, при угле поворота 130—160°. Если же грузовые теплоходы эксплуатируются с толкаемыми приставками, то за­ метное снижение скорости движения наблюдается только до угла поворота 45—60°.

Поскольку толкаемые составы в основном относятся к кате­ гории «тяжелых», то для них окончание неустановившегося периода циркуляции следует принять при угле поворота, равном в среднем 60°. Теперь нетрудно найти приближенно и мгновен­ ную скорость состава в каждый момент его поворота на закруг­ лении судового хода:

к решению задачи об определении добавочного времени, затра­ чиваемого судном или составом на движение по закруглению

и =

где L — длина состава, м;

134

3) 'максимально возмож­ ный радиус циркуляции по корме состава на данном повороте реки

4)относительный радиус циркуляции по корме секционного

5) отношение

Я о . К

Rk

6)относительный радиус циркуляции по центру тяжести состава по графику (рис. 55)

Rn —f (Rki Ik) i

7) абсолютное значение радиуса кривизны по центру тя жести состава

R k — R k L\

135

где

(132)

9)время проследования состава по закруглению судовог

пользуясь графиком (см. рис. 53), и затем скорость относительно воды v0 или vo-; в конце поворота судового хода:

а) при углах поворота 60° и более

t'o = — Ч

б) при углах поворота менее 60°

11)время проследования заданного поворота реки с учето

влияния кривизны судового хода, исходя из равенства

12) необходимое добавочное время на прохождение поворо та реки

По выражению (135) можно найти добавочное время лишь на закруглениях судового хода с углом поворота, не превышаю­ щим 60°. .В противном случае следует разбить, угол поворота на два угла: один 60°, другой у — 60°.

136

Время проследования составом всего закругления судового хода с углом поворота у>60°

а потери времени на преодоление влияния кривизны судового хода

Кроме потерь времени непосредственно на повороте судово­ го хода из-за влияния его кривизны, судно или состав теряет время и при прохождении некоторого прямолинейного участка пути за поворотом реки до тех пор, пока скорость движения состава снова не увеличится до скорости v на прямолинейном судовом ходе.

время его проследования при этом можно определить, исходя из следующего.

Скорость движения в конце участка

где Р — упор движителей;

Ri — сопротивление г-й секции состава; М — масса состава.

Совместное решение уравнений (138) и (139) позволяет по­ лучить следующую формулу для расчета времени движения состава на пути 5:

137

Дополнительные потерн времени на прохождение участка пути 5 для состава

Общие потери времени движения судна или состава, связан­ ные с преодолением влияния кривизны судового хода на какомлибо повороте реки, составят

Д^д = Д*, + ДД>.

Общее добавочное время рейса между определенными пунк­ тами, необходимое для этой цели при прохождении всех пово­ ротов, равняется

основанный на определении осредненных характеристик пово­ ротов реки между заданными пунктами какого-либо плеса.

Вчастности, угол поворота рассчитывается как средняя

арифметическая величина при у^60° и у>60° по формуле

Ширина судового хода находится как средневзвешенная величина по углу поворота

S7*

г = 1

Среднее значение радиуса кривизны судового хода опреде­ ляется как средняя геометрическая величина по коэффициенту k, вычисленному с помощью коэффициента падения скорости движения судна или состава на циркуляции в зависимости от

либо крайнее) принимается за единицу, а остальные пропор­ ционально ему пересчитываются так, как это сделано, например, в табл. 31.

138