Научная статья на тему 'Анализ факторов, определяющих эффективность плотового сплава древесины'

Анализ факторов, определяющих эффективность плотового сплава древесины Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
470
98
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛОТОВЫЙ СПЛАВ / ЭФФЕКТИВНОСТЬ / РЕКА / БУКСИРОВКА / ТАКЕЛАЖ / RAFTING / EFFICIENCY / RIVER / TOWAGE / RIGGING

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Васильев Владимир Викторович

В настоящее время при осуществлении транспортировки древесины в плотах по водным путям особое внимание необходимо уделять выполнению технологических, транспортных и экономических требований, предъявляемым к плотам различной конструкции и назначения, указанные требования являются основными показателями эффективности плотового лесосплава, требующие своего выполнения вовремя формировании плотов, и обеспечивающие безаварийную и экономически выгодную транспортировку древесины потребителям. К основным показателям эффективности плотового лесосплава относятся: оптимальные размеры плотов, их объем, форма и конструкция, экономичность способа формирования и типа такелажа, прочность, управляемость, гибкость плота и сопротивление движению. Размеры плотов для первоначального плотового лесосплава определяются в основном габаритами водного пути данного бассейна, а для магистрального сплава размеры плота определяются гарантированными габаритами судового хода или размерами камер шлюзов. При обосновании размеров плотов для первоначального и магистрального сплава необходимо с точностью рассчитать длину, ширину и осадку плота. Данные показатели напрямую влияют на выбор мощности буксирного судна и на безопасность плотового сплава. Длину плота на первоначальном плотовом сплаве устанавливают до начала его формирования, которая зависит от многих факторов, но определяющим является извилистость русел рек с наличием свального течения, которое сносит лесотранспортные единицы к вогнутому берегу реки. Этот фактор негативно влияет на процесс плотового сплава и при увеличении расчетной длины плота требуется его растяжка. На магистральном плотовом сплаве длина плота устанавливается по радиусу закругления лесосплавного хода, который на больших реках имеет достаточное значение, чтобы не влиять на длину принятых магистральных плотов. Ширина плота на первоначальном плотовом сплаве рассчитывается от минимальной ширины лесосплавного хода определяемого на прямолинейном и криволинейном участке реки с учетом запаса. При магистральном плотовом сплаве ширина плота зависит от габаритов судового хода или от размера камер шлюзов. Для сохранения стандартной ширины плота при проводке его через лимитирующий створ реки или шлюзы можно использовать деформирующийся плот при условии, что его осадка позволит осуществлять свою проводку на малых глубинах. Высокий общий показатель эффективности плотового сплава выражается в том, чтобы применяемая конструкция плота была способна к буксировке по несудоходным и временно судоходным рекам, имела достаточную прочность, хорошую управляемость и не требовала большого расхода такелажа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF FACTORS, DEFINING THE EFFECIENCY OF WOOD RAFTING of factors, defining the effeciency of wood rafting

At present during wood rafting on water ways it is necessary to put special attention to fulfillment of technological, transport and economic qualifying standards for rafts of different construction and purpose, these standards are the main indexes of wood rafting efficiency, demanding their fulfillment in raft formation and providing accident-free and economic transportation of wood to the consumers. The main indexes, showing wood rafting efficiency are: optimal raft sizes, their volume, form and construction, economic efficiency of formation and type of rigging, strength, controllability, raft flexibility and pressure drag. Raft sizes for the initial rafting are mainly defined by dimension of water way of the pond, and for the main rafting raft sizes are defined by guaranteed dimension of navigation pass or by the sizes of lock chambers. It is necessary to calculate with accuracy length, width and draft of the raft for justification of raft sizes. These rates directly affect the choice of power tug and the safety of rafting. The length of the raft in the initial convoys of rafts is determined before the beginning of its formation, it depends on many factors, but the determining factor is the tortuosity of river channels with the presence of deviating stream which blows transporting units to the concave bank of the river. This factor has negative impact on process of rafting and with an increase in the estimated length of the raft stretching is required. In the convoys of rafts on the main rafting raft length is set by the radius of curvature of the floating that on large rivers has enough value so as not to affect the length of the taken rafts. The width of the raft in the initial rafting In the convoys of rafts is calculated from the minimum width of the floating determined on the straight and curved section of the river taking stock into account. When in the convoys of rafts, raft width depends on the width of the raft dimensions of the channel or the size of lock chambers. To maintain the standard width of the raft at conducting it through the limiting target of the river, or gateways, you can use deformable raft, provided that it will conduct its draft at shallow depths. The high overall efficiency of rafting is expressed in to the used raft design was capable of being towed on non-navigational and temporarily navigable rivers, had sufficient strength, good handling and does not require a large consumption of rigging.

Текст научной работы на тему «Анализ факторов, определяющих эффективность плотового сплава древесины»

УДК 630*378.33

АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЛОТОВОГО

СПЛАВА ДРЕВЕСИНЫ В. В. Васильев

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

vasiliev.vova2012@yandex.ru

Рассматривая историю развития сплава древесины от истоков его зарождения до 1991 года, можно выделить общепринятую транспортно-технологическую схему проведения данного вида работ, сущность которой заключалась в следующем [6, 11, 13]. На малых реках, где глубины не позволяют обеспечивать проплав объектов с большой осадкой, проводился молевой сплав древесины, в основном вовремя половодья или паводков с предварительной подготовкой ее к сплаву. По средним рекам молевой сплав древесины постепенно переходил в плотовой сплав с наличием кошельного сплава. А по крупным рекам, водохранилищам, озерам и морям осуществлялись: плотовой сплав древесины, транспортировка древесины в судах, и только в некоторых случаях ко-шельный сплав на небольшие расстояния при недостаточных скоростях течения водного потока.

На протяжении всего существования молевого сплава древесины его объемы постепенно уменьшались, это было связано с тем, что такой вид сплава сопровождался большим количеством потерь древесины от утопа, что приводило к засорению сплавных рек и угрозе экологической безопасности водных акваторий страны [3, 11, 14]. В результате этого на смену молевому сплаву постепенно начал приходить

первоначальный плотовой сплав [3]. Также осуществлялся сплав сплоточных единиц вольницей, сформированных в период зимней и ранневесенней сплотки, на небольшие расстояния от берегового склада до формировочного рейда, а в некоторых случаях непосредственно к потребителю [10, 11].

Обстановка водного транспорта леса кардинально изменилась после повсеместной отмены с 1991 года молевого сплава древесины с полным прекращением к 2000 году [8], и принятия в Водном кодексе РФ статьи 48 [4], согласно которой сплав древесины без судовой тяги на водных объектах, используемых для судоходства, и молевой сплав древесины на водных объектах, запрещаются. В результате этого резко сократились объемы доставки древесины по водным путям. При этом основными видами транспорта леса по судоходным и временно судоходным рекам стал плотовой сплав [8], а по несудоходным осуществляется сплав сплоточных единиц различной конструкций, которые пускаются в навигацию вольницей. Необходимо отметить, что сплав сплоточных единиц вольницей не всегда является выгодным мероприятием и, как правило, осуществляется при высоком стоянии сплавных горизонтов в половодье и при паводках. Таким образом, по судоходным и временно судо-

ходным рекам может проводиться только плотовой сплав древесины, а по несудоходным рекам сплав сплоточных единиц вольницей и первоначальный плотовой сплав при стоянии высоких сплавных горизонтов с использованием буксирных судов с малой осадкой.

В настоящее время при осуществлении транспортировки древесины в плотах по водным путям особое внимание необходимо уделять выполнению технологических, транспортных и экономических требований, предъявляемых к плотам различной конструкции и назначению [3]. Они являются основными показателями эффективности плотового лесосплава, требующие своего выполнения во время формирования плотов, и обеспечивающие безаварийную и экономически выгодную транспортировку древесины потребителям.

К основным показателям эффективности плотового лесосплава относятся: оптимальные размеры плотов, их объем, форма и конструкция, экономичность способа формирования и типа такелажа, прочность, управляемость, гибкость плота и сопротивление движению.

Размеры плотов для первоначального плотового лесосплава определяются в основном габаритами водного пути данного бассейна, а для магистрального сплава размеры плота определяются гарантированными габаритами судового хода или размерами камер шлюзов [15].

При обосновании размеров плотов для первоначального и магистрального сплава необходимо с точностью рассчитать длину, ширину и осадку плота. Данные показатели напрямую влияют на вы-

бор мощности буксирного судна и на безопасность плотового сплава.

Длину плота на первоначальном плотовом сплаве устанавливают до начала его формирования, которая зависит от многих факторов, но определяющим является извилистость русел рек с наличием свального течения, которое сносит лесотранспорт-ные единицы к вогнутому берегу реки [2]. Этот фактор негативно влияет на процесс плотового сплава и при увеличении расчетной длины плота требуется его растяжка. Растяжка плота осуществляется за счет привлечения дополнительного буксировщика [11], использования донных тормозных средств [8], или конструкций специальных плотов, имеющих свойства самоторможения и переформирования [2]. На магистральном плотовом сплаве длина плота устанавливается по радиусу закругления лесосплавного хода, который на больших реках имеет достаточное значение, чтобы не влиять на длину принятых магистральных плотов.

Ширина плота на первоначальном плотовом сплаве рассчитывается от минимальной ширины лесосплавного хода, определяемого на прямолинейном и криволинейном участке реки с учетом запаса [2]. При магистральном плотовом сплаве ширина плота зависит от габаритов судового хода или от размера камер шлюзов [13]. Для сохранения стандартной ширины плота при проводке его через лимитирующий створ реки или шлюзы можно использовать деформирующийся плот при условии, что его осадка позволит осуществлять свою проводку на малых глубинах.

Особое влияние на расчетное значе-

ние осадки плота придается на первоначальном плотовом сплаве, когда буксировка плота осуществляется по малым и средним рекам, которые даже в половодье и при паводках имеют недостаточные сплавные горизонты [2, 8, 11]. Также влияние оказывает особенность строения дна реки, которое ограничивает глубины лесосплавного пути на перекатах и порожистых участках реки в межнавигационный период [2]. Все это приводит к работам, связанным с уменьшением осадки плота или к прекращению любого сплава древесины на данном участке реки. На магистральном плотовом сплаве, как правило, осадка плота не влияет на безопасность лесосплавных работ. Она может быть увеличена после прохождения рек с малыми глубинами, путем формирования двухъярусных плотов.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что оптимальные размеры плотов устанавливаются в зависимости от лесотранспортных условий рек, которые оказывают большое влияние на размеры плотов, предназначенных для буксировки по временно судоходным рекам с наличием сложных участков и гидротехнических сооружений.

Объемы плотов определяются из допустимых размеров (длины, ширины, осадки), которые имеют свои значения для каждых лесотранспортных условий, а также от мощности применяемых в данном бассейне буксирных судов, обеспечивающих заданные скорости буксировки.

Отношение объема древесины в плоту к геометрическому объему плота называется полнодревесностью плота. Полно-древесность плота зависит от полнодре-

весности сплоточных единиц, их формы и от интервалов, допускаемых между пучками при формировании секций, и интервалами между секциями в плоту [7, 14]. На практике полнодревесность сплоточных единиц может достигать величины kпол = 0,38...0,70, где нижний порог для пучков из хлыстов и костромских кошм, а верхний для пучков из сортиментов и плоских сплоточных единиц (унженские кошмы) [12]. Между тем общий коэффициент полнодревесности плотов для средних лесоматериалов обычно не превышает величины kпол = 0,30...0,50, где нижний порог

для плотов из хлыстов, а верхний для плотов из пучков и плоских сплоточных единиц [9]. Необходимо отметить, что при определении полнодревесности плота в расчет принимается не высота плота, а его осадка.

Повышение полнодревесности плотов можно обеспечить за счет уменьшения интервалов между сплоточными единицами и секциями плотов в поперечном и продольном направлениях.

При формировании плотов из пучков продольный интервал между ними уменьшается при выравнивании торцов пучков. Поперечные интервалы сводятся к минимуму, если размеры пучков по осадке и ширине одинаковы, что вообще имеет наибольшее значение для увеличения кубатуры плота при данных габаритах. Если формирование плота осуществляется из плоских сплоточных единиц, то продольный и поперечный интервал сводятся к минимуму, тем самым повышая полнодре-весность плота. Необходимо отметить, что

на первоначальном плотовом сплаве интервалы между сплоточными единицами устанавливаются в зависимости от минимального радиуса лесосплавного хода, который определяется вовремя подготовки лесосплавного пути к эксплуатации.

Продольные и поперечные интервалы при формировании плотов из жестких секций, предназначенных для магистрального плотового сплава, определяются требованиями вписывания при буксировке в кривые судового хода с наименьшими радиусами, допущенными для данного участка реки. Из всего этого следует, что наибольший коэффициент полнодревесности имеет плот, сформированный из сплоточных единиц, установленных в плане без поперечных и продольных интервалов.

Формы и конструкции плотов, используемых на водных путях страны, имеют большое разнообразие, но наибольшее распространение на первоначальном и магистральном плотовом сплаве получили плоты прямоугольной формы в виде одной или нескольких секций помещенных в оплотник, и состоящих из пучков или плоских сплоточных единиц, соединенных между собой посредством формировочного такелажа. Такие плоты, как правило, предназначены для буксировки вниз по течению реки, а также по водохранилищам и озерам. Каждая форма плота влияет на его сопротивление движению. Так для речных прямоугольных плотов на сопротивление движению плота влияет отношение ширины к длине плота, которое в речных условиях колеблется от 1/5 до 1/8, а в озерных от 1/8 до 1/20. Для придания речным плотам большей обтекаемости по

предложению Я.Б. Далматова формировались плоты в виде трех секций с последовательно уменьшающимися размерами [6].

При взводной буксировке плотам придают сигарообразную форму и составляют из пучков, имеющих в головной и хвостовой части плота меньшие размеры по ширине, чем в середине. Для буксировки древесины по морям формируются крупные, сравнительно хорошо обтекаемые, сигарообразные сплоточные единицы. Плоты формируют в длину из одной или несколько сигар с большими интервалами между ними, исключающими удары одной сигары о другую при больших волнах. Такие плоты имеют большой расход такелажа и сложны в изготовлении.

Экономичность способа формирования плота и весь принцип формирования, то есть соединения между собой сплоточных единиц и частей плота (линейки, секции), зависят от применяемого такелажа. Обычно плот формируется из большого числа сплоточных единиц и поэтому, исходя из конструктивных и эксплуатационных соображений, плот составляют из более крупных частей линеек или секций, которые в свою очередь собираются из сплоточных единиц различной конструкции. Нужно уточнить, что сигарообразные плоты формируются из одной или нескольких сплоточных единиц больших объемов и в настоящее время на практике плотового сплава не встречаются.

При формировании плота используют продольные и поперечные связи (формировочный такелаж), которые воспринимают усилия, возникающие при буксировке плотов или на стоянке под влиянием

течения и ветра [6]. К продольным и поперечным связям относятся: лежни - стальные тросы с коушами, соединяемые рычажными замками или соединительными скобами; оплотные бревна, соединенные оплотными цепями с замками; поперечный счал для соединения концов лежневых наставок на хвостовом ряду сплоточных единиц; брустверы - жестка связь в виде пакетного бона из бревен, укладываемых перпендикулярно оси плота.

На сегодняшний день различают много способов формирования плотов, но основным и наиболее распространенным считается способ, при котором сплоточные единицы устанавливаются параллельно движению плота, образуя по несколько продольных и поперечных рядов, в совокупности называемые секцией [8]. В секции сплоточные единицы прикрепляются к лежням или оплотникам с помощью борт-комплектов, а также замками и сжимами. В хвостовой и головной части при необходимости секция дополнительно оснащается поперечными счалами и брустверами. Из таких секций в зависимости от габаритов лесосплавного хода формируют плоты, соединяя их при помощи лежней, друг с другом. Вовремя буксировки такие плоты при смене лесотранспортных условий могут расформировываться, а минуя труднопроходимые участки реки заново собираться из отдельных секций, образуя плот большого объема. Если буксировка происходит на временно судоходных реках, то плот представляет собой одну секцию с продольными или поперечными установленными сплоточными единицами, имеющими интервалы между рядами.

Вид и количество применяемого такелажа зависит не только от способа формирования плота, но и от его конструкции и назначения, например, плот, предназначенный для буксировки по озерам, должен иметь такое количество продольных и поперечных связей, чтобы его конструкция на всем протяжении буксировки выдерживала все воспринимаемые усилия.

Для увеличения экономичности формирования плотов нужно использовать более совершенный формировочный такелаж. Таким является такелаж из полимерных материалов. Использование его позволит увеличить производительность труда, снизить себестоимость работ и улучшит условия труда рабочих.

Основным фактором, обеспечивающим безаварийную буксировку плота, является его прочность. Если плот сохраняет свои первоначальные габариты и объем в неизменном состоянии в течение всего периода транспортировки, то такой плот называется прочным.

Прочность плотов в различных условиях плавания связана, с одной стороны, с прочностью сплоточных единиц и формировочного такелажа, а с другой - со специальными мерами защиты плота от воздействия волн.

Прочность сплоточных единиц зависит в первую очередь от формы, а форма непосредственно определяет принцип их формирования, габариты и вид применяемого сплоточного такелажа [7, 14]. При формировании современных плоских сплоточных единиц ряды сортиментов укладываются в рамку из бревен, соединенных между собой, что позволяет исклю-

чить выплывание сортиментов из рядов [8]. Но существует большая вероятность разрыва верхних или нижних обвязок. Таким образом, при формировании сплоточных единиц такой формы необходимо использовать надежные гибкие связи для рамок и прочные обвязки. В свою очередь при сплотке пучков для их прочности следует соблюдать отношение ширины к высоте пучка в приделах 1:(1,5...1,75). Достигают этого соотношения за счет плотности укладки бревен в пучки и натяжения обвязочных креплений. Обвязками могут служить обвязочные комплекты из цепей или проволока. Для исключения выскальзывания сортиментов из пучка при недостаточном натяжении обвязок нужно допускать расхождение по длине только до 0,5 м, а длина пучка не должна превышать самого длинного сортимента на 0,3 м. Необходимо отметить, что пучки большой длины и объема обладают повышенной прочностью, так как менее подвергаются колебательному воздействию. Такими являются пучки, сплачиваемые из хлыстов.

В большей степени прочность плота определяется количеством, видом и правильностью закрепления формировочного такелажа. Узлы соединения продольных, поперечных креплений и обвязок сплоточных единиц должны быть жесткими, не допускающими перемещения формировочного такелажа.

При выборе количества продольных лежней учитывается ширина плота и его конструкция, например, в гибких плотах с поперечным расположением сплоточных единиц в рядах лежни прокладывают по бортам, если ряды сформированы из пачек

хлыстов или трех-четырех сортиментных пучков. Если ряды сформированы из пяти пучков, прокладывают один, из шести-восьми пучков - два дополнительных внутренних лежня. На плотах, сформированных из древесины лиственных пород без хвойного подплава или с небольшим объемом его, количество дополнительных лежней увеличивают с целью исключения потерь древесины. Лежни прокладываются поверху сплоточных единиц. Бортовые сплоточные единицы оснащаются борткомплекта-ми, которые прикрепляются к лежням посредством сжимов, замков. Для других конструкций плотов выбор количества лежней происходит вышеупомянутым способом, но если плот имеет оплотники, то, как правило, количество лежней уменьшается.

В момент подборки лежня для заданных условий следует учитывать, что при движении плота по криволинейным участкам 80 % нагрузки передается на один бортовой лежень. При этом на средние лежни приходится 80 % нагрузки, воспринимаемой боковым лежнем [13]. На основании этого подбор лежня по диаметру должен происходить с учетом максимального усилия, которое будет возникать на минимальном радиусе закругления лесосплавного хода.

Обоснование выбора поперечных креплений происходит по допустимому напряжению, которое возникает в головном счале или бруствере по специальным формулам. На практике прочность речных плотов различной конструкции можно определять путем сравнения разрывного сопротивления продольного бортового крепления [13].

Плоты, предназначенные для буксировки по крупным водохранилищам и озерам, должны быть максимально защищены от воздействия на них волн, особенно при сильном боковом ветре. Поэтому актуально стоит вопрос об укреплении бортов плота, для чего по бортам устанавливают наиболее прочные сплоточные единицы и дополнительные поперечные крепления.

Качественная сплотка сплоточных единиц, правильный выбор формировочного такелажа и его надежное закрепление, а также грамотное формирование плотов позволяют обеспечить требуемую прочность плота при его буксировке от места формирования до пункта назначения.

Управляемость плотом определяется возможностью удержания его на курсе в пределах лесосплавного хода. Это имеет большое значение при движении по узким участкам рек с малыми радиусами закругления и сильным свальным течением [2].

Если рассматривать буксировщик, буксирный трос и плот, состоящий из сплоточных единиц, то они в совокупности представляют своеобразную кинематическую цепь. Подвижность звеньев такой цепи зависит от натяжения в кинематических связях, которые действуют только при натяжении. Цепь разрушается и звенья приобретают подвижность, если натяжение отсутствует. Так напряжения в связях плота на искривленных участках пути и крутых поворотах из-за снижения скорости хода уменьшаются до нулевого значения от головной его части к хвостовой. В результате этого буксируемый плот становится неуправляемым, а буксирное судно способно управлять только головной ча-

стью. Не имея ограничения степени подвижности, хвост плота при прохождении криволинейного участка смещается в сторону вогнутого берега и при неблагоприятных условиях может ударяться о берег или попасть на отмель. Обстановка сильно ухудшается, если на таких участках реки присутствует свальное течение, которое интенсивно сносит хвост плота к вогнутому берегу. Отсюда, как следствие, вытекает необходимость применения на крутых поворотах добавочных средств управления плотом [2, 11]. Такие средства должны в полной мере обеспечивать устойчивое положение плота на курсе в пределах лесосплавного хода.

В естественных условиях управление плотом возможно только при наличии скорости движения плота относительно воды. Она должна быть больше скорости течения или меньше, но не равна ей [6]. Первое условие на малых реках выдержать трудно, поэтому прибегают ко второму, но главное - поддерживать натяжения во всех звеньях плота, то есть плот нужно растягивать. В настоящее время растяжку плота можно осуществлять посредством тормозного такелажа (лоты, цепи-волокуши, якоря), вспомогательным буксировщиком [8, 11, 13], гидродинамическим тормозом или применять специальные конструкции самотормозящихся плотов [1, 2].

На практике растяжку плота осуществляют за счет тормозного такелажа или вспомогательного судна. Гидродинамические тормозы и самотормозящиеся плоты пока своего применения не нашли. При использовании лотов требуется оснащение плота ведущей единицей, подъемными

средствами и плотокомандой. Применение цепей-волокуш ограничено из-за вынужденной остановки плота в пути следования, при сильном свальном течении и наличии подводных коммуникаций (кабели, газопроводы). Отсюда следует, что наиболее оптимальный способ растяжки плота -растяжка за счет дополнительного буксировщика, который оказывает активную помощь в управлении плотом.

Управление плотом является одним из важных показателей эффективности плотового сплава, так как при недостаточном обеспечении этого мероприятия плот на криволинейных участках реки с сильным свальным течением может ударяться о вогнутый берег или выноситься на путь встречного каравана судов, что приведет к неминуемой аварии плота, на устранение которой требуется большое количество денежных и трудовых затрат.

Гибкость плота характеризуется показателем гибкости - это отношение радиуса кривизны бортового лежня выпуклого борта к радиусу кривизны вогнутого борта. Величина показателя гибкости зависит от радиуса кривизны лесосплавного хода на лимитирующем повороте, ширины плота и плановых размеров сплоточных единиц. По правилам плотового сплава гибкость плота для первоначального сплава обеспечивается за счет создания интервалов между рядами, а для магистрального - путем выполнения интервалов между секциями, причем интервал между секциями рекомендуется брать равным 2.. .3 м [13]. В реальных условиях при формировании плотов различной конструкции образуются интервалы между рядами или

секциями. Однако они являются или результатом неплотной укладки сплоточных единиц в плот, или оставляются специально, чтобы можно было проложить поперечный оплотник (но не с целью увеличения гибкости плота). Этот фактор, как правило, и является обеспечением гибкости плота.

Плоты, предназначенные для магистрального сплава, буксируются по судоходным рекам, где имеется широкий лесосплавной путь и большие радиусы поворота, и поэтому в принципе не должны иметь интервалов между секциями и сплоточными единицами. В свою очередь в плотах, сплавляемых по несудоходным и временно судоходным рекам, следует оставлять интервалы между рядами сплоточных единиц, так как такие реки сопровождаются меандрированием, что приводит к образованию крутых излучин с малыми радиусами закругления. Гибкость плота в данном случае будет обеспечивать надежный проплав через такие участки реки при использовании вспомогательных средств торможения, если в таковых есть необходимость. Важно отметить, что чрезмерное увеличение расстояния между рядами сплоточных единиц, а также его уменьшение негативно влияет на общий показатель эффективности плотового сплава.

Сопротивление движению плота является последним, но немаловажным показателем эффективности плотового сплава, так как на основе расчетных данных сопротивления движению подбирается буксировщик с требуемой мощностью, буксирные тросы и крепления, которые по своей сути на всем протяжении транспор-

тировки плота обеспечивают надежность транспортного процесса. В процессе буксировки плота на удельное сопротивление движению оказывает влияние коэффициент полнодревесности плота, длина буксирного троса, объем, форма головы и шероховатость плота.

Коэффициент полнодревесности зависит от конструкции плота. Так, согласно [5], плот ЦНИИЛ имеет коэффициент пол-нодревесности выше, чем лежневые плоты, а, следовательно, его удельное сопротивление меньше. Наименьший коэффициент полнодревесности у плотов из хлыстов и плоских сплоточных единиц, он составляет 0,3...0,4. В практических условиях удельное сопротивление движению воды у плотов ЦНИИЛ составляет 80 % от сопротивления лежневых пучковых плотов и 55 % от сопротивления плотов из плоских сплоточных единиц.

Сильное влияние на величину сопротивления движению оказывает длина буксирного троса (чем короче буксирный трос, тем больше сопротивление). Это связано с тем, что скорость возмущенного потока затухает по мере удаления от гребного винта и приближается к относительной скорости уже за пределами лобовой поверхности плота [5]. Длина буксирного троса рассчитывается по зависимостям, где основным критерием длины троса служит мощность буксирного судна, при этом нужно учесть, что длина троса влияет на управление плотом при буксировке по криволинейным участкам реки.

При проводке плота по рекам небольшой ширины с малыми глубинами возникает также дополнительное сопро-

тивление, вызываемое близостью берегов и дна. В этом случае для учета влияния ограниченности среды можно пользоваться коэффициентом стеснения русла, равным отношению площади живого сечения русла к площади, не занятой плотом. Коэффициент стеснения русла отражается на величине полного сопротивления воды движению плота, но введение только его в формулу не позволяет учесть дополнительное сопротивление трению, возникающее вследствие увеличения скоростей потока под плотом и по бортам.

Сопротивление плота движению в значительной степени зависит еще от способа учалки [5] и от интервалов между счалами: чем больше интервал, тем больше сопротивление движению. Исследования удельного сопротивления плотов с различными интервалами позволили установить, что при увеличении интервалов между счалами до 35.50 м возникает дополнительное водоворотное сопротивление движению на 18 % по сравнению с плотом, у которого интервалы между счалами равны 2,5 м. Отсюда следует, что для уменьшения сопротивления движению необходимо применять «сомкнутую счалку», то есть счалку плотов с возможно меньшими интервалами.

Высокий общий показатель эффективности плотового сплава выражается в том, чтобы применяемая конструкция плота была способна к буксировке по несудоходным и временно судоходным рекам, имела достаточную прочность, хорошую управляемость и не требовала большого расхода такелажа, обеспечивала высокую производительность формировочно-

расформировочных работ. При этом плот должен обладать высоким коэффициентом полнодревесности и минимальным значением сопротивления движению.

Библиографический список

1. Афоничев Д.Н., Васильев В.В., Папонов Н.Н. Обоснование эксплуатационных параметров самотормозящегося плота с кормовыми тормозными секциями в виде параллелограммов // Ресурсосберегающие и экологические перспективные технологии и машины лесного комплекса будущего: Матер. междунар. научн. конф., посвящ. 55-летию лесоинженерного факультета ВГЛТА / ВГЛТА. Воронеж, 2009. С. 232-237.

2. Афоничев Д.Н., Васильев В.В., Папонов Н.Н. Повышение эффективности плотового сплава в сложных условиях плавания / ВГЛТА. Воронеж, 2009. 26 с. Деп. в ВИНИТИ 16.04.2009 г., № 219-В2009.

3. Борисовец Ю.П. Пути развития лесосплава в современных условиях: обзорная информация // Лесоэксплуатация и лесосплав / ВНИПИЭИлеспром. М., 1989. Вып. 13. 40 с.

4. Водный кодекс Российской Федерации. С-Пб.: Стаун-кантри, 2001. - 94 с.

5. Гоник А.А. Плотовой сплав леса. М.: Гослесбумиздат, 1951. 200 с.

6. Лесосплав [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://fbrest.geoman.ru/ for-est/item/f00/s01/e0001489/index. shtml. Загл. с экрана.

7. Мануковский Ю.А., Афоничев Д.Н., Папонов Н.Н., Васильев ВВ. Спло-

точная единица стабилизированной плавучести // ИВУЗ «Лесной журнал». 2010. № 6. С. 114-120.

8. Митрофанов А.А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение. Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. 492 с.

9. Овчинников М.М. Учет влияния структурных параметров хлыстовых плотов на коэффициент сопротивления // Лесосечные, лесоскладские работы и транспорт леса: межвуз. сб. научн. тр. / ЛТА. Ленинград, 1989. С. 73-77.

10. Правда Севера. Сплавщиков выручают микропучки [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pravda severa.ru/print.html?artide= 1049240145. Загл. с экрана.

11. Приезжий И.И. Проблемы повышения эффективности водного транспорта леса. М.: Лесн. пром-сть, 1977. 296 с.

12. Соколов К.Б., Ермолаев А.Н. Технологический процесс и оборудование для сплава леса в хлыстах: обзорная информация // Лесоэксплуатация и лесосплав / ВНИПИЭИлеспром. М., 1985. Вып. 4. 44 с.

13. Справочник по водному транспорту леса / Под ред. В.А. Щербакова. М.: Лесн. пром-сть, 1986. 384 с.

14. Афоничев Д.Н., Папонов Н.Н., Васильев В.В. Выбор гибкого водонепроницаемого материала для стабилизации плавучести сплоточных единиц // Лесотехнический журнал / ВГЛТА. 2011. № 1. С. 95-99.

15. Péroz F. La campagne franc-comtoise: vie et traditions d'autrefois. Editions Cabedita, 2006. 167 p.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.