CC BY
37Статья поступила в редакцию 18.04.2018 г.
УДК 656.62.052.4
М.Ю. Чурин, доцент ВГУВТ
603591, г. Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА БАРРАССА ДЛЯ РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОСАДКИ СУДОВ РЕЧНОГО ФЛОТА
Ключевые слова: анализ, метод расчета, динамическая просадка, характер просадки, суда речного флота.
В данной статье рассмотрен вопрос использования метода доктора Баррасса, широко используемого для морских судах, для расчета величин динамической просадки судов речного флота при следовании в условиях мелководья. Выполнен анализ возможности применения метода для речных судов. На базе выполненного анализа работы метода предлагается использовать методы отечественных авторов, разработанных непосредственно для судов речного флота и учетом конкретных условий мелководья.
Эксплуатация судов смешанного «река-море» плавания характеризуется существенными отличиями как от эксплуатации чисто речных судов, так и от эксплуатации морских судов. Конструктивные особенности судов смешанного плавания позволяют успешно осуществлять работу как в речных условиях, так и в море. Работа на реках связана с эксплуатацией этих судов в стесненных условиях мелководья. Эта особенность работы судов дополнительно усугубляется постоянной тенденцией к увеличению габаритов вновь строящихся судов речного флота. Поэтому вопрос определения безопасного запаса воды под днищем для этих судов приобретает дополнительную актуальность. Одной из составляющих при расчете необходимого запаса воды под килем судна является величина динамической просадки.
В настоящее время для определения динамической просадки судов используются различные методы, разработанные отечественными и зарубежными авторами. В последнее время на морских судах достаточно широкое применение получил метод доктора Баррасса [1]. Этот метод расчета величин динамической просадки получил одобрение Балтийского Ллойда. Метод позволяет определить величины динамической просадки судов для двух видов мелководья. Для мелководных участков водных путей (открытые воды) Баррасс предлагает использовать выражение:
ДТ = 5 V2 / 100 (1) ,
где : ДТ - величина динамической просадки судна (м); 5 - коэффициент полноты водоизмещения судна;
V - скорость судна относительно масс воды (узлы).
Коэффициент общей полноты вычисляется по формуле:
5 = V / Ь*Ъ*Т (2),
где: 5 - коэффициент общей полноты;
V - водоизмещение судна на данную осадку судна Т; Ь - длина судна (м);
Ь - ширина судна (м); Т - осадка судна (м).
Для стесненных вод (каналов) Барросс предлагает другую формулу для расчета величин динамической просадки:
ДТ = 5 V2 / 50 (3).
В каналах и в узких фарватерах сечение потока воды значительно сужается корпусом судна. Соотношение сечения русла канала к проекции поперечного сечения подводной части корпуса судна называют коэффициентом загромождения русла канала (Б/).
Б/= Ь Т / Б Н (4)
где В - ширина русла канала (м), Н - глубина канала (м).
Рис. 1. Коэффициент загромождения русла канала
Если известны размеры русла реки, можно вычислить коэффициент загромождения, и его добавляют в формулу. В этом случае для речных условий получим:
ДТ = K 5 V2 / 100 где K = (6 Bf) + 0,40
(5)
(6)
Данные формулы справедливы для значений коэффициент общей полноты судна 5 = 0,5-0,9. По утверждению С.Б. Баррасса в зависимости от значения коэффициента общей полноты судно без дифферента будет подвержено проседанию в большей степени той или иной оконечностью:
5= 0,7 - судно проседает всем корпусом;
5< 0,7 - судно проседает на корму;
5 > 0,7 - судно проседает носом.
У судна, имеющего дифферент на корму, проседание также будет на корму, при дифференте на нос, проседание также на нос. Эта же информация приводится в «Brown's Nautical Almanac» [2].
Выполнив анализ представленных формул для определения характера просадки судов речного флота, необходимо отметить, что предложенные подходы для этих судов не работают (см. табл. 1), не определяют характер просадки [3]. Сходимость результатов 13 %. Метод ВГАВТ [3] также дает возможность определить характер динамической просадки по коэффициенту ст = он / ок как отношение коэффициента полноты носовой половины к коэффициенту полноты кормовой половины диаметрального батокса корпуса судна, характеризующее форму его обводов.
Отношение коэффициентов полноты носовой он и кормовой ок половин диаметрального батокса судна носит постоянный характер (во всех случаях ст = он / ок > 1,0), что является характерной особенностью форм корпусов судов внутреннего и смешанного плавания с традиционной формой корпуса без бульба. Установлено, что величина отношения коэффициентов полноты носовой он и кормовой ок половин диаметрального батокса судна определяет характер динамической просадки речных судов (просаживаются больше кормой). Сходимость результатов 100 %.
Кроме этого метод Баррасса может быть использован в очень малом диапазоне отношения осадки судна к глубине мелководного участка от 0,7 до 0,9. Баррасс этот диапазон определяет как отношение глубины к осадке судна Н / Т = 1,1-1,4.
Полученное методом Баррасса значение просадки судна на мелководье используется для расчетов минимально допустимого запаса глубин (Under keel clearance -UKC) при плавании на мелководных и стесненных участках пути судна. Вычисленные значения минимально допустимого запаса глубин необходимо сравнить со значениями, установленными компанией и если полученное значение менее допустимого, то необходимо выполнить расчет просадки для более низкой скорости судна и сравнить снова, пока полученный результат минимально допустимого запаса глубин не будет соответствовать установленному компанией. Другими словами, предложенный метод не позволяет определить значения скоростной просадки в зависимости от запаса воды под килем (глубины в районе следования судна), что является существенным недостатком предлагаемого метода.
Таблица 1
Геометрические характеристики судов
№ Тип судна Номер проект Длина L Ширина B Осадка T Метод Баррасса Коэф-т 5 Соответствие Метод ВГАВТ ст = Он / Ок Соот-вет-ствие
1 6-я пятилетка 576 90,0 13,0 2,8 0,83600 нет 1,03674 да
2 Невский Р-32БУ 108,57 14,8 3,0 0,84200 нет 1,05424 да
3 Окский Р-97 82,0 15,0 2,2 0,79760 нет 1,01678 да
4 Волго-Дон 507Б 135,0 16,5 3,2 0,85100 нет 1,08960 да
5 Волгонефть 550А 128,6 16,5 3,5 0,84500 нет 1,06570 да
6 Волго-Балт 095 110,0 13,0 3,3 0,82500 не 1,03207 да
7 т/х Якутск 1743 105,0 14,8 2,5 0,82700 нет 1,06470 да
8 Сормовский 1557 105,0 13,0 3,5 0,84200 нет 1,03484 да
9 Нефтерузовоз 1553 115,26 13,0 3,4 0,82340 нет 1,02836 да
10 Сормовский 614бол 110,15 13,0 3,3 0,80767 нет 1,02430 да
11 Родина пас. 588 90,0 11,5 2,2 0,57560 да 1,02150 да
12 В. Куйбышев 92-016 126,45 15,8 2,9 0,71500 нет 1,04131 да
13 М. Горький с Q-040 104,3 12,8 2,2 0,72440 нет 1,03411 да
14 Русь пас. 302 124,5 16,0 2,9 0,67500 да 1,07797 да
15 Волжский ук. 0574А 103,8 16,5 3,49 0,830 нет 1,08262 да
М
На основании вышеизложенного, для определения величин динамической просадки судов речного флота при следовании на мелководье предлагается брать за основу специально разработанные для речных судов методы отечественных авторов. Это в первую очередь метод В.Г. Павленко [4], метод П.Н. Шанчурова [5] и метод ВГАВТ [3], имеющих хорошую сходимость с результатами натурных наблюдений.
Таблица 2.
Зависимость просадки по корме теплохода «Сормовский» (проект 1557) от соотношения Т/Н и скорости хода.
Соотношение Т/Н Величина просадки по корме , м
Средний ход Малый ход
Метод Павленко Метод Шанчурова Метод ВГАВТ Метод Павленко Метод Шанчуров Метод ВГАВТ
0,5 0,196 0,155 0,180 0,087 0,069 0,080
0,6 0,215 0,170 0,197 0,095 0,075 0,087
0,7 0,232 0,222 0,213 0,103 0,098 0,094
0,8 0,248 0,237 0,227 0,110 0,105 0,101
0,9 0,263 0,251 0,241 0,117 0,112 0,107
Таблица 3
Зависимость просадки по корме теплохода «Волго-Дон» (проект 507 Б) от соотношения Т/Н и скорости хода
Соотношение Т/Н Величина просадки по корме, м
Средний ход Малый ход
Метод Павленко Метод Шанчурова Метод ВГАВТ Метод Павленко Метод Шанчуров Метод ВГАВТ
0,5 0,209 0,165 0,200 0,093 0,073 0,089
0,6 0,228 0,181 0,219 0,101 0,080 0,097
0,7 0,246 0,235 0,237 0,110 0,105 0,105
0,8 0,264 0,251 0,253 0,117 0,112 0,112
0,9 0,280 0,267 0,269 0,124 0,118 0,119
Предлагаемые методы расчета величин динамической просади для судов речного флота имеют хорошую сходимость с результатами натурных наблюдений, выполненных по серийным речным судам [6,7]. Список литературы:
[1] «Ship Design and Performance for Masters and Mates» C. B. Barrass [Электронный ресурс] -Режим доступа : seatracker.ru >viewtopicphp? t=1735
[2] Brown's Nautical Almanac / Brown, Son and Ferguson. Ltd. - Glasgow,G41 2SD, 2015.
[3] Чурин М.Ю. Метод определения динамической просадки судов смешанного «река-море» плавания / М.Ю. Чурин //Современные проблемы науки и образования Выпуск 3, 2013. URL: www.science-education.ru/111-10228.
[4] Управление судами и составами: учебник для вузов / Н.Ф. Соларев [и др.]-2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1983. - 296 с.
[5] Шанчуров П.Н. Управление судами и составами: учебник для ин-тов водн. трансп. / П.Н. Шанчуров. М.: Транспорт, 1971.- 352 с.
[6] Звонков В.В. Скоростные и тяговые характеристики грузовых теплоходов / В.В. Звонков // Речной транспорт - 1954. - №5. - с. 17-21.
[7] Сухомел Г.И. Исследование движения судов по каналам и мелководью /Г.И. Сухомел. -Киев «Наукова думка», 1966. - 80 с.
THE BARRASS'S METHOD USE FOR THE RIVER FLEET VESSELS DYNAMIC DRAWDOWN CALCULATION
M.Y. Churin
Key words: analysis, calculation method, dynamic drawdown, river fleet vessels.
The article considers th Barras's method widely used for sea vessels for calculationg the river fleet vessels dynamic drawdown value while passing in the shallow areas. The method use possibility for the river vessels is analysed. Having analysed this method applicatin we offer to use the Russian authors' for the river fleet vessels particularly and taking into account some specific shallow water conditions.
Статья поступила в редакцию 08.05.2018 г.
УДК 656.615
А.А. Янченко, аспирант1, старший преподаватель2 Морской государственный университет им. адм. Г.И. Невельского1 690059, г. Владивосток, ул. Верхнепортовая, 50 а Владивостокский филиал Российской таможенной академии2 690034, г. Владивосток, ул. Стрелковая, 16в
НАУЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МОРСКИХ ПОРТОВ И ПОРТОВЫХ ТЕРМИНАЛОВ
Ключевые слова: моделирование, порт, транспортный процесс, контейнерный терминал, система управления, процессный подход
В работе представлен обзор современных научных исследований в области совершенствования функционирования портов и портовых терминалов на основе теории массового обслуживания. Системный анализ трудов различных авторов позволил определить основные направления в области исследования технологических процессов работы порта. В результате был сделан вывод, что наиболее перспективным на сегодняшний день является процессный подход к построению систем массового обслуживания.
Создание оптимальной системы продвижения контейнеропотоков предполагает организацию единого транспортного пространства, т.е. объединение технологических процессов всех участников цепи доставки грузов, а именно, представителей морского транспорта и портовых систем грузорапределения, в единый сквозной процесс [1]. Для решения этой комплексной задачи (анализа существующей системы терминальной обработки грузов, проектирования и прогнозирования результатов различных вариантов развития системы и т.п.) различными исследователями разработаны инструменты моделирования вариантов функционирования морских портов и портовых
