Расчет технической скорости движения составов

Для составов техническая скорость определяется через приведенное сопротивление воды движению состава и приведенную силу тяги буксировщика (упора толкача).

Для начала находим приведенное сопротивление каждой баржи R’ (КГС ∙ с²/ м²). Оно находится из характеристики судна. Каждое приведенное сопротивление баржи соответствует определенной осадке судна. Если эксплуатационная осадка баржи не совпадает с табличным значением, то приведенное сопротивление определяется путем интерполяции по формуле:

R’ = R’_max – ((R’_max – R’_min) / (T_max – T_min)) * (T_max – T_э) (3.4.)

где R’_max, R’_min-ближайшее большее и меньшее табличные значения приведенного сопротивления, указанные в таблице последовательно, между которыми находится R’.

T_max, T_min-ближайшее большее и меньшее табличные значения осадки, указанные в таблице последовательно, между которыми находится T_э.

Если для толкача вместе с приставкой уже дана техническая скорость, тогда эксплуатационная скорость состава рассчитывается по следующим формулам:

U = V_э ± w, км/ч. (3.5.)

где V_э- эксплуатационная скорость движения на спокойной и глубокой воде при осадке T_э, км/ч.

w- потери (-) или приращения (+) скорости по участкам, км/ч.

Паспортная скорость судна на спокойной и глубокой воде приведена в справочных таблицах для регистровой осадки в полном грузу (T_р) и порожнем (T₀).

При других эксплуатационных осадках судна (T_э) техническая скорость находится по формуле:

U = [V_р+ ((V₀– V_р) / (T_р – T₀)) * (T_р – T_э)]± w, км/ч.(3.6.)

где V_р, V₀- паспортная (регистровая) скорость судна в полном грузу и порожнем, км/ч.

Эксплуатационная скорость движения на спокойной и глубокой воде при осадке T_э находится из формулы (3.7.) и она имеет следующий вид:

V_э= V_р+ ((V₀– V_р) / (T_р – T₀)) * (T_р – T_э), км/ч. (3.7.)

Эксплуатационные осадки грузового теплохода проекта № 559Б («Окский») c приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) равны соответственно 1,71 м и 1,6 м, то есть в полном грузу, поэтому R’будет равно 267 КГС ∙ с²/ м², а на участке где состав идет порожнем R’будет равно 192 КГС ∙ с²/ м².

Эксплуатационные осадки толкача-буксира проекта № 758АМ («ОТ-891») с бункерными баржами проектов № 81060 и № Р-85А равны соответственно 2,14 м, 3,75 м и 2,68 м, то есть в полном грузу, поэтому R’ для баржи проекта № 81060будет равно 432 КГС ∙ с²/ м², а для баржи проекта № Р-85А – 440 КГС ∙ с²/ м².Для участка где состав идет порожнем R’ для баржи проекта № 81060будет равно 293 КГС ∙ с²/ м², а для баржи проекта № Р-85А – 194 КГС ∙ с²/ м².

После этого ищется приведенное сопротивление состава в целом R’_с. Оно определяется по формуле:

R’_с = k_сч * ∑ R’_i(3.8.)

где k_сч-коэффициент счала состава в зависимости от принятой формы счала состава и количества барж в составе;

∑ R’_i-сумма приведенных сопротивлений всех барж, входящих в состав.

Грузовой теплоход проекта № 559Б («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) – форма счала состава в кильватер.

В грузу k_сч= 0,90; порожнем k_сч= 0,97.

Толкач-буксир проекта № 758АМ («ОТ-891») с бункерными баржами проектов № 81060 и № Р-85А – форма счала состава в кильватер.

В грузу k_сч= 0,78; порожнем k_сч= 0,92.

Приведенное сопротивление грузового теплохода проекта № 559Б («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) в полном грузу будет равно:

R’_с = 0,90 * 1 * 267 = 240 КГС ∙ с²/ м².

Приведенное сопротивление грузового теплохода проекта № 559Б («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) порожнем будет равно:

R’_с = 0,97 * 1 * 192 = 186 КГС ∙ с²/ м².

Для того, чтобы найти общее приведенное сопротивление для состава (толкач-буксир проекта № 758АМ («ОТ-891») с бункерными баржами проектов № 81060 и № Р-85А) в грузу найдём для начала приведённое сопротивление баржи проекта № 81060 при загрузке на 3851 т. по формуле:

R’ = 432 – ((432 – 293) / (3,75 – 0,63)) * (3,75 – 3,3) = 412 КГС ∙ с²/ м²

А теперь находим общее приведенное сопротивление для состава в грузу:

R’_с = 0,78 * (412 + 440) = 665 КГС ∙ с²/ м².

Приведенное сопротивление толкача-буксира проекта № 758АМ («ОТ-891») с бункерными баржами проектов № 81060 и № Р-85А порожнем будет равно:

R’_с = 0,92 * (293 + 194) = 448 КГС ∙ с²/ м².

Зная приведенное сопротивление состава, из таблицы приведенной силы тяги на гаке буксировщика (упора толкача) F’_г, равной приведенному сопротивлению состава R’_с,находят скорость движения состава.

Если приведенное сопротивление состава не совпадает с приведенными в таблице значениями приведенной силы тяги, то техническая скорость состава находится путем интерполяции по формуле:

U = k_т* [V_min + ((V_max – V_min)/(F’_max – F’_min)) * (F’_max – R’_с)] ± w, км/ч. (3.9.)

гдеk_т-коэффициент эффекта толкания (k_т= 1,03; k_т= 1,04);

F’_max, F’_min-ближайшее большее и меньшее значения приведенной силы тяги на гаке, указанные в таблице последовательно, между которыми находится величина F’_г, равная величине R’_с.

V_max, V_min – табличные скорости движения, соответствующие значениям F’_max и F’_min.

Паспортная скорость движения для состава находится из формулы (3.10.) и она имеет следующий вид:

V_с = k_т* [V_min + ((V_max – V_min) / (F’_max – F’_min)) * (F’_max – R’_с)], км/ч. (3.10.)

Так паспортная скорость для грузового теплохода проекта № 559Б («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) в полном грузу будет равна:

V_с = 1,03 * [11,66 + ((12,5 – 11,66) / (274 – 218)) * (274 – 240)] = 12,5 км/ч.

А паспортная скорость для грузовой теплоход проекта № 559Б («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) в порожнем состоянии будет равна:

V_с =1,03 * [12,5 + ((13,33 – 12,5) / (218 – 170)) * (218 – 186)] = 13,4 км/ч.

Паспортная скорость для толкача-буксира проекта № 758АМ («ОТ-891») с бункерными баржами проектов № 81060 и № Р-85А в грузу будет равна:

V_с =1,04 * [11,66 + ((12,5 – 11,66) / (720 – 570)) * (720 – 665)] = 12,44 км/ч.

А паспортная скорость для толкача-буксира проекта № 758АМ («ОТ-891») с бункерными баржами проектов № 81060 и № Р-85А в порожнем состоянии будет равна:

V_с =1,04 * [13,33 + ((14,15 – 13,33) / (457 – 360)) * (457 – 448)] = 13,94 км/ч.

А эксплуатационная скорость для грузового теплохода проекта № Р97И («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) на участке по реке Ока будет равна:

V_э= 13,5 + ((15,2 – 13,5) / (2,3 – 1,31)) * (2,3 – 1,85) = 14,27 км/ч.

Техническая скорость грузового теплохода проекта № 559Б («Окский») с приставкой проекта № 942А (баржа-площадка) по участкам водного пути будет равна:

От Перми до Соколок вниз по реке Каме:

U = 12,5 + 2,3 = 14,8 км/ч.

От Соколок по реке Волга вверх до Большой Волги:

U = 12,5 - 2,7 = 9,8 км/ч.

От Южного речного порта до Касимова (порожнем):

U = 13,4 + 2,3 = 15,7 км/ч.

От Касимова до Соколок вниз сначала по реке Оке, а потом реке Волге:

U = 12,5 + 2,3 = 14,8 км/ч.

От Соколок по реке Кама вверх до Набережных Челнов:

U = 12,5 - 2,7 = 9,8 км/ч.