Доставка грузов по реке Енисей (стр. 6 из 15)

4.2.1 Нормы нагрузки тоннажа

Технической нормой нагрузки грузового судна является его загрузка или, что то же самое, эксплуатационная грузоподъемность – Qэ, т, по грузу с учетом условий плавания на всем пути следования судна.

Определяющими норму нагрузки факторами являются следующие:

а) Минимальная (гарантированная) глубина судового хода:

Qэ₁=Qp(Тэ-То)/(Тр-То)=Qр[(hг-h₀)-То]/(Тр-То) т, (22)

где Тэ – эксплуатационная осадка судна, м;

Qp – регистровая грузоподъемность судна, т;

hг – гарантированная глубина судового хода, м;

h₀– минимально необходимый запас воды под днищем, обеспечивающий безопасность плавания, м.

б) Полезная площадь палубы:

Qэ₂=k*F_пл.*h_габ/w_гт, (23)

где k - коэффициент использования габарита по высоте. При перевозке

насыпных и навалочных грузов k = 0,5;

для 0,9

F_пл. – площадь палубы, м²;

h_габ.- высота штабеля груза на палубе судна – площадки, м,

принимаем равным 4,9 м;

w_г – удельный погрузочный объем груза; м³/т;(для угля – w_г= 1,1 м²/т., для контейнеров и иных грузов = 1,7 м²/т

Окончательная норма нагрузки грузового судна устанавливается из условия:

Qэ = min {Qp; Qэ1; Qэ2} т, (24)

Таблица 10 Норма нагрузки тоннажа грузовых судов при перевозке грузов в Туруханский район

Род груза	wг м3/т	Тип судна
		Пр. Р-29			Пр. Р-56			Пр.562Д
		Qэ1,т	Qэ2,т	Qэ,т	Qэ1,т	Qэ3,т	Qэ,т	Qэ ,т	Qэ .т	Qэ,т
Уголь	1,1	8100	2618	2618	7650	5350	2800	1456	1370	800
Генер. грузы	1,7	7471	2972	2972	3155	2800	2800	800	1597	800
Грузовой теплоход пр. ТУЗ-100А
Qэ ,т			Qэ ,т			Qэ,т
Генер. грузы	1,7	1000			3756			1000

Устанавливаем норму нагрузки тоннажа следующую:

для барж проекта № Р56 Qэ = 2800,0 т;

проекта № Р-29 Qэ = 2618,0 т.

Проекта 562Д Qэ = 800,0 т;

Для грузового теплохода проекта № ТУЗ-100А Qэ = 1000,0 т.

4.2.2 Обоснование оптимальной скорости буксирного судна

Оптимальной для буксирных судов проектов № 1741, № 758, № Р-14А при движении с несамоходными суднами проекта № Р-29,проекта № Р56, проекта № 562Д соответственно, будет такая скорость, при которой обеспечивается минимум ходовой ставки себестоимости перевозок.

Ходовая ставка себестоимости перевозок при движении состава с грузом вниз определится по формуле:

Вх.i=(С`+Cх*R`э/Fг.i)/(Qэ*(Vi+Wвн))руб./ткм, (25)

где F`i – приведенная сила тяги на гаке буксирного судна при текущем (i-том)

значении скорости относительно воды, кгс² /м ²;

R`э – приведенное сопротивление воды движению одного несамоходного судна при его эксплуатационной загрузке;

R`э=R`о+(R`р-R`о)(Тэ-То)/(Тр-То)кгсс²/м², (26)

где Тэ – эксплуатационная осадка судна, м;

То – осадка судна порожнем, м;

Тр – полная (регистровая) осадка судна, м.

Для судна проекта № Р-29 --- R`э = 443,0 кгсс²/м²;

Для судна проекта № Р56 --- R’э =398,0 кгсс²/м²;

Для судна проекта № 562Д --- Rэ = 233,0 кгсс²/м².

Wвн – приращение скорости движения, км/ч;

Vi – скорость судна относительно воды, км/ч.

Так как грузопоток направлен вниз, минимум ходовой ставки будет при слишком малой скорости движения. По этому этот критерий основным быть не может.

В качестве основного критерия, необходимого для целочисленного решения задачи (т.е. установления целого числа барж в составе), принимается максимум тяговой мощности. Для этого производится исследования на экстремум функции Nm=f(V), что даёт оптимальную скорость буксирного судна по максимуму тяговой мощности:

V_Nm=1,2*(-В±√В²–3АС)/А (27)

где А, В, С – коэффициенты тяговой характеристики.

А =3,6/Vn[3,6*Fшв/Vл– 12,9Nm/((Vл – Vn)Vn)] , кгс²/м²; (28)

В = - (3,6*Fшв/Vл–А*Vл/3,6) , кгс/м; (29)

С = Fшв , кг. (30)

Таблица 11 Коэффициенты тяговой характеристики

Коэффициенты	Буксир-толкач Пр.№1741	Буксир-толкач Пр. 758А	Буксир Пр.Р-14А	Буксир-толкач Пр. № 81355
А	-148,2	-353,7	-283,4	-148,2
В	-525,9	-248,9	89,4	-525,9
С	8700	12300	5200	7800
VNm, км/ч	11,41	11,44	10,7	11,1

Таким образом, в результате расчета, получены следующие значения скорости (таб. №9):

Проект №1741 V_Nm = 11,41 км/ч;

Проект №758 V_Nm = 11,44 км/ч;

Проект №Р-14А V

= 10,7 км/ч;

Проект №81355 V

= 11,1 км/ч

Тогда приведенная сила тяги на гаке составит:

Проект №1741 F’г_Nm = 520,3 кгс²/м²; Проект №758 F’г_Nm = 715,0 кгс²/м²; Проект № Р-14А Fr

=342,2 кгс²/м²; Проект №81355 Fr =501,1 кгс²/м².

4.2.3 Установление типового состава

Типовой состав (в данном случае – число однотипных несамоходных судов в буксирном составе), отвечающий требованиям, может быть установлен, исходя из следующих соображений:

F_r bx/ R¹_э</m/< F_r Nт/ R¹_э (31)

Значение /m/ принимается целым числом ближе к левой части неравенства.

Таблица 12 Определение количества барж в составе

Определяемая величина	Номер проекта
	81355	758	1741	Р-14А
Количество барж	3	2	1	2

При движении вверх и вниз стремятся к наибольшей компактности состава с целью обеспечения достаточной управляемости состава, идущего с большей скоростью (“вписывания” в участки с малыми радиусами закругления). В этом случае принимают пыжевую форму счала:

для пр.81355 – 2+1+Т

для пр.758 – 2+Т

для пр. 1741- 1+Т

для пр. Р-14А – Б+2

Основным способом вождения буксирных составов является толкание. Исключение – буксировка на тросе – принимается только в том случае, когда условия плавания не допускают движение толкаемого жестко учаленного состава (при малом радиусе кривизны судового хода), или когда буксирные суда не оборудованы упорами для толкания. (Теплоход пр. Р-14А не оборудован упорами для толкания).

4.3.3 Установление нормы нагрузки тяги.

Технической нормой нагрузки тяги (буксирных судов) является масса состава, т. е. количество тонн груза во всех несамоходных судах состава. При формировании состава из однотипных судов с одинаковой их загрузкой:

Q_{э сост.} =m* Q_э ,т, (32)

(а при буксировке порожнего состава – суммарная их регистровая грузоподъемность). Полученный с учетом сказанного выше состав должен обеспечивать безопасность плавания, что устанавливается по методике доктора технических наук В.В. Вьюгова, рекомендуемой кафедрой Судовождения.

Таким образом, для буксиров пр.81355:

с баржей пр.562Д Q_{э сост.} =3*800=2400 т

Форма счала выглядит так:

для буксиров пр.758 :

с баржей пр.Р-29 Q_{э сост.} =2*2618=5236 т

с баржей пр.Р-56 Q_{э сост.} =2*2800=5600 т

форма счала:

для толкачей-буксиров пр.1741А

с баржей пр. Р-29

= 1* 2618= 2618 т

с баржей пр. Р-56

= 1*2800 = 2800 т

Для буксиров проекта Р-14а

с баржей пр. 562Д

= 2*800=1600

Условно допустимым можно считать толкаемый жестко учаленный состав, длина которого при следовании вниз в 3,5, а в вверх – в два раза меньше нормируемого радиуса закругления судового хода (длина состава включает и габаритную длину самого толкача).

4.3.4 Нормирование скорости буксируемого состава.