Файл: Ваганов, Г. И. Эксплуатация секционных составов.pdf

необходимые для расчета основные характеристики циркуляци­ онного движения толкаемого баржевого или секционного соста­

всего рассмотрим силы, действующие иа толкаемый состав, дви­ жущийся по криволинейной траектории. С целью упрощения решения это рассмотрение сил сделаем сначала па примере дви­ жения судов и составов в каналах и на некоторых участках водохранилищ, где отсутствует течение. В указанных условиях задача сводится в основном к исследованию криволинейного движения состава па повороте судового хода под действием рулевого органа.

Одними из основных сил, действующих иа состав при его криволинейном движении, являются так же, как и при движении на прямом курсе, гидродинамические силы, возникающие па корпусах состава. Но поскольку состав на повороте судового хода движется не только поступательно, но еще и вращается, то результирующая гидродинамических сил будет отличаться от результирующей сил давления воды, возникающих на кор­ пусах состава при движении па прямом курсе как без угла дрейфа, так и при его наличии.

Для одиночных судов с острыми образованиями гидроди­ намические силы, действующие на смоченную поверхность со­

жевых и секционных толкаемых составов, сформированных из нескольких судов и в силу этого имеющих специфические формы смоченной поверхности, эти номограммы применять нельзя. К тому же они и не охватывают собой весь диапазон изменения соотношений главных размерений составов, так как эти соотношения у одиночных судов изменяются в более огра­ ниченных размерах. Получение для толкаемых составов гид­ родинамических сил и моментов, обусловленных силами вяз­ кости воды, путем модельного эксперимента также затрудни­ тельно вследствие очень малых (относительно длины) осадок ■барж или секций в составе, особенно при движении порожнем. Во избежание серьезного влияния масштабного эффекта моде­ ли пришлось бы изготовлять очень крупными, требующими опытовых бассейнов весьма больших размеров.

В этих условиях большой интерес представляют исследова­ ния Л. М. Рыжова по определению гидродинамических сил и моментов по данным натурных испытаний циркуляционного движения толкаемых составов.

Как известно, в общем случае продольная Х к и поперечная Кк составляющие главного вектора гидромеханических сил, действу­ ющих на состав, и их момент М к относительно оси Gz являются

58

ю —угловая скорость состава.

Полагая правильной для составов введенную К. К. Федя-

При этом считаем, что зависимость от числа Струхаля ис­ ключается введением гипотезы стационарности, а от числа Рейнольдса — тем, что углы дрейфа толкаемых составов срав­ нительно невелики и, как правило, в центре тяжести не превы­ шают 20—30°.

Эти же уравнения могут быть написаны и в следующем ви-

ТТО*

Коэффициенты гидродинамических сил Х к, Ук и момента М к можно определить, пользуясь следующими исходными уравнения­ ми А. В. Васильева:

Кх = kwcos3 р + /е13 sin213cos |3,

К у = ^21 sin Р -г-^22 0)+ ^26 sin3 Р+А07 со sin2 р,

59

При малых углах дрейфа |3 эти выражения могут быть упро­ щены следующим образом:

где зд.с — среднее значение приведенного коэффициента полноты

погруженной части диаметральной плоскости судов со- _ става;

Г— средняя осадка судов состава, м, определяемая как'средневзвешенная величина по длине судна;

*10 — безразмерный коэффициент, зависящий от сопротивления воды движению состава на прямом курсе и определяе­ мый по выражению

коэффициентов ?м.ш, ад.с и отноше­

на ния у - •

(60

здесь kx— безразмерный коэффициент присоединенной массы воды при движении состава прямым курсом;

ко — то же, при движении лагом.

Значения коэффициентов кл и ко определяются с помощью гра­ фиков, построенных М. И. Гуревичем и И. С. Риманом,

V — водоизмещение состава, м3;

л'б — расстояние от центра бокового сопротивления (центра тяжести площади Fa) до центра тяжести состава, м.

Среднее значение приведенного коэффициента полноты по­ груженной части диаметральной плоскости судов состава при­

ближенно может быть определено по формуле

П

y i (T: — Ti)Li+ (n ~ \)lT l

Рис. 15. К определению среднего приведенного коэффициента полноты погру­ женной части диаметральной плоскости судов состава:

—водные пространства, не учтенные формулой Р. Я. Першнца;

—водные пространства, учтенные формулой Р. Я. Першнца.

61