ЛЕКЦИЯ № 4.1. 1(2 часа).ТЕМА: Транспортировка несамоходных судов и объектов.

Основным преимуществом буксировки и толкания судов перед транспортировкой грузов в самоходных судах, является разделение тяги и тоннажа ( буксировщика или толкача и барж).

1. Сущность, виды и способы буксировки судов.

Буксировка судов – надежный и порой единственный способ перемещения судов. По назначению различают следующие виды буксировки:

- транспортная (доставка судов и составов по назначению по договору перевозки);

- рейдово-вспомогательная (перемещение судов на рейдах, формировании составов, выполнении ПРР, оказание помощи судам и составам при движении и маневрировании и т.п.);

- специальная буксировка (транспортная и вспомогательная буксировка особых объектов);

- аварийная буксировка (буксировочные операции при оказании помощи судам терпящим бедствие, при авариях и их последствиях).

Различают следующие способы буксировки судов:

- на длинном тросе (применяют на крупных реках, озёрах и водохранилищах) когда длина буксирного троса превышает протяженность реактивного потока от движителей буксировщика. При волнении обеспечивается равномерное натяжение троса. Длина состава при этом достигает 700-1000м. и более.

- на коротком тросе (применяют на реках, при движении по течению, с ограниченными габаритами пути при движении против течения и рейдово-вспомогательных буксировках) когда длина буксирного троса меньше длины реактивного потока от движителей буксировщика. Это обеспечивает лучшую маневренность состава.

- за кормой вплотную (применяется в битом льду), когда форштевень буксируемого судна находится вплотную к корме буксировщика, чтобы избежать удара при остановке последнего.

- «в расчалку» ( применяют на крупных реках), при этом баржи с помощью рулей выводят за пределы действия реактивного потока движителей буксировщика. Недостаток способа – необходимость постоянного управления рулями буксируемых судов.

- многократной тягой (применяется при движении состава против сильного течения и в крупных водоемах в штормовую погоду) с использованием нескольких буксировщиков при оказании помощи в движении.

- под бортом, «лагом», применяется при выполнении рейдовых и вспомогательных

_с- комбинированный способ, т.е. буксировка на тросе в сочетании с толканием и (или) с буксировкой «лагом» (применяется при специальной буксировке или оказании помощи).

- на нескольких буксирных тросах в тех случаях когда буксировщиком является не предназначенное для буксировки судно (грузовое или пассажирское) и для необходимой управляемости приходится постоянно регулировать длину буксирных поданных на борта состава (применяется при выполнении спасательных операций).

- туерной или береговой тягой применяется в особо затруднительных для плавания судах (пороги, шлюзы и т.п.)

Управляемость буксируемого состава зависит от длины буксирного троса, места его крепления на буксировщике, упора движителя буксировщика, габаритных размеров, массы и формы состава, габаритов пути.

Влияние места расположения буксирного кнехта (гака) на управляемость.

Для обеспечения буксировщику хорошей устойчивости на курсе и поворотливости буксирный гак устанавливают на расстоянии (а) 0,5 – 1,0 м. к корме от Ц.Т. по Д.П. судна- буксировщика. В этом случае на прямолинейном курсе упор движителя F_д уравновешивается силой сопротивления корпуса буксировщика R и силой тяги на гаке F_г и поворачивающих моментов не создается. При отклонении пера руля буксировщик развернется на какой-то угол α, тогда сила F_г¹, передаваемая на буксирный трос, станет меньше, она имеет плечо а¹=a sin α. Поворачивающий момент буксирного троса М_б от пары сил F_д и Fг¹ направлен в сторону противоположную поворачивающему моменту руля М_р. Наибольшая величина момента М_б будет при отклонении буксирного троса от ДП буксировщика на угол около 45⁰. Чем больше смещение кнехта с гаком к корме, тем хуже поворотливость. Для повышения поворотливости и уменьшения диаметра циркуляции состава, буксирный трос смещают от ДП к борту поворота т.н. «клёвкой» носовой или кормовой ( тросом фиксируют буксир на кнехты). Вследствие несовпадения точек приложения сил F_д и F_г образуется поворачивающий момент, направленный в сторону поворота.

В штилевую погоду при буксировке составов на водохранилищах, для увеличения скорости за счет уменьшения рыскливости буксировщика, буксирный трос крепят на кормовой буксирной арке. При буксировке судов на коротком буксире влияние арок незначительно, но при буксировке на длинном буксире во время поворота на арках силы трения буксира ухудшают управляемость буксировщика.

Управление составом выполняется в основном буксирным тросом, но могут использоваться и рули буксируемых судов.

Точка закрепления буксирного троса находится значительно выше центра давления воды , поэтому сила F_г¹ создает кренящий моментвеличиной М_кр._{ст =} F_г z cosα sinα (z-возвышение гака над центром давления воды), который может привести к опрокидыванию буксировщика.

Длинна буксирного троса оказывает существенное влияние на управляемость состава и исчисляется по формуле В.В. Звонкова l_{б =}а³√N_i, где коэф. а = 32-33 для колесныхбуксировщиков

или l_{б =} Ak√¤/v², где А- пост. Буксировщика в таблице; k –коэф. =8-10; ¤-площадь погруженной части миделя головной баржи м²; v-скорость состава в спокойной воде, м/с. для остальных буксирных судов.

При отклонении буксирного троса от оси состава на угол β сила тяги F_г будет создавать поступательное движение и поворачивающий момент М_об = F_г sinβ 0,5 L , где L- длина состава. Если в туже сторону, куда уклонился буксировщик, переложить и рули барж, то общий поворачивающий момент состава будет М_общ= М_б +М_р =1/2L(F_г sinβ +P cosα).

Два одинаковых буксировщика А и Б при перекладке руля на угол α за одинаковый промежуток времени отклоняются на одинаковое расстояние l от оси состава, но поворачивающий момент букс. А будет больше, чем у букс. Б. Чем длиннее буксирный трос, тем хуже поворотливость состава. Укорочение буксирного троса оказывается полезным только до определенных пределов (30-40м у малых и 40-50м у крупных судов). При очень коротком буксирном тросе струя от движителя буксировщика снижает скорость и вызывает рыскливость состава. Длинный буксирный трос позволяет составу двигаться за пределами действия отбрасываемого движителями буксировщика потока, что увеличивает скорость движения, смягчает рывки и рыскливость (трос выполняет функцию демпфера), но снижает поворотливость состава. На длинном буксире водят составы против течения и в водохранилищах. Для движения по течению длинна буксирного троса в 2-3 раза меньше рекомендуемой против течения. Чем больше масса и габариты состава, тем больше сопротивление и хуже его управляемость. При движении по узкому и извилистому участку судового хода, для улучшения управляемости состава укорачивают длину букс. троса используя буксирную лебедку.

Формирование буксируемого состава должно обеспечить: наилучшую управляемость, наименьшее удельное сопротивление, допустимые габариты для данных условий плавания и мощности буксировщика. При этом руководствуются планом и типовыми схемами формирования составов, требованиями ПТЭ, Правил плавания, направлением движения, путевыми условиями района плавания, загруженностью, характером грузов, техническим состоянием и конструкционными особенностями судов состава. Суда должны быть правильно загружены, не иметь крена и дифферента. Запрещается ставить в состав неисправные суда, без сигнальных принадлежностей, снастей, противопожарных и противоаварийных средств. Суда с опасными грузами ставятся в отдельные составы. Следует уменьшать промежутки (шалманы) между баржами для лучшего использования попутных потоков. Груженые, тяжелые и прочные суда ставят ближе к буксировщику. Суда с большой парусностью ставят в начало или средину состава, суда отчаливаемые в пути следования ставят в последнем счале или по бортам состава. При формировании состава баржи стоят на якорях, при этом следует как можно меньше выходить на судовой ход и обеспечить свободный выход на него после формирования состава..

Формы и виды буксируемых составов зависят от направления движения состава.

Для буксировки против течения используют:

- кильватерные составы устойчивые на курсе и хорошо управляемые. Хорошие ходовые качества когда головное судно больших размеров и осадки, второе меше первого, а третье меньше второго. Однотипные суда ставят по мере уменьшения осадок, расстояние между судами должно быть наименьшим.

- составы «безмен», «клин» и «бочонок» используют на реках с ограниченными габаритами пути, у которых при незначительном увеличении сопротивления воды, обеспечивается лучшая управляемость.

Для буксировки по течению используют:

- составы из счалов пыжей. Числом пыжей в составе наз. Кол-во барж в одном ряду, а кол-во рядов – числом счалов. Такой состав имеет меньшую парусность, лучше использует силу попутного течения и хорошую управляемость. В первом счале суда больших размеров, во втором меньших, а в третьем ещё меньших. Количество счалов и пыжей зависят от габаритов пути (ширины и радиусов закруглений с.х.). На реках с широким с.х., крутыми поворотами и сильным течением используют много пыжовые составы с меньшим кол-вом счалов.

Для буксировки в водохранилищах со сложными метеоусловиями используют кильватерные составы, имея меду судами состава достаточные разрывы от 30 до100м, при этом длина буксира не менее 150-250м. При сильном ветре движение состава имеет значительный угол дрейфа и широкую полосу движения определяемой выражением Н = кL_с, где к- коэф. дрейфа (таблица); L_c- длина состава. Если в конце состава размещены мало загруженные или порожние суда, то ширина полосы движения увеличивается до 20%.

Вопросы формирования, маневренных качеств и управления буксируемых составов в различных условиях плавания, рассматриваются на 2-х часовом практическом занятии 4.1(виды и способы буксировки судов).

1. Буксировка плотов, виды плотов и сплоточных единиц.

Плот – однорейсовая транспортная единица – состав из одной или нескольких сплоточных единиц, установленных в определенном порядке, прочно скрепленных между собой, оснащенный сигналами и средствами управления в соответствии с Правилами сплава и Правилами плавания.

сплоточная единица – группы бревен или предметов, расположенных в определенном порядке и прочно скрепленных между собой. Передняя часть плота наз. головной, задняя – хвостовой.

По условиям буксировки плоты подразделяются на: речные, озерные и морские. В настоящее время, с развитием перевозки леса в судах, транспортировка леса в плотах резко сократилась.

Речные плоты.

Речные плоты, в основном служат для транспортировки плавучих грузов ( в основном круглого леса) с использованием силы течения реки т.е. спускать плот по течению. Судовождение плотовода заключается в направлении плота по судовому ходу, учитывая путевые условия и направление течения. Габариты плотов, как правило, близки к гарантированным габаритам судового хода, что делает проводку плотов по лимитирующим участкам с.х. сложным в судовождении делом, требующим отличного знания условий пути и специальных судоводительских навыков. Наиболее эффективный способ плотовождения – буксировка.

Для буксировки по ВВП ЕГС РФ, вниз по течению, применяют секционные плоты ЦНИИ лесосплава в оплотнике. Их формируют из секций одинаковых размеров длиной от 50 до 100 м. и шириной от 9 до 27м (зависят от лимитирующих габаритов, т.ч. шлюзов). В зависимости от габаритов водного пути определяют габариты плота и число секций в нем. Секции составляются из пучков, имеющих одинаковую ширину и осадку, устанавливаемых продольными осями по длине секции, образуя поперечные и продольные ряды. Поперечные ряды составляют из пучков одинаковой длины. На головной о хвостовой секциях плота бортовые лежни (тросы) заделываются на пучках второго ряда от торца плота. Концы лежней с коушами предназначены для соединения с ними ветвей буксирного троса (больных) подаваемого с буксировщика.

Для буксировки по рекам вверх, против течения, используют плоты специальной сплотки «ерши», «щуки» и сигарообразной формы, имеющих меньшее сопротивление воды (узкие и обтекаемые).