ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Предлагается методика определения ледовой ходкости каравана речных судов.

Практика ледового плавания, показывает, что некоторый период времени перевозка грузов осуществляется транспортными судами под проводкой ледокольных средств. Проводка может осуществляться различными способами (в караване, буксировкой, толканием), но в любом случае она представляет собой процесс движения нескольких судов. Учитывая это, для целей планирования и обеспечения безопасности плавания будет представлять важность ледовая ходкость каравана, буксирного или толкаемого состава.

Средняя скорость движения каравана (состава) будет определяться ледовыми условиями на пути плавания, задержками в пути, связанными с ожиданием ледокола, формированием каравана, его околкой, количеством и ледовыми качествами судов, а также ходкостью ледокольного средства, осуществляющего проводку. На данном этапе единственным способом учёта всего комплекса факторов является накопление и анализ данных натурных наблюдений.

Обработка результатов многолетних натурных наблюдений позволила выявить следующую зависимость для расчёта скорости движения каравана:

, (1)

гдеk _v- коэффициент, учитывающий уменьшение скорости движения вследствие увеличения количества судов и задержек кара­вана в пути:

, (2)

где - относительная прочность льда;

h- толщина льда;

h _сж - предельная толщина ледяного покрова при заданной относительной прочности, в котором допуска­ется самостоятельное плавание судов при возможных по­движках льда:

, (3)

где_s- предел текучести материала обшивки корпуса самого слабого судна, Па;

- допустимое относительное давление на обшивку корпуса;

f,u- эмпирические коэффициенты;

k _a- коэффициент, показывающий отношение длины холостой шпации к толщине обшивки;

k _p- коэффициент, учитывающий влияние податливости обшивки;

_со- предел прочности на сжатие зимнего неразрушенного льда, Па;

t- толщина обшивки корпуса, м;

n _c- количество судов в караване:

(4)

v₁- скорость движения каравана «ледокольное средство + одно транспортное судно».

При этом коэффициентk _vи параметрn _cрассчитаны по методике, изложенной в диссертации Тронина В.А. «Повышение безопасности и эффективность ледового плавания судов на внутренних водных путях» (Горький, 1990 г.); а параметрh_сжрассчитан по методике, изложенной в диссертации Лобанова В.А. «Научно-оперативное обеспечение безопасности и эффективности ледового плавания судов на внутренних водных путях» (Н.Новгород, 1992 г.).

Анализ результатов натурных наблюдений показывает, что скоростьv₁, в зависимости от типа транспортного судна, может колебаться в широких пределах.

Разброс скорости показан на рисунке для каравана «ледокол пр.1191 + одно транспортное судно». Просматривается тенденция к снижению скорости при усложнении ледовой обстановки. Как показывает регрессионный анализ и видно из рисунка, выделить какой-либо оптимальный вид зависимости для описания данного разброса точек затруднительно.

Зависимость скорости движения каравана

«ледокол пр.1191 + одно транспортное судно» от ледовых условий

Для аппроксимации имеющихся данных предлагается зависимость, аналогичная функции ледовой ходкости ледоколов, приведенной в диссертации Лобанова В.А.:

(5)

Выбор данного вида функциональной связи оправдан удовлетворительной сходимостью результатов расчета с натурными данными по ледовой ходкости караванов, где в качестве транспортных участвовали суда типа «Сибирский», «Сормовский», «Волго-Дон» и «Волгонефть». Тем не менее, следует отметить, что выбор вида зависимости носит приближённый характер и имеет место существенное отличие процессов ломки судном сплошного льда и движения нескольких судов в канале, заполненном битым льдом.

Аппроксимация произведена средствамиmathcad2000 и по методикам, изложенным в Справочнике по теплообменным аппаратам.

Результаты расчётов приведены в таблице.

Таблица

Коэффициенты аппроксимации в зависимости (5)