CC BY
75
УДК 630*378.33
МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ ПЛОТ ДЛЯ РЕК С МАЛЫМИ ГЛУБИНАМИ
В. В. Васильев
Областное казённое учреждение «Красногвардейское лесничество», Управление лесами Белгородской области, Российская Федерация, 309920, Белгородская область, Бирюч, ул. Карла Маркса, 18 E-mail: [email protected]
Возобновление лесосплавных работ на малых и средних реках и увеличение объёма поставок древесины водным транспортом требует разработки специальных лесотранс-портных единиц. Разработана конструкция плота, предназначенного для рек с малыми глубинами, основной особенностью которого является расположение в середине каждого поперечного ряда двух плоских сплоточных единиц стабилизированной плавучести, а по бокам - по одной сплоточной единице обычной конструкции. Рассмотрены количественные и качественные варианты расположения сплоточных единиц в поперечном ряду, где было установлено наиболее рациональное расположение плоских сплоточных единиц стабилизированной плавучестью. Построена математическая модель изменения осадки плота в зависимости от параметров качественного и количественного соотношения сплоточных единиц в поперечном ряду.
Ключевые слова: водный транспорт леса; лесосплавной ход; лесотранспортная единица; плот; поперечный ряд; плоская сплоточная единица стабилизированной плавучести; осадка.
Введение. Водный транспорт леса является одним из первых видов транспорта древесины в России и наиболее экономически выгодным, по сравнению с автомобильным и железнодорожным транспортом, где до принятия Водного кодекса Российской Федерации [1] и нормативно-правового акта СанПиН 2.1.5.980-00, он занимал одно из лидирующих мест по объёму поставки древесины лесоперерабатывающим предприятиям. После введения СанПиНа 2.1.5.980-00 (пункт 4.1.4. «Не допускается осуществлять молевой сплав леса, а также сплав древесины в пучках и кошелях без судовой тяги на водных объектах, используемых населением для питьевых, хозяйственно-бытовых и рекреационных целей») и принятия Водного кодекса РФ (статья 48 часть 2 «Сплав древесины без судовой тяги на водных объектах, используемых для
судоходства, и молевой сплав древесины на водных объектах запрещаются»), объём поставки древесины резко сократился по причине вывода из эксплуатации малых и средних рек, к которым тяготеет основная площадь спелых и перестойных лесных насаждений и на которых выполнялся ключевой объём молевого сплава древесины.
Для устранения сложившейся проблемы предложено [2-5] использовать плоские сплоточные единицы, которые обладают малой осадкой, большим запасом плавучести и коэффициентом пол-нодревесности. Работы в данном направлении были выполнены в Воронежской государственной лесотехнической академии, где усовершенствованы плоские сплоточные единицы, и в частности получена плоская сплоточная единица со стабилизированным запасом плавучести [6],
© Васильев В. В., 2015.
Ссылка на статью: Васильев В. В. Модернизированный плот для рек с малыми глубинами // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Лес. Экология. Природопользование. - 2015. - № 1 (25). - С. 45-58.
а также на основе данных плоских сплоточных единиц разработан плот, предназначенный для рек с малыми глубинами, основной особенностью которого является расположение плоских сплоточных единиц стабилизированной плавучести по середине поперечного ряда.
Проведённые теоретические исследования изменения осадки плота с расположенными посередине поперечного ряда двумя плоскими сплоточными единицами стабилизированной плавучести и по одной сплоточной единице по бокам не позволяют рассмотреть полный спектр функциональных возможностей данного плота при использовании на реках с малыми глубинами, так как поперечный ряд плота может изготовляться из большего или меньшего количества сплоточных единиц обычной конструкции и стабилизированной плавучести. Таким образом, возникает необходимость установления наиболее рационального количественного и качественного расположения сплоточных единиц, а также построения математической модели изменения осадки плота с течением времени, что позволит разрабатывать наиболее эффективные конструкции плотов.
Цель работы - модернизация плота, предназначенного для рек с малыми глубинами, путём разработки оптимальных вариантов расположения плоских сплоточных единиц в его поперечном ряду.
Задачи исследования - обосновать наиболее рациональное расположение плоских сплоточных единиц в поперечном ряду плота в зависимости от вида и транспортных характеристик лесосплавного пути; получить зависимость для расчёта осадки плота в зависимости от содержания в поперечном ряду плоских сплоточных единиц обычной конструкции и плоских сплоточных единиц стабилизированной плавучести.
Модернизация плота. Для повышения эффективности плотового сплава лесоматериалов по малым и средним рекам, характеризующимся лимитирующими габаритами лесосплавного хода, и для обес-
печения экологически безопасного проведения лесосплавных работ с сохранением качества поставляемой древесины, был разработан плот [7-11], который представлен на рис. 1.
Плот включает [8] расположенные поперечными рядами сплоточные единицы 1 и сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2, установленные в середине каждого ряда и выполненные по патенту РФ № 2381949 [12] или в виде сплоточных единиц, изготовленных по патентам РФ № 2456200 [13], № 2460679 [14], № 2525498 [15], которые предварительно обёртываются в гибкий водонепроницаемый материал. Сплоточные единицы 1 и сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 в ряду соединены между собой брустверами 3, закреплёнными к сплоточным единицам отдельными формировочными комплектами 5 с рычажными замками и цепными надставками. Сплоточные единицы 1 и сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 в головном и хвостовом рядах соединены между собой поперечными счалами 6 (на рис. 1, б не показаны). Вдоль плота по крайним бортам сплоточных единиц 1 проложены бортовые лежни 7, которые прикреплены к брустверам 3 крепёжными обвязками 8.
Формирование плота производится следующим образом. Изготавливаются сплоточные единицы 1 и сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2, последние выполняются в соответствии с патентом РФ № 2381949 [12] или в виде сплоточных единиц, изготовленных по патентам РФ № 2456200 [13], № 2460679 [14], № 2525498 [15], которые предварительно обёртываются в гибкий водонепроницаемый материал. Готовые сплоточные единицы 1 и сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 спускают на воду и буксируют к месту формирования поперечных рядов: по одиночке или группами. Из сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 формируют поперечные ряды, причём
сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 размещают в середине ряда, а сплоточные единицы 1 - по краям ряда. Ряд, составленный из сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2, объединяется брустверами 3. Брустверы 3 крепятся к сплоточным еди-
ницам отдельными формировочными комплектами 5 с рычажными замками и цепными надставками. Сформированные ряды буксируют за брустверы 3 до формировочных причалов, которые размещаются на магистральной реке, где габариты водного пути позволяют формировать плоты.
8<
8<
А
2
Z
X
I
>8
>8
>8
Рис. 1. Плот, включающий сплоточные единицы стабилизированной плавучести: а - вид сверху; б - поперечный ряд (вид сверху) (обозначения в рисунках здесь и далее - в тексте)
На формировочных причалах из рядов формируют плот путём плотной установки рядов друг к другу. На ряды, расположенные в голове и хвосте плота, накладывают поперечные счалы 6. После этого вдоль плота по крайним бортовым сплоточным единицам 1 прокладывают бортовые лежни 7, которые крепят к брустверам крепёжными обвязками 8. Затем плот буксируется по водному пути к месту назначения. Размещение сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 в середине рядов позволяет обеспечить защиту гибкого водонепроницаемого материала, в который завёрнуты эти сплоточные единицы, от механических повреждений при буксировке плота.
В практических условиях поперечный ряд плота может состоять из меньшего и большего количества сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2, с различной комбинацией их расположения в ряду. Рассмотрим более подробно оптимальное качественное и количественное расположение сплоточных единиц в ряду плота, в зависимости от вида лесосплавных путей.
На малых равнинных и полуравнинных реках использование рассматриваемого плота, из-за малых габаритов лесосплавного хода, практически невозможно, и сплав круглых лесоматериалов может осуществляться караваном в рядах. Если габариты лесосплавного хода имеют в весенне-летний период года большие размеры, то буксировка плота возможна, а поперечные
ряды могут состоять из двух или трёх сплоточных единиц, в зависимости от их габаритных показателей, а при длительном высоком стоянии горизонта воды ряд может включать четыре сплоточные единицы.
При условии содержания в рядах плота сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2, в совокупности не более двух, их комбинация по расположению имеет три варианта. Первый вариант, когда ряд состоит из одних сплоточных единиц 1 (см. рис. 2, а), но данный вариант нецелесообразен, так как плот будет иметь изначально большую осадку, что не позволит осуществить его буксировку. Второй вариант - ряд состоит из одной сплоточной единицы 1 и соответственно одной сплоточной единицы стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 2, б). При такой комбинации плот будет иметь крен, в результате которого буксировка плота будет осложнена, с большой вероятностью посадки его на мель. Третий вариант - ряд состоит из двух сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 2, в). Данная комбинация является наиболее целесообразной, так как плот будет иметь наименьшую осадку без крена и дифферента и стабилизированный запас плавучести, но такой вариант допускается при условии достаточного запаса лесосплавного хода. Таким образом, при выполнении рядов плота в виде двух сплоточных единиц наиболее целесообразно использовать только сплоточные единицы со стабилизированным запасом плавучести.
3 44 3 4 5 4
5
а) б) в)
Рис. 2. Варианты расположения сплоточных единиц в рядах плота: а - первый вариант; б - второй вариант; в - третий вариант
В случае наличия в рядах плота сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 в общем количестве трёх штук, их комбинация по расположению имеет шесть вариантов. Первый вариант - сплоточная единица стабилизированной плавучести 2, располагается посередине ряда, а по бокам сплоточные единицы 1 (см. рис. 3, а). Расположение сплоточной единицы стабилизированной плавучести 2 в середине ряда будет обеспечивать сохранность гибкого водонепроницаемого материала и малую осадку плота. При втором варианте сплоточная единица 1 установлена в середине ряда, а следовательно, по бокам установлены сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 3, б). В данном варианте поперечный ряд будет иметь меньшую осадку, чем при первом варианте, но существует большой процент вероятности повреждения гибкого водонепроницаемого материала, что при формировании плота нужно учитывать. Третий вариант - сплоточная единица 1 находится с одного борта плота, а сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 располагаются посредине и по второму борту плота (см. рис. 3, в). В свою очередь при четвёртом варианте сплоточная единица стабилизированной плавучести 2 установлена с одного борта, а остальные -сплоточные единицы 1 (см. рис. 3, г). В реальных условиях третий и четвёртый варианты неприемлемы, так как будет образовываться крен плота, с неравномерным распределением осади по периметру, и проводка его по рекам с малыми глубинами невозможна. Пятый и шестой варианты соответственно - ряд состоит только из сплоточных единиц 1 (см. рис. 3, д), и ряд состоит из сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 3, е). Использование пятого варианта нецелесообразно, а при шестом варианте плот будет иметь наименьшую возможную осадку и стабилизированный запас плавучести, но существует вероятность повреждения
гибкого водонепроницаемого материала у сплоточных единиц стабилизированной плавучести, расположенных по бортам плота. Таким образом, необходимо формировать плоты из рядов, которые полностью состоят из сплоточных единиц стабилизированной плавучести или когда сплоточная единица стабилизированной плавучести находится в середине ряда.
Содержание в рядах плота в суммарном количестве четырёх штук сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 наиболее оптимальное, их расположение в ряду представлено на рис. 1, б, при этом гарантируется сохранение гибкого водонепроницаемого материала от повреждения. Также поперечный ряд плота может формироваться только из сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 4), который будет иметь малую осадку и стабилизированный запас плавучести. Рассмотренный вариант приемлем, когда габариты лесосплавного хода позволяют сохранить гибкий материал сплоточных единиц стабилизированной плавучести.
Средние равнинные и полуравнинные реки позволяют использовать плоты, ряды которых, в зависимости от габаритов сплоточных единиц и лесосплавного хода, состоят из четырёх (см. рис. 1, б и 4), пяти или шести сплоточных единиц. Рассмотрим наиболее оптимальное расположение сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2, в рядах плота, которые будут обеспечивать безопасную буксировку лесотранспорт-ных единиц по водному пути.
В случае содержания в рядах плота пяти сплоточных единиц рациональная комбинация расположения сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 имеет три варианта. В первом варианте сплоточные единицы 1 располагаются по бортам и в центре ряда, а сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 между ними (см. рис. 5, а). Представленный вариант расположения
сплоточных единиц в ряду обеспечивает сохранность гибкого материала и требует изготовления небольшого количества сплоточных единиц стабилизированной плавучести, но в данном случае осадка плота будет повышенной. Второй вариант - сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 располагаются посередине ряда, а следовательно, сплоточные единицы 1 - по бортам (см. рис. 5, б). Данный вариант обеспечивает сохранность гибкого гидрофобного материала сплоточных единиц стабилизированной плавучести и ма-
лую осадку лесотранспортных единиц. Третий вариант приемлем, когда необходимо получить плот с минимальной осадкой и стабилизированным запасом плавучести, при таких условиях поперечный ряд состоит только из сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 5, в). На практике при проектном содержании в ряду пяти сплоточных единиц следует использовать второй вариант их расположения, а на средних реках с большими габаритами лесосплавного хода необходимо применять первый вариант.
1 4 4
Д) е)
Рис. 3. Варианты расположения сплоточных единиц в рядах плота: а - первый вариант; б - второй вариант; в - третий вариант; г - четвёртый вариант; д - пятый вариант; е - шестой вариант
Рис. 4. Вариант расположения сплоточных единиц стабилизированной плавучести в рядах плота 543 4 545 4 5
2 3 в)
Рис. 5. Варианты расположения сплоточных единиц в рядах плота: а - первый вариант; б - второй вариант; в - третий вариант
Расположение в ряду плота сплоточных единиц 1 и сплоточных единиц стабилизированной плавучести 2 в совокупности шести штук имеет большое количество вариантов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим несколько наиболее перспективных вариантов, которые могут быть использованы при проведении лесосплавных работ на средних реках. Первый вариант - две сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 располагаются посередине ряда, а остальные, сплоточные единицы 1, расположены по борту (см. рис. 6, а). Данный вариант позволяет сохранить гибкий гидрофобный материал от повреждения, но осадка плота будет большой и неравномерной по периметру ряда, и на практике не применим. Второй вариант - сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 располагаются между сплоточными единицами 1 с обязательной установкой сплоточных единиц 1 по бортам (см. рис. 6, б). Этот вариант так же, как и первый, максимально сохраняет гибкий водонепроницаемый материал сплоточных единиц 2, но придаёт плоту большую осадку, а следовательно, данный вариант может использоваться при максимальных габаритах лесосплавного хода. В третьем варианте весь ряд представлен сплоточными единицами стабилизированной плавучести 2 (см. рис. 6, в), он применим, когда необходимо добиться минимальной осадки плота с сохранением качества поставляемой древесины. При использовании третьего варианта следует правильно произвести расчёт осадки плота и габаритов лесосплавного хода, чтобы исключить повреждения гибкого гидрофобного материала во время лесосплавных работ. Четвёртый вариант - четыре сплоточные единицы стабилизированной плавучести 2 расположены в центре ряда, а следовательно, остальные две, сплоточные единицы 1, расположены по бортам (см. рис. 6, г). Расстановка спло-
точных единиц указанным образом будет гарантировать сохранность гибкого водонепроницаемого материала от повреждения и малую осадку плота, с большим запасом плавучести, что обеспечит выполнение лесосплавных работ с максимальным процентом безопасности и эффективности.
На средних реках плот может формироваться из лесотранспортных единиц, используемых на малых реках, то есть после буксировки плота по малым рекам происходит вывод плотов на средние реки, которые характеризуются большими габаритами лесосплавного хода, где в местах организации постоянных формировочных рейдов или временных рейдах изготавливают секционные плоты. Например, плоты, в рядах которых содержится по три сплоточные единицы, комбинация расположения которых по типу рис. 3, а, буксируются на формировочный рейд. На рейде из них формируют секционный плот, конструкция которого представлена на рис. 7. В дальнейшем при выводе таких плотов на большие и крупные реки из них формируют магистральные плоты, которые транспортируются к переформировочному рейду или непосредственно на рейд приплава.
Выбор количества сплоточных единиц в рядах и их комбинация зависят от размеров круглых лесоматериалов, плотности древесины, коэффициента пол-нодревесности лесотранспортных единиц. Приведённые факторы формируют осадку сплоточных единиц, а следовательно, осадку поперечного ряда. Также вариант расположения сплоточных единиц в ряду зависит от ширины и глубины лесосплавного хода с учётом установленного запаса. Следовательно, при организации лесосплавных работ необходимо определить осадку поперечных рядов, которая и будет осадкой плота, с последующей проверкой условия безопасной буксировки плота по заданному лесосплавному ходу.
Рис. 6. Варианты расположения сплоточных единиц в рядах плота: а - первый вариант; б - второй вариант; в - третий вариант; г - четвёртый вариант
Рис. 7. Модернизированный секционный плот с малой осадкой
Теоретические исследования осадки модернизированного плота. При использовании модернизированного плота на практике, в различных условиях плавания, важно знать осадку плота в зависимости от качественного и количественного содержания плоских сплоточных единиц в поперечном ряду.
Равновесие поперечного ряда в жидкости независимо от количественного и качественного содержания плоских сплоточных единиц будет тогда, когда выполняется следующее условие:
р = = GлE, (1)
где Р - выталкивающая сила, Н; GЖ -вес вытесненной жидкости, Н; GЛE - вес лесотранспортной единицы (поперечного ряда), Н.
Вес лесотранспортной единицы (поперечного ряда) для любого количества в ряду сплоточных единиц обычной конструкции и сплоточных единиц стабили-
зированной плавучести выглядит следующим образом:
а
GЛE ~ ^ ё (УсрЛС РсрДС
+ тсТс + тфтс + тгм ) +
i=1
ъ
+Е ё(УсрЛО (РсрДО + ^СИП ) + тСТО + тФТО ) +
г=1
+2 ё (тБ + ткБ ), (2)
где а - количество сплоточных единиц стабилизированной плавучести в ряду; ё -ускорение свободного падения, м/с2; УсрЛС
- средний объём круглых лесоматериалов и коры в сплоточной единице стабилизированной плавучести, м ; рсрДС - средняя
плотность древесины с корой в сплоточной единице стабилизированной плавучести, кг/м3; тСТС - масса сплоточного такелажа в сплоточной единице стабилизированной плавучести, кг; тФТС - масса формировочного такелажа в сплоточной единице стабилизированной плавучести, кг;
тш - масса гибкого водонепроницаемого материала в сплоточной единице стабилизированной плавучести, кг; Ь - количество сплоточных единиц обычной конструкции в ряду; VсрЛО - средний объём
круглых лесоматериалов и коры в сплоточной единице обычной конструкции, м3; рсрДО - средняя плотность древесины с корой в сплоточной единице обычной конструкции, кг/м3; t - время нахождения сплоточной единицы обычной конструкции в жидкости, сут.; ЬСИП - средняя интенсивность поглощения жидкости сплоточной единицей обычной конструкции, кг/м3сут; тСТО - масса сплоточного такелажа в сплоточной единице обычной конструкции, кг; тФТО - масса формировочного такелажа в сплоточной единице обычной конструкции, кг; тБ - масса бруствера, кг; тКБ - масса крепёжных элементов для крепления одного бруствера.
Так как, согласно закону Архимеда, выталкивающая сила Р равна весу вытесненной жидкости GЖ, тогда вес вытесненной жидкости составит
GЖ = I SLCBBHC Рж
+
i=1
(3)
коэффициент полнод
ПОЛ
ревесности сплоточ-
T =
ЛЕ
Ig V
ной единицы обычной конструкции
3
кг/м ; LC - длина сплоточных единиц обычной конструкции, м; Вс - ширина сплоточных единиц обычной конструкции, м; Нс - высота сплоточных единиц обычной конструкции, м.
Подставим зависимости (2) и (3) в равенство (1)
I gLCBBHC Рж +I gK
i=1 i=1
a
= I g (УсрЛС РсрДС + m
ПОЛLОBОH О рж
СТО + тфТС + тГМ
)+
i=1
(4)
+I g(КрЛО (РсрДО + tb СИП
)+т
СТО + тфТО ) +
gKПОЛLОBОHОрЖ ,
г=1
где Lс - длина сплоточных единиц стабилизированной плавучести, м; Вс - ширина сплоточных единиц стабилизированной плавучести, м; Нс - высота сплоточных единиц стабилизированной плавучести, м; рЖ - плотность жидкости, кг/м3; К
+2g(тБ + тКБ ).
Обусловливаемся, что поперечный ряд представляет собой лесотранспорт-ную единицу, состоящую из совокупности элементов, сплоточных единиц обычной конструкции и сплоточных единиц стабилизированной плавучести, имеющих различную плотность и габаритные размеры, а также установленных в ряду с интервалами друг от друга. При этом брустверы, наложенные на сплоточные единицы, считаем абсолютно жёсткими и прочно закреплёнными гибкими обвязками к сплоточным единицам. Согласно данным условиям, по периметру поперечного ряда осадка должна быть одинакова, если сплоточные единицы правильно установлены в ряду по представленным выше рекомендациям. Тогда, используя равенство (4) и представив высоту сплоточных единиц обычной конструкции и сплоточных единиц стабилизированной плавучести через общую осадку ТЛЕ, выразим осадку поперечного ряда
срЛС РсрДС + тСТС + тФТС + тГМ
+
о
+I g (VСрЛО (РсрДО + t0СИП ) + т
i =1
+ to„T,n) + тСТО + тФТО | +
) + 2 g (тБ + тКБ )
I gLcBc Рж +1 gKпoлLoBopж
^C^Ct i=1 i=1
(5)
i=1
)
Рассчитав осадку поперечного ряда, проверяется условие
ТЛЕ < К.Х- 2 (6)
где ^ Х - минимальная глубина лесосплавного хода на расчётном участке, которая определяется по ширине лесосплавного хода в зависимости от ширины плота (поперечного ряда), м; 2 - рекомендуемый донный запас (не менее 0,3 м).
Если условие (6) выполняется, то выбранное количество сплоточных единиц обычной конструкции и сплоточных единиц стабилизированной плавучести и их комбинация расположения в ряду подходит для рассматриваемых водных путей. В случае невыполнения данного условия необходимо изменить количество сплоточных единиц и их комбинацию расположения в ряду, рассчитать повторно осадку поперечного ряда по зависимости (5) и проверить условие (6).
Выводы
1. Повышение эффективности и экологической безопасности плотового спла-
ва лесоматериалов обеспечивается не только совершенствованием сплоточных единиц, но и разработкой плота с различными комбинациями сплоточных единиц обычной конструкции и стабилизированной плавучести.
2. Наиболее рационально изготавливать поперечный ряд плота с большим количеством сплоточных единиц стабилизированной плавучести, с преимущественным расположением их посередине ряда.
3. Приведённая аналитическая зависимость для расчёта изменения осадки плота с течением времени учитывает содержание в поперечном ряду сплоточных единиц обычной конструкции и стабилизированной плавучести, габариты сплоточных единиц.
4. Использование в практических условиях модернизированного плота, предназначенного для рек с малыми глубинами, позволит повысить эффективность и экологическую безопасность плотового сплава лесоматериалов.
Список литературы
1. Водный кодекс Российской Федерации от 03.06.2006 г. № 74-ФЗ // Экологический консалтинг / Автономная некоммерческая организация «Поволжский центр экологических оценок». - Казань, 2006. - № 2. - С. 9-33.
2. Митрофанов, А.А. Лесосплав. Новые технологии, научное и техническое обеспечение: монография / А.А. Митрофанов. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2007. - 492 с.
3. Митрофанов, А.А. Научное обоснование новых технологий лесосплава по рекам с малыми глубинами / А.А. Митрофанов, В.А. Барабанов, П.Н. Перфильев // Ресурсосберегающие и экологические перспективные технологии и машины лесного комплекса будущего: матер. междунар. научн. конф. / -Воронеж: ВГЛТА, 2009. - С. 319-324.
4. Васильев, В.В. Анализ результатов испытания плота из плоских сплоточных единиц в северодвинском бассейне / В.В. Васильев, В.А. Барабанов // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика: матер. меж-дунар. научно-технической конф. «Техника и технологии - мост в будущее» - Воронеж: ВГЛТА, 2014. - № 5, ч. 4 (10-4). - С. 67-72.
5. Васильев, В.В. Усовершенствованные системы плотового сплава лесоматериалов: моно-
графия / В.В. Васильев, Д.Н. Афоничев. - Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. - 284 с.
6. Афоничев, Д.Н. Сплоточная единица стабилизированной плавучести / Д.Н. Афоничев, Н.Н. Папонов, В.В. Васильев // Известия вузов. Лесной журнал. - 2010. - № 6. - С. 114-120.
7. Васильев, В.В. Обеспечение экологической безопасности плотового сплава лесоматериалов с сохранением качества сплавляемой древесины /
B.В. Васильев // Воронежский научно-технический вестник [Электронный ресурс]. - 2014. - № 1(7). -
C. 78-90. - Режим доступа: http://vestnikvglta.ucoz.ru.
8. Пат. 2475408 РФ, МПК B 63 В 35/62. Плот / Д.Н. Афоничев, В.В. Васильев, Н.Н. Папонов; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. -№ 2011140910/11; заявл. 07.10.2011; опубл. 20.02.2013. Бюл. № 5. - 6 с.
9. Афоничев, Д.Н. Совершенствование конструкции плота для сплава древесины по рекам с малыми глубинами / Д.Н. Афоничев, В.В. Васильев, Н.Н. Папонов // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2012. №02(76). - С. 274-283.
10. Васильев, В.В. Плотовой сплав лесоматериалов на реках с малыми глубинами / В.В. Васильев / XIII Международная молодёжная научная конференция «Севергеоэкотех-2012»: матер. конф. в 6-х ч. Ч. 2. - Ухта: УГТУ, 2013. - С. 162-164.
11. Васильев, В.В. Повышение эффективности плотового сплава лесоматериалов на реках с малыми глубинами / В.В. Васильев, Н.Н. Папонов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: матер. десятой междунар. научно-техн. конф. -Вологда: ВоГТУ, 2013. - С. 44-47.
12. Пат. 2381949 РФ, МПК B 63 B 35/62, 35/58. Сплоточная единица / Д.Н. Афоничев, Н.Н. Папонов, В.В. Васильев; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2008146180/11; заявл. 21.11.2008; опубл. 20.02.2010. - Бюл. № 5. - 6 с.
13. Пат. 2456200 РФ, МПК B 63 B 35/62. Сплоточная единица / В.В. Васильев; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2011108194/11; заявл. 02.03.2011; опубл. 20.07.2012. - Бюл. № 20. - 6 с.
14. Пат. 2460679 РФ, МПК B 65 G 69/20, B 65 B 27/10. Плоская сплоточная единица / В.В. Васильев, Д.Н. Афоничев; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2011109353/13; заявл. 11.03.2011; опубл. 10.09.2012. - Бюл. № 25. - 7 с.
15. Пат. № 2525498 РФ, МПК В 63 В 35/62. Плоская сплоточная единица / В.В. Васильев, Д.Н. Афоничев, В.А. Морковин, Н.Н. Папонов; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - № 2013122624/11; заявл. 16.05.2013, опубл. 20.08.2014. - Бюл. № 23. - 11 с.
Статья поступила в редакцию 30.01.15.
Информация об авторе
ВАСИЛЬЕВ Владимир Викторович - кандидат технических наук, инженер лесного хозяйства ОКУ «Красногвардейское лесничество», Управление лесами Белгородской области. Область научных интересов - повышение эффективности и экологической безопасности лесозаготовок и транспорта леса. Автор 70 публикаций.
UDK 630*378.33
A MODERNIZED FLOAT FOR THE SHALL DEPTH RIVERS
V. V. Vasilyev
Regional government agency «Krasnogvardeyskoe lesnichestvo», Forest Management in Belgorod Oblast, 18, K-Marks St., Biruch, Belgorod oblast, 309920, Russian Federation E-mail: [email protected]
Кeywords: water transport; floating route; forest-transport unit; float; transverse row; flat raft with the stabilized reserve of buoyancy; draft.
Introduction. Growth of number of water transport on the shall depth rivers requires elaboration of the special structures for forest-transport devices. The goal of the research is to modernize the float, intended for the shall depth rivers. The main trend for improvement of forest-transport devices intended for the shall depth rivers, is to elaborate flat rafts with the stabilized reserve of buoyancy. Flat rafts shall have shallow draft, good buoyancy and stacking factor. A float with the two float units of the stabilized buoyancy was made with the use of the float units. They are located in the centre of the transverse row (two float units of an ordinary float structure are located on each side of the transverse row). In practice, number of the float units in the transverse rows of the ordinary float structure and the number of the float units with the stabilized reserve of buoyancy may be diverse. Change of the draft of the transverse row and the float is carried out with greater or lesser intensity during a certain period of time. Results. The carried out research in modernization of the float showed that it is necessary to increase the number of float units in the transverse row to increase the width of the floating route. It is important to increase the number of float units with the stabilized reserve of buoyancy in case of decrease of the minimum depth offloating route. At that, the float units shall be mainly arranged in the centre of the transverse row to assure the safety of the flexible waterproofing material. The carried out theoretical study of the draft of the modernized float allowed to find the regularity in the change of the transverse row draft, depending on the float units arrangement, where increase of the float units number with the stabilized reserve of buoyancy of the transverse row draft (and the float on the whole) decreases. Conclusion. Usage of the modernized float, intended for the shall depth rivers and with the limited width of the float route, will let improve the efficiency and ecological safety of rafting of wood.
REFERENCES
1. Vodnyy kodeks Rossiyskoy Federatsii ot 03.06.2006. g. № 74-FZ [The Water Code of the Russian Federation of 03.06.2006 No. 74-FZ]. Ekologicheskiy konsalting / Avtonomnaya nekommercheskaya organi-zatsiya «Povolzhskiy tsentr ekologicheskikh otsenok» [Ecological Consulting / Autonomous Non-Profit Organization «Volga Region Center of Ecological Estimates»]. Kazan, 2006. № 2. Pp. 9-33.
2. Mitrofanov A.A. Lesosplav. Novye tekhnologii, nauchnoe i tekhnicheskoe obespechenie [Timber Rafting. New Technologies, Scientific and Technical Providing]. Arkhangelsk: Izdatelstvo AGTU, 2007. 492 p.
3. Mitrofanov A.A., Barabanov V.A., Perfi-lev P.N. Nauchnoe obosnovanie novykh tekhnologiy lesosplava po rekam s malymi glubinami [Scientific Justification of New Technologies of Timber Rafting on the Rivers with Small Depths]. Resursosberegay-ushchie i ekologicheskie perspektivnye tekhnologii i mashiny lesnogo kompleksa budushchego: mater. mezhdunar. nauchn. konf. [Resource-Saving and Ecologically Perspective Technologies and Machines of Timber Complex in the Future: proceedings of the International research conference]. Voronezh: VGL-TA, 2009. Pp. 319-324.
4. Vasilev V.V., Barabanov V.A. Analiz rezulta-tov ispytaniya plota iz ploskikh splotochnykh edinits v severodvinskom basseyne [The Analysis of the Results of Test of a Raft Made of Flat Raft in the Severodvinsk Basin]. Aktualnye napravleniya nauch-nykh issledovaniy XXI veka: teoriya i praktika: mater. mezhdunar. nauchno-tekhnicheskoy konf. «Tekhnika i tekhnologiya - most v budushchee» [Actual Trends of the Researches in the XXIth Century: Theory and Practice: proceedings of the International research conference «Equipment and Technologies is the Bridge to the Future»]. Voronezh: VGLTA, 2014, № 5 P. 4 (10-4). Pp. 67-72.
5. Vasilev V.V., Afonichev D.N. Usovershenst-vovannye sistemy plotovogo splava lesomaterialov [Advanced Systems of Timber Rafting]. Saarbrucken: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2014. 284 p.
6. Afonichev D.N., Paponov N.N., Vasilev V.V. Splotochnaya edinitsa stabilizirovannoy plavuchesti [Raft Unit of the Stabilized Buoyancy]. Izvestiya Vuzov
«Lesnoy zhurnal» [News of Higher Educational Institutions «Forest Journal»]. 2010. № 6. Pp. 114-120.
7. Vasilev V.V. Obespechenie ekologicheskoy bezopasnosti plotovogo splava lesomaterialov s sokhraneniem kachestva splavlyaemoy drevesiny [Ensuring of Ecological Safety of Timber Rafting with Preservation of Quality of the Raft Wood]. 2014. No 1(7). URL: http://vestnikvglta.ucoz.ru
8. Afonichev D.N., Vasilev V.V., Paponov N.N. Plot [Raft]. Patent RF, no. 2475408, 2013.
9. Afonichev D.N., Vasilev V.V., Paponov N.N. Sovershenstvovanie konstruktsii plota dlya splava drevesiny po rekam s malymi glubinami [Improvement of a Raft Design for Wood Rafting on the Rivers with Small Depths]. 2012. No 01(76). URL: http://ej.kubagro.ru/2012/02/pdf/22.pdf
10. Vasilev V.V. Plotovoy splav lesomaterialov na rekakh s malymi glubinami [Wood Rafting along the Rivers with Small Depths]. XIII Mezhdunarodna-ya molodezhnaya nauchnaya konferentsiya «Severge-oekotekh-2012», mater. konf. v 6-kh ch. Ch. 2 [XIII International Youth Research Conference «Severge-oekotekh-2012»: proceedings in the 6th parts. Part 2]. Ukhta: UGTU, 2013. Pp. 162-164.
11. Vasilev V.V., Paponov N.N. Povyshenie effektivnosti plotovogo splava lesomaterialov na rekakh s malymi glubinami [Efficiency Growth of Wood Rafting on the Rivers with Small Depths]. Aktualnye prob-lemy razvitiya lesnogo kompleksa: mater. desyatoy mezhdunar. nauchno-tekhn. konf. [Actual Problems of Development of Timber Complex: proceedings of the X International Research and Technical Conference]. Vologda: VoGTU, 2013. Pp. 44-47.
12. Afonichev D.N., Paponov N.N., Vasilev V.V. Splotochnaya edinitsa [Raft Unit]. Patent RF, no. 2381949, 2010.
13. Vasilev V.V. Splotochnaya edinitsa [Raft Unit]. Patent RF, no. 2456200, 2012.
14. Vasilev V.V., Afonichev D.N. Ploskaya splotochnaya edinitsa [Flat Raft Unit]. Patent RF, no. 2460679, 2012.
15. Vasilev V.V., Afonichev D.N., Marko-vin V.A., Paponov N.N. Ploskaya splotochnaya edinitsa [Flat Raft Unit]. Patent RF, no. 2525498, 2014.
The article was received 30.01.15.
Citation for an article: Vasilyev V. V. A modernized float for the shall depth rivers. Vestnik of Volga State University of Technology. Ser.: Forest. Ecology. Nature Management. 2015. No 1 (25). Pp. 45-58.
Information about the author
VASILYEV Vladimir Victorovich - Candidate of Technical Sciences, engineer at the forestry regional government agency «Krasnogvardeyskoe lesnichestvo», Forest Management in Belgorod Oblast. Research interest - increase of efficiency and ecological safety of logging and transport of the wood. The author of more than 70 publications.
