CC BY
40
УДК 630*378
ПОНЯТИЕ ГАБАРИТОЗАПОЛНЯЕМОСТИ СПЛОТОЧНЫХ ЕДИНИЦ И ИХ ОЦЕНКА ПО ДАННОМУ ПОКАЗАТЕЛЮ
CONCEPT OF FILLABILITY OF A RAFT UNIT OVERALL DIMENSIONS AND APPLICATION OF THE SUGGESTED FACTOR
Посыпанов С.В. (САФУ, г. Архангельск, РФ) Posypanov S.V. (Northern (Arctic) Federal University, Arkhangelsk, Russia)
Введено понятие габаритозаполняемости сплоточных единиц, показано его отличие от понятия полнодревесности. Приведена сравнительная оценка плоских сплоточных единиц и лесосплавных пучков по габаритозаполняемости. Обозначена необходимость рассмотрения этой характеристики в комплексе с другими показателями.
A concept of fillability of a raft unit overall dimensionsis introduced, its distinction from the coefficient of a log bundle density is disclosed.A comparative assessment of flat raft units and log bundles by the suggested index is denoted. Necessity of consideration of the proposed indexwithin a complex of other factors is denoted.
Ключевые слова: лесосплав, сплоточная единица, полнодревесность, габари-тозаполняемость
Keywords: timber rafting, rafting unit, log bundle density, fillability of overall dimensions
Одной из важнейших характеристик лесотранспортных единиц является их полнодревесность, которая характеризуется коэффициентом полнодревесности. При этом под полнодревесностью иногда понимаются принципиально разные характеристики. Несколько вольная трактовка этого понятия в некоторых случаях на наш взгляд совершенно недопустима.
Под коэффициентом полнодревесности ] лесосплавного пучка понимается отношение объема лесоматериалов в нем V к его геометрическому объему ¥г, то есть к объему, ограниченному его внешним контуром. Таким образом
1 = V. (1)
V г
Коэффициент же полнодревесности плота кп определяют по формуле
V п
кп
(2)
Lп Вп Т п
где Ьп, Вп, Тп - соответственно, длина, ширина и осадка плота; Уп - объем лесоматериалов в плоту. Во втором случае под коэффициентом полнодревесности кп понимается отношение объема лесоматериалов в плоту к объему, ограниченному подводными габаритами лесотранспортной единицы. Заметим, что эта характеристика принципиально отличается от коэффициента полнодревесности пучка
ц. Полагаем величину кп правильнее называть коэффициентом габаритоза-полняемости.
Если в рассмотренном примере обозначенные различия понятий - это всего лишь вопрос терминологии, на который может быть и не стоило обращать особого внимания, то при сравнении сплоточных единиц для малых и средних рек указанные различия весьма существенны.
После прекращения молевого сплава активизировался поиск альтернатив, позволяющих использовать малые и средние реки для сравнительно недорогого и экологически щадящего транспорта круглых лесоматериалов. Повышенное внимание при этом уделяется разработке новых конструкций сплоточных единиц для указанных видов рек [1]. Учитывая существенные ограничения по глубинам на этих реках, разработчики зачастую особый интерес проявляют к плоским сплоточным единицам. Это продиктовано понятным стремлением разместить в ограниченных габаритах наибольший объем лесоматериалов, то есть обеспечить высокую габаритозаполняемость. При этом указанную характеристику обычно описывают витиевато, используя длинные формулировки. Акцентируя внимание на габаритозаполняемости, разработчики нередко игнорируют другие, может быть даже более важные характеристики сплоточных единиц, например, технологичность. А ведь именно благодаря высокой технологичности и простоте конструкции в свое время лесосплавной пучок полностью вытеснил все существовавшие до него сплоточные единицы.
Очевидна необходимость оценки выигрыша по габаритозаполняемости при использовании плоских сплоточных единиц. Она позволит выяснить целесообразность отказа от преимуществ пучка ради указанного выигрыша.
Сравним объемы лесоматериалов, которые могут вместить в себя при одинаковых подводных габаритах идеальная плоская сплоточная единица в форме прямоугольного параллелепипеда и лесосплавной пучок (рис.1). Подводными габаритами сплоточных единиц являются их длина - Ь, ширина - В и осадка - Т.
Рисунок 1 - Лесосплавные сплоточные единицы: 1 - идеальная плоская сплоточная единица; 2 - пучок
Объем лесоматериалов в идеальной плоской сплоточной единице может быть вычислен по формуле
Упл = ВНпл Ь/, (3)
где Нпл - высота идеальной плоской сплоточной единицы; Г - коэффициент полнодревесности.
Объем лесоматериалов в пучке определяют из выражения
—
V = — ВНЬг,
4 (4)
где Н - высота пучка.
При одинаковых лесоматериалах в разных сплоточных единицах и при их параллельной укладке в плоской сплоточной единице коэффициенты пол-нодревесности г в обоих случаях можно считать равными. Габаритозапол-няемости же и соответственно коэффициенты габаритозаполняемости к у них разные. В данном случае разница между этими показателями принципиальная.
Высота Нпл и осадка Т идеальной плоской сплоточной единицы связаны соотношением
ТР (ъ
Н пл = — > (5)
Рл
где ри рл - плотности воды и лесоматериалов.
Для пучка соответствующее выражение
Н = ТР , (6)
Рл£
где £ - опытный коэффициент непропорциональности между осадкой и высотой пучка, £= 0,93... 0,95.
Подставим в формулы (3) и (4) вместо Нпл и Н правые части выражений (5), (6) и разделим преобразованную формулу (4) на преобразованную формулу (3). После упрощений получим
V _ —
Vпл 4£ (7)
Подстановка вместо п и £ их значений дает соотношение V/ ^=0,84. Таким образом при одинаковых подводных габаритах ЬхВхТ объем лесоматериалов в идеальной плоской сплоточной единице больше, чем в пучке на 16% или, иначе говоря, габаритозаполняемость у идеальной плоской сплоточной единицы больше, чем у пучка на 16%. Это можно продемонстрировать и через коэффициенты габаритозаполняемости, формулы для которых в данном случае получили, разделив выражения (3) и (4) на объем, ограниченный подводными габаритами лесотранспортных единиц ЬхВхТ. После подстановки вместо Нпл и Н правых частей выражений (5), (6) и упрощений записали для идеальной плоской сплоточной единицы
Кпл = —Г, (8)
Рл
для лесосплавного пучка
— Р тч
К = (9)
4 Рл£
Понятно, что отношение к/кпл при одинаковых рл и t] также равно 0,84 и разница полученных коэффициентов соответственно составляет 16%. Однако заметим, что способ сравнения габаритозаполняемости различных сплоточных единиц с помощью рекомендованного коэффициента более универсален. Он позволяет сравнивать габаритозаполняемости разных типов сплоточных единиц, отличающихся по размерам и по полнодревесности.
Увеличение размеров плоской сплоточной единицы в плане принципиально ничего не меняет. При этом ее можно аналогично сопоставить с рядом пучков соответствующей осадки (рис. 2).
Рисунок 2 - Совмещенная схема идеальной плоской сплоточной единицы и ряда пучков
У реальных плоских сплоточных единиц выигрыш по габаритозаполняемости существенно меньше - от 0 до 10%. Это обусловлено наличием у них скругленных углов, неровностью верхних и нижних поверхностей с выступа-нием лесоматериалов большего диаметра, укладкой лесоматериалов во взаимно перпендикулярные ряды при наличии разницы их по диаметру и т.д.
Итак, реальные плоские сплоточные единицы если и выигрывают у сплавных пучков по габаритозаполняемости, то весьма незначительно. При этом они как было отмечено существенно сложнее по конструкции, уступают пучкам в технологичности и соответственно в трудоемкости, как при формировании, так и при расформировании, их сложнее сбросить в воду и выгрузить из воды, они хуже преодолевают препятствия на мелководье, проблематично их укрупнение при выходе на глубоководные участки. Конструкции некоторых плоских сплоточных единиц предполагают потери ценных сортиментов из-за отверстий на концах ограждающих лесоматериалов.
При выборе вида сплоточной единицы в каждом конкретном случае необходим комплексный подход к оценке их характеристик. На наш взгляд применение плоских сплоточных единиц удачных конструкций целесообразно только при очень малых глубинах, при допустимой осадке не более 0,3...0,4 м.
Список использованных источников
1. Суров, Г.Я. Новые сплоточные единицы для сплава лесоматериалов по рекам
с малыми глубинами / Г.Я. Суров, ДА. Штаборов. // Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. научн. тр. /БГИТА. - Вып. 40. - Брянск: БГИТА, 2014. - С. 33-37.
