Рассмотрим требования, которым должны, отвечать конструкции озерного и озерно-речного буев
Эффективность использования различных конструкций озерных и озерно-речных буев на водохранилищах можно оценить достаточно точно путем рассмотрения вынужденных угловых колебаний этих буев на регулярном установившемся волнении. Амплитуда вынужденных угловых колебаний буя (амплитуда качки) на регулярном установившемся волнении определяется из условия, что его поплавковая часть имеет симметричную обтекаемую форму и малые поперечные размеры па сравнению с длиной волны, а якорная цепь при относительно малой массе допускает свободное перемещение буя на волне. Эта амплитуда равна (в град.)
где χθ - редукционный коэффициент, учитывающий влияние на качку формы и размеров подводной части буя, а также интенсивности волнения (принимается равным 0,45 - 0,98);
α0 - наибольший угол волнового склона, град;
Тθ - период свободных колебаний буя на спокойной воде, с;
τВ - период волны, с;
2μ - коэффициент гашения качки (для буев с цилиндрическим хвостовиком большого диаметра он равен 0,2 - 0,3, а для буев с хвостовиками малого диаметра - 0,35 - 0,4).
Рассматривая выражение (2.2), можно сделать вывод, что для уменьшения углов качки нужно, чтобы период свободных колебаний буя Тθ был возможно больше периода волны τВ.
Период свободных колебаний буя:
где IX - момент инерции массы буя, кг∙м2;
kθ - коэффициент, учитывающий момент инерции присоединенных масс воды и форму подводной части (для буев с цилиндрическим хвостовиком большого диаметра, свободно сообщающегося с забортной водой, kθ = 1,3 - 1,9, а для буев с хвостовиками малого диаметра kθ = 0,2 - 0,7).
Выражение (2.3) показывает, что для буев с заданными весовыми характеристиками IX и P увеличение периода свободных колебаний возможно за счет уменьшения до допустимых пределов метацентрической высоты h0 и за счет увеличения влияния момента инерции присоединенных масс воды kθ.
Допустимым для озерных и озерно-речных буев является снижение начальной метацентрической высоты до 0,25 - 0,4 м, что еще позволяет сохранить положительную остойчивость при обслуживании буев с борта судна (без высадки на буй человека), а также при обледенении в осенний период навигации у навалах на буй проходящих судов.
Наглядно зависимость угла качки от параметров волны (α0 и τВ) и характеристик буя можно проиллюстрировать на графиках, показывающих связь между так называемым коэффициентом динамичности качки КД = θm/(α0 χθ) и отношением периодов Тθ/τВ для различных значений коэффициента гашения μ. Указанные графики, построенные на базе выражения (2.2), приведены на рисунке 2.3.
Из рисунка 2.3 видно, что значительное уменьшение качки достигается, когда период свободных колебаний буя в 1,5 - 2 раза превышает период волны. И, наоборот, наибольшие амплитуды качки, сопровождающиеся резонансными явлениями, будут иметь место, когда период свободных колебаний буя близок к периоду волны или меньше его.
В среднем, на большинстве водохранилищ периоды волны составляют 2,2 - 4,5 с при высоте их 0,5 - 0,2 м, причем в течение 70 - 80 % длительности навигации высота волн не превышает 0,5 - 1,0 м, а периоды 2,7 - 3,5 с. Для более эффективного действия установленных на буях светосигнальных приборов нужно, чтобы периоды собственных колебаний озерных буев были не менее 5 - 7 с, а озерно-речных буев, эксплуатируемых при более слабом волнении, - не менее 4 - 4,5 с. Перейти на страницу: 1 2 3 4
Другое по теме:
Устройства генерирования и канализации субмиллиметровых волн Проблема генерирования колебаний в субмиллиметровом диапазоне радиоволн является одной из наиболее трудных проблем современной радиотехники. В последние годы успешно разрабатываются маломощные генераторы миллиметрового и субмиллиметрового диап ...