ARTICOUPLE и TRIOFIX

Выбор модели автосцепов

(1) Основы выбора модели автосцепов
Автосцепы серий Articouple и Triofix выпускаются в нескольких моделях, отличающихся по техническим особенностям, и выбор отдельной модели из требуемой серии должен быть осуществлен в соответствии с целевым назначением автосцепа. Описания, приведенные на страницах "Модельный ряд" и "Толкание барж в море", могут быть полезны для оценки каждой модели с точки зрения ее полного соответствия конкретным запросам клиента. Практически возможно найти модель автосцепа, которая удовлетворяет самые разнообразные потребности клиента.
При простой транспортировке между защищенными гаванями рекомендуется использовать автосцепы с механическим зубчатым сцеплением, Articouple-K или Triofix-TK или -TR, которые просты по конструкции и практически не имеют изнашивающихся деталей. Автосцепы с фрикционными компонентами F, а именно Articouple-F, -FR и Triofix-TRF, рекомендуется применять в нижеследующих случаях:

---	Желательно поддерживать соединение даже во время погрузки и/или разгрузки в портах, несмотря на постепенное изменение осадки баржи, такой как баржа для перевозки цемента навалом, в частности, когда погрузочно-разгрузочное оборудование должно получать электропитание от буксира-толкача;
---	Осадка баржи, такой как саморазгружающаяся баржа или грунтоотвозная шаланда, изменяется во время плавания;
---	Соединение должно осуществляться в условиях значительного волнения.

Тем не менее, следует учитывать, что резиновая обкладка автосцепов с фрикционными компонентами нуждается в трудоемкой и дорогостоящей замене через каждые несколько лет. Может даже потребоваться задуматься над тем, доступно ли оборудование для обновления резиновой обкладки без особых трудностей. Еще одна проблема состоит в том, что у автосцепов с фрикционными компонентами есть определенные пределы реализуемого типоразмера и, если буксир-толкач и баржа имеют слишком большие габариты, изготовление автосцепов такого типа зачастую затруднено.
Выбор Articouple или Triofix может производиться по усмотрению владельца. Достоинства и недостатки этих 2 серий излагаются на страницах "Модельный ряд". Если требуется более высокая скорость хода, то, как правило, целесообразно применять серию Triofix, либо в большинстве случаев она является единственным путем к достижению цели, но требует определенных дополнительных затрат. Тем не менее, следует отменить, что Triofix дает не более и не менее как шанс на использование хороших форм корпусов судов для получения оптимальной скорости хода, и, применяя Triofix, нельзя повысить скорость хода, если формы корпусов судов соответственно не улучшатся.

(2) Анализ нагрузки на автосцеп
Для окончательного выбора модели автосцепа должны оцениваться составляющие нагрузки, действующие на автосцеп, с учетом условий моря, ожидаемых на целевых маршрутах.
При каждом поступлении запроса мы производим теоретический анализ нагрузки, как правило, численно разрешая с помощью компьютера ряд совместных уравнений движений методом плоских сечений при комбинации данных буксира-толкача и баржи.
Для анализа нагрузки на автосцеп необходимы следующие данные о свойствах буксира-толкача и баржи:

---	Габаритные размеры, формы корпусов и водоизмещение;
---	Расположение автосцепа;
---	Расположение центра тяжести, центра водоизмещения и прочих гидростатических данных;
---	Скорость хода;
---	и др.

Среди таких данных, за исключением случая реконструкции, формы корпусов баржи и буксира-толкача в большинстве случаев не устанавливаются на стадии поступления запроса. Наша компания "Taisei Engineering Consultants, Inc.", как их изготовители-проектировщики, располагает многочисленными моделями формы корпуса баржи и буксира-толкача и выбирает из них такие модели, которые максимально сходны по форме корпуса с целевыми судами. Даже в том случае, когда определяются только мощность двигателей и дедвейт судов, а габаритные размеры их корпусов еще не определяются, мы как опытные кораблестроители-проектировщики выбираем оптимальные габаритные размеры корпусов судов клиента. В этой связи мы просим клиентов предоставить нам их данные, занесенные клиентами в таблицы опроса, представленные на страницах "Справки".
Составляющие нагрузки на автосцеп являются чувствительными функциями периода (длины) волны и курсового угла волны и они считаются пропорциональными высоте волны при равенстве значений периода волны и курсового угла волны. Все, что нужно для выбора модели, - это найти максимальные амплитуды составляющих нагрузки, которые могут встречаться в предполагаемых условиях сильнейшего волнения. Производится анализ для получения значений амплитуд продольной, поперечной и вертикальной составляющих общей нагрузки, и вычисляется изгибающая нагрузка, как конечная нагрузка нетто, являющаяся результатом продольных и вертикальных составляющих общей нагрузки и действующая на штырь бокового автосцепа, с учетом их фазы в широком диапазоне периода волны и в полном диапазоне курсового угла волны с носа справа на корму справа для нахождения ее максимальных значений. Одновременно получаются такие элементы движений корпусов, как угол дифферента при килевой качке. Модель должна выбираться такой, чтобы она могла охватывать все максимальные амплитуды составляющих общей нагрузки и изгибающую нагрузку на штырь бокового автосцепа. Когда формы корпусов окончательно установлены, то производится повторный анализ нагрузки на автосцеп для подтверждения.
Данные, полученные в результате теоретического анализа, как правило, довольно точно совпадают с результатами испытаний в опытном бассейне, и разность между теоретическими данными и результатами испытаний принимается в расчет как запас прочности при проектировании автосцепа.
Автосцепы "Taisei" апробированы следующими классификационными обществами:

American Bureau of Shipping (Американское бюро судоходства);

Bureau Veritas (Бюро Веритас);

Det Norske Veritas (Норвежское классификационное общество);

Indian Register of Shipping (Индийский регистр судоходства);

Korean Register of Shipping (Южнокорейский регистр судоходства);

Lloyd’s Register of Shipping (Судоходный регистр Ллойда);

Nippon Kaiji Kyokai (Японское классификационное общество);

Registro Italiano Navale (Итальянский морской регистр) и

Russian Maritime Register of Shipping (Российский морской регистр судоходства).

Конструкция корпусов барж и буксиров-толкачей

Главные блоки автосцепа, как правило, устанавливаются на участок над палубой надводного борта.
Больше- и среднемерные буксиры-толкачи с Articouple конструируются так, чтобы имели удлиненный полубак для помещения в него системы автосцепа, и главные блоки автосцепа приваривается к полубачной архитектуре. Маломерные буксиры-толкачи с Articouple часто строятся в форме плоскопалубных судов и главные блоки автосцепа, смонтированные на основания, размещаются в носовой части главной палубы. Буксиры-толкачи с Triofix в большинстве случаев проектируются в виде судов со сплошной надстройкой таким образом, чтобы край кормы имел достаточную высоту над поверхностью воды, однако очень малые буксиры-толкачи могут проектироваться в форме плоскопалубных катеров.
При обычной конфигурации с кормовой выемкой баржи под посадку носовой части буксира-толкача в днищевой части направляющей насадки происходит интенсивное вихреобразование, что служит главной причиной снижения скорости хода барже-буксирной пары. Для подавления вихреобразования зазор между корпусами буксира-толкача и баржи должен быть сведен к минимуму и для этого буксир-толкач конструируется с полным носом и острой кормой для сглаживания течения воды за кормой. В обычных случаях баржа имеет более глубокую осадку, чем буксир-толкач, и разность осадок играет важную роль в вихреобразовании. Такая "ступень осадки" может быть снижена путем срезания кормовой части баржи.
При соединении с помощью Articouple необходимо предусмотреть некоторый зазор между корпусами буксира-толкача и баржи для обеспечения свободной килевой качки буксира-толкача относительно баржи, и в зазоре неизбежно возникают вихри.
Соединение с помощью Triofix без относительных движений не требует большого зазора между корпусами судов, и вихреобразование может быть минимизировано, если хорошо продумано соотношение форм корпусов судов. Тем не менее, для получения удовлетворительных результатов необходимо разработать общий дизайн еще на стадии определения основных размеров. Успешная разработка дизайна позволит уменьшить разницу в скоростях хода между барже-буксирной парой и обыкновенным грузовым судом даже до 0,5 узла в час.
Мы имеем определенное "ноу-хау" на разработку форм корпусов судов, проверенное путем испытаний в опытном бассейне, с целью использования соотношения форм корпусов судов для подавления вихреобразования и при необходимости можем внести свой вклад в создание быстроходных барже- буксирных пар на автосцепах Triofix, подготавливая дизайн или предоставляя консультации.
Кормовая часть буксира-толкача с Articouple, испытывающая сильную килевую качку под действием килевой качки баржи, должна быть сделана широкой и плоской с тем, чтобы край кормы мог повторять движения поверхности воды вверх-вниз, не совершая резких движений, а , как бы прилипая к поверхности воды. Благодаря этому килевая качка буксира-толкача и возмущение потока воды в гребные винты будет уменьшаться. "Запас плавучести надводной части" кормы важен для буксира-толкача с Articouple.
С другой стороны, широкая и плоская корма буксира-толкача с Triofix значительно увеличивает нагрузку на автосцеп, поэтому рекомендуется, чтобы буксир-толкач с Triofix имел довольно острую корму.
Габарит рулей буксира-толкача, в отличие от катеров-буксиров, должен совпадать с общим габаритом барже-буксирной пары, что часто становится проблемой при реконструкции катера-буксира. Для повышения пропульсивного коэффициента в большинстве случаев предпочтительно применять направляющие насадки гребного винта. Больше того, направляющие насадки, по-видимому, в определенной степени подавляют вертикальные движения кормы (килевую качку) при уменьшении скорости хода. Считается, что поворотные направляющие насадки обеспечивают достаточно высокую маневренность при управлении рулем.

Многобаржевые конвои

Большинство барже-буксирных составов речного плавания в системе соединения пары
"Буксир

Баржа" формируются в форме многобаржевых конвоев с соединением на тросе. Тем не менее, в условиях сильного волнения моря нагрузки на соединительные компоненты между 2 тяжелыми баржами столь велики, что проектировать из них многобаржевые конвои нелегко. Кроме того, толкание 2 и более баржей, соединенных бок о бок, неосуществимо. Итак, в настоящее время практически возможно толкать максимум 3 баржи, соединенные шарнирными автосцепами в ряд. Аналогичным образом, возможно толкать 1 или 2 саморазгружающиеся баржи, соединенные в ряд, при помощи самоходной баржи. Шарнирное соединение является единственным применимым методом соединения многобаржевых конвоев.
Многобаржевые конвои удобны, например, тогда, когда однородный груз, как нефть, транспортируется от погрузочного причала к 2 или 3 разгрузочным причалам. В Аргентине много лет назад был осуществлен проект барже-буксирной пары, в которой саморазгружающаяся баржа дедвейтом 3500 т толкалась при помощи самоходной баржи дедвейтом 3150 т, для перевозки нефти по рекам и в устьях рек. В этом случае в качестве автосцепа была принята модель Articouple-K.
Для формирования многобаржевых конвоев-караванов настоятельно рекомендуется сделать каждую баржу короче и шире для уменьшения нагрузки на автосцеп.