RU2481232C1

RU2481232C1 - River crossing

Info

Publication number: RU2481232C1
Application number: RU2011136361/12A
Authority: RU
Inventors: Леонид Григорьевич Одинцов; Сергей Петрович Чумак
Priority date: 2011-09-01
Filing date: 2011-09-01
Publication date: 2013-05-10
Also published as: RU2011136361A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to tourism and may be used during inundation and in emergency. Proposed method of river crossing with fastening two preventer ends consists in that one end of said preventer is secured on river right bank. Preventer second end is secured to frame of optimum sizes: length of ribs 80-100 cm, width - 25-30 cm, spacing between ribs - 30-40 cm. The rope is passed through two hole at frame rib and tied up to make a triangle.

EFFECT: simplified design and higher reliability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области туризма, а также может быть использовано жителями сельской местности при наводнениях и чрезвычайных ситуациях. Известен способ организации переправы, включающий переправу через реку оператора, размещение между берегами реки троса и перемещение между берегами элементов переправы посредством указанного троса (см. Захаров П.П., Степенко Т.В. "Школа альпинизма", начальная подготовка, М.: "Физкультура и спорт». 1989, 381 с., рис.262).The invention relates to the field of tourism, and can also be used by residents of rural areas during floods and emergencies. A known method of organizing a crossing, including crossing an operator’s river, placing a cable between river banks and moving river crossing elements between the banks of a river (see Zakharov P.P., Stepenko T.V. "School of mountaineering", initial training, M .: "Physical Culture and Sports". 1989, 381 pp., Fig. 262).

Такой способ не может быть использован при низких температурах, переменной глубине (до 2-х метров), значительной ширине реки, прерывистом ложе реки с каменистым основанием.This method cannot be used at low temperatures, variable depth (up to 2 meters), significant river width, intermittent river bed with a rocky base.

Имеется также и ряд других ограничений, препятствующих применению способа.There are also a number of other limitations that impede the use of the method.

Близким аналогом предложенного способа является а.с. 2130796 с, 1999 г.A close analogue of the proposed method is A. with. 2,130,796 s, 1999

Этот способ организации переправы через водную преграду с осложненными параметрами реки может обеспечить безопасность и эффективность переправы.This way of organizing a crossing over a water barrier with complicated river parameters can ensure the safety and efficiency of the crossing.

Прицельным выстрелом насадки из оружия трос размещают на противоположном берегу. Ролик помещают в насадке перпендикулярно ее оси. Перекидывают через ролик трос с выходом его концов по обе стороны от насадки. Якорное устройство располагают в передней части насадки. После приземления насадки трос протягивают с наращиванием его сечения до расчетного для переправы оператора на плавучем средстве.With a aimed shot of a nozzle from a weapon, the cable is placed on the opposite bank. The roller is placed in the nozzle perpendicular to its axis. Throw the cable through the roller with the exit of its ends on both sides of the nozzle. Anchor device is located in front of the nozzle. After the nozzle lands, the cable is pulled with increasing its cross section to the design value for the operator to ferry on a floating vehicle.

Все это усложняет задачу и требует использования сложных дорогостоящих устройств (например, пушку), которые недоступны в обычной практике.All this complicates the task and requires the use of complex, expensive devices (for example, a gun), which are not available in normal practice.

Целью предлагаемого изобретения способ переправы через реку является упрощение предлагаемой схемы и повышение эффективности. Эта цель достигается за счет того, что один конец веревки закрепляется на правом берегу, второй закрепляется на рамке, имеющей оптимальные размеры: длина ребер 80-100 см, ширина 25÷30 см; расстояние между ребрами 10-15 см, а веревку с натягом пропускают через два отверстия на ребре рамки и связывают, образуя треугольник, одна веревка которого идет к правому берегу и с ее помощью, изменяя угол α, регулируют поперечное перемещение рамки.The aim of the invention is a method of crossing a river is to simplify the proposed scheme and increase efficiency. This goal is achieved due to the fact that one end of the rope is fixed on the right bank, the second is fixed on a frame having optimal sizes: length of ribs 80-100 cm, width 25 ÷ 30 cm; the distance between the ribs is 10-15 cm, and the tightened rope is passed through two holes on the edge of the frame and connected, forming a triangle, one rope of which goes to the right bank and with its help, changing the angle α, regulate the transverse movement of the frame.

В основе предлагаемого способа лежит использование устройства типа рамки, показанного на фиг.1.The basis of the proposed method is the use of a device such as the frame shown in figure 1.

Эта конструкция состоит из двух вертикально стоящих в воде ребер длиной 80-100 см и шириной 25-30 см, расстояние между ними 30-40 см. Поперечины сечением не менее 5 см² уложены в пазы и закреплены шурупами. Концы досок закругляют. Поперечины устанавливают в 10-15 см от концов досок. Веревку пропускают через отверстия, сделанные в доске, ближайшей к берегу, под поперечинами. Диаметр отверстий должен быть таким, чтобы веревка шла с большим трением. Конец веревки, пропущенный через отверстия, возвращают к основной веревке и обвязывают вокруг нее схватывающим узлом. Доска рамки, обращенная к берегу, оказывается на основании веревочного треугольника, к вершине которого подходит страховочная веревка с берега. Необходимый угол атаки, а выбираемый в зависимости от скорости и направления течения (для правобережного и левобережного вариантов), устанавливается регулировкой длин боковых сторон веревочного треугольника. На участке реки с ровным сильным течением рамки может вывести спасательный конец на 30÷40 м.This design consists of two ribs vertically standing in the water 80-100 cm long and 25-30 cm wide, the distance between them 30-40 cm. Crossbars with a cross section of at least 5 cm ² are laid in grooves and secured with screws. The ends of the boards are rounded. The crossbars are set 10-15 cm from the ends of the boards. The rope is passed through holes made in the board closest to the shore, under the cross members. The diameter of the holes should be such that the rope runs with great friction. The end of the rope, passed through the holes, is returned to the main rope and tied around it with a grasping knot. The board of the frame facing the shore turns out to be at the base of the rope triangle, to the top of which a safety rope from the shore approaches. The required angle of attack, and selected depending on the speed and direction of the flow (for the right-bank and left-bank variants), is set by adjusting the lengths of the sides of the rope triangle. On a section of the river with an even strong flow of the frame, a life-saving end of 30 ÷ 40 m can be brought out.

Для исследования характера течения воды в реках необходимо рассчитать число Рейнольдса. Динамическая вязкость воды при темпере 20°C равна η=1 мПа·с, а плотность воды p=1000 кг/м³. Например, у Дона средняя скорость течения весной около 1 м/с, летом 0,3 м/с. Поэтому (ν)=0,5 м/с. Средняя ширина реки примерно 100 м, поэтому d=100 м. Тогда среднее значение числа Рейнольдса для ДонаTo study the nature of the flow of water in rivers, it is necessary to calculate the Reynolds number. The dynamic viscosity of water at a temperature of 20 ° C is η = 1 mPa · s, and the density of water is p = 1000 kg / m ³ . For example, Don has an average flow velocity in the spring of about 1 m / s, in the summer of 0.3 m / s. Therefore (ν) = 0.5 m / s. The average width of the river is approximately 100 m, therefore d = 100 m. Then the average Reynolds number for the Don

Это значение на много порядков больше, чем 1000. Если даже ширину любой реки возьмем на порядок меньше, т.е. 10 м, все равно получим Re>1000.This value is many orders of magnitude greater than 1000. Even if we take the width of any river an order of magnitude smaller, i.e. 10 m, anyway we get Re> 1000.

В реках режим течения турбулентный, поэтому скорость течения очень резко возрастает от берега на малом отрезке ширины, затем практически по всей ширине скорость остается неизменной.In rivers, the flow regime is turbulent, so the speed of the current increases very sharply from the coast on a small segment of the width, then practically throughout the entire width the speed remains unchanged.

Модель рамки опускают в реку на берегу. Опускают рамку так, чтобы длинные направляющие оказались параллельными течению. Поскольку скорость частиц жидкости возрастает от берега, то произойдут два процесса.The model framework is lowered into the river on the shore. Lower the frame so that the long guides are parallel to the flow. As the velocity of the fluid particles increases from the coast, two processes will occur.

1. На короткие направляющие будет действовать сила, обусловленная динамическим давлением

и направленная по течению, причем сила тем больше, чем больше скорость частиц жидкости, т.е. значение силы растет, по мере удаления от берега. Поэтому под действием момента этой силы рамки начнет разворачиваться к берегу, такая же сила начнет действовать на длинные направляющие. В установившемся состоянии моменты сил, действующие на короткие и длинные направляющие, уравновесятся, и установится определенный угол к берегу. Угол наклона рамки к берегу не большой из-за отношения размеров направляющих.1. The force caused by dynamic pressure will act on short guides

and directed downstream, the force being greater, the greater the velocity of the fluid particles, i.e. the value of force grows with distance from the coast. Therefore, under the action of the moment of this force, the frames will begin to turn towards the shore, the same force will begin to act on the long guides. In the steady state, the moments of forces acting on the short and long guides are balanced, and a certain angle to the coast is established. The angle of inclination of the frame to the shore is not large due to the ratio of the sizes of the guides.

2. Поскольку скорость частиц жидкости растет от берега, то из уравнения Бернулли2. Since the velocity of the fluid particles increases from the coast, from the Bernoulli equation

где p - статическое давление жидкости на обтекаемое тело;where p is the static pressure of the fluid on the streamlined body;

h - перепад высоты.h is the height difference.

В нашем случае h=const следует, что на длинные направляющие будет действовать сила давления p перпендикулярно им, и направленная от берега. Возникает она потому, что чем больше скорость течения, тем меньше сила, действующая на поверхность, и поэтому на ближнюю к берегу направляющую действует сила больше, чем на дальнюю. Тогда рамка начнет двигаться под действием этой силы в поперечном направлении.In our case, h = const, it follows that the pressure force p will act on the long guides perpendicular to them, and directed from the coast. It arises because the higher the flow velocity, the lower the force acting on the surface, and therefore the force acting on the closest to the coast guide is greater than on the distant one. Then the frame will begin to move under the action of this force in the transverse direction.

Движение рамки качественно выглядит так. Поскольку градиент скорости течения dν/dr возле берега наибольший, то рамки вначале сильнее всего наклоняется к берегу и имеет наибольшее ускорение перпендикулярно берегу по мере удаления от берега dν/dr и по модулю уменьшается. Поэтому уменьшаются как угол наклона рамки, так и поперечное ускорение. Когда рамка оказывается в области реки, где скорость течения постоянна, она движется с постоянной скоростью, а угол наклона больших направляющих к берегу становится равной нулю. В идеале рамка будет двигаться с постоянной поперечной скоростью до противоположного берега до тех пор, пока скорость течения не станет уменьшаться. Тогда наступит ситуация, при которой рамка наклонится к противоположному берегу и будет поперечное тормозное движение.The movement of the frame looks like this. Since the gradient of the flow velocity dν / dr near the coast is the largest, at first the frame tilts most toward the coast and has the greatest acceleration perpendicular to the coast as dν / dr moves away from the coast and decreases modulo. Therefore, both the angle of inclination of the frame and the lateral acceleration are reduced. When the frame is in the region of the river, where the flow rate is constant, it moves at a constant speed, and the angle of inclination of the large guides to the shore becomes zero. Ideally, the frame will move at a constant lateral speed to the opposite bank until the flow velocity decreases. Then there will come a situation in which the frame will bend to the opposite bank and there will be lateral braking movement.

Claims

A way of crossing a river with fixing two ends of a safety rope, characterized in that one end of the rope is fixed on the right bank of the river, the second is fixed on a frame with optimal dimensions: length of ribs 80-100 cm, width 25-30 cm with distance between ribs 30 -40 cm, and a tightened rope is passed through two holes on the edge of the frame and tied, forming a triangle.