В качестве примера в приложении Б приводится составленный Passage Plan (Voyage Plan) на английском языке. Указанный Passage Plan, как правило, составляется штурманским составом судна, ответственным за навигацию, и затем перед выходом судна в рейс подписывается после ознакомления каждым вахтенным помощником, несущим ходовую вахту, после чего утверждается капитаном.

3. Обработка и размещение груза на уровне управления

Транспортные характеристики перевозимого груза

Правильно загрузить судно - значит обеспечить его безопасное плавание при одновременном максимальном экономическом эффекте. Расчёт грузового плана - серьёзная инженерная работа с большим количеством решений, из которых надо выбрать оптимальное для данных условий. При этом само понятие «оптимальное» не всегда может быть однозначным. В одном случае - это наиболее полное использование грузоподъёмности или грузовместимости судна, в другом - получение максимального дохода, в третьем - сохранение судном каких-либо заранее заданных характеристик, например, мореходных качеств, и пр.

Перевозчик несёт ответственность за правильное размещение, крепление и сепарацию грузов на судне. Указания перевозчика, касающиеся погрузки, крепления и сепарации груза, обязательны для организаций и лиц, производящих грузовые работы. Груз размещается на судне по усмотрению капитана, но не может быть помещён на палубе без письменного согласия отправителя, за исключением грузов, допускаемых к перевозке на палубе согласно правилам, действующим на морском транспорте.

Представленный балкер будет перевозить щепу (chips). Щепой называется мелкодисперсное дерево, получаемое в результате размельчения брёвен, старой мебели и деревянных изделий. Данный продукт используется в бумажной промышленности, а также для получения целлюлозы и спирта.

Выбранный сыпучий груз имеет большой угол естественного откоса и по плотности легче воды. Обычно в процессе погрузки щепу утрамбовывают Катерпиллером, так как данный вид навалочного груза имеет неблагоприятное для перевозчика свойство создавать пустые пространства в толще груза.

Погрузка чаще всего приостанавливается в дождливое время, так как размокшая щепа набирает в себя влагу, приобретая при этом излишний вес и объём.

Негативное и в том числе опасное свойство щепы - поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Это свойство создаёт опасность для членов экипажа, находящихся в трюмном лазе, работающих рядом с системой трюмной вентиляции. Долгое нахождение человека в вышеуказанных местах может вызвать заполнение гемоглобина парами углекислоты, что может привести к сонливости, потере трудоспособности и даже гибели человека. По этой причине перед принятием щепы на борт грузовой офицер должен проинструктировать экипаж об этой малозаметной опасности. Также очень опасно для человека выделение паров скипидара.

Груз зыбуч и горюч. Опасность воспламенения щепы от незатушенного окурка тоже должна быть принята во внимание. Поэтому курение на палубе во время перевозки такого груза всегда запрещено.

Некоторое неудобство щепы состоит в том, что на судно заносится множество насекомых, в частности жуков-короедов, муравьёв и термитов. В тёплых широтах Средиземного моря вредители могут дать повод необходимости дезинсекции.

Коммерческие условия и грузовые документы по перевозке груза.

Перевозка щепы морем оформляется документально. В транспортном процессе принимает участие несколько сторон, а именно: грузоотправитель, грузополучатель и перевозчик (судовладелец). Для представленной дипломной работы выбрано транспортное коммерческое условие ФОБ (Free on board). Такое типовое условие предусматривает, что до предоставления груза на борт судна ответственность за его сохранность как товара несёт грузоотправитель. Но после того, как груз засыпают в трюмное помещение, он переходит в ответственность (собственность) грузополучателя. С этого момента и в течение перехода морем грузополучатель несёт все риски за количество и качество щепы. Такое условие является удобным для грузоотправителя.

По окончании загрузки в порту отправления, капитан судна в обмен на штурманскую расписку (Mate's receipt) с грузоотправителем заполняет коносамент (Bill of lading). Коносамент является ценным многофункциональным документом (юридическое свидетельство о перевозке, товарораспорядительный документ). Для данного типа груза составляется чистый коносамент, то есть считается, что груз принят на борт в неповреждённом состоянии. Коносамент именной, то есть в порту выгрузки он передаётся конкретному лицу.

В то время, как судно и его экипаж готовятся к транспортировке щепы, между участниками сделки проводится заключение чартерной сделки (Charter party). Чартер, как документ, определяет основные условия сделки с судовладельцем, такие как: время подачи судна к причалу, плата за простой у причала и задержки, топливо, проходы через шлюзы и каналы. Особое значение в сделке имеет плата за услугу перевозки (фрахт).

Чартеры делятся на 2 основные группы: тайм - чартер и рейсовый чартер. Существует множество подвидов чартеров со свойственной спецификой условий.

Груз должен сопровождаться паспортной документацией о его свойствах (MSDS - Material Safety Data Sheet). Капитан вправе не принимать на борт своего судна груз с неизвестными свойствами.

Подготовка грузовых помещений, грузовых устройств и механизмов к приему груза.

Перед принятием груза на борт трюмные помещения замываются. Допускается замывка холодной забортной водой. Если в трюме предусмотрено освещение, то все фонари выключаются и закрываются брезенто-асбестовыми чехлами, чтобы предотвратить засорение прожекторов, а также вероятность возгорание щепы от случайного включения. Занавески могут быть изготовлены из брезента, мешковины или другого плотного, стойкого к возгоранию, материала.

Грузовой офицер проводит осмотр трюмного помещения. Если на переборках имеются сильные царапины или отбоины, полученные после выгрузки предыдущего груза, которые оголяют металл, они закрашиваются краской с помощью палубной команды.

Насосы в сточных колодцах должны быть накрыты защитными сетками для предотвращения попадания крупных частиц древесины в центробежный насос и его остановки или выхода из строя.

Пожарные системы в трюме должны быть проверены заранее. На балкере установлена спринкерная система пожаротушения.

Когда трюмные отсеки грузятся полностью(под крышку трюмов), то нет необходимости установки шифтингсбордов. Если же трюм заполняется неполностью, тогда шифтингсборды должны быть установлены для предотвращения смещения груза. Обработку груза осуществляют портовыми силами. Для этого используются клешневидные механические погрузчики. Наиболее удобно загружать двумя такими погрузчиками (один с носа, другой с кормы).

В процессе погрузки портовыми кранами осуществляется утрамбовка щепы клешнями через каждые 2-3 метра слоя. Перед завершением погрузки в трюма запускается Катерпиллер, который разравнивает и утрамбовывает щепу. Выравнивание должно быть достаточным для того, чтобы закрыть крышки трюма. Непосредственно перед закрытием крышек, щепа сметается с комингса палубной командой.

Расчет количества судовых запасов и чистой грузоподъемности судна перед погрузкой.

Перед тем, как принять груз на борт, грузовой офицер, согласовав с капитаном, проводит расчёт возможностей судна для принятия максимально возможного количества груза по объёму и по массе. Такая информация необходима для составления грузового плана, расчёта остойчивости, а также для удовлетворения запросов грузовладельцев.

Судно «Bulk Carrier 1» обладает дедвейтом 32380 тонн и имеет 6 трюмов размерениями 20 х 20 х 13 м каждый. Стало быть, максимальный объем сыпучего груза будет равен: V = (20 х 20 х 13) х 6 = 31200 м³. Плотность утрамбованной щепы по паспортным данным (d) составляет 0.8 т/кв. м.

Вес груза в полностью загруженном трюме находится по формуле:

М = d х V = 0.8 х 31200 = 24960 т. (3.1)

(Существуют также методы расчёта грузовместимости по удельному объёму.)

Количество судовых запасов и топлива на борту должно быть таким, чтобы его сумма с полученной массой груза не превышало чистую грузоподъёмность. В противном случае, чтобы не затопить соответствующую ватерлинию по грузовой марке, необходимо будет недогрузить трюм до конца.

Расчет грузового плана с учетом всех требований к загрузке и перевозке груза.

Перевозка лесных грузов требует соблюдения множества кодексов и нормативно-правовых документов. Однако щепа по своим физическим свойствам занимает особое место и относится к навалочным грузам. Плотность щепы зависит от сорта дерева, дисперсности, величины нарезки, утрамбовки после загрузки и изменяется от 0.65 до 0.82 т/м.

Особенностью навалочных грузов и насыпных грузов является то, что их насыпная масса в штабеле не одинакова по вертикали. По общепринятой методике положение центра тяжести груза считается совпадающим с его геометрическим центром. Фактически центр тяжести навалочных насыпных грузов вследствие уплотнения располагается ниже геометрического центра. Ошибка, таким образом, допускается в сторону занижения действительной остойчивости. Однако, чрезмерная остойчивость, вызывающая резкую качку, способствует разжижению грузов и их смещению.

В информации об остойчивости грузовой план сухогрузного судна графически изображается на схематическом чертеже продольного разреза судна по диаметральной плоскости. Он выполняется в более крупном масштабе по высоте и несколько меньшем по длине.

Подбор сепарации и крепежного материала, крепление грузов.

Сепарационный материал (wood dunnage) используется для изоляции пере-борок судна от перевозимого груза, либо для разделения одного вида груза от дру-гого. Щепа однородна, безвредна, но обладает свойством катализатора процесса коррозии металла. Поэтому внутренние части переборок трюма изолируют от груза путём покраски, а, следовательно, сепарация для данного случая не требуется.

Так как балкер грузится полностью (под самые крышки трюма) и смещение груза не повлияет на остойчивость, то крепёжный материал также не требуется.

Использование международных нормативных документов по размещению, креплению и перевозке грузов на английском языке.

The «Code of safe practice for stowage and securing» was established by International Maritime Organization(IMO). Every vessel have a special stowage plan for any different bulk cargoes.

According to this code all cargoes should be stowed and secured in such a way that the ship and persons on board are not put at risk. Safe stowage and securing of cargoes depend on proper planing, execution and supervision.

Personnel commissioned to tasks of cargo stowage and securing should be properly qualified and experienced. Decisions taken for measures of stowage and securing cargo should be based on the most severe weather conditions which may be expected by experience for the intended voyage.

This code applies to cargoes carried on board ships (other than solid and liquid bulk cargoes and timber stowed on deck) and, in particular, to those cargoes whose stowage and securing have proved in practice to create difficulties.

There is also «IMDG - code» (International Maritime Dangerous Goods - code). But our cargo (chips) does not belong to dangerous cargo, so we do not take present code into account.

The «Code of safe practice for solid bulk cargoes» (BC Code-1998) was approved by International Maritime Organization in London, 1998. This Code contains following main sections and appendixes:

-definitions,

-general precautions,

-safety of personnel and ship,

-trimming procedures,

-method of determining the angle of repose,

-stowage factor conversion tables,

-list of bulk materials which may liquefy,

-emergency schedules,

-index of materials.

Code of practice for the safe loading and unloading of bulk carriers.

This code has been developed by the International Maritime Organization of the unacceptable losses of bulk carriers. The purpose of this code is to assist persons responsible for the safe loading or unloading of bulk carriers to carry out their functions and to promote the safety of bulk carriers.

The Master and terminal representative should indicate agreement to the loading plan before commencement of loading by signing the plan in the spaces provided.

The loading or unloading plan should be prepared in a form such as that shown in annex Ф(Приложение Ф ).

The Master should be kept upright or, if list is required for operational reasons, it should be kept as small as possible.

For all types of merchant ships the «Code of sea working practice of merchant seamen» is used.

Подготовка грузовых помещений под загрузку.

Перед началом погрузки необходимо подготовить грузовые помещения в соответствии с требованиями для перевозки данного груза. Для этого необходимо очистить трюма от предыдущего груза, зачистить или замыть переборки и днище, и после ошвартовки судна в порту погрузки предъявить грузовые помещения сюрвейеру или представителю отправителя(получателя) для инспекции и подписания сертификата готовности грузовых помещений для приема груза. Погрузка начинается после подписания такого сертификата и чек - листов судно/берег.

Погрузка щепы портовыми средствами:

Эксплуатационная характеристика условий рейса

В представленной дипломной работе судну предназначено пройти западный и центральный районы Средиземного моря. Выбранный груз (щепа) не боится пресной либо солёной воды. Наличие сильных ветров и сильного давления в течение рейса не предвещается, максимальное волнение моря в данном районе в этот период 3-4 балла. Угол естественного откоса при полностью заполненном трюме не окажет существенного влияния на мореходные качества балкера ввиду его отсутствия, т.к. все трюма загружаются полностью. После утрамбовки щепы, возможно, по бортам останется естественный откос 40-50^о шириной менее 1 метра, который не ухудшает мореходных качеств балкера.

4. Распределение груза, расчет остойчивости. Судовые операции и забота о людях на судне на уровне управления

Распределение запасов и грузов на судне.

При распределении запасов и грузов по судну необходимо обеспечить правильную остойчивость судну. Придание судну при загрузке оптимальной остойчивости является обязательным условием безопасного плавания. Остойчивость характеризуется отношением восстанавливающего и кренящего моментов (так называемый критерий погоды), метацентрической высотой и элементами диаграммы статической остойчивости (углом максимума диаграммы, угол заката диаграммы и её наибольшим плечом).

Запасы и грузы на судне распределяются в соответствующих помещениях. Перевозимый груз (древесная щепа) размещается в шести трюмных отделениях. Судовые запасы размещаются в предназначенных для этого помещениях: на боцманских складах, под полубаком, в мастерских (в заведовании механиков), в судовых кладовых. Провиант хранится, как правило, на камбузе, а топливом заполняются отведённые для этого цистерны.

Контроль за посадкой и остойчивостью судна перед отходом судна из порта погрузки, в рейсе и перед приходом.

Расчет посадки и начальной остойчивости производится по «Информации об остойчивости судна»

Мореходные качества судна существенно зависят от его размеров и формы корпуса. Контроль за посадкой и остойчивостью на судне должен осуществляться непрерывно, а во время грузовых операций ежечасно с обязательной записью.

Остойчивость - это способность судна, выведенного из положения равновесия под действием какого-либо кренящего момента, возвращаться в исходное положение при прекращении действия этого момента.

Различают остойчивость продольную и поперечную. Последняя бывает начальная и на больших углах крена. В зависимости от характера действия кренящего момента, остойчивость подразделяется на статическую и динамическую.

В зависимости от относительного расположения действия сил тяжести и сил плавучести можно судить о величине и знаке восстанавливающего момента.

Контроль посадки и остойчивости на ходу судна.

Обычно в течение рейса на судне расходуется значительное (до 90%) количество судовых запасов: топлива, воды, смазочного материала, масла, продовольствия, что изменяет его посадку и остойчивость. Израсходованные запасы можно рассматривать как снятие с судна малого груза и соответственно рассчитывать изменение посадки и остойчивости по схеме расходования малого груза. Но в нашем случае переход судна длится менее 3-х суток, поэтому из-за незначительных расходов судовых запасов остойчивость на приход в порт выгрузки можно считать такой же, как и на отход из порта погрузки, тем более, что в промежуточном порту Алжир произведено небольшое пополнение запасов.

Расчёт производится по таблице израсходованных за рейс судовых запасов. В таблице ведётся учёт расходуемых материалов, их плечи и моменты относительно диаметральной плоскости судна.

Затем рассчитывается новая посадка судна по формулам расходования малого груза. Осадки носом и кормой, новое водоизмещение можно получить, используя диаграмму дифферента Петерсена [5].

Однако наиболее удобно определить метацентрическую высоту можно по периоду бортовой качки по формуле:

h = (с*В/Т₀)²

где с - коэффициент, зависящий от типа судна и его загрузки, обычное значение для грузового судна равняется 0,78;

В - ширина судна, (м);

Т₀ - период бортовых колебаний, (с).

Для получения значения Т₀ измеряют не менее 10 колебаний судна и рассчитывают среднее значение. Поскольку в данной дипломной работе судном является балкер, то свободной поверхностью жидких грузов можно пренебречь из-за малой величины количества топлива и воды.

Расчет и построение диаграмм остойчивости ДСО и ДДО

Рисунок 4.1

Оценка остойчивости судна, согласно «Норм остойчивости морских судов» , выполняется, определив предварительно плечи статической остойчивости при заданной осадке:

LQ = lф - а sin ?,

где а = zg - zCo = 0.305 м.

Аппликата ЦТ судна zg приводится в табл. 1 [6], а величины lф и zCo снимаются соответственно с пантокарен и кривых элементов теоретического чертежа.

Затем вычисляются ординаты диаграммы динамической остойчивости как интеграл с переменным верхним пределом. По найденным значениям L_? и d строятся диаграммы статической и динамической остойчивости.

Диаграмма динамической остойчивости строится путём интегрирования графика диаграммы статической остойчивости. Построение диаграммы статичес-кой остойчивости производим по точкам. используя зависимость, приведенную в "Информации об остойчивости". Плечи остойчивости L (G'Z) при углах крена ? определяются по формуле:

L (G'Z) = GZ - KG_o * Sin?, м. где

значения плеч остойчивости формы GZ принимаются из таблиц плеч остойчивости формы для водоизмещения. Результаты расчета приведены в таблице 4.1:

Таблица 4.1 - расчёт величин плеч диаграммы статической и динамической остойчивости:

Угол кре-на, ?	Lф	а sin ?	L? = (I)-(II)	Интегральные суммы (III)	d= 0,0873 (IV)
	I	II	III	IV	V
0	0	0	0	0	0
10	1.2	0.106	1.094	1.094	0.095
20	2.5	0.209	2.291	3.385	0.296
30	3.5	0.305	3.195	6.56	0.573
40	3.8	0.392	3.408	9.986	0.872
50	4.4	0.467	3.933	13.921	1.215
60	4.1	0.528	3.572	17.493	1.527
70	3.5	0.573	2.927	20.42	1.783
80	2.4	0.601	1.799	22.219	1.939
90	1.1	0.61	0.49	22.709	1.982

Значение метацентрической высоты без учета влияния свободных поверхностей определяется по формуле:

GM_solid = KM - KG

Поправка на свободную поверхность(в данной работе не рассматривается):

GG_o = FS /

Исправленная метацентрическая высота(если есть свободная поверхность):

GM_o = GM_solid - GG_o

KG_o = KG + GG_o

Рисунок 4.2 - диаграмма статической и динамической остойчивости

Проверка остойчивости по требованиям Регистра Судоходств Украины

По требованиям Украинского Регистра при расчёте остойчивости метацентрическая высота должна быть положительной, угол заката должен быть не менее 60 градусов, критерий погоды >= 1 (для судов, плавающих в районе северной Атлантики, >= 1,5), максимальный восстанавливающий момент (плечо) диаграммы статической остойчивости должен наблюдаться при угле крена не менее 30 градусов, максимальное плечо статической остойчивости для судов более 100 м в длину должно быть более 0.2 м.

Снимая данные по построенной диаграмме статической и динамической остойчивости (рисунок 4.2), получаем следующее:

угол заката ?з = 94 град.

Максимальный восстанавливающий момент наблюдается при угле крена = 50.5^о

Метацентрическая высота положительна и равна 3.8 м.

Оценка остойчивости судна выполняется для водоизмещения судна по грузовую ватерлинию согласно требованиям «Норм остойчивости морских судов».

Проверка остойчивости по требованиям Кодекса остойчивости ИМО, 1993 г. с дополнением 1999 г.

К остойчивости судов применены следующие основные требования ИМО:

Минимальная поперечная метацентрическая высота, откорректированная коэффициентом влияния свободной поверхности не должна быть менее чем 0,15 м. Плечо статической остойчивости не должно быть менее 0,20 м при угле крена равному или большему чем 30⁰. Площадь, находящаяся под ДСО до 30⁰ крена не должна быть менее 0,055 m*rad. Площадь, находящаяся под ДСО до 40⁰ крена не должна быть менее 0,09 m*rad. Разность площадей, находящихся между 30⁰ и 40⁰ крена не должна быть менее чем 0,03 m*rad. Критерий погоды должен быть более или равен 1. Дополнительный угол крена от действия ветра должен быть не более 18^о или должен быть равен 80% от угла, при котором кромка палубы входит в воду, в зависимости от того, какой угол минимальный.

Угол заката диаграммы статической остойчивости должен быть не менее 60 градусов. Однако он может быть уменьшен до 50 градусов при условии, что на каждый градус уменьшения приходится 0.01 м увеличения максимального плеча статической остойчивости сверх 0.2 м.

Площадь под кривой плеч восстанавливающего момента должна быть не менее 0.055 м*рад до угла крена 30 градусов и не менее 0.09 м*рад до угла крена 40 градусов или угла заливания, если этот угол менее 40 градусов.

Кроме того, площадь под кривой плеч восстанавливающего момента между углами крена 30 и 40 градусов должна быть не менее 0.03 м*рад. Эти требования к диаграмме статической остойчивости удобнее или проще определить по диаграмме динамической остойчивости.

Порядок оценки остойчивости по нормам данного Кодекса состоит в следующем: плечо кренящего момента от постоянно дующего ветра принимается постоянным для всех углов крена и определяется по формуле:

Lw1 = (pv Av ZIMO)/(1000g D),

где рv - давление ветра, Па;

Аv - площадь проекции боковой поверхности части судна и палубного груза выше ватерлинии, м*2;

ZIMO - отстояние центра парусности, измеренное по вертикали, от центра площади проекции парусности Аv до центра площади подводной части корпуса на диаметральную плоскость, или, приближённо, до середины осадки судна для данного случая нагрузки, м;

D - водоизмещение судна для данного случая нагрузки, т;

g = 9,81 м/с*2.

Определим парусность A_v для нашего судна. Данные берем из буклета остойчивости и находим, что при данной загрузке судна парусность составляет 1090 м². Затем по формуле из «Правил классификации и постройки морских судов» находим

М_кр(или М_v) = 0,001 * p_v * A_v * Z, где для нашего судна

давление ветра по таблице 2.1.2.2 составляет p_v=1138 при отстоянии центра парусности Z от плоскости действующей ватерлиции Z=5,5.

Получаем:

М_кр = 0,001*1138*1090*5,5 = 6822,31 кН*м

Давление ветра принимается по табличным данным. Для данного района плавания рv = 504 Па. Эта величина может быть увеличена или уменьшена Администрацией.

Lw1 = (504*614*9.3)/(1000*9.81*48525) = 0.08 м.

Далее это значение откладывается на диаграмме статической остойчивости и вычисляется критерий погоды (К) по формуле, так как вариант вычисления критерия погоды по отношению площадей является менее точным .

Точка пересечения плеча кренящего момента Lw1 с диаграммой статической остойчивости определяет угол крена от постоянно дующего ветра ? s.

Плечо кренящего момента от шквала ветра вычисляется:

Lw2 = 1.5*Lw1 = 1.5*0.8 = 1.2 м.

Полученное значение также откладывается на диаграмме статической остойчивости. Затем вычисляется угол крена при бортовой качке:

? 2r = 109*k*x1*x2*sqrt(r*SB).

где k, x1, x2 - коэффициенты, вычисляемые по таблице 2.13 [5].

r = 0.73 - 0.6*((Zg - d)/d),

где Zg = 7.4 м - аппликата ЦТ судна,

d = 9.8 м - осадка судна для данного случая загрузки,

SB - степень приближения частоты колебания судна к частоте стандартного волнения в зависимости от периода бортовой качки.

r = 0.73 - 0.6*((7.4 - 9.8)/9.8) = 0.87.

?2r = 109*0.88*1.0*0.95*sqrt(0.87*0.079) = 91.12*0.26 = 23.9 град.

Все полученные данные откладываются на диаграмму динамической остойчивости, в результате чего мы можем определить опрокидывающий момент. Итак,получили:

М_кр = 6822,3 кН*м

L_g = 0,8 м

D_prez. = 24960_(cargo) + 13110_(lightship) + 930_{(stores+const)} = 39000.

Из «Правил классификации и постройки морских судов»

М_опр = L_g x Д = 0.8 м x 39000 тс = 31200 тс*м = 3120 кН^хм.

Из полученных данных находим коэффициент

К = М_кр / М_опр = 6822,3 / 3120,0 = 2,187 >= 1.

Из полученных данных следует, что в данном рейсе критерий погоды отвечает как требованиям ИМО (К=1), так и требованиям Регистра Украины для судов, плавающих в тяжелых штормовых условиях, таких, как северная Атлантика, где критерий погоды должен быть не менее 1,5. Ветроволновой режим западной части Средиземного моря в феврале - марте значительно благоприятнее, поэтому судно вполне отвечает требованиям остойчивости и может безопасно осуществить заданный рейс при любых погодных условиях.

Высокий критерий погоды для нашего судна получился благодаря тому, что в данном рейсе перевозится груз с низким коэффициентом плотности (0,8), а следовательно, центр тяжести судна в целом будет тоже низкий. Возможно, во избежание избыточной остойчивости, а следовательно, и избыточной качки, необходимо будет принять небольшое количество балласта. Но тогда необходимо просчитать увеличение расхода топлива при увеличении водоизмещения судна. Вероятно, необходимо будет принять балласт только в носовые балластные танки с целью заглубления бульбы, что даст прирост скорости даже при увеличении водоизмещения. Но решение данного вопроса возможно при более точном расчете грузовым помощником перед выходом судна в рейс в зависимости от состояния погоды, мореходных качеств судна, таблиц скорости при различном дифференте, и т.п.

Контроль за прочностью корпуса

Проверка общей продольной прочности судна

Рисунок 4.3 - Эпюры силовых факторов, определяющих изгиб судна на тихой воде,

где А - кривая распределения веса судна по длине,

В - кривая сил поддержания,

С - кривая нагрузки.

Существуют понятия общей и местной прочности корпуса судна. Общая прочность проверяется по изгибающим моментам и по перерезывающим силам в тех сечениях корпуса, где могут возникать наибольшие напряжения. Местная прочность нарушается при чрезмерном давлении груза на единицу площади палубы. В результате возможна её деформация или разрушение в районе действия чрезмерного давления. Для обеспечения общей прочности необходимо разместить грузы и запасы на судне так, чтобы в корпусе при плавании как на тихой воде, так и на волнении не возникали изгибающие моменты, превышающие расчётные величины. Это условие будет выполнено, если в районе каждого отсека силы поддержания будут равны или близки массе этого отсека. В противном случае может произойти деформация корпуса, возникновение трещин в и даже перелом.

Величину изгибающего момента можно определить по формуле:

Мизг=Мп+Мгр+Мсп,

где Мп - изгибающий момент от сил тяжести судна порожнем;

Мгр - изгибающий момент от сил грузов и запасов;

Мсп - изгибающий момент от сил поддержания.

Положительный знак изгибающего момента означает, что судно испытывает перегиб, а отрицательный - прогиб.

Величину момента можно уменьшить путём перемещения грузов при перегибе - из оконечностей к середине, а при прогибе от середины к оконечностям.

Изгибающий момент от сил тяжести судна порожнём вычисляют по формуле:

Мп = kп*Do*L = 0,126*23565*173.9 = 516342.1 (т*м)

где Do - водоизмещение судна порожнём, т;

L - длинна судна между перпендикулярами, м;

kп - численный коэффициент равный 0,126 для грузовых судов с машинным отделением в корме (в соответствии с правилами регистра Украины).

Составляющую изгибающего момента от сил грузов и запасов Мгр вычисляют как половину арифметической суммы моментов груза относительно миделя слева и справа от него.

Мгр = ((-Мх)+ Мх)/2=(14096 - 10864)/2= 1616 (т*м)

Составляющую изгибающего момента от сил поддержания Мсп определяют по формуле:

Мсп = kсп*D*L = 0.093*48525*173.9= 784780.3 (т*м)

где D - водоизмещение судна при расчётном состоянии нагрузки, т;

L - длинна судна между перпендикулярами, м;

kсп - численный коэффициент, зависящий от коэффициента полноты.

Мизг = Мп+Мгр+Мсп = 516342.1 + 1616 + 784780.3 = 1302738.4 (т*м)

Абсолютную величину изгибающего момента Мизг, найденную по формуле необходимо сопоставить с нормативной величиной изгибающего момента на тихой воде, определяемой согласно действующим Правилам Регистра судоходств Украины по формуле:

Мдоп = ko*B*L^2,3 (т*м),

где B - ширина судна, м;

ko - численный коэффициент, выбираемый по таблице и равный 0,0205;

L - длинна судна между перпендикулярами, м;

Мдоп = 0,0205*22.6*173.9^2,3 = 1345780.5 (т*м)

Статическая обработка величин изгибающих моментов плавающих судов показывает, что их действительная величина приблизительно на 20% больше величины полученной по формуле. Поэтому, учитывая безаварийную практику эксплуатации этих судов, можно допустить превышение эксплуатационной величины момента, определяемого по формуле над его нормативной величиной согласно формулы, но не более чем на 20%.

Мизг<=1,2*Мдоп

1302738.4 < 1,2*1345780.5, т.о. условие прочности корпуса судна расчёты удовлетворяют.

Контроль местной прочности (люков, палуб, двойного дна и т.п.)

Обеспечение местной прочности корпуса судна осуществляется путём контроля нагрузки на единицу площади палубы. Значение этой величины можно узнать из судовой технической документации. В конструкторской документации переданной заводом изготовителем вместе с судном оговаривается, что максимальное давление на крышку трюма не должно превышать 1,7 т/м², давление на твиндек не должно превышать 2,5 т/м² и давление на двойное дно трюма не должно превышать 1,7 т/м². В данном рейсе нагрузка составляет 1,04 т/м².

Визуализация контроля прочности (при наличии бортовой ЭВМ)

Осуществление контроля за прочностью корпуса судна и расчета её остойчивости возможно выполнять не только способом ручного вычисления по таблицам и графикам, представленным в «Информации об остойчивости», но так же и с помощью программного обеспечения под названием «COLOS», уста-новленного на судовом компьютере. Работа с данной программой позволяет с максимально ускоренным временем выполнить следующие операции:

1) рассчитать остойчивость судна при любом варианте загрузки любым грузом;

2) сравнить полученные данные с требованиями Международной Морской Организации в области остойчивости;

3) рассчитать и представить графики напряжений и перекручивающих усилий на корпусе судна.

Все расчёты, результаты которых не соответствуют требованиям наглядно индицируются с целью предупреждения дальнейших ошибок в расчётах. Метод, при котором используется судовая ЭВМ, оказался настолько удачным, что ИМО внесла изменения в Кодекс Остойчивости. И теперь на каждом судне есть ЭВМ, используемая только для расчета текущей остойчивости(отдельный компьютер, обычно именуемый «Loading Master»). Более того, в свете новых требований, как уже указывалось ранее, проверку остойчивости во время грузовых операций необходимо производить каждый час с обязательной письменной регистрацией. В целях исключения ошибки компьютерной программы необходимо 1 раз в месяц с обязательной регистрацией в судовом журнале произодить проверку работы программы. Для этого необходимо на компьютере загрузить судно по одной из типовых программ загрузки, описанных в буклете остойчивости, а затем сравнить полученные данные с данными в буклете. Если отличия несущественные, считается, что проверка произведена успешно, о чем делается запись. Если же различия существенны, необходимо вызвать специалиста, а до его прибытия пользоваться расчетом остойчивости по судовым таблицам и буклетам. Важность контроля общей продольной прочности увеличивается с ростом тоннажа и главных размерений судна, потому что максимальные значения изгибающих моментов, которые могут возникать в поперечных сечениях корпуса, быстро возрастают с увеличением длины судна (приблизительно пропорционально ее квадрату). Если для судов небольшого водоизмещения длиной до 120 - 140 м общая прочность практически при любом реальном размещении грузов обеспечивается конструктивно и может поэтому не контролироваться в процессе эксплуатации судна, то этого нельзя сказать о судах среднего и крупного тоннажа. И не случайно Правила классификации и постройки морских судов Регистра Украины требуют, чтобы на судах длиной более 150 м имелось средство для контроля загрузки судна, с помощью которого можно оперативно установить, что изгибающий момент и перерезывающая сила, действующие на судно на тихой воде, не превышают допустимых значений.

Обеспечение безопасности судна, экипажа и пассажиров

Обеспечение аварийной плавучести и остойчивости судна в соответствии с «Информацией об аварийной посадке и остойчивости судна»

Обеспечение аварийной остойчивости и непотопляемости судна осуществляется в соответствии с «Информацией об аварийной остойчивости и непотопляемости судна». Такая информация даётся для каждого судна, в которой приведены меры для каждого из возможных вариантов затопления.

В соответствии с вышеуказанным документом существуют следующие меры по сохранению аварийной остойчивости и непотопляемости.

Меры по сохранению аварийной остойчивости и плавучести:

1) предотвращение поступления забортной воды в неповреждённые помещения при крене, дифференте и качке путём закрытия всех иллюминаторов, люков, дверей и других отверстий, за исключением используемых в борьбе за живучесть судна;

2) снижение интенсивности поступления воды в повреждённые отсеки путём соответствующего маневрирования судном при данных гидрометеорологических условиях;

3) предотвращение поступления воды из повреждённых отсеков в смежные помещения через отверстия в переборках и сварные швы;

4) откачка фильтрационной воды из неповреждённых отсеков;

5) подкрепление деформированных переборок, находящихся под аварийным напором воды;

6) заделка пробоины и откачка воды из повреждённых отсеков при первой возможности;

7) контроль за состоянием отсеков смежных с аварийным.

Меры по повышению аварийной остойчивости:

1) откачка жидких грузов из высокорасположенных неповреждённых танков и цистерн;

2) приём водяного балласта в низкорасположенные цистерны (при достаточном запасе аварийной плавучести).

3) быстрое удаление воды с палуб судна;

4) удаление льда с палуб и надстроек;

5) удаление груза с верхних палуб (в самых крайних случаях).

Меры по повышению аварийной плавучести:

1) откачка воды из неповреждённых танков и цистерн. При достаточной аварийной остойчивости или недопустимом её снижении откачка разрешается только из цистерн, расположенных выше центра тяжести судна;

2) осушение затопленных отсеков после заделки пробоин.

Меры по спрямлению и удифферентовке судна:

1) перекачка жидких грузов в цистерны, наиболее удалённые от района повреждения, или приём в них жидкого балласта;

2) откачка жидких грузов из цистерн, расположенных вблизи района повреждения, если это позволяет остойчивость;

3) перекачка жидких грузов из цистерн поврежденного борта в цистерны неповреждённого борта или балластировка последних.

Меры по повышению (частичному восстановлению) аварийной остойчивости и плавучести:

1) мерам по повышению остойчивости должны предшествовать меры по спрямлению судна, это особенно важно в тех случаях, когда начальная метацентрическая высота отрицательна или близка к нулю.

2) следует всегда понимать, что крен после аварии может быть вызван отрицательной начальной остойчивостью, или несимметричного затопления относительно диаметральной плоскости.

При отрицательной начальной остойчивости совершенно недопустимо спрямление судна контр затоплением отсеков противоположного борта, так как этом ожжет привести к переваливанию и опрокидыванию судна через противоположный борт. В таких случаях крен следует уменьшить исключительно восстановлением остойчивости путём затопления или осушения только симметричных отсеков в диаметральной плоскости.

3) принципиально важно оценить знак начальной остойчивости до принятия мер по восстановлению остойчивости и плавучести. Для этого значение начальной метацентрической высоты GM должно быть оценено заранее на основе данных Информации и оперативного планшета. Свидетельством отрицательной начальной остойчивости после затопления могут быть следующие характерные признаки:

a. появление крена при точно установленном симметричном относительно ДП затоплении;

b. переваливание с борта на борт под воздействием случайных величин (перекладки руля на ходу, волнения и т.п.);

c. наличие крена, противоположного вызванному несимметрией затопления;

d. большое количество фильтрационной воды в отсеках и в помещениях судна при пустых днищевых отсеках.

При восстановлении остойчивости и спрямления судна цистерны должны заполняться и осушаться полностью; манипуляции по приёму балласта и перекачке необходимо производить одновременно только с одной парой цистерн; крен и дифферент следует уменьшать не сразу, а по этапам.

Организационно-техническое обеспечение безопасности судна, людей, груза

К техническим мероприятиям по обеспечению безопасности судна, людей и груза относятся:

1) постоянный технический уход за всеми судовыми устройствами, системами, главными и вспомогательными механизмами;

2) уход за корпусом судна;

3) своевременный профилактический, поддерживающий и при необходимости капитальный ремонт судна, его судовых устройств, систем, главных и вспомогательных механизмов;

4) обеспечение живучести судна в ремонте, на консервации, «отстое», при вводе в эксплуатацию;

5) постоянный контроль за наличием, расходованием и остатком на судне всех судовых запасов;

6) расчет остойчивости, посадки судна и изгибающих моментов, действующих на корпус судна при погрузке и выгрузке груза;

7) действия экипажа в случае частичной потери остойчивости и плавучести судна;

8) выполнение требований международных кодексов и конвенций по погрузке, размещению, сепарированию, креплению и перевозке различных грузов;

9) выполнение инструкций заводов-строителей по части эксплуатации судовых устройств, систем и механизмов;

10) своевременное пополнение судна необходимым ЗИП-ом, материалом и имуществом для обслуживания судна, его устройств, систем и механизмов.

К организационным мероприятиям по обеспечение безопасности судна, людей и груза относятся:

1) проведение политики компании, направленной на безопасность судна и охрану окружающей среды всеми членами экипажа; набор на суда компании квалифицированного персонала, прошедшего одобренную Администрацией страны подготовку и сертификацию;

2) ознакомление всех вновь прибывших членов экипажа на судно с расписанием по тревогам, размещением и наличием инвентаря и имущества доля борьбы за живучесть судна, знание экипажем конструкции судна, размещением и назначением всех его помещений;

3) регулярное проведение один раз в месяц всех видов тревог согласно требований МКУБ-93 и международной конвенции СОЛАС-74;

4) своевременный контроль всех необходимых документов и стандартов подготовки членов экипажа судна согласно требований международной конвенции ПДНВ 78/95 и кодекса ПДНВ, кодекса МКУБ-93 и кодексов перевозки различных грузов;

5) постоянное пополнение и наличие на судне всей необходимой нормативной документации по безопасности мореплавания;

6) выполнение рекомендаций хорошей морской практики по погрузке, размещению, креплению и перевозке различных грузов;

7) достаточный и полный контроль за грузовыми операциями и перевозимым грузом в рейсе;

8) профилактика пожаров на судах и борьба с судовыми пожарами, умение использовать все средства пожаротушения;

9) знание и умение использовать спасательные средства;

10) знание техники выживания в море всеми членами экипажа;

обеспечение выполнение требований по предотвращению загрязнения моря с судов и процедуры борьбы с загрязнением.

4.4.2 Подготовка и тренировка действий экипажа и пассажиров на случай чрезвычайных ситуаций

Тренировки на судне (trainings and drills) проводятся, как указываось ранее, ежемесячно, а некоторые виды тренировок каждые три месяца, либо по распоряжению капитана в случаях, когда на борту сменяется более 30 % экипажа. Цель таких тренировок - отработка слаженных действий экипажа на случай пожара, поступления воды на борт, столкновения, выхода из строя рулевого устройства, падения человека за борт, посадки судна на мель, пиратства, и др.

Особое внимание во время таких учений уделяется сигналам по тревогам (общесудовая тревога - 7 коротких 1 длинный гудок, человек за бортом - 3 длинных гудка), использованию средств пожаротушения, аварийно-спасательного оборудования, применению средств защиты кожного покрова и органов дыхания, коллективных и индивидуальных спасательных средств.

Каждая персона на судне обязана знать звуковой сигнал по оставлению судна (ABANDON SHIP), которая состоит из нескольких повторений короткого и длинного сигнала. В этом случае необходимо взять спасательный жилет, надеть теплую одежду и обувь и незамедлительно двигаться на обусловленное место (Muster station - место сбора экипажа и пассажиров).

Важно отметить, что некоторые Администрации ранее применяли различные сигналы тревог, что приводило к путанице среди экипажа и пассажиров. В настоящее время усилиями ИМО сигналы приведены к единым стандартам, что сказывается положительно на безопасности морских судов. На пассажирских судах офицерский состав должен быть обучен правилам обращения с людьми и методам управления толпой, и иметь соответствующие сертификаты.

5. Применение международных конвенций и кодексов на судне

Для выполнения требований международной конвенции ПДНВ 78 с дополнениями и кодекса ПДНВ, раздела А-II/2 уровня управления, для успешного выполнения настоящих задач судну необходимо руководствоваться и выполнять требования следующих международных конвенций, кодексов и наставлений:

Основные положения и требования международной конвенции SOLAS- 74 (Спасение человеческой жизни на море)

В 1974 году в Лондоне была принята Международная конвенция по охране человеческой жизни на море, которая вступила в силу 28 мая 1980 года. Конвенция распространяется на суда, совершающие международные рейсы, за исключением военных кораблей и транспортов, рыболовных судов, прогулочных яхт, судов вместимостью менее 500 р.т.

Требования в отношении технического обслуживания и проверок судна

Приложение СОЛАС - 74 часть В «Surveys and certificates» даёт право должностным лицам Администрации, участнику Конвенции, организовывать инспекции и проверки на судах для осуществления политики Организации.

Глава XI (СОЛАС) предусматривает меры по повышению безопасности на море. Правило 4 настоящей главы «Контроль государства порта за выполнением эксплуатационных требований» и правило 1 «Предоставление полномочий признанным организациям» даёт основу портовым государственным властям для проведения проверок и осмотров судна.

Протокол СОЛАС предусматривает систему проверок и выдачу свидетельств, в том числе промежуточных освидетельствований и обязательных ежегодных проверок. Вводится приложение к Свидетельству о безопасности грузового судна по конструкции.

После проверки и освидетельствования соответствующим судам выдаются:

- Свидетельство о безопасности пассажирского судна;

- Свидетельство о безопасности грузового судна по оборудованию и снабжению;

- Свидетельство о безопасности грузового судна по радиооборудованию.

Танкера и суда, перевозящие нефть, должны иметь, в дополнение к свидетельствам о безопасности по конструкции, свидетельство по оборудованию и снабжению для танкеров. Ядерные суда также должны иметь Свидетельства по ядерной безопасности.

Организация Портнадзора (PSC) уполномочена проводить проверки судна в порту по вопросам конструкции, пожаробезопасности, исправности спасательных средств, соответствия экипажа своим должностям и другим вопросам.

Судоходная компания вправе совершать внутренние проверки на собственных судах.

Подготовка и проведение учений по борьбе за живучесть судна

Глава III, часть В, раздел 1, правило 19 конвенции СОЛАС-74 предписывают основные положения в этой области. Данное правило применяется ко всем судам. В соответствии с требованием Конвенции каждый член экипажа, до начала рейса, должен быть ознакомлен со своими обязанностями, которые ему надлежит выполнять в случае аварийной ситуации.

Учения, насколько это практически возможно, должны проводиться так, как если бы существовала действительная аварийная ситуация.

Ежемесячно каждый член экипажа должен принимать участие по меньшей мере в одном учении по оставлению судна и в одном - по борьбе с пожаром. Если в предыдущем месяце более 25% членов экипажа не принимали участия в проводившихся на судне учениях по оставлению судна и по борьбе с пожаром, то учения экипажа должны быть проведены в течение 24 ч после выхода судна из порта. При вводе судна в эксплуатацию, после модификаций существенного характера или если на судне новый экипаж, то такие учения должны быть проведены до отхода.

Глава II-1 правило 23 «Damage control plans» предусматривает наличие на борту судна руководств и планов по каждой палубе, на всех границах водонепроницаемых переборок, а также организационные мероприятия для балансировки крена судна, полученного вследствие затопления. Буклеты и руководства по борьбе за живучесть должны быть доступны командному составу судна.

Организация действий экипажа в чрезвычайных ситуациях

Персоны на борту судна в условиях форс-мажорной ситуации могут не брать во внимание применение любых положений содержания настоящей Конвенции. (Article IV) [3]

Контроль судов в портах. Резолюция ИМО А.787(19)

Приложение СОЛАС - 74 часть В (19) «Контроль» регламентирует, что каждое судно в порту может быть проверено уполномоченными представителями Стороны на годность сертификатов настоящей Конвенции, а также соответствия состояния судна и его оборудования представленным сертификатам. В случае несоответствия или истечения срока годности сертификатов уполномоченный офицер, проводящий проверку, должен принимать решения не выпускать судно в плавание.

Власти государства - порта должны сообщать информацию о судне в следующий порт захода. В случае, если судно было задержано или арестовано незаконно со стороны портовых властей, то судоходная компания имеет право на компенсацию за понесённые убытки.

Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов МАРПОЛ 73/78.

МАРПОЛ 73/78 - Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года, измененная протоколом с поправками 1978 г. Эта Конвенция содержит меры, направленные на предотвращение загрязнения в повседневной эксплуатации судов и в результате аварий.

МАРПОЛ 73/78 вступила в силу с 02.10.83 г., состоит из 20 статей, двух протоколов и шести приложений, Конвенция содержит шесть Приложений по предотвращению загрязнения:

· нефтью;

· вредными веществами, перевозимыми наливом;

· вредными веществами, перевозимыми в упаковке;

· сточными водами;

· мусором;

· атмосферного воздуха.

Приложения по сточным водам и атмосферному воздуху не вошли еще в силу. Остальные приложения действуют на сегодняшний день.

Приложение по предотвращению загрязнения нефтью распространяется на все танкеры валовой вместимостью 150 рег.т. и более и на любые другие суда вместимостью 400 рег.т. и более. В соответствии с этим запрещается сброс в море нефти и нефтеводяной смеси с нефтяных танкеров, если это судно не находится за пределами особых районов.

Приложение по предотвращению загрязнения вредными веществами, перевозимыми наливом относится к вредным ядовитым жидким веществам, перевозимых наливом. Сливать их остатки разрешается только в приёмные устройства, сброс в море строго регламентирован.

Приложение по предотвращению загрязнения вредными веществами, перевозимыми в упаковке, грузовых контейнерах, съёмных танках и цистернах. Порожние ёмкости, не очищенные от остатков таких веществ, рассматриваются как вредные вещества.

Приложение по предотвращению загрязнения сточными водами. Судну разрешается сбрасывать измельчённые и обеззараженные сточные воды на расстоянии более 4 миль или неизмельчённые и необеззараженные за пределами 12 миль от ближайшего берега при условии, что они сбрасываются не мгновенно, а постепенно, при скорости судна 4 узла.

Приложение по предотвращению загрязнения мусором. Запрещается выбрасывание в море всех видов пластмасс, включая синтетические тросы, рыболовные сети и т.д. Мусор, обладающий плавучестью, разрешается выбрасывать за пределами 25 миль, а неизмельчённые пищевые и другие отходы - за пределами 12 миль от ближайшего берега. Сброс измельчённого и размолотого мусора может производиться за пределами 3 миль от берега.

Конвенция МАРПОЛ 73/78 устанавливает условия по техническому оборудованию судов, обеспечивающему предотвращение загрязнения окружающей среды. Так, например, слив за борт нефтесодержащих вод из льял машинных отделений судов валовой вместимостью 400 рег.т. и более допускается при одновременном соблюдении ряда условий, одним из которых является наличие и работа на судне системы автоматического замера, регистрации и управления сбросом нефти (САЗРИУС), оборудования для нефтеводяной сепарации и фильтрации нефти. Также согласно этой Конвенции на судне должны:

вести: Журнал нефтяных операций; Журнал учета мусора;

иметь: План управления мусором; Аварийный судовой план по предупреждению загрязнения моря нефтью (SOPEP - Shipboard Oil Pollution emergency plan); План балластных операций; с 2002 г. для судов GRT 200 р.т. и более или имеющих экипаж 10 человек и более вводится Журнал учета сброса сточных вод.

Настоящая Конвенция не применяется к любым военным кораблям, военно-вспомогательным судам или иным судам, принадлежащим государству или эксплуатируемым им, когда они используются только для правительственной некоммерческой службы. Однако, каждая Сторона путем принятия соответствующих мер, не наносящих ущерба деятельности или эксплуатационным возможностям таких кораблей и судов, принадлежащих ей или эксплуатируемых ею, должна обеспечить, чтобы эти корабли и суда действовали, насколько это целесообразно и практически возможно, в соответствии с настоящей Конвенцией.

...