Размещено на http://www.allbest.ru/

Ершов А.А.

Курс дополнительной подготовки капитанов и вахтенных помощников капитана на соответствие требованиям Конвенции ПДМНВ-95

Раздел: Действия судоводителя в чрезвычайных ситуациях

Санкт-Петербург

2000

Курс дополнительной подготовки разработан на кафедре «Теория и устройство судна» Государственной морской академии им.адм.С.О.Макарова кандидатом технических наук, доцентом Ершовым А.А. под руководством начальника кафедры доктора технических наук Кацмана Ф.М.

Настоящий курс разработан для выполнения следующих требований Конвенции ПДМНВ-95:

Функция: Управление операциями судна и забота о людях на судне на уровне эксплуатации.

Раздел требований Конвенции ПДМНВ - 95

Компетентность: «Действия в чрезвычайных ситуациях»

Знание, понимание, профессионализм: Действия, которые должны предприниматься, если столкновение неизбежно и после столкновения.

Действия, которые должны предприниматься в случаях, если посадка на мель неизбежна и после посадки на мель.

Методы демонстрации компетентности: Экзамен и оценка доказательства, полученного на основе практической инструкции, опыта работы на судне и практических учений по действиям в аварийных ситуациях.

Подготовка слушателей по этому курсу включает в себя теоретическую подготовку и практическое обучение в компьютерном классе с использованием специальных программ для ЭВМ.

В настоящем пособии содержится теоретический курс, разработанный специально для выполнения указанных требований Конвенции ПДМНВ - 95. В состав курса включены вопросы, рассмотрение которых ранее не входило в подготовку судоводителей.

Содержание

судно столкновение мель остойчивость

Действия судоводителя непосредственно перед столкновением

Основные принципы маневрирования судов для минимизации последствий неизбежного столкновения.

Действия судоводителя после столкновения

Действия капитана менее поврежденного судна после столкновения

Различные ситуации эффективного расположения судов после столкновения для поддержания их остойчивости и плавучести

Эффективное маневрирование и спасение судна при столкновении

Действия судоводителя при неизбежной посадке на мель

Приложение. Особенности управляемости судов с винтами фиксированного шага (ВФШ) и винтами регулируемого шага (ВРШ) при маневрах «последнего момента»

Действия судоводителя непосредственно перед столкновением

Столкновения судов являются одним из самых опасных аварийных случаев, происходящих в мореплавании, которые могут привести к повреждению или гибели нескольких судов с их грузом, экипажем и пассажирами.

Не смотря на то, что истории торгового мореходства известно относительно небольшое количество столкновений судов, которые приводили к их полному затоплению, резонанс этих видов аварий, сопровождаемых человеческими потерями, гибелью перевозимого груза, утратами других материальных ценностей, находившихся на судах, всегда приводил к повышенному вниманию людей во всем мире.

Столкновение пассажирского парома и танкера в районе Филиппин привело к гибели более, чем четырех тысяч человек. Это является крупнейшей в истории мореплавания катастрофой по количеству жертв.

Среди всех видов морских аварий столкновения судов свидетельствуют о серьезных проблемах в подготовке судоводителей и организации движения судов в различных районах мирового океана, по которым осуществляются морские торговые перевозки.

Помимо непосредственного физического ущерба, получаемого судами при столкновениях, этот вид аварий часто сопровождается пожарами, затоплением большого количества отсеков каждого из судов и другими серьезными последствиями, которые не позволяют проводить эффективные спасательные операции.

Повреждения судов при столкновениях ведет к потере их остойчивости, непотопляемости, плавучести, нарушению других мореходных качеств и, в конечном счете, может привести к гибели каждого из объектов столкновения.

Значительность последствий, которые могут иметь столкновения морских судов для общей безопасности морского судоходства, привела к необходимости создания и принятия всеми странами специальных правил предупреждения столкновения судов в море (МППСС 72).

Подготовка капитанов и старших помощников морских судов действиям в чрезвычайных ситуациях, включая столкновения морских судов, получила специальное требование в Конвенции ПДМНВ 78/95. Согласно этой Конвенции все судоводители должны уметь профессионально осуществлять:

«Действия, которые должны предприни-маться, если столкновение неизбежно, и после столкновения или при ухудшении водонепроницаемости корпуса, произошедшего по какой-либо причине».

Согласно международным нормам капитан каждого из столкнувшихся судов обязан оказать помощь другому судну, если он сможет сделать это без серьезной опасности для своего судна, экипажа и пассажиров и сообщить ему название, порт приписки своего судна, порты отправления и назначения.

Согласно Конвенции СОЛАС-74, мероприятия, которые должны проводить капитаны столкнувшихся судов должны, прежде всего, быть направлены на спасение пассажиров и экипажа наиболее поврежденного судна.

При этом следует учитывать то, что вследствие частичной или полной потери основных мореходных качеств пассажиры и экипаж судна, получившего значительные повреждения в результате столкновения, могут быть лишены возможности эффективного спасения собственными силами.

Ярким примером такой гибели людей являлось столкновение судов «Адмирал Нахимов» и «Петр Васев» 31 августа 1986 года, когда вследствие затопления большого количества отсеков, после столкновения, пассажирский лайнер «Адмирал Нахимов» потерял остойчивость и затонул в течение нескольких минут, унеся с собой более 400 пассажиров и членов экипажа.

Существующая подготовка судоводителей имеет своей основной целью недопущение столкновений судов, как вида аварий на море.

К сожалению, этот вид морских катастроф сохраняется и необходима специальная подготовка капитанов и вахтенных помощников, которая бы позволила определить правильные действия и мероприятия, направленные на снижение последствий аварий морских судов в тех случаях, когда столкновение неизбежно и непосредственно после столкновения, как это требуется новой редакцией Конвенции ПДМНВ -95.

Основная опасность для судов после столкновения связана с повреждением их корпусов, появлением водотечности, затоплением значительного количества отсеков и, как следствие, возможной потерей основных мореходных качеств поврежденного судна - остойчивости и плавучести. Это может привести к быстрому опрокидыванию и затоплению судна и как, следствие невозможности спасения его пассажиров и экипажа.

Поэтому основной задачей судоводителя перед неизбежным столкновением приложить все усилия, направленные на то, чтобы последствия столкновения были наименьшими для мореходности каждого из столкнувшихся судов.

Наиболее важным мореходным качеством судна, получившего повреждение корпуса в результате столкновения, является остойчивость. Поддержание остойчивости судна, получившего существенные повреждение корпуса в результате столкновения необходимо, прежде всего, для спасения его пассажиров и экипажа.

Нарушение другого мореходного качества - плавучести судна, вследствие наличия водотечности через пробоины поврежденного корпуса происходит гораздо медленнее, чем потеря остойчивости. Это связано со значительным запасом плавучести современных судов. Гибель судна от потери плавучести может происходить в течение многих часов, как правило, вполне достаточных для спасения пассажиров и экипажа. За это время к аварийному судну могут подойти другие суда для оказания ему необходимой помощи.

Затопление лайнера «Михаил Лермонтов» от потери плавучести происходило в течение шести часов, что дало возможность эффективно спасти пассажиров и экипаж судна собственными силами.

Катастрофа морского парома «Суперкарго» в районе Филиппин также наглядно продемонстрировала значительные возможности по сохранению плавучести поврежденного судна. За это время могут быть полностью эвакуированы все пассажиры и часть экипажа аварийного судна и организованы эффективные мероприятия по его спасению.

Поэтому основные мероприятия, которые должен осуществлять судоводитель перед неизбежным столкновением с другим судном должны быть направлены на то, чтобы минимизировать последствия столкновений для обоих судов, связанные с их потерей остойчивости.

Наиболее быстрая потеря остойчивости судна вследствие приема забортной воды через повреждения корпуса происходит при значительной величине пробоины, ее «неудачном» расположением по длине судна, включающим повреждение машинного отделения (МО) и близко расположенных к нему отсеков судна, значительной протяженности и глубине повреждения, полученного в результате столкновения.

Повреждения корпуса судна, получаемые при столкновении, зависят от начальной скорости судов, угла под которым происходит их столкновение, скорости, которую имеют суда после столкновения при движении по инерции, прочности корпуса каждого из судов, наличия водонепроницаемых переборок, двойного борта и многих других факторов.

Наиболее существенные обстоятельства, на которые может повлиять судоводитель прямо перед столкновением и от которых существенно зависит размер получаемых повреждений корпуса, связаны с предпринимаемым судоводителем маневрированием непосредственно перед столкновением.

Правильное и грамотное выполнение маневра «последнего момента» способно минимизировать размеры получаемых повреждений и другие последствия столкновения.

Вопросы, связанные с движением двух тел до и после столкновения и анализ размеров, получаемых в результате него повреждений, рассматривает теория удара в теоретической механике. При определенных допущениях основные закономерности этой теории удара применимы к рассмотрению столкновений судов в море.

Рассмотрим ситуацию столкновения двух судов с позиции положений теории удара.

Каждое из сталкивающихся судов (см. Рис. 1) обладает определенной массой m1 и m2 и имеет скорости v1 и v2 перед столкновением.

Введем в рассмотрение оси координат n и t, связанные со вторым судном, т.е. с тем из сталкивающихся судов, которое может получить удар форштевнем другого судна и получить наибольшие повреждения после столкновения.

Расположим координатную ось n в нос второго судна, а ось t на правый борт второго судна. Будем рассматривать данное столкновение судов с позиции теории косого удара.

Рис.1

Тогда уравнения движения центров масс соответственно первого и второго судна записываются в следующем виде

(1.1)

где

P_t(t), P_n(t) - проекции ударного импульса на координатные оси n и t.

Интегрируя уравнения (1.1) в пределах времени столкновения получаем

(1.2)

где

(1.3)

и v1_t, v2_t, v1_t', v2_t' - проекции скоростей движения на ось t первого и второго судна до и после столкновения (поперечные скорости);

v1_n, v2_n, v1_n', v2_n' - проекции скоростей движения на ось t первого и второго судна до и после столкновения (продольные скорости).

Y - угол столкновения судов.

Введем в рассмотрение следующие понятия

(1.4)

где

k_n- коэффициент продольного столкновения;

k_t - коэффициент поперечного столкновения.

После преобразования получим

(1.5)

Согласно положениям теории удара разрушения, которые получают суда после столкновения, пропорциональны скоростям движения судов, которые они получают после столкновения. При этом продольная скорость, получаемая обоими судами после столкновения, приводит к увеличению ширины пробоины наиболее повреждаемого судна (связанного с осями координат n и t). Поперечная скорость обоих судов после столкновения приводит к увеличению глубины пробоины наиболее повреждаемого судна (см. Рис.2 ).



Рис.2

Распределение относительных величин повреждений, которые получает каждое из судов после столкновения при k_n=1; k_t=1 представлено на Рис. 3 . До столкновения суда имели скорости v1=v2=5м/с и m1=m2=20000 т.

Рис.3

Как видно из результатов расчета, представленного на Рис.3 продольные и поперечные повреждения, получаемые обоими судами после столкновения, имеют характерные точки минимумов и максимумов в зависимости от углов столкновения судов (У).

Следовательно, судоводитель имеет возможность маневрированием собственного судна (изменением угла столкновения У) непосредственно перед столкновением изменять размеры повреждений, которые получают оба судна.

Это открывает широкие возможности для поиска наиболее оптимальных маневров судна для минимизации последствий столкновений судов и обучению судоводителей как это требуется Конвенцией ПДМНВ 78/95.

Основными условиями эффективного маневрирования судоводителя перед неизбежным столкновением является возможность быстрого изменения курса и скорости судна непосредственно перед ударом. Это позволит эффективно осуществить маневр «последнего момента» для того, чтобы минимизировать последствия аварий для обоих из судов.

Возможность осуществления маневра изменения курса и скорости движения для минимизации последствий аварии обусловлена эффективностью средств управления судна и его движительно-рулевого комплекса на всем протяжении маневрирования.

Эффективность осуществления маневра «последнего момента» зависит от того, какое маневрирование производилось до выполнения него и способны ли средства управления судном быстро изменить его курс и скорость.

Если непосредственно перед столкновением судно, в качестве маневра предпринимало реверс, то в процессе его выполнения судно, оно теряет управляемость. Время потери управляемости (см. Приложение), зависит от того оборудовано судно винтом фиксированного шага или винтом регулируемого шага (ВФШ или ВРШ), от того, как судно осуществляет маневр реверсирования судна, не предпринимает ли судно в процессе торможения других маневров по изменению работы своего движительно-рулевого комплекса («толчковые» режимы работы винта) и т.п.

Потеря управляемости судна в процессе реверсирования лишает его возможности использовать маневр курсом судна с целью изменения угла столкновения судов (см. Рис. 3) и минимизации последствий столкновения судов.

В этом случае, основной задачей судоводителя для преодоления опасных последствий неизбежного столкновения, становятся мероприятия, которые обеспечат возобновления управляемости и маневренности судна непосредственно перед столкновением.

В случае если предварительным маневром был реверс судна, возобновление управляемости судна, возможно при переводе режима работы движителей с положения «Полный назад» (при реверсировании движителей) в положение «Полный вперед». Это позволит получить положительную скорость и силу на руле судна от движителя и даст возможность изменять курс судна для предотвращения опасных последствий столкновения.

Перевод органов управления двигательно-движительным комплексом судна из положения «Полный назад» в положение «Полный вперед» в процессе реверса не приводит к быстрому увеличению скорости судна, и оно продолжает свое движение по инерции торможения. Однако, этот маневр способен образовать необходимые потоки на руле судна для увеличения его эффективности.

В случае, если судоводителем в качестве действий по снижению последствий столкновения предпринимаются одновременно реверс двигательно-движительного комплекса и перекладка руля, то перекладка руля должна быть осуществлена до того момента, когда движители начнут работать на заданий ход. Последовательность действий должна быть следующей: «Перекладка руля, затем - «Полный назад». Это позволит рулю судна начать изменение курса, до того момента, пока работа движителей на задний ход перекроет его от набегающего потока и руль станет неэффективным.

При использовании в качестве маневра «последнего момента» изменение курса и скорости судна следует избегать повреждения у судна кормовых отсеков, где расположено машинное отделение и винто-рулевой комплекс.

После столкновения наиболее эффективным способом сохранения их остойчивости будет являться поддержание положения судов в «сцепленном» состоянии. Наиболее опасным для поврежденного судна будет выход из его пробоины другого судна.

Так, выход из пробоины «Адмирала Нахимова» теплохода «Петр Васев» после столкновения способствовал поступлению больших масс воды в корпус лайнера и быстрому затоплению судна. Кроме того «Адмирал Нахимов» лишился дополнительной остойчивости, которую ему мог придавать находящий рядом корпус «Петра Васева». Как известно, именно потеря остойчивости стала основной причиной его гибели. Если бы «Петр Васев» ошвартовался около поврежденного борта «Адмирала Нахимова», то он принимал бы «на себя» кренящий момент, образовывавшийся на корпусе лайнера вследствие поступления в него больших масс воды. Остойчивость этой системы из двух судов была бы в несколько раз больше поперечной остойчивости «Адмирала Нахимова» даже в неповрежденном состоянии. Это могло способствовать тому, что «Адмирал Нахимов» значительно дольше оставался бы на плаву, а большинство из погибших пассажиров и членов экипажа были бы спасены.

«Выходу» теплохода «Петр Васев» из пробоины в борту «Адмирала Нахимова» способствовало то обстоятельство, что перед самым столкновением капитан осуществил реверс судна, оставив свои движители работать на «Полный задний ход». После столкновения произошло полное «гашение» инерции переднего хода «Петра Васева», а работающие на полный задний ход движители «вывели» его из пробоины в борту «Адмирала Нахимова». Если бы после столкновения или непосредственного перед ним капитан «Петра Васева» застопорил свои движители, этого бы не произошло, «Петр Васев» не вышел бы из пробоины в борту «Адмирала Нахимова» и суда бы поддерживали свою остойчивость, находясь в «сцепленном» состоянии. Чтобы не позволить судну выйти из пробоины в процессе взаимного вращения судов после столкновения капитану «Петра Васева» следовало бы даже работать своими винтами на «Самый малый передний ход», оставаясь в непосредственной близости от корпуса поврежденного судна.

Основные принципы маневрирования судов для минимизации последствий неизбежного столкновения

Многообразие ситуаций, в которых может произойти столкновение судов в море не позволяет выработать конкретные рекомендации, которые позволят судоводителю всегда избегать опасных последствий аварии, если столкновение неизбежно.

Проведенный в предыдущей части анализ факторов, которые влияют на опасность последствий столкновения для каждого из судов, позволяет выработать основные принципы, которых должен придерживаться судоводитель при маневрировании в случае, когда столкновение судов неизбежно для минимизации последствий столкновения.

Как показывают результаты расчетов по зависимостям (.1)-(.5), проведенных для различных судов и различных ситуаций столкновений правильное изменение курса судна и снижение его скорости перед столкновением являются наиболее эффективным средством избежания опасных последствий аварии для обоих судов.

Наиболее опасным последствием столкновения является потеря остойчивости аварийного судна. На потерю остойчивости судна влияет глубина (поперечные повреждения) и протяженность (продольные повреждения) пробоины, получаемой судном в результате столкновения.

Поперечные и продольные повреждения получают суда в случае, если столкновение происходит под углом 90 градусов и перед столкновением оба судна имеют значительные скорости (см. Рис. 4).

Рис.4

При столкновениях под углом близким к 0 градусов судно получает в основном продольные повреждения, которые могут иметь значительную протяженность, если перед столкновением скорости судов были велики (см.Рис.5).

Рис.5

При угле столкновения близким к 180 градусам судно получает минимальные продольные и поперечные повреждения (см. Рис. 6).

Рис.6

Анализ различных вариантов столкновения судов, с учетом выполнения требований МППСС (Правила 6 и 8) наиболее верная последовательность действий судоводителя для минимизации последствий неизбежного столкновения для обоих судов будет следующая:

Если столкновение неизбежно и судно визуально наблюдается или его движение контролируется с помощью РЛС (САРП) судоводитель должен предпринять:

А)

· Маневр изменения курса для уменьшения угла столкновения, если наше судно является встречным по отношению к другому судну(см. Рис.7 )

· Маневр изменения курса для увеличения угла столкновения, если наше судно является догоняющим по отношению к другому судну (см. Рис. 8 ).

· Маневр изменения курса для изменения угла столкновения если суда сталкиваются на пересекающихся курсах (см. Рис.9)

Рис.7

Рис.8

Рис.9

Б) После выполнения маневра «Курс - от судна!!!», как только судно начнет отворот необходимо дать реверс для снижения скорости движения судна и минимизации последствий столкновения (см. Рис.10).

Рис.10

В) После столкновения судна дать команду «Стоп» с целью предотвращения выхода судна из пробоины в корпусе другого судна.

Маневр «Стоп»

Рис.11

Выполнение последовательности маневров «Курс от судна», «Реверс», «Стоп» в случае неизбежного столкновения судов способно снизить размеры повреждений обоих судов и сократить опасные последствия столкновения.

Действия судоводителя после столкновения

После столкновения капитаны обоих судов должны предпринять все меры для спасения пассажиров и экипажа наиболее поврежденного судна. Наиболее поврежденным судном следует считать то из них, которому грозит затопление в результате полученных повреждений.

Наиболее опасные повреждения получает судно при глубоком и протяженном повреждении борта ниже ватерлинии.

В этом случае в корпус судна поступают большие объемы забортной воды, происходит затопление нескольких отсеков с одного борта. Это может привести к быстрой потере остойчивости поврежденного судна и его опрокидыванию.

Наиболее опасными являются повреждения нескольких смежных отсеков одного борта. При этом, чем больше площадь свободных поверхностей, которые могут образоваться в затопленных отсеков тем быстрее происходит опрокидывание и затопление судна.

Следует учитывать, что очень опасны повреждения относительно малых судов (длиной менее 100 м), конструктивные требования к делению на отсеки которых часто возложены на ответственность судовладельца или просто отсутствуют для транспортных судов таких размеров. В случае если наиболее поврежденным в результате столкновения является малое судно, то даже при небольшом повреждении одного борта ниже ватерлинии вода заполняет значительные пространства внутри судна. В результате помимо поступления значительных объемов воды, в корпусе судна образуются значительные свободные поверхности, что приводит к появлению кренящего момента и резкому уменьшению метацентрической высоты поврежденного судна. Судно получает значительный крен в сторону поврежденного борта и может опрокинуться в течение несколько минут.

Спасение пассажиров и экипажа судна, наиболее поврежденного в результате столкновения, возможно, если это судно будет максимально возможное количество времени оставаться на плаву, имея характеристики посадки и остойчивости достаточные для спуска собственных спасательных средств или обеспечения другой возможности перемещения людей на другое, менее поврежденное судно.

В этом случае капитану менее поврежденного судна следует оказать максимальную помощь судну, получившему в результате столкновения более значительные повреждения помощь в сохранении необходимых параметров плавучести и остойчивости для организации спасения пассажиров и экипажа.

Действия капитана менее поврежденного судна после столкновения

Основную опасность для более поврежденного судна после столкновения представляет его гибель от потери остойчивости в результате полученных повреждений. В этом случае основной задачей капитана менее поврежденного судна является оказать максимальную помощь для спасения пассажиров и экипажа наиболее поврежденного судна в результате столкновения. Спасение людей с более поврежденного судна эффективно, если но сохраняет свои параметры плавучести и остойчивости в течении максимально длительного времени.

В том случае, если при неизбежном столкновении судоводитель своевременно выполнил маневры «Курс от судна», «Реверс», «Стоп», то после столкновения суда не размыкаются и находятся в сцепленном состоянии (см Рис. 12 ).

Положение судов после столкновения при правильном проведении маневра «Курс от судна», «Реверс», «Стоп» (суда находятся в «сцепленном» состоянии)

Рис.12

Если судоводителю наименее поврежденного судна удается удерживаться и не выходить из пробоины более поврежденного судна то корпус поврежденного судна получает дополнительный восстанавливающий момент. Количественно этот момент имеет различные величины в зависимости от положения судов после столкновения

А) Суда после столкновения находятся под прямым углом друг к другу.

Рис.13

Величина дополнительного восстанавливающего момента от «сцепленного» после столкновения судна, находящего в положении представленном на Рис.13 ориентировочно может быть получена как

где

М - дополнительный восстанавливающий момент, которое получает более поврежденное судно от, находящегося в его пробоине менее поврежденного судна, расположенного под прямым углом;

P - весовое водоизмещение менее поврежденного судна;

Н- продольная метацентрическая высота менее поврежденного судна;

- угол дифферента судна менее поврежденного судна.

K - коэффициент, зависящий от глубины расположения бака менее поврежденного судна в пробоине более поврежденного и угла столкновения судов (см. Рис.13).

Если менее поврежденное судно также получило водотечность после столкновения, то величина этого дополнительного восстанавливающего момента уменьшается на величину кренящего момента, созданного поступлением воды в корпус менее поврежденного судна.

Величина продольной метацентрической высоты менее поврежденного судна велика и приблизительно равняется длине самого судна. Это означает, что менее поврежденное судно, находясь под прямым углом к более поврежденному судну, и не выходя из его пробоины, способно своим дополнительным восстанавливающим моментом преодолевать значительный кренящий момент, который возникает по мере поступления воды через пробоину.

Преимущества расположения менее поврежденного судна после столкновения под прямым углом к более поврежденному судну:

· Судно, находящееся в пробоине более поврежденного судна под прямым углом в наибольшей степени препятствует поступлению воды внутрь его корпуса.

· Для поддержания поперечной остойчивости более поврежденного судна используется продольная остойчивость менее поврежденного, которая значительно больше поперечной по величине (примерно в 150-200 раз). Следовательно, более поврежденное судно может длительное время находиться на плаву, без потери остойчивости и осуществлять спасательные операции.

· При таком расположении судов обеспечивается возможность быстрого отхода судна от более поврежденного, путем дачи заднего хода, при необходимости (например, в случае возникновения пожара).

Недостатки:

· Восстанавливающий момент от менее поврежденного судна прикладывается в ограниченном месте корпуса судна, что способствует его разрушению при появлении у более поврежденного судна крена.

· В случае, если поперечную остойчивость большего судна поддерживает относительно малое судно (малое судно «таранит» большое судно в борт при столкновении и не выходит из пробоины), при получении значительного крена возможен «зажим» корпуса малого судна корпусом большего. Как следствие, может быть затруднен отход малого судна от более поврежденного, в случае необходимости.

Для удержания менее поврежденного судна в пробоине более поврежденного могут быть использованы швартовные концы обоих судов или подработка движителем на самом малом ходу (см Рис.14) .

Рис.14

Б) Суда после столкновения находятся лагом друг другу.

Рис.15

Величина дополнительного восстанавливающего момента от «сцепленного» после столкновения судна, находящего в положении представленном на Рис.15 (лагом) ориентировочно может быть получена как

где

М - дополнительный восстанавливающий момент, которое получает более поврежденное судно от судна, расположенного лагом к нему;

P - весовое водоизмещение менее поврежденного судна;

h- поперечная метацентрическая высота менее поврежденного судна;

- угол крена судна менее поврежденного судна.

Недостатки расположения менее поврежденного судна после столкновения лагом к более поврежденному судну:

· Судно, находящееся в пробоине более поврежденного судна лагом в наименьшей степени препятствует поступлению воды внутрь его корпуса.

· Для поддержания поперечной остойчивости более поврежденного судна используется поперечная остойчивость менее поврежденного, которая значительно меньше продольной. Следовательно, более поврежденное судно может менее длительное время находиться на плаву, без потери остойчивости и осуществлять спасательные операции, чем при расположении судов под прямым углом.

· При расположении судов лагом имеются трудности в обеспечении возможности удержания менее поврежденного судна возле более поврежденного их них.

Преимущества:

· Восстанавливающий момент от менее поврежденного судна прикладывается в большом месте корпуса более поврежденного судна, что способствует его разрушению при появлении у более поврежденного судна крена.

Для удержания менее поврежденного судна лагом у более поврежденного судна должны быть использованы швартовные концы обоих судов (см Рис.16).

Рис.16

В случае возникновения опасности со стороны судна, которому оказывается помощь (чрезмерный крен, навал, грозящий опрокидыванием поддерживающего судна) менее поврежденное судно должно немедленно отойти от аварийного судна.

На основании анализа ситуаций А) и Б) можно сделать вывод о том, что наиболее эффективно нахождение менее поврежденного судна под прямым углом к более поврежденному в результате столкновения судну.

Различные ситуации эффективного расположения судов после столкновения для поддержания их остойчивости и плавучести.

Рис.17

Рис.18

Одно или несколько малых судов при поддержании характеристик посадки и остойчивости большого судна должно соблюдать особую осторожность. При резком нарастании крена в сторону поддерживающего судна (судов) им следует немедленно отшвартоваться и отойти от аварийного судна.

Рис.19

Большое судно может поддерживать остойчивость малого судна вплоть до полной потери его плавучести. Накренение малого судна не опасного для более крупного судна за счет значительно большей продольной остойчивости поддерживающего судна, чем момент от крена малого судна.

Рис.20

При столкновении носами и «сцеплении» два судна получают наиболее эффективный вариант поддержки плавучести и остойчивости обоих судов. Оба судна используют для «поддержания» друг друга наибольшие значения собственной остойчивости.

Эффективное маневрирование и спасение судна при столкновении

Рис.21 Рис.22

Действия судоводителя при неизбежной посадке на мель

Неизбежная (преднамеренная) посадка на мель своего судна используется в исключительных аварийных случаях, когда нет другой возможности предотвратить катастрофические нарушения параметров его посадки и остойчивости. Это может грозить опрокидыванием и затоплением судна и особой опасностью пассажирам и экипажу.

При посадке на мель без дополнительного повреждения корпуса судно получает дополнительную реакцию камней Q (или иного вида грунта) в форме

где

T - приращения средней осадки после посадки судна на мель, м;

S - площадь ватерлинии;

g - ускорение свободного падения;

- плотность жидкости.

Изменение метацентрической высоты на мели может быть определено как

где

h_o- метацентрическая высота, которую имело судно до посадки на мель.

Для обеспечения безопасности судна важно знать, как осуществляется соприкосновение диаметральной плоскости судна с линией мели. За линию мели может быть принято основное направление глубин, меньших осадки судна в данный момент.

Рис.23

В случае преднамеренной посадки на мель носом по отношению к линии мели судно получает приблизительно симметричные повреждения носовой части корпуса к дополнительной потере остойчивости.

Преимущества расположения судна носом к линии мели:

· При посадке на мель носом к линии мели не повреждаются кормовые отсеки судна, обладающие наибольшим влиянием на его посадку и остойчивость.

· При посадке на мель носом к линии мели не повреждается винто- рулевой комплекс судна и его машинное отделение, что дает возможность снятию судна с мели, после выполнения необходимых мероприятий, силами самого судна.

· При посадке на мель носом к линии мели судно не получает дополнительного кренящего момента, который будет способствовать снижению его остойчивости.

Недостатки расположения судна носом к линии мели:

· При посадке на мель носом к линии мели судно получает значительное уменьшение осадки носом и ложится на грунт большей площадью корпуса. Это затруднит дальнейшие мероприятия по снятию судна с мели.

Рис.24

Преимущества расположения судна лагом к линии мели:

· При посадке на мель лагом к линии мели снятие судна с мели, в случае отсутствия значительных повреждений корпуса, будет легче, чем при посадке носом к линии мели.

Недостатки расположения судна лагом к линии мели:

· При посадке на мель лагом к линии мели могут повреждаться кормовые отсеки судна, обладающие наибольшим влиянием на его посадку и остойчивость.

· При посадке на мель лагом к линии мели может быть поврежден винто-рулевой комплекс судна и его машинное отделение, что не дает возможность снятию судна с мели, после выполнения необходимых мероприятий, силами самого судна.

· При посадке на мель лагом к линии мели судно может получить дополнительный кренящий момент, который будет способствовать снижению его остойчивости.

· При наличии волнения судно, имеющее повреждения корпуса и сидящее на мели лагом может получить кренящий момент в сторону моря и опрокинуться (см. Рис. 25).

Рис.25. Возникновение кренящего момента на судне, сидящем на мели лагом.

В общем случае при выборе варианта вынужденной посадки судна на мель судоводитель должен руководствоваться знаниями о характере грунта и имеющихся глубинах и особенностями конкретного аварийного случая.

Приложение

Особенности управляемости судов с винтами фиксированного шага (ВФШ) и винтами регулируемого шага (ВРШ) при маневрах «последнего момента».

К маневрам «последнего момента» относятся маневры, которые судоводитель выполняет при непосредственной опасности для избежания аварийной ситуации (столкновения, посадки на мель, навала и т.п.). К этим маневрам относится реверс судна, отворот судна на максимальный угол, реверс с отворотом. Эффективность выполнения каждого их этих маневров или их комбинаций зависит от начальной скорости движения судна, параметров работы двигательно-движительного комплекса.

Особенности управляемости судов с ВФШ и ВРШ на режимах реверса обусловливаются нестационарностью работы двигательно-движительного комплекса и движения судна в этот период. К силам на корпусе, винте и руле судна, имеющим одинако-вую физическую природу как при установившемся движении, так и на переменных режимах, добавляются силы и нагрузки, вызванные явлениями, характерными только для режимов реверса. Рассмотрим воз-можности, которые имеются для осуществления движения по заданной траектории при маневре «последнего момента» с использованием реверса судна, которые связаны, прежде всего, с силами на руле судне.

Эффективность руля, обеспечивающего управление судном, зави-сит от скорости потока, набегающего на руль, т. е. от скорости потока, вызванного поступательным движением судна, и от скорости струи за гребным винтом.

Управляемость судов с ВФШ при реверсе. С уменьшением частоты вращения ВФШ и скорости движения судна снижается эффектив-ность руля. При выполнении реверса наступает момент потери управляе-мости, обусловленный равенством скоростей потока, набегающего на винт в результате движения судна, и скорости потока, создаваемого винтом при работе на задний ход.

Часть руля, попадающая в поток гребного винта, в этом случае не обтекается потоком, и эффективность руля как средства управления практически теряется. Продолжительность изменения частоты вращения двигателя для судов с ВФШ сравнительно велика и может достигать нескольких минут.

В этот период судно с гребным винтом, работающим в режиме авторотации (гидротурбины), совершает свободный инерционный выбег без использования мощности главного двигателя на торможение, а про-ходимый судном путь составляет до 80 % его общего выбега при реверсе.

В течение всего этого периода, т. е. при выбеге, составляющем до 80 % суммарного выбега, поток, набегающий на руль, не обеспечивает в полной мере его эффективности. Составляющая скорости суммар-ного потока, обусловленная потоком от винта, равна нулю. В начале этого периода скорость потока, набегающего на гребной винт, пре-вышает скорость потока от гребного винта, и сила на руле оказывается достаточной для компенсации поперечных нагрузок, возникающих на корпусе, а также других сил, действующих в этот момент, для удержа-ния судна на курсе.

В оставшуюся часть реверса, после подачи контрвоздуха и начале работы винта на заданий ход, судно с ВФШ оказывается практически неуправ-ляемым, а траектория движения судна определяется соотношением сил на корпусе в данный момент времени.

Наибольшее влияние на траекторию движения судна оказывает поперечная нагрузка, возникающая из-за воздей-ствия обратной струи, натекающей на корпус судна. Момент падения эффективности руля и появления поперечной силы на корпусе зависит от времени запуска двигателя на задний ход, особенностей двигателя и его дистанционного автоматического управления (ДАУ). Также существенно влияние скорости судна перед маневром, мощности двигателя, конструкции гребного винта и руля.

При большой начальной скорости судна и малой мощности двига-теля на задний ход скорость набегающего на руль потока снизится, но будет больше скорости потока от винта в режиме заднего хода, по-этому выбег судна при реверсе будет несколько больше, но эффектив-ность руля сохранится на продолжительное время и большую, длину выбега судна. Поперечная сила на корпусе при этом будет значительно снижена, что обеспечит лучшее удержание судна на курсе.

Управляемость судов с ВРШ при реверсе. Реверсивные качества судов с ВРШ существенно отличаются от реверсивных качеств судов, оборудованных ВФШ. У судов с ВРШ, как правило, момент потери эф-фективности руля и появления поперечной силы на корпусе, разворачивающий судно, наступает значительно раньше, чем у судов с ВФШ, - тогда, когда судно имеет большую скорость. Кроме того, поперечная нагрузка на корпусах этих судов существенно раз-личается по значениям, так как ее возникновение обусловливает различная мощность.

Судно с ВРШ в первый период реверса, т. е. через 4- 6 с после поступления команды, начинает работать в режиме заднего хода, используя до 100 % мощности двигателя на торможение. Поэтому момент потери управляемости у судна с ВРШ наступает уже в первый период реверса, т, е. раньше, чем у судна с ВФШ.

На Рис.26 представлена схема работы винто-рулевого комплекса судна с ВРШ. До реверса часть руля обте-кается потоком, скорость которого равна скорости потока, натекающе-го на винт, плюс, вызванная скорость гребного винта (Рис. 26, а). Через 2-3 с после начала перекладки лопасти ВРШ поворачиваются на 3-5°. Винт работает в режиме нулевого упора. Скорость потока, набегающего на руль, уменьшается и становится равной скорости потока, натекающего на винт (рис. 26, б). Через 4-6 с после начала перекладки лопастей, когда они повернулись на 5° и более, наступает режим торможения судна. Скорость потока, набегающего на руль, меньше скорости потока, набегающего на винт, на величину скорости, направленной навстречу набегающему потоку вызванной аксиальной скорости (Рис. 26, в). Управляемость судна уменьшает-ся. При дальнейшем торможении судна скорость потока, набегающего на руль, становится равной нулю вследствие того, что вызванная скорость за гребным винтом становится равной скорости набегающего на винт потока (Рис. 26, г). Судно теряет управляемость. Затем при продолжении активного торможения аксиальная скорость, вызванная гребным винтом, начинает превышать скорость потока, натекающего на винт (Рис. 26, д). Руль обтекается потоком, направленным на-встречу движению судна. Судно неуправляемо.

Траектория движения определяется в основном поперечной силой на корпусе, образующейся из-за натекания обратной струи гребного винта на корпус судна. При остановке судна скорость набегающего на гребной винт потока равна нулю (рис. 26, е).

Поток за ВРШ в режиме ре-верса расширяется. Вследствие этого, даже если высота руля больше диаметра гребного винта, поток, создаваемый гребным вин-том, полностью может изолиро-вать руль от потока, набегающего на судно и гребной винт, как бы «парализуя» руль.

Перекладка лопастей ВРШ с уста-новившегося переднего хода на «Стоп» также является маневром активного торможения судна. Работу ВРШ в этом слу-чае иллюстрирует Рис. 26, д. Разница заключается в том, что в момент остановки судна (см. Рис. 26,е) скорость потока, на-бегающего на руль, будет практи-чески равна нулю, и судно будет терять управляемость. При этом потеря управляемости будет про-исходить раньше, чем при манев-ре «Полный вперед» -«Стоп» для судна с ВФШ.

Положение лопастей, соответ-ствующее минимальной скорости переднего хода, при которой суд-но будет удерживаться рулем на курсе, зависит от посадки судна, метеорологических условий, сис-темы управления ВРШ.

При волнении моря и ветре увеличивается значение минимального шага руля, необходимого для удержания судна на курсе. В режимах, когда судно теряет управляемость или неуправляемо, оно может отклониться от курса в любую сторону, определяемую соотношением сил на корпусе в данный момент. Применительно к командам по перекладке лопастей ВРШ, при которых судно будет плохо управлять-ся, судоводителю необходимо до производства перекладок лопастей переложить руль в сторону, противоположную поперечной силе, кото-рая возникнет в дальнейшем. В этом случае судно отклонится в заданную сторону, а затем вернется к первоначальной траектории.

Рис. 26 Работа комплекса ВРШ-Руль при реверсе

А -- скорость потока, набегающего на винт;

Б -- скорость потока, натекающего на руль

Размещено на Allbest.ru

...