Управление судном в шторм

Размещено на http://www.allbest.ru/

Управление судном в шторм

1. Подготовка к плаванию в штормовую погоду

Любое морское судно проектируется и строится под надзором классификационного общества, которое устанавливает технические требования к данному классу судна, обеспечивающие условия безопасного плавания судна в соответствии с его назначением, а также осуществляет технический надзор за судами, находящимися в эксплуатации. Согласно Правилам Регистра судоходства устанавливаются зоны плавания для различных судов и обуславливаются погодные условия, при которых судно может эксплуатироваться. Но, несмотря на строгие ограничения «Правил» аварийность судов, включая и их гибель, постоянно имеет место в морском судоходстве, поскольку в процессе эксплуатации судно может оказаться в более сложных погодных условиях, чем те, которые предусматривались проектировщиками. Кроме установленных правил существует еще понятие «человеческий фактор», не учет влияния которого во многих случаях приводит к авариям. Ниже мы более подробно коснемся этой проблемы, а в данной главе будут рассмотрены только методы и принципы управления судном в шторм, которые необходимо принимать для выполнения требований безопасности мореплавания.

Для этой цели, на наш взгляд, в первую очередь следует рассмотреть вопрос влияния качки на судно и характер ее воздействия.

Как известно из теории корабля, на судно воздействуют силы, вызванные бортовой, вертикальной и килевой качкой (рис. 8.1), которые обуславливают шесть степеней свободы судна. В зависимости от курса, каким судно следует относительно волны, развиваются различные волновые воздействия на корпус судна. Большое значение на управление судном, кроме волнения, оказывают ветровые нагрузки.

Рис. 8.1 Силы, действующие на судно во время качки

Воздействие штормового ветра и волнения может принести судну крупные повреждения, если оно надлежащим образом не подготовлено к встрече со штормом, и если маневрирование в шторм сопровождается ошибочными действиями судоводителей, и, в первую очередь, капитана судна. Поэтому управление судном в шторм требует не только от судоводителей, но и от всего экипажа знания и своевременного учета всех видов воздействия штормовых условий на судно. Необходимо учитывать и то обстоятельство, что длительное воздействие качки оказывает отрицательное влияние на психику и работоспособность экипажа. Несмотря на постоянное совершенствование конструкции современных морских судов и их технологического оборудования, плавание в штормовых условиях остается тяжелой и ответственной задачей.

Независимо от района плавания и климатических условий, морская практика выработала для моряков ряд принципов, одно из которых гласит, что судно и экипаж всегда должны быть готовы к резкому изменению погоды. По этой причине подготовка к плаванию в шторм должна начинаться в порту и быть закончена к моменту выхода судна в море.

Нормативные документы, определяющие требования к плаванию судна в шторм, разработаны в каждой судоходной компании и отражают, как правило, особые требования того региона, где работают суда судоходной компании, но существуют и общие требования, которые сводятся к следующему:

- до выхода судна из порта судоводители должны изучить гидрометеорологическую обстановку района плавания и прогнозы погоды -- текущие и на перспективу;

- разработать грузовой план с учетом возможных погодных условий и произвести соответствующую укладку и крепление груза, как в трюмах, так и на палубе;

- проверить все водоотливные средства и систему осушения льял;

- танки и цистерны должны быть полностью опорожнены, или полностью заполнены, чтобы в них не имелось свободных поверхностей жидкости, кроме расходных танков и цистерн;

- задраить и проверить горловины всех танков, отсеков и двери водонепроницаемых переборок, особое внимание следует обратить на крепление аппарелей и систем закрытий лацпортов на судах типа Ро-Ро;

- принять любые другие меры предосторожности в соответствии с конструктивными или иными особенностями специализированных судов.

Во время плавания на судах регулярно принимаются прогнозы погоды, передаваемые береговыми станциями. При неблагоприятном прогнозе погоды или при появлении признаков ухудшения погоды судно должно быть подготовлено со всей тщательностью к встрече шторма. Для этого необходимо:

- проверить закрытие всех водонепроницаемых закрытий -- крышек трюмов, иллюминаторов, лацпортов и т. д.;

- проверить крепление палубного груза, грузовых стрел, спасательных шлюпок и плотов, закрепить дополнительно аварийное, шкиперское и другое имущество, в том числе и находящееся в кладовых, на камбузе и в жилых помещениях;

- обтянуть весь стальной такелаж и слегка ослабить растительный;

- якоря в клюзах, если необходимо, взять на дополнительные стопоры, а клюзы цепных ящиков закрыть крышками;

- проверить исправность штормовых портиков, шпигатов и других отверстий для стока воды;

- трюмные вентиляторы закрыть брезентовыми чехлами или другими средствами защиты;

- обеспечить свободный проход по палубе к мерительным и воздушным трубкам, портикам и шпигатам, что особенно важно при наличии палубного груза;

- на верхней палубе протянуть штормовые лееры из растительного троса для облегчения передвижения людей во время шторма.

Проведение всех перечисленных мероприятий должно быть сделано заблаговременно, поскольку пренебрежение мерами безопасности может привести к тяжелым последствиям.

2. Влияние штормовых условий на мореходные качества судна

При плавании в штормовых условиях очень важно правильно выбрать рациональные курс и скорость судна относительно волнения и ветра. Для этого необходимо знать основные характерные виды воздействия волнения на судно и изучить характер поведения конкретного судна на волнении.

Скорость судна на волнении всегда меньше, чем в тихую погоду, вследствие:

- увеличения сопротивления движению судна как из-за непосредственного воздействия на корпус ветра и волн, так и их вторичного влияния через различные виды качки и рыскание судна на курсе;

- снижения эффективности действия гребного винта;

- ограничения используемой мощности двигателя вследствие разгона гребного винта;

- намеренного снижения скорости при возникновении ударов корпуса о волны (слеминг, удары волн в развал носа), заливания палубы и надстроек, чрезмерных ускорений при качке и др.

Основная часть естественной потери скорости судна обусловлена средним дополнительным сопротивлением, которое вызвано ветром и волнами.

Рекомендации по выбору безопасной скорости, курса или посадки судна, исходя из непосредственной оценки ходовых качеств, чрезмерных перемещений или ускорений при качке, частоты слеминга или заливания палубы, предлагались отечественными учеными В. Б. Липисом и Д. В. Кондриковым. Разработанные ими диаграммы могут быть использованы для определения режима безопасного движения судна при штормовом ветре и волнении. Любой режим движения судна характеризуется его скоростью, курсовым углом волны, частотой вращения двигателя или шагом винта (для судов с ВРШ), осадками носом и кормой. Предлагаемые диаграммы составлены с учетом:

- силы и направления ветра;

- интенсивности и направления нерегулярного морского ветрового волнения;

- килевой, вертикальной и бортовой качки судна, сдвига фаз между ними и профилем набегающих волн;

- дополнительного сопротивления движению судна вследствие морского волнения и ветра;

- ограничения мощности главного двигателя по защитным параметрам;

- слеминга, опасность которого оценивается по условиям прочности днищевых перекрытий корпуса;

- снижения эффективности работы гребного винта;

- разгона гребного винта и движителя при подсосе винтом воздуха и оголении лопастей в процессе качки;

- заливания палубы судна;

- ускорений, возникающих в процессе качки.

Наличие вышеуказанной информации позволяет капитану выбрать обоснованное решение в части курса и скорости при плавании в шторм. Но эта информация будет иметь характер рекомендации, не связывающей инициативы и не снимающей ответственности с капитана. Ниже приводится описание штормовых диаграмм и порядок их использования.

На штормовых диаграммах нанесены кривые допускаемых значений средней скорости судна, частоты вращения винта или шага ВРШ и используемой мощности главного двигателя при различных осадках носом и кормой для различных курсовых углов волн в зависимости от их высоты. Диаграммы строятся применительно к конкретному судну или судам одной серии. Удобно пользоваться информацией в виде двух серий однотипных диаграмм, предназначенных для плавания при больших и малых осадках. Для примера на рис. 8.2, приведена штормовая диаграмма для серийных судов водоизмещением 17 900 т при малых осадках для курсового угла волны q = 0°.

Рис. 8.2 Штормовые диаграммы В. Б. Липиса и Д. В. Кондрикова для судна водоизмещением 19 500 т и при малых осадках (q = 0°)

Форма диаграммы может быть двух основных видов и зависит от того, какими средствами осуществляется управление пропульсивной установкой судна:

- для судов с одновальной установкой и гребным винтом фиксированного шага;

- для судов с одновальной установкой и винтом регулируемого шага. В особых случаях при разработке диаграмм могут быть учтены и особые требования конкретного судна.

Линии, отмеченные на диаграмме (см. рис. 8.2) цифрами и буквами в кружках, означают:

1 -- линии постоянных значении средней скорости судна на волнении;

А -- максимально допустимые скорости судна и частота вращения винта по условиям длительной работы двигателя без перегрузки;

В -- максимально допустимая скорость и соответствующая частота вращения по условиям слеминга для различных значений осадки судна носом (кривые нанесены на диаграмме для вышеуказанного типа судна при малых осадках);

С -- максимально допустимые скорости и частота вращения по условиям разгона винта для постоянных значений осадки судна кормой (на рисунке линии С штриховые);

Каждой точке диаграммы соответствуют определенное сочетание высоты видимых волн, числа оборотов винта, скорости судна, осадок носом и кормой.

Например. Точке М на рис. 8.2 отвечают значительная высота волны h = 4,5 м (верхний предел волнения силой 6 баллов, h_3% = 6 м), частота вращения n = 114 об/мин (по вертикальной шкале), скорость судна V = 12,4 уз (по линиям 1), осадка носом d_н = 3,8 м) (по линиям В), осадка кормой d_к = 7,0 м (по линиям С). Осадка носом указана от 2,0 м и осадке кормой -- от 5,0 м. Всем точкам диаграмм, расположенным левее ограничительных линий, соответствуют допускаемые осадки носом d_н = 2,0 м и кормой d_к = 5,0 м. Меньшие осадки при волнении более 5 баллов не допускаются.

Для приближенной оценки падения скорости на волнении может быть применена формула Г. Аертсена:

, (8.1)

где Дv -- падение скорости, м/с;

V₀ -- скорость на тихой воде, соответствующая проектной мощности, м/с;

m и n -- эмпирические коэффициенты (табл. 8.1);

L_p -- длина судна между перпендикулярами, м.

Таблица 8.1

Значения коэффициентов m и n на волнении

Формула (8.1) получена на основании анализа натурных наблюдений, проведенных на грузовых судах.

Пример. Длина судна L_p = 165 м, V₀ = 16 уз (8,1 м/с). Определить потерю скорости на волнении при волне h_3% = 7,4 м (8 баллов по шкале Бофорта), волнение встречное.

Р е ш е н и е.

судно плавание штормовой качка

м/с (6,2 уз).

Рыскание судна. Влияние рыскания на эксплуатационную скорость судна можно определить следующими основными факторами, которые в той или иной мере могут оказать действие на его ходовые качества:

Размещено на Allbest.ru