Условия безопасной якорной стоянки.

Максимальная держащая сила якорей:

,

где G'—вес (сила тяжести) якоря в воде (определяется путем умножения веса якоря в воздухе G на 0,87);

k_r — коэффициент держащей силы грунта. Якорь способен обеспечить максимальную держащую силу только в том случае, когда эта сила приложена к скобе якоря горизонтально (веретено лежит на грунте). При подъеме веретена на угол в 5° держащая сила уменьшается приблизительно на 25%, а при угле в 15°—вдвое. Минимальная длина l_min вытравленной в воду якорной цепи, при которой обеспечивается горизонтальное положение веретена на грунте:

,

где Н — глубина в месте отдачи якоря, м;

q — вес якорной цепи погонной длиной 1 м.

Значение отношения G/q для средне- и крупнотоннажных судов составляет обычно 40—60.

Если вытравить якорную цепь на длину, большую, чем требуется по формуле, то максимальная держащая сила, которую может обеспечить якорное устройство, несколько возрастет, так как некоторая часть цепи у якоря ляжет на грунт и силой своего трения увеличит держащую силу якоря.

Суда в балласте, у которых центр парусности смещен в нос от мидель-шпангоута, с большим дифферентом на корму при стоянке на якоре испытывают повышенное рыскание. Для его уменьшения можно отдать второй якорь с длиной цепи, в 1,5 раза превышающей глубину.

При скорости течения V_т, подводная часть судна, стоящего на якоре, испытывает силу воздействия воды Р_т, примерно пропорциональную площади погруженной части мидель-шпангоута. Так как масса становых якорей, которыми снабжаются морские суда, также приблизительно пропорциональна площади мидель-шпангоута, то силу воздействия воды на течении удобно выражать в долях веса якоря G, т. е. в безразмерном виде, , при этом для любого морского судна P_т будет зависеть только от скорости течения.

Для получения абсолютной силы воздействия воды на течении необходимо выбранное значение P_т умножить на вес якоря.

Суммарная внешняя горизонтальная сила:

,

где Р_в — сила воздействия соответственно ветра и воды.

При якорной стоянке на волнении и сильном рыскании возникают силы инерции, действующие кратковременно, но способные вызвать дрейф якоря. Этот вопрос еще недостаточно изучен количественно, но по некоторым сведениям, сила инерции может по значению приближаться к весу якоря. Поэтому, если при якорной стоянке имеют место указанные условия, то при расчете по формуле рекомендуется суммарную горизонтальную силу Т_г увеличить на вес G якоря.

Безопасная якорная стоянка возможна, когда максимальная держащая сила якорного устройства больше суммарной горизонтальной силы, т. е. при условии:

.

Применение изложенной выше методики позволяет с максимальной эффективностью использовать устройство при штормовании на якоре в условиях стесненного рейда, если известны держащие свойства грунта (коэффициент k_r). В менее ответственных случаях требуемую длину вытравливаемой якорной цепи можно приближенно определять по эмпирической формуле:

,

где l—длина вытравливаемой якорной цепи, число смычек;

Н — глубина в месте отдачи якоря, м.

Во время съемки с якоря при значительном ветре или течении следует учитывать, что судно начинает дрейфовать еще до отрыва якоря от грунта. При этом якорь может зацепиться за якорную цепь другого судна, может произойти навал или опасный дрейф в сторону малых глубин. Поэтому нужно использовать главный двигатель и руль для удержания судна на месте до отрыва якоря от грунта.

При съемке с якоря на тесном рейде следует учитывать, что выдвиг судна при повороте с места средним ходом с рулем на борту примерно в два раза меньше выдвига во время циркуляции на установившемся переднем ходу. Если из-за недостатка свободного пространства нет уверенности в успехе поворота, то следует сначала с якорем на грунте развернуть судно с помощью двигателя и руля в нужном направлении.

При маневрировании после съемки с якоря в стесненных условиях на одновинтовом судне с винтом правого вращения повороты вправо при прочих равных условиях обычно безопаснее, чем влево, так как при необходимости можно уменьшить или погасить инерцию дачей заднего хода, не прекращая при этом разворот вправо.

52. Влияние мелководья на управляемость.

Мелководье оказывает существенное влияние на маневренные характеристики судна: при неизменной мощности главного двигателя скорость уменьшается, диаметр циркуляции и тормозной путь увеличиваются, посадка изменяется, проседание корпуса возрастает.

Влияние мелководья начинает проявляться при глубине (в м), определяемой по формуле Павленко:

,

где Т—средняя осадка неподвижного судна, м;

V—скорость судна, м/с;

g — ускорение свободного падения, м/с².

Наиболее ощутимо мелководье сказывается при отношении (Н/Т) 2. Поэтому плавание на таких глубинах осуществляют с повышенной осторожностью. Особенно тщательно следует учитывать проседание судна во время движения, увеличение осадки при крене, уменьшение проходной глубины от качки на волнении. Рекомендации сохранять запас глубины под килем при мягких грунтах не менее 0,3 м, при плотных — не менее 0,4 м могут быть приемлемы только на хорошо обследованных подходных каналах и фарватерах и при условии, что скорость будет уменьшена насколько возможно, а маневрирование для расхождения с другими судами сведено к минимуму.

Степень влияния мелководья зависит от скорости судна V, выраженной в относительном ее значении в виде числа Фруда, рассчитываемого по глубине:

.

При Fr_н<0,3 влияние мелководья на скорость хода и проседание корпуса практически несущественно при любых значениях Н/Т. Однако трудности, связанные с управлением судном на таких скоростях, далеко не всегда позволяют двигаться на мелководье, не превышая при этом значение 0,3 числа Фруда.

Волнообразование, изменение посадки и другие явления на мелководье резко возрастают при Fr_н 0,8. Они достигают максимальных значений при Fr_н=1, т. е. при наступлении так называемой «критической» скорости:

.

Угол раствора волн, образуемых судном, постепенно увеличивается и с наступлением «критической» скорости составляет 90° по отношению к ДП судна.

Обычные водоизмещающие суда эксплуатируют в докритической зоне; их скорость не должна приближаться к критической. Попытки увеличить скорость за счет небольшого резерва мощности главного двигателя положительного эффекта при приближении к Vкр не дают и приводят лишь к избыточному расходу топлива, увеличению проседания и ухудшению устойчивости на курсе.

Потерю скорости (в %) на мелководье при плавании в зоне докритических скоростей можно приближенно рассчитать по эмпирической формуле Демина:

,

где Н — глубина, м;

Т—средняя осадка, м;

g -— ускорение свободного падения, м/с².

Значение ДУ должно получаться со знаком «минус», если же получается положительное значение, то потерю скорости считают равной нулю.

Мелководье существенно влияет на маневренные характеристики судов. Радиус циркуляции с уменьшением глубины возрастает, и при примерно на 30% больше, чем на глубокой воде.

Несмотря на повышение гидродинамического сопротивления движению на мелководье, рост присоединенных масс воды увеличивает силы инерции судна. Поэтому на мелководье тормозные пути судна как при пассивном, так и при активном торможении увеличиваются. Этому способствует также ухудшение пропульсивных качеств гребного винта при работе на задний ход в условиях мелководья.

При движении судна в районе малых глубин с неровным рельефом дна вытесняемая носовой частью вода встречает препятствие со стороны повышенного участка. Носовая волна со стороны отмели становится выше и увеличивает воздействие на нос в сторону, противоположную отмели. В результате возникает явление «отталкивания» носовой части от отмели. В районе кормы возникает «притягивание» судна в сторону более мелководного участка. Такое действие сил обусловлено уменьшением поступления потока воды к гребному винту со стороны отмели и образовавшимся падением давления перед винтом с этого борта.

При работе винта на задний ход разрежение между кормой и отмелью исчезает, силы «притягивания» кормы не действуют. Эффективность работы руля также сводится к нулю. Если в это время судно ещё сохраняет достаточный ход вперёд, то под действием боковых сил винта нос начинает отклонятся вправо.

Однако при маневрировании в мелководных районах, когда у судна очень малый ход вперед или же движение вперед вообще отсутствует, влияние гидродинамических сил может иметь преобладающее значение. Если участок отмели находится с левого борта, поток воды от ВФШ правого шага создает между отмелью и корпусом повышенное давление, что вызывает уклонение кормы вправо вопреки обычной тенденции уклоняться влево.

Все перечисленные обстоятельства осложняют маневрирование судов в районах с малыми глубинами, и если их не учитывать, то судно может оказаться в затруднительном положении.

53. При движении в канале нос судна испытывает отталкивание от бе­регов, а корма - присасывание. Если судно движется по оси канала, то эти явления действуют симметрично. Если же судно приблизится к одному из берегов, то появится тенденция разворота в сторону оси фарватера (канала) за счет оттал­кивания носовой оконечности от ближайшего берега. Сила взаимодействия со стенкой канала приблизительно пропорцио­нальна квадрату скорости судна. Если канал имеет ответвление, то нос судна в этом месте, не ис­пытывая отталкивания, резко бросается в сторону ответвления за счет отталкивания от противоположного берега.

Плавание на прямолинейных участках канала. Следует использовать тенденцию судна уклоняться к оси канала. При этом тенденция судна отклониться от направления канала указывает, что оно приблизилось к одному из берегов. В этом случае перекладка руля для удержания судна на заданном курсе будет автоматически выво­дить судно на ось канала благодаря поперечному смещению за счет боко­вой силы руля. Учет указанной особенности можно, обеспечить безопасное движение судна по прямому участку канала при ограниченной видимости.

Управление судном на участках изгибов канала. На криволинейных участках при управлении судном особенно важно учитывать взаимодействие с берегами (стенками) канала. Если вести судно блике к "внутреннему" берегу, то из-за присасыва­ния кормы придется для обеспечения поворота перекладывать руль на боль­шие углы, а при чрезмерном приближении к берегу присасывание может ока­заться настолько сильным, что переложенный на борт руль окажется не­эффективным, и судно развернется в сторону излучины.

Если же вести судно слишком близко к "внешнему" берегу, (в излучи­не), то присасывание к нему кормы может потребовать перекладку руля на борт, противоположный направлению поворота. Судно окажется как бы при­вязанным к внешнему берегу. Лучше всего проходить, поворот канала, удерживая судно вблизи оси со стороны внешнего берега. Иначе говоря, если канал изгибается впра­во, то следует вести судно несколько ближе к левому берегу, и наобо­рот.

Если в канале наблюдается течение, то при попутном его направ­лении лучше держаться несколько ближе к внутреннему берегу, так как течение будет стремиться сместить судно в направлении излучины (внеш­него берега). При встречном течении рекомендуется вести судно на не­котором расстоянии от оси в сторону излучины.

Маневрирование при расхождении судов в канале. Судам, намеревающимся разойтись в канале, следует сближаться уменьшенным ходом, придерживаясь оси канала. Маневрирование по расхождению можно разделить на следующие этапы:

1. Когда расстояние между судами станет равным длине корпуса, руль переложить вправо (рис.5.2.1).

Рис. 5.2.1. Сближение на расстояние начала маневра

2. Когда носовые части судов будут на траверзе друг друга, следует переложить руль влево для отвода кормы и одновременно увеличить ход (рис. 5.2.2).

Рис. 5.2.2. Сближение носовых оконечностей

3. При выходе на курс параллельный берегу, руль, если необходимо нейтрализовать

чрезмерное присасывание кормы к берегу, перекладывается вправо (рис. 5.2.3).

Рис.5.2.3.Расхождение на параллельных курсах

4. Когда нос поравняется с кормой встречного судна, начнется резкий поворот влево. Этот поворот следует контролировать, но не препятствовать ему (рис. 5.2.4).

Рис. 5.2.4.Траверзное прохождение судов

5. Когда корма окажется против кормы встречного судна, за счет присасывания кормовых частей друг к другу суда будут разворачиваться вправо и, разойдясь, друг с другом, окажутся примерно на оси канала. В процессе этого этапа руль используется только для контроля поворота (рис. 5.2.5).

Рис. 34.5.

Рис.5.2.5. Окончание расхождения в канале

Расхождение в канале требует высокой четкости действия обоих судов. Любая ошибка в действиях судоводителей и нерешительность может привести к аварии. Кроме того, по обоим бортам рекомендуется выставить матроса с переносными кранцами, который мог бы смягчить удары при касании судов берега и друг друга

Контроль поворота. Для этого применяются контрольные пеленга и расстояния. Основное достоинство приведенных методов заключается в том, что не требуется ухода судоводителя с мостика в штурманскую рубку и следовательно, не прерывается визуальное и радиолокационное наблюдение за окружающей обстановкой. Эти методы не заменяют традиционных, а должны разумно сочетаться с ними. Обычные определения места судна на карте должны делаться с необходимой дискретностью. Однако эти методы дополняют обычные обсервации и дают быструю оперативную и надежную информацию о том , что судно находится в безопасности в интервалах между обсервациями. Следует также иметь в виду, что методы непрерывного контроля требуют более тщательной и глубокой ,чем обычно, проработки предстоящего перехода и подъема карты. В частности необходимо подобрать характерные ориентиры (маяки, островки, скалы и т. д.). для успешного плавания необходимо, чтобы РЛС была исправна и выведена.

54.

Хорошая морская практика требует, чтобы независимо от района плавания и прогноза погоды судно перед выходом в рейс было готово к любым изменениям погоды. Поэтому подготовка к плаванию в штормовую погоду должна начинаться ещё в порту с момента получения рейсового задания. Перед выходом судна в рейс:

• проводят внешний и внутренний осмотр корпуса и переборок;

• в грузовых помещениях проверяют льяла и приёмные сетки (перед погрузкой), опробывают в действии водоотливные средства, проверяют исправность водомерных трубок;

• танки и цистерны или полностью опорожняют или полностью заполняют, чтобы в них не имелось свободных поверхностей жидкости;

• проверяют горловины танков и отсеков и двери водонепроницаемых переборок;

• при загрузке грузовых помещений производят тщательную проверку, укладку и крепление груза;

• осматривают состояние люковых закрытий;

• при наличии палубного груза производят надёжное крепление его найтовами;

• принимают другие меры предосторожности в соостветствии с конструктивными или иными особенностями специализированных судов.

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

• проверяют задрайку грузовых люков;

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

• обтягивают весь стальной такеллаж и слегка ослабляют растительный;

• якоря в клюзах, если необходимо, берут на на дополнительные стопоры. А клюзы цепных ящиков закрывают крышками;

• задраивают палубные люки, двери, иллюминаторы и другие отверстия, через которые возможно попадание воды внутрь помещений;

• проверяют исправность штормовых портиков, шпигатов и других отверстий для стока воды;

• трюмные вентиляторы разворачивают по ветру и раструбы закрывают брезентовыми чехлами;

• обеспечивают свободный переход по палубе к мерительным и воздушным трубкам, портикам и шпигатам, что особенно важно при наличии палубного груза;

• на верхней палубе протягивают штормовые лееры из растительного троса для облегчённого хождения людей во время шторма;

• проводят другие меры предосторожности, исходя из особенностей конкретного судна.

Все подготовительные работы следует проводить заблаговременно, так как при сильном ветре, волнении и качке выполнение их становится трудоёмким, а иногда и опасным.

Выбор способа штормования. Как отмечалось, Штормование может проводиться одним из трех способов: носом против волны, на попутном волнении и лагом к волне. Обоснованный выбор того или иного способа штормования определяется конструктивными особенностями судна, прочностью корпусов и особенностями его загрузки, мощностью главных двигателей, свойствами груза и др. От правильного выбора способа штормования зависит безопасность судна, груза и людей.

55. Под штормованием обычно подразумевается вынужденный отказ от движения судна в заданном направлении и с заданной скоростью и временный переход в новый режим плавания с целью уменьшения воздействия шторма на судно, груз и людей.

Штормование продолжается до тех пор, пока погодные условия не улучшатся настолько, что появится возможность продолжить обычное плавание.

Штормование носом против волны может применяться судами с развитыми носовыми развалами, облегчающими всхожесть на волну. На носовых курсовых углах волнения судно удовлетворительно управляется, однако сила воздействия волн на судно при этом максимальна. Поэтому скорость должна быть снижена до минимальной, обеспечивающей удовлетворительную устойчивость на курсе.

диаграммA Ремеза.

Эта диаграмма представляет собой графическое решение уравнения кажущегося периода волн (6.4). Нижняя часть диаграммы состоит из сетки концентрических полуокружностей, каждая из которых соответствует определенной скорости судна в узлах; из центра выходят лучи, каждый из которых соответствует определенному курсовому углу волнения.

В верхней части диаграммы по оси ординат отложены значения длин волн. Каждая из семейства кривых в верхней части диаграммы соответствует значению кажущихся периодов волн , выраженных в секундах.

Над диаграммой помещены шкалы, позволяющие определить кажущиеся периоды волн ₁ и ₂, ограничивающие зону усиленной качки для регулярного волнения в соответствии с неравенством (6.6).

Слева от диаграммы помещены шкалы А и В высотой волн 3%-ной обеспеченности, служащие для определения границ зоны усиленной качки при нерегулярном волнении. Справа помещены шкалы волнения в баллах (в виде отрезков), служащие для той же цели.

Зона усиленной качки ограничивается в нижней части диаграммы двумя вертикальными линиями, опускаемыми из верхней части.

Для нерегулярного волнения эти прямые определяются из точек пересечения горизонталей, проведенных через заданную высоту волн на шкалах А и В, с кривой =Т. Горизонтали могут быть проведены также через концы отрезков справа от диаграммы, указывающих баллы волнения.

Для регулярного волнения проводится только одна горизонталь — через значение длины волны  на оси координат, а вертикальные линии опускаются из точек пересечения этой горизонтали с кривыми ₁ и ₂, полученными по шкалам, помещенным над диаграммой.

Таким образом, универсальная диаграмма позволяет определить зону усиленной бортовой качки и, следовательно, выбрать благоприятные, в вероятностном отношении, курс и скорость при штормовании на встречном волнении. Для выбора режима штормования на попутном волнении диаграмму использовать не рекомендуется.

56. Под штормованием обычно подразумевается вынужденный отказ от движения судна в заданном направлении и с заданной скоростью и временный переход в новый режим плавания с целью уменьшения воздействия шторма на судно, груз и людей.

Штормование продолжается до тех пор, пока погодные условия не улучшатся настолько, что появится возможность продолжить обычное плавание.

Штормование на попутном волнении может быть рекомендовано для судов с неравномерной загрузкой трюмов, так как при этом способе судно не испытывает сильных ударов волн, меньше воды попадает на палубу. В то же время штормование на попутном волнении опасно для судов с пониженной остойчивостью, так как при этом остойчивость еще больше снижается. на попутном волнении суда обычно плохо слушаются руля.

Следует учитывать, что при штормовании на попутной волне судно сохраняет значительную скорость, поэтому данный способ штормования может быть выбран только при наличии достаточного водного пространства в подветренном направлении.

57. Буксировка судов является одной из наиболее сложных морских операций. Для успешного ее проведения требуется выполнение специ­альных расчетов и применение методов и приемов, выработанных морской практикой.

Существует три вида буксировки: за кормой на буксирном канате, лагом, т.е. борт о борт и методом толкания. Мы будем рассматривать лишь первый вид, применяемый при буксировке в открытом море на вол­нении.

Движение буксирующего и буксируемого судов, т.е. буксирного ка­равана обеспечивается силой упора винта буксирного судна – букси­ровщика. Скорость буксировки при установившемся режиме будет такой, при которой суммарное сопротивление буксировщика и буксируемого объек­та равны силе упора винта буксировщика при данной частоте его враще­ния. Горизонтальная составляющая натяжения буксирного каната равняет­ся силе сопротивления буксирного объекта. Эта сила в каждой точке бук­сирной линии имеет постоянную величину и называется тягой на гаке.

При неустановившихся условиях – разгон из неподвижного состояния, рыскание су­дов, воздействие шквала, рывки при волнении – тяга на гаке может рез­ко возрастать, поэтому буксирный канат должен обладать запасом проч­ности.

Выбор буксировщика и определение скорости буксировки. Если заранее намечена скорость буксировки какого-либо объекта, возникает необходимость выбора буксировщика. Задача сводится к выбору такого судна, упор винта (тяга винта) которого при выбранной ско­рости буксировки был бы больше силы сопротивления его корпуса на ве­личину, равную силе сопротивления буксируемого объекта при заданной скорости, т.е. равную требуемой тяге на гаке Т_г. Если существует возможность выбора между морским буксиром и транспортным судном, то предпочтение следует отдавать морскому бук­сиру, так как транспортные суда не приспособлены специально к букси­ровке и менее эффективны в работе.

Тягу винта при разной частоте вращения и силу сопротивления по­лучают по графикам ходовых характеристик в зависимости от выбранной скорости. Эти характеристики представляют собой совокупность графи­ков тяги винта Р_е для разных значений частоты вращения n, рас­полагаемой полезной тяги и силы сопротивления R для ряда осадок. По вертикальной оси откладываются перечисленные силы, а по горизон­тальной – скорость судна. Для буксирных судов на ходовых характерис­тиках помимо указанных графиков приводится график тяги на гаке, да­ющий разность между располагаемой тягой и силой сопротивления, а также график буксировочного КПД _z . Пример ходовых характеристик для буксирного судна приведен на рис. 9.1.

Если буксировщик известен заранее, то нужно определить скорость буксировки, которую он способен обеспечить. Эта задача также решает­ся с помощью графиков ходовых характеристик буксировщика и графика силы сопротивления буксируемого объекта. Если построить в общих координатах график тяги на гаке буксировщика и график силы сопро­тивления буксируемого объекта, то точка их пересечения укажет ско­рость буксировки.

Рис. 9.1. График ходовых характеристик

Если буксируется судно с застопоренным винтом, то сила сопро­тивления возрастает приблизительно на 30%, а при разобщенном (сво­бодно вращающемся) винте – на 5-10%. В этом случае сопротивление буксируемого oбъeктa R_б.о. определяется по формуле

, Р_б.о. = R_к + R_в , (9.2)

где R_к – сопротивление корпуса, определяемое по ходовым характе­ристикам; R_в – сопротивление застопоренного или свободно вращающего винта, принимаемое равным, соответственно, 30 или 5-10% от сопротивления корпуса.

Найденная указанным порядком скорость буксировки будет прибли­зительно оправдываться при отсутствии ветра и волнения.

Если отсутствуют графики ходовых характеристик или информация, их заменяющая, то сопротивление буксировщика и буксируемого судна можно рассчитать приближенно по эмпирическим формулам. Сопротивление трения в кгс определяется по формуле:

, (9.3)

а остаточное сопротивление – по формуле:

(9.4)

где R_f – сопротивление трения, кгс; f – коэффициент трения, выбираемый по длине судна из таблиц, приведенных в учебнике и в «Справочнике капитана»;  – удельный вес морской воды, т/м³ ;  – площадь смоченной поверхности, м³; V – скорость движения, м/с; R_r – остаточное сопротивление, кгс;  – коэффициент полноты водоизмещения; D – водоизмещение судна, т; L – длина судна, м.

При отсутствии таблиц коэффициент трения можно рассчитать по формуле

. (9.5)

Для приближенных расчетов силу упора винта можно принимать равной силе упора на швартовах Р_шв, и рассчитывать ее по эмпири­ческой формуле

Р_шв = 10 N_в (9.6)

где Р_шв – сила упора винта (тяга) на швартовах, кгс; N_в – мощность двигателя, подводимая к винту, л.с.

58. Действия экипажа судна, севшего на мель. Экипаж судна, севшего на мель должен немедленно приступить к выполнению действий, направляемых на обеспечение безопасности аварий­ного судна и последующее снятие его с мели.

1. Объявить общесудовую тревогу и поднять сигналы, предписанные МППСС для судов на мели.

2. Заметить курс и скорость, при которых, произошла посадка суд­на на мель; определить координаты места посадки.

3. По возможности точно заметить осадку носа и кормы.

4. Выполнить тщательное измерение и запись уровней в льялах, междудонных танках и отсеках с указанием времени, замеры уровней сле­дует повторять периодически с целью обнаружения поступления забортной воды. При обнаружении пробоины приступить немедленно к ее заделке.

5. Произвести измерение глубин ручным лотом вдоль всего корпуса с обоих бортов с интервалом через несколько метров, нанести получен­ные результаты в масштабе на схему и установить область контакта кор­пуса с грунтом. Задача по определению границы касания корпуса с грун­том облегчается, если на схеме провести линию осадок по длине судна. Пример такой схемы показан на рис. 10.1, на котором область касания с грунтом заштрихована. Если судно после посадки на мель находится на ровном киле, то проводить линию осадок не требуется.

Рис.10.1. Определение точки касания корпуса о грунт

В случае посадки на грунт с большими неровностями дна, надежно определить область соприкосновения с грунтом по схеме трудно. В этом случае прибегают к заведению подкильных концов и «подрезая» ими корпус судна, определяют границы соприкосновения с грунтом. Если имеется воз­можность, то спускают за борт водолаза или аквалангиста для определе­ния области касания, характера грунта, а также возможных повреждений.

Если позволяет погода, следует спустить на воду шлюпку под коман­дованием одного из помощников капитана для проведения промеров глубин на радиальных или параллельных галсах. Для удерживания направлений галсов можно использовать шлюпочный компас и различные части судна в качестве ориентиров. Расстояния до судна во время промера глубин мож­но приближенно определить «на глаз», а если требуется повышенная точ­ность (в случае сложного рельефа дна), то можно воспользоваться секс­таном для измерения вертикальных углов какой-либо части судна с из­вестной высотой. По мере выполнения промеров все сделанные измерения заносятся в заранее подготовленную таблицу.

После выполнения промеров по данным таблицы вычерчивается в масш­табе планшет с указанием меридиана. На планшете отмечается дата и вре­мя за подписью помощника капитана, производившего промер.

6. Если посадка на мель произошла при значительном волнении, а немедленное снятие судна с мели невозможно, то во избежание ударов корпуса о грунт нужно закрепить судно на мели путем затопления выб­ранных для этой цели отсеков судна. Закрепление судна на мели необхо­димо также в случае ожидаемого ухудшения погоды, при наличии приливоотливных течений или сильного ветра, способных выбросить судно дальше на мель.

7. Установить по радио связь с судами, находящимися вблизи рай­она посадки на мель на случай, если возникнет необходимость в помощи с их стороны.

8. Обеспечить прием метеопрогнозов от станций, обслуживающих данный район, во все сроки их работы.

9. Определить стадию прилива на момент посадки судна на мель, а также рассчитать и построить график приливов на сутки вперед.

10. Рассчитать среднюю осадку и дифферент, которые имело судно перед посадкой на мель.

11. Вносить в судовой журнал подробные записи о всех мероприяти­ях и событиях, связанных с посадкой на мель.

Следует отметить, что перечисленные выше требования не являются исчерпывающими, так как в каждом отдельном случае посадки на мель могут иметь место особые обстоятельства и условия, требующие

12. Информировать руководство пароходства о посадке на мель, о состоянии судна, об окружающей обстановке, а также о принимаемы мерах и намечаемых действиях экипажа.

Кинетическая энергия движущегося судна после посадки на мель становится равной нулю. Часть энергии расходуется на преодоление силы трения о грунт во время посадки на мель и на повреждения корпуса, если они при этом возникают, а другая часть затрачивается на подъем судна на некоторую высоту, равную потере средней осадки судна, т.е. переходит в потенциальную энергию. Соотношение между указанными поте­рями энергии зависит от рельефа дна и характера грунта в районе посад­ки.

Так как уменьшение средней осадки приводит к уменьшению сил под­держания (потери водоизмещения), то возникает вертикальная сила реак­ции грунта, равная разности между весом судна и его новым весовым во­доизмещением, т.е. равная разности водоизмещения судна до и после посадки на мель.

Если же корпус судна при посадке получит пробоину и в отсеки судна вольется какое-то, количество забортной воды, увеличивающий вес судна, то сила давления на грунт (реакция грунта) окажется соответст­венно увеличенной.

Сила реакции грунта может быть распределена на значительной площади днища (посадка на равный грунт) или сконцентрирована на от­носительно небольшой площади (посадка на камень). В зависимости от расположения области касания корпуса с грунтом сила реакции может создать дифферентующий и кренящий моменты, приводя к изменению диф­ферента и крена, которые имело судно до посадки на мель. Помимо сил и моментов, связанных с реакцией грунта, корпус севшего на мель судна подвергается воздействию волнения. Удары о грунт при волнении способны разрушить корпус и привести судно к гибели.

На состояние судна, севшего на мель, могут оказать существенное влияние приливоотливные явления и сильный ветер.

Обоснованный выбор способа снятия судна с мели и успешное прове­дение этой операции в большой степени зависят от правильной оценки состояния судна после посадки на мель и учета всех внешних обстоя­тельств и условий.

Сила давления корпуса на грунт (реакция грунта) численно равна потере водоизмещения судна при посадке на мель плюс вес влившейся внутрь воды.

Точность расчета силы давления зависит от точности снятых после посадки на мель осадок носа и кормы, от достоверности, с которой из­вестны средняя осадка и дифферент судна перед посадкой, а также от правильности расчета веса воды, влившейся в корпус через пробоину.

При отсутствии водотечности сила давления на грунт рассчитыва­ется по формуле

(10.1)

где N – сила давления на грунт, тс;

q – число тонн на 1см осадки при действующей ватерлинии, тс/см; Т_ср – средняя осадка судна перед посадкой на мель, м; Т_ср – средняя осадка на мели, м.

Дополнительное давление на грунт N₁ за счет влившейся в отсек воды, если для данного отсека нет калибровочных таблиц, определяется приближенно по формуле

Рис.10.2.Планшет глубин

где – удельный вес забортной воды, тс/кг; К₁– коэффициент полноты затопленного отсека, принимаемый равным: для междудонных отсеков в средней части судна 0,8-0,9, для концевых междудонных отсеков 0,5-0,6, для отсеков над двойным дном в средней части 1,0, в оконечнос­тях 0,7-0,8; l, b – длина и ширина (средняя) затопленного отсека, м; h_в – высота уровня влившейся воды, м; К₂ – коэффициент проницаемости (заполнения),

(10.2)

Если приходится рассчитывать вес воды, влившейся в трюм с грузом, то следует сначала рассчитать объем влившейся воды, считая трюм пустым, а затем из полученного объема вычесть объем груза, от пайола до уровня влившейся воды, после чего, полученную разность умножить на удельный вес воды. Общая сила давления судна на грунт определяется по формуле:

. (10.3)

Следует еще раз подчеркнуть, что точность определения силы дав­ления судна на грунт определяется главным образом достоверностью зна­чений осадок судна до и после посадки на медь, принятых при расчете по формуле (10.1). Поэтому при расчете средней осадки перед аварией необходимо тщательно учесть расход всех судовых запасов за время пла­вания из последнего пункта, где была замечена осадка судна, а такие учесть влияние изменения солености воды

Способы снятия судна с мели. Для возможности снятия судна с мели необходимо либо устранять давление судна на грунт, либо снизить это давление до такого значения, при котором собственными силами, либо c помощью других судов можно преодолеть эту силу трения корпуса о грунт и вывести судно на глубокую воду. Применяются следующие способы снятия судов с мели: работой своих главных двигателей; дифферентованием или кренованием судна путем перекачки балласта или перемещения груза; откачкой или приемом балласта; путем выборки предварительно завезенных якорей и верпов; при помощи буксировки другими судами; частичной разгрузкой; размывом грунта; использованием понтонов и специальных судоподъемных судов ( выполняется спасательными организациями). Перечисленные способы могут применяться отдельно или одновре­менно в различных сочетаниях.

Для обоснованного выбора способа снятия с мели необходимо вы­полнить специальные расчеты, позволяющие оценить при существующих условиях, имеется ли возможность снятия с мели собственными силами, или требуется помощь со стороны других судов. При этом нужно прини­мать во внимание гидрометеорологические факторы (наблюдаемая погода и ее прогноз, течения, приливоотливные колебания уровня моря) разме­ры повреждений и возможности их устранения, а также время, требуемое для осуществления разных способов снятия судна с мели. Учет перечис­ленных факторов позволяет оценить степень опасности, грозящей судну.

.59.Информация об остойчивости.

Каждое судно Минморфлота валовой вместимостью более 20 рег. т снабжается Информацией об остойчивости и прочности, содержащей сведения об остойчивости в нескольких типовых случаях загрузки судна и данные для расчетов в нетиповых случаях. Формы бланков для таких расчетов приводятся в Информации.

С полученными на основании расчетов значениями  и моментом М_z относительно продольной оси входят в график предельных контрольных моментов. Если точка, соответствующая полученным  и М_z, располагается на графике ниже предельной кривой — остойчивость судна соответствует требованиям Регистра, если выше — не соответствует. С этого же графика можно снять допустимое значение h.

Следует помнить, что с целью получения более удобного масштаба величин М, график контрольных моментов построен для моментов относительно некоторой условной плоскости расчета, возвышающейся над килем на величину z_o.

Значение z_o дается в Информации. Поскольку расчет М_z на судне ведут от киля, входить в график контрольных моментов надо со значением М_z, уменьшенным на величину z_o.

Д ля полного суждения об остойчивости судна следует построить диаграмму статической остойчивости для конкретного случая загрузки. Сняв с диаграммы предельных моментов значение h, соответствующее имеющемуся значению M_z, и зная величину D, на универсальной диаграмме статической остойчивости, приводимой в Информации, находят луч h и кривую D. Расстояние между ними по вертикали будет равно значению l для соответствующего угла Q. Последовательно снимая l для углов Q = 10^o, 20^o и т, д., строят диаграмму статической остойчивости (pиc. 2.8)

Иногда вместо D на универсальной диаграмме наносят кривые дедвейта.

Требования к остойчивости судна изложены в 4-й части “Остойчивости” правил классификации и постройки морских судов Регистра(7).

Согласно требований этих правил остойчивость судна проверяется по критерию погоды К; регламентируются также величина исправленной начальной поперечной метацентрической высоты и числовые значения параметров диаграммы статической остойчивости судна. Нормируется также аварийная остойчивость. Остойчивость сухогрузного судна должна быть дополнительно проверена по критерию ускорения.

Остойчивость судна проверяется по пяти параметрам, регламентируемым правилами регистра. Так, остойчивость судна считается достаточной если:

А) критерий погоды К  1; К =Мопр / Мкр

Б) максимальное плече диаграммы статической остойчивости lmax  0,25м для судов с L  80м и lmax  0,20 для судов с L  105м;

В) угол максимума диаграммы статической остойчивости Qm  30;

Г) угол заката диаграммы статической остойчивости Qзак  60;

Д) начальная метацентрическая высота положительна, т.е. h  0.

CARGO PLAN. – это план размещения грузов на судне, он является основным документом при погрузке. При его составлении в первую очередь учитываются требования безопасности судна и сохранности груза. К.П. – представляет собой схематический продольный разрез судна по ДП, на который нанесены по всем грузовым помещениям размещаемые грузы. По каждой партии груза указывается наименование груза, общий вес партии или количество мест, номер перевозочного документа. Если на верхнюю палубу принимается груз, то его размещение показывается в К.П. на схематическом изображении верхней палубы в плане.

60.

Прочность корпуса при общем продольном изгибе называется общей прочностью корпуса судна. Для транспортных судов, в особенности крупнотоннажных, наиболее опасной деформацией является общий изгиб. Различают прогиб и перегиб. При прогибе палуба оказывается сжатой, а днище растянутым, при перегибе — наоборот.

При плавании на волнении начальная деформация увеличивается и становится опасной, особенно при попадании корпуса с начальным прогибом на подошву волны и на вершину волны корпуса с начальным перегибом. Поэтому в практике эксплуатации судна необходимо в каждом рейсе постоянно контролировать состояние общей прочности корпуса.

Деформация кручения корпуса может оказаться опасной для судов новых типов с большим раскрытием палуб (в частности, балкеров), особенно при плавании на косом волнении.

Наряду с участием в общем продольном изгибе отдельные конструкции корпуса (палуба, днище, борта, переборки) участвуют в местном изгибе под воздействием местных усилий (давление груза, льда, забортной воды, причала, грунта, киль-блоков дока), расчет и оценка которого производятся отдельно. В конструкциях, учавствующих в общем и местном изгибе, напряжения суммируются.

Контроль прочности в судовых условиях.

Для предупреждения потери общей и местной прочности, вызванной неправильным (неблагоприятным) размещением грузов, необходим их контроль в каждом рейсе.

Общая прочность корпуса в судовых условиях может быть проверена расчетным методом, с помощью диаграмм контроля прочности, а также с помощью моделирующих (аналоговых) и цифровых приборов.

Расчетные методы в последнее время оказываются неприемлемыми в судовых условиях, так как более точные из них громоздки и неудобны, а более упрощенные не учитывают влияние распределения груза.

Удачным и перспективным оказался комбинированный метод, сочетающий к себе береговой этап - расчет прочности на ЭЦВМ с построением рабочих диаграмм контроля прочности и судовой этап - элементарные расчеты вручную или с помощью мини-ЭВМ.

До 1979 г. на суда выдавалась Инструкция по загрузке судна с рабочими диаграммами для контроля общей прочности. С 1979 г. эта Инструкция включена в виде раздела в новую типовую форму Информации об остойчивости и прочности грузового судна. С помощью такой Информации проверка прочности производится по изгибающим моментам и перерезывающим силам к тех сечениях корпуса, где могут возникнуть наибольшие напряжения.

Порядок проверки прочности по изгибающему моменту состоит в следующем: в стандартную таблицу Информации записываются массы (численно равные весу) Р_i грузов, запасов и балласта, расстоянии x_нi от центров этих масс до плоскости данного сечения. Затем вычисляется сумма моментов . На диаграмме контроля прочности (рис. 2.11)) по горизонтали, соответствующей дифференту судна, в метрах, откладывается дедвейт ; и через полученную точку а проводится вертикаль, на которой откладывается сумма моментов , млн. тсм. Так получается точка А, характеризующая состояние прочности судна.

Прочность судна по изгибающему моменту в данном сечении считается достаточной, если точка А находится в безопасной зоне, т. е. лежит между линиями «Опасно — перегиб в рейсе» и «Опасно - прогиб в рейсе». Если точка А лежит за пределами линии «Опасно - перегиб на рейде» и «Опасно - прогиб на рейде», то прочность достаточна только для плавания в условиях рейда.

Аналогично проверяется прочность по перерезывающим силам, с той лишь разницей, что для этого используется другая диаграмма (рис. 2.16) и по вертикали откладывается часть дедвейта, расположенная в нос от контролируемого сечения. Если хотя бы для одного сечения прочность по изгибающему моменту или перерезывающим сиам оказывается недостаточной для заданных условий плавания, необходимо перераспределить груз по длине судна.

Прогиб (перегиб) судна можно уменьшить или устранить перемещением груза или запасов ближе к оконечностям (мидель-шпангоуту).

Использование моделирующих приборов для контроля загрузки с учетом необходимой посадки, остойчивости и прочности позволяет быстро и достаточно точно промерить несколько вариантов загрузки и выбрать приемлемый, а иногда и оптимальный вариант.

С ростом скорости и размеров судов при плавании на волнении участились случаи слеминга, приводящего к повреждению днища и бортов судна. В наиболее тяжелых случаях повреждения охватывают до 30% длины судна в носу, а прогибы достигают 300 мм, что приводит к разрыву связей и обшивки корпуса, затоплению носовых трюмов.

Условия появления слеминга: волнение с встречных курсовых углов; близость кажущегося периода волнения собственному периоду килевой качки; кажущаяся крутизна волны не менее 1/50; скорость вертикальных колебаний корпуса не менее 3,5 м/с. Днищевой слеминг появляется при осадке носом менее 0,04— 0,05 длины судна.

Для судоводителя важно объективно оценить интенсивность удара при слеминге для решения вопроса о поддержании скорости без опасения повредить корпус.

Из средств приборного контроля слеминга в эксплуатационных целях известны лишь единичные приборы для оценки частоты ударов. Практически судоводитель вынужден оценивать интенсивность слемнига чисто субъективно, чаще всего по силе звука и частоте ударов в единицу времени.

Р егулирование и контроль за обеспечением местной прочности палубных перекрытий, платформ, двойного дна, люковых закрытий осуществляется путем назначения для каждого перекрытия допускаемых удельных нагрузок. Величины этих нагрузок указаны на чертежах палуб судовой документации и обычно лежат в пределах 1,0—10 тс/м².

О собенностью проверки является то, что делают проверку М_изг (момент изгибающий) и Q_пер (перегибающей силы) в 5-9 сечениях. Остальная проверка совпадает с проверкой обычных судов.