5. Обеспечение безопасности якорной стоянки. Способы обнаружения дрейфа судна.

Условия безопасной якорной стоянки. Держащая сила (в Н) якорного устройства F_x складывается из держащий силы якоря F_я и держащей силы участка якорной цепи, лежащей на грунте: Fx = Fя + (aq f) g, где а — длина участка цепи, лежащей на грунте, м; q — линейная плотность якорной цепи в воде, кг/м; f — коэффициент трения цепи о грунт; g — ускорение свободного падения.

Линейная плотность якорной цепи (в кг/м): в воздухе q= 0.021d²_ц, в воде q=0,021*0,87^^0.018 d²_ц, где d_u — калибр якорной цепи, мм. Коэффициент трения при протаскивании якорной цепи по раз­личному грунту (без учета присасывания) определяется по табл. Держащая сила может быть получена через массу якоря G и удельную держащую силу К: K = F_я/gG = 0.73γ_г (b_як/l_як)(66/М_як)h³_як где g — ускорение свободного падения (9,81 m/c^s); γ_г — плотность грунта, т/м³; b_як — ширина лапы якоря, м; l_як — длина лапы якоря, м; М_як — величина, зависящая от типа якоря и глубины погружения его лап; h_як — погружение лапы якоря, м. h_як= l_якsinα_як; здесь α_як — угол наклона лап якоря, ° (для якоря Холла а=45°). Безопасность якорной стоянки зависит от совокупности ряда фак­торов: состояния судна, характера грунта и в первую очередь гидрометеорологической обстановки. Следует всегда помнить, что даже самая благоприятная якорная стоянка при определенном изменении гидрометеорологических условий может оказаться небезопасной и потребуется немедленная съемка с якоря для перемены места стоянки или выхода в открытое море. В связи с этим категорически запрещается при стоянке судна на якоре производить в машинном отделении какие-либо работы, связан­ные с выводом из строя главного двигателя, рулевого и якорного уст­ройств. Машина должна находиться в готовности, срок которой уста­навливается капитаном судна в зависимости от конкретной обстанов­ки. На время всей стоянки судна на якоре устанавливаются ходовые вахты как на мостике, так и в машинном отделении. Вахтенная служба должна вести непрерывное наблюдение как за состоянием погодных условий, так и окружающей обстановкой, по­ведением других судов, стоящих поблизости на якоре. Большое внимание следует уделять своевременному обнаружению дрейфа судна, для чего должны использоваться все доступные в данном случае способы. В настоящее время контроль за дрейфом судна чаще всего осу­ществляется навигационными способами путем взятия контрольных пеленгов или дистанций. Для достижения наибольшей эффективности контроля в качестве ориентиров при снятии пеленгов или измерении дистанции следует выбирать предметы, у которых изменения пеленгов (дистанции) в слу­чае появления дрейфа будут наиболее заметными. Подбирая ориенти­ры, необходимо иметь в виду, что совершенно не обязательно, чтобы они были нанесены на карту, так как обнаружение дрейфа может быть установлено по характеру изменения пеленгов (дистанций) без выполнения обсерваций. Для пеленгования выгоднее всего выбирать ориентиры, располо­женные близко к траверзу с обоих бортов судна, а для измерения ди­станций — на носовых или кормовых курсовых углах. На небольших и низкобортных судах рекомендуется использовать и такой старый метод, как выбрасывания прямо по носу ручного лота или просто балластины на лине с небольшой слабиной последнего. На­тяжение линя при неизменном курсе судна является верным призна­ком появления дрейфа судна.

Особое внимание контролю за дрейфом судна должно уделяться при стоянке на якоре на плохо держащих грунтах, при неровном хол­мистом дне. В этом случае в дополнение к контролю за дрейфом суд­на на мостике рекомендуется выставить наблюдателя на носу непосред­ственно у якорного устройства. Резкое изменение натяжения якорной цепи, когда она надраивается, а затем сразу же резко провисает, служит признаком того, что якорь ползет по грунту. Наличие вахтен­ного у брашпиля, если нет автоматического устройства отдачи якоря, также полезно при стоянке на рейде с большим количеством других судов, стоящих на якоре. В случае дрейфа соседнего судна быстрое потравливание якорной цепи позволит устранить риск навала или хо­тя бы уменьшить его последствия. Меры по предотвращению дрейфа зависят от причин, вызвавших его, появление. При благоприятных погодных условиях дрейф судна может возникнуть из-за слабой держащей силы якоря, когда якорь либо ползет на плохо держащих грунтах, либо периодически вывора­чивается из грунта в результате неравномерного уплотнения грунта под лапами якоря при рыхлых грунтах. В таких случаях лучше всего переменить место якорной стоянки, особенно если дрейф происходит в сторону берега, какой-либо нави­гационной опасности или другого судна. Чаще всего причиной дрейфа является ухудшение гидрометеоро­логической обстановки. Вполне понятно, что дрейф судна станет неизбежным, если внеш­ние силы достигнут значения, превышающего держащую силу якоря. В определенных пределах держащая сила якоря может быть несколь­ко повышена за счет дополнительного потравливания якорной цепи. Часть цепи, лежащая на грунте, позволяет увеличить держащую силу якоря на величину Δряк = f p_цΔl.

Учет циркуляции. В соответствии с НШС элементы поворотливости представлены в таблице маневренных элементов в виде графика и таблицы при циркуляции с полного переднего хода на правый и ле­вый борт в грузу и в балласте с положением руля «на борт» (B=35°) и «на полборта» (B= 15-20°). Следует, однако, иметь в виду, что параметры фактической циркуляции судна могут существенно от­личаться от табличных в зависимости от скорости судна, его посадки (крена и дифферента), соотношения осадки и глубины, направления, силы ветра и волнения. При изменении курса судном-наблюдателем относи­тельное местоположение цели будет перемещаться по криволинейной траектории от точки М1 на ЛОД (в момент начала маневра судна-на­блюдателя) до точки F на ОЛОД (в момент окончания маневра). В дальнейшем цель перемещается по ОЛОД, смещенной на расстоя­ние ΔD_ц. Реальное относительное перемещение цели будет, конечно, сложнее. Вследствие падения скорости судна-наблюдателя на цирку­ляции ОЛОД не будет параллельна вектору V₀₁ до тех пор, пока на­ше судно вновь не наберет на прямом курсе первоначальную скорость хода. В данном случае падение скорости на циркуляции частично ком­пенсирует ΔD_ц. Во многих случаях, например, при расхождении со встречной целью вследствии падения скорости судна-наблюдателя на повороте ΔD_ц значительно увеличивается. Учет циркуляции возмо­жен следующими способами.

Способ относительного промежуточного курса. Из графической прокладки находят требуемый угол изменения курса. Из таблицы ма­невренных элементов по углу отворота находят время, затрачивае­мое судном на поворот tман, угол промежуточного курса и промежуточное плавание S_пр. Из точки М1 позиции цели в момент начала поворота откладывают S_Ц за время поворота. Из конца вектора S_Ц в сторо­ну, обратную промежуточному курсу, откладывают промежуточное плавание S_пр. Через начало вектора S_пр проводится ОЛОД парал­лельно V₀₁. Способ точен, но трудоемок. При решении задач расхождения на мостике судна не применяется. Применяется при разборе аварий и в качестве эталонного при оцен­ке точности приближенных способов.

Способ условной упрежденной точки. ОЛОД проводится не из точки М1 местоположения судна-цели в момент начала маневра, а из условной упрежденной точки М, отнесенной по ЛОД вперед на время упреждения t_упр. В первом приближении в качестве t_упр принимают половину времени поворота. Таким образом, при этом способе учета циркуляции поворот судна-наблюдателя начинается на t_упр=0,5 t_ман раньше, чем цель придет в точку, из которой проведена ОЛОД. Способ наиболее часто применяется на практике, более точен для встречных целей и менее точен для целей, идущих сходящимися кур­сами. Неприменим при повороте под корму судна-сателлита, так как в этом случае V₀ = 0 и при любом t_упр точки М и М1 совпадают.

Способ введения поправки в Dзад. Как показывают расчеты, при изменении курса судна-наблюдателя на угол до 90° погрешности в D_кр вследствие инерционности поворота не превышают тактического радиуса циркуляции, при больших углах поворота достигают диамет­ра циркуляции. В этом способе Dзад назначается с запасом на мак­симально возможную погрешность от неучета циркуляции. Этот спо­соб является основным при повороте под корму потенциально опас­ного судна, идущего параллельным или почти параллельным курсом. Учет инерции при маневре скоростью. Инерционные характеристики судна в соответствии с НШС представляются в виде графиков, постро­енных в постоянном масштабе расстояний и имеющих шкалу значений времени и скорости. При изменении скорости судном-наблюдателем относительное мес­тоположение цели будет перемещаться по криволинейной траектории, кривизна которой постепенно уменьшается по мере выхода своего судна на новую установившуюся скорость. Погрешности от неучета инерции при маневре скоростью могут достигать нескольких миль - отсюда важность учета инерции. При маневре скоростью на крупно­тоннажном судне новая скорость судна-наблюдателя устанавливает­ся через десятки минут, и все это время цель перемещается по кривой ЛОД — отсюда сложность учета инерции. Учет инерции возможен следующими способами.

Способ построения кривой ОЛОД. Относительная траектория пе­ремещения судна может быть найдена построением путевых треуголь­ников зя последовательные интервалы времени t1, t2, .... tn после ма­невра So(ti) =S_Ц (ti)— Sn(ti). Для построения кривой ОЛОД необходимо: из точки М местоположения цели в момент начала маневра нашего судна провести линию курса цели и отметить на ней отрезки, проходимые целью через определенные интервалы времени, например, через каждые 3 мин (точки В1, В2 .... Вn); из точек Bi, провести линии в сторону, обратную курсу судна-наблюдателя, и отложить по ним oтрезки, пройденные судном-наблюдателем за соответствующее время после маневра (точки С1, С₂, .... С_п); через точки Сi, провести кривую ЛОД и определить D_кр как кратчайшее расстояние от центра план­шета до кривой. Способ точный и наглядный, но трудоемкий. Этим способом мож­но решить только задачи предсказания D_кр по выбранному маневру, но не решается задача по нахождению требуемого изменения скорости для расхождения в заданной дистанции. Для решения задач в усло­виях мостика этот способ не применяют. Он используется при разборе аварий, а также в качестве эталонного для оценки точности прибли­женных способов учета инерции. Способ введения поправки в D_зад. Если в качестве меры инерци­онности судна принять характеристику t_v, то максимальная ошибка от неучета инерции не превысит ΔD_и<0.3V_H t_М. Для судов с V_H<10 уз и t_М <1 мин ΔD_и не превышает 3 кб. В этом случае D_зад может назначаться с запасом на максимально возможную ошибку. Этот способ может быть основным для судов водоизмеще­нием до 1000 т.

Способ условной упрежденной точки. При этом спо­собе учета инерции в треугольнике скоростей откладывается новая ус­тановившаяся скорость судна-наблюдателя, но ОЛОД проводится не из точки mi местоположения цели в момент начала маневра, а из ус­ловной упрежденной точки М, отнесенной от точки М1 по ЛОД впе­ред на время упреждения t_упр. В первом приближении в качестве t_упр принимают половину времени, за которое устанавливается новая ско­рость своего судна. Таким образом, при этом способе учета инерции команда на сбавление хода дается на t_упр=0,5 t_ман раньше, чем судно-цель придет в точку, из которой проведен ОЛОД. При правильном вы­боре времени упреждения ОЛОД пройдет по касательной к фактиче­ской траектории эхо-сигнала. При этом способе учета инерции условно считается, что в течение t_упр сохраняется прежняя скорость судна-наблюдателя V_H (при этом завышается пройденный путь), а после мгновенно устанавливается но­вая скорость V_H1 (при этом пройденный путь занижается). Способ условной упрежденной точки рекомендуется в качестве ос­новного для судов водоизмещения до 25-30 тыс. т.

Способ средней скорости. При этом способе учета инерции в тре­угольнике скоростей откладывается не новая скорость судна-наблюда­теля, а некоторая средняя (эквивалентная) скорость за время от начала маневра до момента кратчайшего сближения Vср= Sн(tкр)/ tкр. Через концы векторов Vср и Vц проводится вектор средней относительной скорости и параллельно ему из точки М проводится ОЛОД_ср. Фактически эхо-сигнал будет перемещаться по кривой линии, расположенной между ЛОД и ОЛОД_ср выпуклостью в сторону ЛОД, и в точке кратчайшего сближения пересечений ОЛОД_ср. В первом приближении в качестве средней скорости может быть принята средняя арифметическая между прежней и новой скоростью Vср= 0,5(Vн+ Vн1). При малом времени до кратчайшего сближения (tкр< 2,5 tv) ошибка не превышает 10 % выбега судна при свободном торможении. Более точно величина средней скорости может быть найдена из универсальной таблицы учета.