upr sudnom шарлай / 5. Narrow

Глава 5

УПРАВЛЕНИЕ СУДНОМ ПРИ ПЛАВАНИИ НА МЕЛКОВОДЬЕ И В УЗКОСТИ

5.1.КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЗКОСТЕЙ

ИМЕЛКОВОДЬЯ

Плавание в узкостях и на мелководье является одним из наиболее сложных условий, в которых оказывается судно в процессе эксплуатации. И сложность ситуации заключается не только в том, что малый запас воды под килем в данных условиях представляет собой реальную навигационную опасность, но и в том, что поведение судна на мелководье существенно отличается от поведения на глубокой воде (рис. 5.1). К основным отличительным особенностям поведения судна на мелководье можно отнести:

−ухудшение управляемости;

−увеличение тормозного пути;

−дополнительное проседание с изменением посадки;

−гидродинамическое взаимодействие судов;

−падение скорости.

Рис. 5.1. Плавание судна в узкости

Еще более сложным управление судном становится при плавании на мелководье с ограниченной акваторией (проливы, каналы), где на поведение судна влияют как берега, так и другие суда. Незнание или пренебрежение особенностями поведения судна в узкости и на мелководье нередко приводит к аварии.

С точки зрения управления судном понятие узкости определяется соотношением между маневренными характеристиками судна (с учетом линейных размеров самого судна) и шириной водного пространства, в пределах которого судно может безопасно следовать при существующих средствах навигационного обеспечения.

131

Г. Н. Шарлай. Управление судном при плавании на мелководье и в узкости

С точки зрения ширины акватории делят на открытые, закрытые акватории и каналы.

Открытые акватории делят на глубокие, мелкие и углубленные морские пути. Открытой и глубокой акваторией называется такая акватория, на которой дно и берега не оказывают влияния на маневренные качества судна. Ширина открытой акватории определяется диаметром циркуляции. В морской мировой практике принимается, что для выполнения самостоятельной циркуляции на акватории, где нет ветра и течения, необходимы размеры акватории

b>kL,

где b — ширина акватории, м; L — длина судна, м;

к — коэффициент запаса, равный 8.

Эта зависимость действительна для всех судов, так как коэффициент к, равный 8, является наибольшим коэффициентом из используемых для определения нормального диаметра циркуляции. Величина параметра ширины акватории соответствует минимальному диаметру тактической циркуляции.

Мелководье – водное пространство либо фарватер, глубина которого оказывает влияние на сопротивление воды движению судна и изменяет тем самым условия плавания судна по сравнению с плаванием его на глубине.

Судоходный канал — искусственно проложенный водный путь, оснащенный современными средствами навигационного оборудования, обеспечивающими безопасность плавания судов. Плавание по каналам сочетает условия узкости и мелководья.

Основными элементами судоходного канала являются глубина, навигационная ширина и площадь поперечного сечения.

5.2.ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ

ВУЗКОСТЯХ И НА МЕЛКОВОДЬЕ

При прохождении узкостей, плавании в условиях ограниченной видимости и в других особых условиях общими требованиями являются:

−личное присутствие капитана на мостике и руководство им всеми действиями вахтенной службы (капитан может оставить за себя старшего помощника только в случае необходимости);

−четкая расстановка вахты и членов экипажа, вызванных для ее усиления, распределение конкретных обязанностей между судоводителями с целью своевременного обнаружения и исправления допущенных ошибок;

−при возникновении сомнения в правильности определения места, в зависимости от конкретной обстановки - уменьшение хода, вплоть до остановки, отдача якоря или даже разворот на обратный курс;

−заблаговременный переход на маневренный режим работы СЭУ с целью обеспечения возможности своевременного выполнения необходимого маневра;

−заблаговременное снижение скорости или даже полная остановка движения, если действия другого судна непонятны.

Плавание в районах со стесненными условиями. Под района-

ми со стесненными условиями обычно понимают акватории, где судно ограничено в маневре из-за близости берегов и других навигационных опасностей, недостаточ-

132

ных глубин, интенсивного судоходства (рис. 5.2). Стесненность условий зависит, следовательно, от размерений и скорости судна, а также от внешних факторов.

−При плавании в районах со стесненными условиями усиливается наблюдение, в том числе и с помощью судовой РЛС, независимо от условий видимости. Наряду с обсервациями используются методы, позволяющие практически непрерывно контролировать место судна (траверзные дистанции, ограждающие изолинии и т. д.), учитываются колебания уровня моря и необходимый запас воды под килем судна, контролируются глубины и тенденции их изменения.

−Вблизи берегов возможно появление малых судов (прогулочных, рыболовных, яхт, быстроходных катеров), следующих курсами, отличающимися от рекомендованных. В таких районах возможна установка нештатных буев и вех, имеющих специальное назначение и не упомянутых в навигационных источниках.

Рис. 5.2. Плавание в канале и подход к порту

Плавание при подходе к порту и выходе из него. Подходы к порту и портовые акватории помимо того, что являются районами со стесненными условиями плавания, имеют еще и специфические особенности.

Плавание в портовых водах регламентируют отличные от МППСС местные правила, которые следует заблаговременно изучить. При расхождении с небольшими судами необходимо учитывать возможность несоблюдения ими международных правил. Обычно в этих районах действуют системы УДС.

На подходах к порту возможны скопления стоящих на якоре, дрейфующих и перемещающихся с различной скоростью судов. В ночное время следует учитывать помехи наблюдению от береговых огней, маскирующих объекты на воде.

Плавание с лоцманом. Присутствие лоцмана на мостике не освобождает ни капитана, ни вахтенного помощника капитана от их прав и обязанностей по обеспечению безопасности плавания. При малейших сомнениях в действиях лоцмана капитан (вахтенный помощник) должен, если позволяет время, выяснить у лоцмана его намерения. На каждом участке плавания следует для себя уяснить, какая из команд лоцмана — поворот в сторону опасности, увеличение скорости сверх безопасной и т. д. — должна быть немедленно отменена, так как чаще всего лоцманские операции происходят в стесненных водах, когда на выяснение намерений лоцмана может не оказаться времени.

133

Г. Н. Шарлай. Управление судном при плавании на мелководье и в узкости

Плавание в зоне действия системы УДС. Заблаговременно, до подхода к зоне действия системы УДС, следует изучить правила плавания в зоне, которые помещены в:

−обязательных постановлениях по порту;

−лоциях;

−Admiralty List of Radio Signals, Volume 6 (Part 1 – Part 5);

−Guide to Port Entry.

Подготовить схему доклада на посты СУДС (рис. 5.3). При необходимости и возможности используют две УКВ радиостанции: одну — для связи на дежурном 16-м канале, вторую — для связи на рабочем канале оператора системы УДС.

При входе в зону действия СУДС, судно передает следующие сведения:

•номер, присвоенный Международной морской организацией судну;

•название и тип судна;

•номер судна, присвоенный морской подвижной службой;

•государственная принадлежность (флаг) судна;

•порт назначения;

•максимальная действующая осадка судна;

•тип и количество груза, наличие опасного груза и класс опасности;

•количество членов экипажа и пассажиров на судне;

•наличие неисправностей судовых технических средств и других ограничений, влияющих на безопасность плавания.

При запросе СУДС с целью опознания, судно сообщает свое место относительно навигационного ориентира или выполняет опознавательный маневр.

Плавание в зонах действия СУДС осуществляется в соответствии с МППСС, если местные правила не требуют иного. В случае нарушения правил движения следует немедленно информировать о факте и причинах нарушения оператора СУДС.

Вход в зону разрешается оператором СУДС, который вправе давать указания судну о порядке и очередности движения, месте якорной стоянки. В свою очередь, капитан судна обязан повторить указания поста, направленные непосредственно его судну, а в случае невозможности их выполнения — сообщать причины и дальнейшие намерения. Следует помнить, что точность глазомерного определения бокового смещения судна с оси канала или фарватера с помощью береговой РЛС составляет 10-20 м, что обычно бывает достаточно для обеспечения безопасной проводки.

В случае обнаружения опасной ситуации (чрезмерное сближение с другими судами или с навигационными опасностями, дрейф на якоре и т.п.) или нарушения установленных правил плавания, СУДС дает судам рекомендации по предотвращению и устранению опасных ситуаций и выявленных нарушений.

Суда начинают движение (постановка на якорь, снятие с якоря, подход и швартовка к причалу, отшвартовка и отход от него, перешвартовка и т.п.) только с разрешения СУДС.

Судно, выходящее из зоны действия СУДС, должно запросить разрешение на окончание радиовахты на рабочем канале СУДС.

134

Рис. 5.3. Центр управления движением судов

Всудовом журнале записываются:

−время доклада оператору СУДС;

−место доклада;

−указания судну оператором СУДС.

Опасность представляют малые суда, следующие без связи с оператором СУДС и зачастую остающиеся вне его контроля.

Плавание в системе разделения движения судов. При плава-

нии в системах разделения движения судов следует постоянно принимать информацию береговой контрольной станции.

Если при плавании в системе разделения движения другое судно, по вашему мнению, следует не по своей стороне, необходимо перепроверить место своего судна и, даже если оно подтвердится, следовать дальше с повышенной осторожностью.

В случае нарушения правил немедленно информировать контрольную станцию о факте и причинах этого нарушения.

Для решения практических вопросов управления судном в особых условиях судоводителю необходимо знать теоретические основы поведения судна в узкостях и на мелководье.

5.3. СУЩНОСТЬ ЯВЛЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ДВИЖЕНИИ СУДНА В УЗКОСТИ И НА МЕЛКОВОДЬЕ

Сопротивление воды движению судна складывается из трех составляющих:

−сопротивления трения;

−сопротивления формы;

−волнового сопротивления.

Сопротивление трения зависит от площади смоченной поверхности корпуса и его шероховатости. Сопротивление формы зависит от обводов корпуса. Волновое сопротивление связано по своей природе с образованием судовых волн, возникающих при взаимодействии корпуса с окружающей его водой.

Судовые волны состоят из двух систем волн: у форштевня развивается носовая, у ахтерштевня — кормовая система волн. Каждая из них состоит из расходящихся и поперечных волн (рис. 5.4).

135

Г. Н. Шарлай. Управление судном при плавании на мелководье и в узкости

Рис. 5.4. Волнообразование на мелководье

Расходящиеся волны имеют короткий фронт и располагаются уступом. Кормовые расходящиеся волны меньше носовых и на глубокой воде едва заметны. Поперечные волны располагаются фронтом поперек судна и не выходят за пределы расходящихся волн. Их высота убывает от носа к корме. Носовая волна начинается гребнем, расположенным сразу за форштевнем. Первая кормовая волна всегда начинается впадиной, захватывающей кормовую оконечность. Поэтому в носовой части судна давление будет больше, чем в кормовой (рис. 5.5). За счет разницы этих давлений и образуется волновое сопротивление. С выходом судна на мелководье и уменьшением запаса воды под килем изменяется система образования судовых волн, что сказывается на ходовых качествах судов, их осадке и управляемости. При этом быстро начинает возрастать волновое сопротивление. Объясняется это тем, что когда отношение глубины Н к длине волны λ мало, скорость распространения волн с небольшой амплитудой имеет предел V — критическую скорость. Судовые волны как раз и относятся к этой категории волн. Скорость их распространения не может превышать критической:

VK = √gH ,

где g — ускорение свободного падения.

Рис. 5.5. Распределение давления воды вдоль корпуса судна

136

При малых значениях скорости судна характер роста волнового сопротивления на глубокой воде и на мелководье примерно одинаков. При дальнейшем увеличении скорости (Vс ≥ 10 узлов) характер волнообразования начинает изменяться. Эти изменения проявляются на глубинах менее 50 метров.

По мере увеличения скорости судна угол растворения расходящихся волн начинает увеличиваться, а поперечные волны растут по высоте и длине. При достижении критической скорости поперечные волны сливаются с расходящимися и под углом 90° к диаметральной плоскости образуется одиночная волна. Судно как бы толкает массы воды по ходу своего следования, сопротивление воды движению резко возрастает, скорость уменьшается на 20 − 30 %. Этот процесс протекает тем интенсивнее, чем меньше глубина, что объясняется увеличением сопротивления трения из-за уменьшения расстояния между корпусом судна и грунтом (рис. 5.6).

Мощная поперечная волна, образующаяся при достижении судном скорости, близкой к критической, не подчиняется теории волн относительно малой амплитуды, и скорость ее дальнейшего движения уже не зависит от скорости судна. Эта волна (спутная волна) может самостоятельно перемещаться на очень большие расстояния со скоростью, при которой она образовалась.

Рис.5.6. Образование волны у носовой оконечности судна

5.4. ПРОСАДКА СУДНА ПРИ ПЛАВАНИИ НА МЕЛКОВОДЬЕ (СКОРОСТНОЕ ПРОСЕДАНИЕ)

Образование одиночной поперечной волны понижает уровень поверхности воды у бортов судна, что вызывает опускание корпуса относительно уровня спокойной воды и увеличение дифферента. Это явление называется просадкой.

Для большинства судов, имеющих обычную конфигурацию корпуса (без носового бульба), характерно проседание с дифферентом на корму. Скоростное проседание с дифферентом на нос характерно для крупнотоннажных судов. Результаты натурных испытаний показывают, что у судов с коэффициентом общей полноты Св > 0,8 проседание носовой оконечностью больше, чем кормовой.

При движении судна околокритическими скоростями просадка может достигать 5 – 7% от средней осадки. На малых глубинах величина просадки еще более увеличивается из-за присасывания корпуса судна к грунту.

Минимальная глубина, необходимая для безопасного плавания судна на мелководье (Нбез), определяется следующим выражением:

	Нбез = dк + ∆dк + ∆dв + ∆dкр + Z,
где dк	– осадка судна кормой, м;
∆dк	– просадка кормы судна, м;

137

Г. Н. Шарлай. Управление судном при плавании на мелководье и в узкости

∆dк = α∆dср, м;

α- коэффициент, зависящий от соотношения длины и ширины судна;

∆dср - средняя осадка судна;

	L/B	3 - 5		5 - 7	7 - 9
	α	1,5 – 1,25		1,25 – 1,1	1,1
∆dв	– увеличение осадки на волнении, м;
		∆dв = 0,6 hв,
hв	- высота волны, м;
∆dкр	– увеличение осадки от крена судна, м (рис. 5.7);
Z	– запас воды под килем, который должен составлять

не менее 1 м.

Крупнотоннажные суда, имеющие полнообводные формы корпуса (Св > 0,7), при движении на мелководье проседают больше носом, чем кормой (рис. 5.8). Для определения скоростного проседания таких судов можно воспользоваться номо-

граммой National Phisical Laboratory – NPL (рис.5.9) или таблицей 5.1.

Рис. 5.7. Увеличение осадки судна при крене

Рис. 5.8. Влияние мелководья на управляемость крупнотоннажного судна

138

Рис. 5.9. Номограмма для определения просадки судна по методу NPL

139

Г. Н. Шарлай. Управление судном при плавании на мелководье и в узкости

Таблица 5.1

Определение увеличения осадки судна от угла крена

140