УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ
§20 ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЗОПАСНОЙ ШИРИНЫ ФАРВАТЕРА
Сложность маневрирования судами возрастает с увеличением габаритов судов, что особенно сказывается при управлении крупнотоннажными судами на фарватерах, проходящих по каналам морских портов. Под каналом морского порта понимается район моря вблизи порта, ширина и глубина которого приемлемы для навигации крупнотоннажного судна. Обычные узкие каналы рассматривать не будем, поскольку данные, необходимые для этих двух видов проходов, несколько различаются.
Ширина фарватера Вф, или прохода, включает три компонента: ширину, требуемую для удержания судна на курсе, или ширину полосы маневрирования ВM, расстояние между границей (берегом) фарватера и полосой маневрирования Bб и расстояние между полосами маневрированиясудовВ0:
Вф = 2ВM + Bб + 2Вое. |
(180) |
Предположим, что в положении 1 (рис. 92) судно движется по осевой линии полосы маневрирования и изза наличия сноса под действием течения или дрейфа от ветра смещается влево на величину В1 характеризую щую точность определения места судна. В положении 2 судоводитель обнаружил снос, и руль был переложен вправо. В положении 3 проявился эффект действия ру ля и судно начало разворачиваться вправо. В положении 4 судно сместилось на величину В2, затем смещение вле во прекратилось, и судно начало сближаться с осевой линией полосы маневрирования. При этом смещение кор
мы произошло на величину |
B3. Ширина полосы ма |
неврирования |
будет |
равна: |
|
|
( 18 1) |
рис. 92 К определению ширины полосы маневрирования
При движении по фарватеру, где имеют место частые изменения курса, погрешность гирокомпаса мо-
– 190 –
УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ
жет достигать 0,5º. При движении по фарватеру впереди судна имеется ориентир. Ширину, включающую в себя погрешность определения места, можно определять по формуле
(182)
где dOP — дистанция до ориентира, м.
Суда постоянно рыскают. Если предположить, что угол рыскания Ψ и период рыскания Τр являются постоянными, то приближенно максимальные отклонения от линии курса можно определить по формуле
(183)
Для крупнотоннажных судов можно принимать Тр= = 120 с, Ψ = 4°. Величина B1 будет равна
(184)
Для практических расчетов можно использовать приближенное выражение
(185)
гдеВ— ширинасудна, м.
Ширину полосы из-за запаздывания эффекта действия руля можно определить по формуле
(186)
где С — коэффициент действия ветра, С = 0,06 — для крупнотоннажных танкеров, С=0,07 — для трехостровных грузовых судов; vВ — поперечная по отношению к судну составляющая действия ветра, м/с; vт
— поперечная по отношению к судну составляющая величины морского течения, м/с; t — времяотначалаперекладкирулядо начала поворотасудна, с.
При движении по мелководным фарватерам, когда H/T≤2,5, ветровой дрейф будет меньше. В этом случае коэффициент действия ветра следует принимать С=0,05 для сухогрузных судов и С = 0,04—для танкеров.
На основании обработки статистических данных получена формула для определения максимальной ширины полосы маневрирования в зависимости от скорости хода, которая может быть использована для предварительной сценки:
(187)
где ВM(MAX) — выражено в длинах судна.
– 191 –
УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ
Приведенное выражение справедливо для судна с обычными маневренными элементами, в грузу, при ветре до 7—8 баллов или течении со скоростью 2—3 уз, направленномперпендикулярнокурсусудна.
Минимальное допустимое значение ширины полосы маневрирования для судна с хорошей управляемостью в штилевую погоду и при отсутствии течения может быть приняторавным:
(188)
Важное значение во время маневрирования имеет величина смещения кормы судна при повороте. Максимальная величина смещения кормы судна на повороте (см. рис. 92) может быть определена по формуле
(189)
гдеl — расстояниеотцентраповорота(циркуляции) докормы, м; Rц — радиус поворота(циркуляции), м.
Величина Ψ, дающая максимальное значение В3, равна
(190)
При расчете величины В3 следует принимать l = =(3/4)L.
Принимая во внимание, что для судов с относительно большой шириной (L/Β)=6,5 после подстановки полученных данных вформулу(189) будем иметь:
(191)
На основе приведенных формул ширину полосы маневрирования для движения крупнотоннажных судов можноопределятьтак:
(192)
При маневрировании на фарватере углы перекладки руля составляют 8—10°. В этом случае при расчетах t можно использовать зависимость поворотливости от дедвейтасудна
(193)
гдеDB — дедвейтсудна, т.
– 192 –
УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ
При плавании в узкости следует учитывать влияние на управляемость судна величины берегового зазора Вб (расстояние от борта судна до берега). По исследованиям Тейлора установлено, что судно может удерживать на курсе при угле перекладки руля 5° и числе Фруда Fr = 0,12 при Bб=1,8В. Аналогичные рекомендации содержатся в работах Иизума, Хонда и других авторов.
Когда два судна идут параллельными курсами на небольшом расстоянии друг от друга, гидродинамическое взаимодействие между ними приводит к тому, что на их корпуса действуют поперечные гидродинамические силы ХГ и моменты зарыскивания. При определенном сочетании различных факторов в результате действия этих гидродинамических усилий суда могут потерять управляемость, что приведет к их столкновению.
На основании некоторых исследований, гидродинамическое взаимодействие судов практически не влияет на управляемость при расстоянии между бортами судов около 4В на глубокой воде и более 7В на мелководье (В
— ширинаменьшегосудна).
Таким образом, при определении расстояния между полосами маневрирования двух судов можно принимать (В0 = 4В на глубокой воде и В0 = 7В при движении на мелководномфарватере.
Приведенные рекомендации позволяют произвести расчет необходимой ширины фарватера для крупнотоннажного судна, которая для фарватеров с одностороннимдвижениемравна
(194)
Дляфарватеровс двусторонним движением
(195)
Для крупнотоннажных судов зависимость ширины судна от дедвейта может быть выражена приближенной формулой
(196)
Используя выражение (196), ширину фарватеров в формулах (194) и (195) можно выразить и через дедвейт судна. Если при подходе к фарватеру крупнотоннажного судна его ширина окажется меньше, чем рассчитанная
– 193 –