Многообразие факторов в управлении судном

Говорят, что нет двух лоцма­нов, которые поставили бы суд­но к причалу совершенно оди­наково. Можно даже сказать, что один и тот же лоцман ни­когда не поставит к причалу од­но и то же судно дважды совер­шенно одинаково, поскольку в управление судном вовлечено слишком много переменных факторов.

Человеческий фактор. Меж­ду отдачей приказа и исполне­нием существует задержка. На­пример, помощник капитана должен находиться вблизи ма­шинного телеграфа, но по ка­кой-либо причине отошел или отвечает по телефону. Если от­сутствует управление двигате­лем с мостика, можем иметь еще одну временную задержку, вызванную реакцией (или от­сутствием ее) механика в ма­шинном отделении. На руле стоит человек, исполняющий отдаваемые ему приказы, в то время как отдающий приказы находится снаружи на крыле мостика. Помощники капитана и члены экипажа на баке и корме имеют различную реак­цию, зависящую от квалифика­ции, тренировки и т. д. Кроме того, капитаны помогающих буксиров являются людьми с различной реакцией, способно­стями и квалификацией.

Связь. Связь между мости­ком, баком и кормой судна мо­жет быть неудовлетворитель­ной, телефоны могут находить­ся в стороне, портативные ра­диотелефоны плохо работать, система обратной связи не со­всем понятной, лебедки созда­вать много шума и т. д. У чле­нов экипажа различных нацио­нальностей могут возникнуть языковые проблемы, ведущие к неправильному пониманию при­казов. Даже если люди говорят на одном языке, они могут не понять друг друга из-за их не­способности четко выражать свои мысли.

Механические ошибки и не­исправности. Случаются неисправности или отказы рулевого устройства, главного двигателя, подруливающего устройства или вспомогательных буксиров. Кроме того, могут не отдаваться якоря, ломаться лебедки, ло­паться паровые трубы, броса­тельные концы не достигать причала или запутываться, рваться швартовные концы или буксирные тросы и т. д.

Неконтролируемые силы. Ве­тер и течение изменяются по направлению и силе. Влияние мелководья не всегда предсказу­емо. При постановке к причалу судна другого типа будут иные мощности главного двигателя и время его реверсирования, иные осадка и дифферент, инерция, надстройка, другие буксиры или их капитаны и т. д. Полное по­добие двух постановок к прича­лу может быть только случай­ным.

Однако все суда, включая масштабные модели, имеют об­щее в управлении то, что они движутся в воде. Чтобы лучше понять поведение судна, рас­смотрим результаты движения судна в воде.

Принципы управления судном

Движение судна оценивается непрерывным наблюдением. Судно может иметь продольное или поперечное движение или оба вместе. Одновременно судно может иметь вращательное дви­жение. В большинстве случаев нельзя сдвинуть судно в сторону, не имея вращательного дви­жения, за исключением тех случаев, когда помогают букси­ры (рис. 1).

Рис. 1. Составляющие движения судна:

/ — вращательное; -2 — поперечное;

3 — продольное

При развороте следует учесть положение ЦВ, чтобы оценить плечо силы, вызывающей разво­рот. Момент силы относительно ЦВ — это произведение силы на ее плечо — длину перпенди­куляра, опущенного из ЦВ на линию действия силы.

Следовательно, есть большое различие между тем, когда точ­ка приложения силы к судну находится вблизи ЦВ или дале­ко от него.

На большом судне расстояние от точки приложения силы до ЦВ может быть сотни футов. Смещение положения ЦВ на 200 футов значительно изменя­ет плечо вращающей силы. Чем дальше точка приложения си­лы, действующей на судно, от ЦВ, тем больше плечо этой си­лы, тем больше ее эффективное действие. Поскольку ЦВ может перемещаться при маневрирова­нии, очень важно иметь пред­ставление о вероятных положе­ниях ЦВ под воздействием раз­личных обстоятельств, чтобы предвидеть изменения во вра­щательном движении.

Инерция судна важна, когда мы хотим уменьшить скорость или расстояние перемещения. Инерция есть количество дви­жения, измеряемое произведением массы и скорости. Обычно мы рассматриваем инерцию .как движение судна тогда, когда нам это движение не нужно, особенно когда предпринимаем действие для получения проти­воположного эффекта. При сле­довании одной и той же скоро­стью судно в грузу имеет большую инерцию, чем то же судно в балласте, а большое судно имеет большую инерцию, чем малое.

Лобовое сопротивление кор­пуса оказывает значительно меньшее влияние на большое судно. Большому судну с отно­сительно малой мощностью СЭУ, не имеющему хода отно­сительно воды, требуется очень длительное время для преодоле­ния инерции покоя и достиже­ния полного хода. Когда судно на ходу, то относительно малая мощность СЭУ может поддер­живать скорость при сравни­тельно низком расходе топлива, потому что смоченная поверх­ность относительно мала и вследствие этого мало сопротив­ление трения корпуса.

Однако когда дело дойдет до остановки VLCC, инерция дви­жения сохраняется значительно дольше.

Инерцию следует предвидеть. Когда необходимо остановить идущее вперед судно, мы имеем дело с инерцией продольного движения, а когда нужно пред­отвратить боковое смещение судна, имеем дело с инерцией поперечного движения. Если инерция движения судна дейст­вует как сила, то мы должны рассматривать центр тяжести (ЦТ) судна как точку приложе­ния этой силы. Результат деист-. вия инерции движения как си­лы должен рассматриваться по отношению к ЦВ. Инерция дви­жения может начать или под­держать вращательное движе­ние. Когда необходимо остано­вить вращательное движение, мы должны преодолеть инерцию вращательного движения.

Вязкость и малая сжимае­мость воды создают сопротивле­ние движению судна. В направ­лении движения судна возника­ет подъем уровня воды, сопро­вождаемый понижением уровня на противоположной стороне. На малой скорости сопротивле­ние трения составляет большую часть сопротивления воды, ис­пытываемого судном. Сопротив­ление трения зависит от смо­ченной поверхности и состояния корпуса (обрастания); оно уве­личивается со скоростью судна и одновременно появляется до­полнительное сопротивление.

Лобовое гидродинамическое сопротивление корпуса возника­ет при нарастании давления в носу судна; энергия абсорбиру­ется и рассеивается, образуя волновую систему скорости. Хо­тя бульбообразный нос умень­шает сопротивление корпуса, лобовое гидродинамическое со­противление нарастает при уве­личении скорости судна при­мерно пропорционально пропульсивной силе движителя.

Поперечное гидродинамиче­ское сопротивление воды возни­кает при боковом перемещении. Величина продольного и попе­речного сопротивления зависит от формы корпуса и скорости относительно воды и прямо пропорциональна пропульсивной силе движителя судна, следую­щего с постоянной скоростью.

Продольное и поперечное соп­ротивления действуют как силы и влияют на расположение ЦВ.

Судоводитель должен пред­ставлять, в какой степени каж­дая из сил действует на судно. Важно не только оценить вели­чину силы, нужно иметь также представление о плече этой си­лы. По этой причине судоводи­тель должен иметь понятие о каждом этапе перемещения суд­на относительно воды. Он по­стоянно оценивает силы, воз­действующие на судно, и обду­мывает, как он может противо­стоять им, для того, чтобы со­хранить их равновесие.