УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

ствительность (внимательность) судоводителя на изменение обстановки движения. Приближенно можно считать

αК = 1/tCP.

Для того чтобы приведенная математическая модель задавала управление, следует поставить цель или требования, которые преследует управление. К их числу можноотнести:

поддержание наиболее равномерного потока судов, что может быть достигнуто, если минимизировать ускорения (замедления) а судов, движущихся в кильватерной колонне;

скорость судов v должна иметь некоторое значение v2, равноескоростиголовногосудна.

Таким образом, критерием качества управления может быть минимизация интеграла

(172)

гдеλ, μ— соответствующиеположительныевесовыекоэффициенты.

При минимизации I необходимо принимать во внимание следующие ограничения: судно имеет наибольшее ускорение αu ( v ) , быстро убывающее с увеличением скорости движения, и предел замедления αu . Верхний и нижний пределы ускорения определяются соотноше-

ниями ai≤a≤au(v).

Существуют ограничения сверху на скорость vu, определяемые условиями движения, и ограничение снизу— требование, чтобы судно не двигалось задним ходом:

0≤v≤vu.

Отыскание минимума критерия качества управления производится с использованием динамического программирования, вариационного исчисления, принципа максимума (Л. С. Понтрягина) и др.

§18 АНАЛИЗ НАРУШЕНИЙ ПРАВИЛ ПРИ ПЛАВАНИИ ПО СИСТЕМАМ РАЗДЕЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ

В качестве примеров нарушения Правила 10, создающих потенциально опасную ситуацию, ниже описаны два случая плавания судов Новороссийского морского пароходствавСРДАнглийского канала.

– 182 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

рис. 88 Схема движения теплохода «Прага» с нарушением правил плавания:

1 — граница полосы движения, 2 — зона разделения движения

1 Нарушение Правила 10 турбоходом «Прага». 2 апреля 1978г. Турбоход «Прага», следуя на юго-запад ГКК=248° (—1º), подходил к СРД Каскетс со скоростью 16 уз.

В 13.00 по РЛС было определено место судна, указывающее на снос судна к югу в район зоны разделения движения. Не сделав должных выводов из этой обсервации, на судне продолжали держать тот же курс, около 13 10 вошли в зону разделения движения и следовали далее, не предпринимая никаких действий, чтобы войти в соответствующуюполосудвижения.

Около 14.00 на том же курсе вышли из зоны разделения, в 14.15 по РЛС было определено место судна, подтверждающее его путь через зону разделения. В этот же момент судно легло на ГКК= = 237° (—1) по направлению к островуУэссан.

Схема пути судна, представленная на рис. 88, указывает, что им были грубо нарушены пункты (в) и (е) Правила 10, что было зафиксировано французской службой контроля движения в СРД и сообщено Министерству иностранных дел СССР. Причинами данного нарушенияМППСС—72 явились:

неудовлетворительная организация контроля за движением судна. Получив обсервацию в 13.00, капитан обязан был проконтролировать ее и немедленно изменить курс, чтобы войти в соответствующую полосудвижения;

недопустимо большие промежутки времени между обсервациями. В течение 1 ч 15 мин судно фактически не имело обсерваций, чем нарушен ряд требований НШС—77 (пп. 2.2.7, 2.4.6. 4.1.3, 4.23, 4.3.1, 5.5.7 идр.).

2. Нарушение Правила 10 теплоходом «Новороссийский партизан». 22 июня 1978 г. теплоход «Новороссийский партизан», следуя со стороны океана ГКК=87° (0°), подходил к СРД острова Уэссан. В 15.00 было определено место по РЛС; курс судна остался неизменным, хотя, как следовало из полученной обсервации, он вел к пересечению полосы встречного движения и зоны разделения

– 183 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

В 15.42 была произведена следующая обсервация по РЛС, снос в 1,2 мили к северу подтвердил, что судно следует в полосу встречного движения. Из полученной обсервации, грубо нарушая правила плавания в СРД, судно легло на ГКК=121º (0°) и вошло в полосу движения встречного потока судов. Обсервация в 16.00 подтвердила нахождение судна в полосе встречного движения. Не меняя курса, в 16.02 судно вошло в зону разделения движения, а в 16.08 изменило курс на ГКК=80° (0°), ведущий в полосу движения на северо-восток. В 16.18, определившись по РЛС и убедившись в местонахождении

рис. 89 Схемааварийнойситуациитеплохода«Новороссийский партизан»:

1— граница полосы движения, 2 —зона разделения движения

в нужной полосе движения, судно изменило курс на ГКК=56° (0°) и далее следовало установленным маршрутом на выход из СРД.

Схема движения судна представлена на рис. 89 и показывает, что им были нарушены пункты (b), (с), (е) и (f) Правила 10, нарушение было сообщено соответствующими каналами в ММФ. Причинами нарушенияМППСС—72 явились:

неудовлетворительная организация контроля за движением судна. Из обсервации в 15.00 капитан должен был сделать вывод о необходимости изменения курса с тем, чтобы войти в нужную полосу движения в ее начале;

незнание или пренебрежение правилами плавания в СРД, что привело к их нарушению. Действия капитана и штурманского состава в рассматриваемом случае противоречили также требованиям НШС—

77 (пп. 2.2.7, 2.4.6, 2.4.8, 4.1.3, 5.5.7 и др.) и Устава службы на судах морского флота.

– 184 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

ГЛАВА 5

ПРОХОЖДЕНИЕУЗКОСТЕЙИ КАНАЛОВ

§19 ТРЕБОВАНИЯ К СУДОВОЖДЕНИЮ И ОРГАНИЗАЦИИ ВАХТЕННОЙ СЛУЖБЫ

Под узкостью понимается водное пространство (проливы, заливы, устья рек, фарватеры и входы в порты), где из-за ограниченности полосы движения плавание судов затруднено и требует принятия особых мер предосторожности.

Перед входом вузкость необходимо:

предупредить вахтенную службу в машине о времени начала прохождения узкости, возможном реверсировании главных двигателей и переводе их в маневренный режим работы, сличить показания судовых часов на мостикеивмашинномотделении;

проверить работу навигационного комплекса, машинного телеграфа, рулевого устройства, звуковой и световой сигнализации, включить РЛС, эхолот и радиотелефон и установить связь с постом, регулирующим движение судоввузкость;

выставить на баке впередсмотрящего и подготовить к отдаче оба носовых якоря;

определить скорость и направление ветра и течения и оценить волнение и колебания уровня воды с учетом прилива;

установить действительную осадку судна, наличие крена и дифферента и фактическую наименьшую глубину узкости и рассчитать допустимую глубину при предстоящем плаваниина мелководнойчастиузкости;

определитьбезопаснуюскоростьдвижения;

увеличить частоту обсерваций и определить место судна перед входом в узкость с использованием наиболее точных и надежных методов навигации на карте наиболее крупного масштаба. При этом следует учитывать, что при определении места судна с помощью спутниковых систем навигации возникают дополнительные ошибки в определении его места из-за неточности нанесения на карты отдельных островов или навигационных опасностей

впринятойсистеме координат;

–185 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

произвести предварительную прокладку, установить направление и величину сноса или дрейфа судна при входе в узкость, рассчитать компасные курсы и подробно изучить наиболее узкие, опасные и мелководные участки, крутые повороты, для которых определить точки начала

иконца поворота с учетом циркуляции судна и течения

ивозможность расхождения со встречными судами. Наметить места якорных стоянок на случай вы-

нужденнойостановки.

Перед входом в узкость необходимо получить информацию от поста управления движением или судоводителей встречных судов, находящихся в узкости, о фактической навигационной обстановке и других обстоятельствах плавания.

Успех прохода узкости находится в прямой зависимости от знания капитаном и его помощниками особенностей судовождения и местных правил плавания в данной узкости, особенностей навигационного оборудования, естественных навигационных ориентиров, обеспечения непрерывного контроля за движением судна. На курс, ведущий в узкость, следует ложиться заблаговременно с тем, чтобы к моменту входа в узкость судно находилось на заданном курсе с максимальной точностью.

Перед входом в узкость необходимо произвести расчет минимально допустимой глубины для плавания в узкости. Отношение глубины Я к осадке судна Т, ниже значения которого оно начинает оказывать влияние на режим движения крупнотоннажного судна, может быть определенопоформуле

(173)

где Св — коэффициент полноты ватерлинии на уровне поверхности воды (0,800—0,866 — для танкеров; 0,750 —для пассажирских лайнеров; 0,7 — дляконтейнеровозов).

Расчеты по формуле (173) показывают, что, например, для груженых танкеров типа «Крым» или «Борис Бутома» при движении на полном ходу глубины менее 90 м уже начинают оказывать влияние на величину скорости хода. Расчет минимально допустимой глубины можнопроизводитьпоформуле

(174)

где Тmax — максимальная осадка судна, м; Тд — запас на неровности дна, м; ТВ — волновой запас, м; ТС — запас на увели-

– 186 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

чение осадки судна на ходу по сравнению с осадкой на стоянке, м; Тк— креновойзапас, м.

Запас на неровности дна ТД на илистом грунте принимают равным 0,04·Т, на песчаных грунтах — 0,05 Т, на скалистых—0,06 Т.

Волновой запас ТВ зависит от высоты, длины волны и осадки судна, а также курса судна относительно фронта волны. Рекомендуется величину волнового запаса приниматьравной0,5—0,6 высотыволны.

Запас на увеличение осадки судна на ходу ТС главным образом зависит от скорости судна v. Увеличение осадки на ходу при движении на мелководье изменяется приблизительно пропорционально квадратускорости. Таким образом, если уменьшить скорость наполовину, то увеличение приращения осадки на ходу уменьшится в 4 раза. Другими факторами, оказывающими влияние на увеличение осадки на ходу, являются коэффициент полноты водоизмещения судна Cw и отношение осадки судна к глубине (T/H) или при ограниченной по ширине узкости или канале фактор закупоривания — отношение погруженной площади миделя судна к площади сечения узкости (канала) S3 = BCT/BH (здесь Вс — ширина судна; В— ширина узкости между берегами или ширина канала). Увеличение осадки на ходу изменяется прямо пропорционально коэффициенту Cw (Cw≈0,800÷÷0,825 — для танкеров; Cw = 0,625 — для пассажирских лайнеров). Поэтому танкеры имеют сравнительно большее увеличение осадки на ходу, чем пассажирские лайнеры. Как показывают исследования, если Cw > 0,7, то возможно увеличение осадки с дифферентом на нос; при Cw< 0,7 — с дифферентом на корму. Когда Cw≈0,7, увеличение осадкиодинаково на нос ина корму.

Рассчитать увеличение осадки на ходу в метрах можно поформуле

(175)

Для открытой воды S3 = T/H. Формула (175) получена на основании анализа 300 случаев увеличения осадки на ходу, некоторые из них измерены на судах, некоторые — намоделях.

На рис. 90 приведены графики максимального увеличения на ходу при различных скоростях хода в каналах и на открытой воде, которые показывают, что увеличе-

– 187 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

рис. 90 Графики максимальных увеличений осадки на ходу при

различных скоростях (Cw — коэффициент полноты водоизмещения судна; штриховая линия — в условиях при S3 = 0,104-0,30; сплошная—для открытой воды при H/T=l,l ÷ 1,2)

ние осадки может достигать у крупнотоннажных судов величины2 миболее.

Запас на крен судна или креновой запас ТК определяется поформуле

(176)

где6 — уголкрена, °.

До входа в узкость необходимо определить границы ходовой полосы (ширины) узкости, исходя из минимально допустимой глубины Ηmin. Глубина опасной изобаты HО.И определяется как сумма Ηmin и поправки на точность H измерения глубины эхолотами. При измерении малых глубин эхолотами основным видом погрешностей измерений глубин становится поправка за базу между вибраторами (таблицы поправок за базу между вибраторами должны быть рассчитаны заранее и укреплены на крышке самописца дляудобства пользования).

Рассчитав глубинуопасной изобаты по формуле

HО.И= Hmin + Н,

находят ее на путевой карте наиболее крупного масштаба и определяют границы узкости. За границы узкости принимают стороны прямоугольника, вписанно-

– 188 –

УПРАВЛЕНИЕ КРУПНОТОННАЖНЫМИ СУДАМИ

полосе, равной Вузк. Эта вероятность согласно нормальному закону и с учетом того, что центр рассеивания траекторий движения судна совпадает с серединой узкости, будет равна:

(177)

где Ф — функция Лапласа или интеграл вероятностей (находится из таблиц); МM — средняя квадратичная погрешность того метода навигации, который используется в данном случае при входе в узкость со стороны моря.

Допустимое значение вероятности Р, определяемое по (177), должно быть больше величины 0,997, т. е. вероятность риска должна быть меньше величины 0,003.

Допустимая погрешность в координатах при плавании вузкостях не должна превышать

(178)

где М'д — допустимая величина средней квадратичной погрешности плавания; М1—средняя квадратичная погрешность положения элементов рельефа дна, указанных на картах. При расстоянии до берега 5 миль M I — (0,03÷0,16) кб; при расстоянии до берега 5—15 миль M I — (0,27÷0,43) кб; М2— погрешности из-за технологии изготовления (генерализации) карт (при масштабе карты 1 :500 000 М2=2,70 кб).

(179)

Расчет величины Мд можнооблегчить, применивдля этогосоответствующиеномограммы.

– 189 –