- •Министерство аграрной политики Украины Керченский государственный морской технологический университет
- •7.100301 «Судовождение» Керчь
- •Автор: Пазынич г.И. К.Т.Н. Доцент кафедры «Судовождение» Керченского государственного морского технологического университета
- •Содержание
- •Раздел 1. Безопасное плавание судна в шторм 6
- •Раздел 3. Циркуляция судна и определение её элементов 58
- •Раздел 4. Определение инерционно-тормозных характеристик
- •Раздел 5. Теория и практика управления судном в особых
- •Раздел 6. Теория и практика управления судном при плавании
- •Раздел 7. Управление судами при плавании по системам
- •1. Введение
- •1. Безопасное плавание судна в шторм.
- •Опасность плавания в шторм
- •Подготовка к плаванию в шторм.
- •1.3 Волнение моря и его элементы
- •1.Определение длины волны
- •1.4 Определение длины волны
- •1.5 Определение условий резонансной и близрезонансной качки
- •1.6.2 Определение длины волны
- •1.7. Зона пониженной остойчивости (зпо)
- •Явление слеминга
- •1.9 Оценка качки судна на волнении с помощью мт-2000.
- •1.10. Волнение на мелководье
- •1.11. Скорость и управляемость на волнении
- •Повороты судна на волнении
- •Плавание судов на мелководье и в районах со стесненными условиями
- •2.1. Сопротивление воды движению судна
- •2.2. Влияние условий плавания на сопротивление
- •Расчеты проседания судна на мелководье
- •Особенности маневрирования на мелководье и в узкости.
- •Оптимальная посадка судна
- •2.6. Силы, действующие на груз.
- •2.8 Расчет найтовов для крепления груза
- •2.9 Подкрепление палубы
- •Для практики можно считать, что давление на 1м бимса равняется давлению на 1м2, т.К. Шпация меньше 1м.
- •3.1 Общие требования
- •3.2 Построение кривых циркуляции расчетным путем. Центр тяжести судна с отклоненным рулем перемещается на траектории, которая называется циркуляцией. При этом различают три ее этапа:
- •Результаты расчетов сводятся в таблицу
- •3.3 Использование кривых циркуляции
- •Определение инерционно-тормозных характеристик судна.
- •4.1 Требования международных документов
- •4.2 Основные зависимости расчетного метода.
- •4.3 Расчеты торможения
- •4.4 Расчетно-графический метод определения элементов торможения.
- •4.5. Расчетно-экспериментальный метод определения характеристик торможения
- •Торможение с реверсированием двигателя
- •4.6. Учет маневренных характеристик при различных условиях плавания
- •Раздел 5
- •5.1.Теория и практика управления судном при плавании в условиях ограниченной видимости.
- •5.2. Особенности управления судами при плавании в стесненных водах
- •5.3 Особенности управления судном при швартовых и грузовых операциях в открытом море
- •Информация капитана принимающего судна должна содержать следующие сведения:
- •Информация капитана швартующегося или становящегося на бакштов судна должна содержать следующие сведения:
- •5.3.2 Сигналы, подаваемые судном при подходе и отходе:
- •5.3.3 Подготовка судна к швартовым операциям.
- •Подход, швартовка и отход от судна, имеющего ход относительно воды.
- •Подход, швартовка и отход от судна, находящегося в дрейфе.
- •Подход, швартовка и отход от судна, стоящего на якоре.
- •Проверочный лист подготовки судна к швартовным операциям в море
- •5.3.4. Грузовые операции при помощи грузовых стрел.
- •Меры предосторожности.
- •Проверочный лист подготовки судна к производству грузовых операций в море
- •Раздел 6
- •При плавании во льдах.
- •. Общая характеристика ледового плавания.
- •Краткая характеристика ледового покрытия морей и океанов.
- •6.3. Теория и практика подготовки к плаванию во льдах.
- •Управление судами при плавании во льдах
- •Особенности швартовки, грузовых операций и промысловой работы во льдах
- •6.4.1 Особенности швартовных операций во льдах.
- •6.4.2. Грузовые операции во льдах.
- •6.4.3. Особенности ведения промысла во льдах.
- •Раздел 7
- •7.2 Системы управления движением судов (судс)
- •7.3 Лоцманская служба
- •Заключение
- •Список использованной литературы
- •© Пазынич Георгий Иванович
- •Кузьмин Владимир Дмитриевич
- •Учебное пособие.
- •Теория и практика управления судном
Раздел 5
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ
5.1.Теория и практика управления судном при плавании в условиях ограниченной видимости.
Это плавание регламентируется следующими международными документами: [10,11,12,13,14,15,]
- Solas;
- ПДМНВ;
- МКУБ;
- МППСС – 72;
- Марпол;
- отдельные специальные резолюции IMO.
Национальные документы: [8,17,22,30]
- КТМУ;
- устав флота;
- РШСУ – 98;
- НШСР -86.
Особенности плавания при ограниченной видимости определяются причинами и интенсивностью этого явления: туман, снег, ливень, буран, испарение моря , дымка …
Специальная таблица МТ – 2000 [16]рассматривает градацию видимости по девятибалльной шкале.
Количественная оценка ограниченной видимости 2 или 3 мили по законам разных стран требует ее четкого измерения величиной Dрлс до судов, которые появляются из тумана или скрываются в нем
Судно считается плавающим в условиях ограниченной видимости (тумане) даже находясь на расстоянии двух миль от места распространения тумана. Очень важным для безопасного плавания является своевременное определение момента наступления условий плохой видимости и принятия мер по подготовки судна и экипажа к плаванию в таких условиях.
Не менее важным является также способность экипажа перестраивать свою работу на изменяющиеся условия плавания. Это достигается за счёт грамотно составленного расписания функциональных обязанностей каждого члена вахты применительно к новым условиям плавания с учётом их опыта работы.
Сложность плавания в тумане определена необходимостью качественного наблюдения, применением специальных методов судовождения. Особенность такого плавания:
- чрезмерная занятость судоводителя по выполнению функций безопасности мореплавания по результатам эргономических исследований.
- трудность оценки ситуации и выбора МБР несмотря на развитие технических средств судовождения.
- международный характер проблем направления особенно в тумане;.
- требования ведомственных документов, уточняющие и чаще ужесточающие количественные показатели маневрирования по сравнению с международными требованиями.
Вся штурманская работа при плавании судна в ограниченной видимости сведется к оценке навигационных безопасностей на основе применения обычных и специальных навигационных методов.
В зависимости от реально случившейся ситуации постоянно контролируется безопасность плавания относительно навигационных опасностей, встречных судов и т.д. Если хотя бы по одному из анализируемых показателей безопасность плавания не обеспечивается, то переходят к выбору маневра для предотвращения опасности.
Особенными принципиальными требованиями безопасности плавания в тумане следует считать систему мероприятий, обеспечивающую готовность судна к чрезвычайным ситуациям.
Плавание в условиях ограниченной видимости, несмотря на наличие на судне современных технических средств навигации, развитие методов судовождения, представляет значительные трудности. При входе в зону ограниченной видимости судоводитель должен выполнить ряд обязательных мероприятий предусмотренных международными (МППСС-72) [15] и отечественными (Устав, НШСР-79) [8;17;22;30] документами.
Наиболее полно безопасность плавания в особых условиях достигается лишь в том случае, когда вахтенная служба хорошо знает навигационные и гидрометеорологические особенности района плавания. В этой связи изучение таких особенностей должно производиться заблаговременно и достаточно тщательно, с использованием всех имеющихся на судне источников информации и так же личного опыта судоводителей ранее плававших в этом районе. Изучение особенностей района применительно к плаванию в условиях ограниченной видимости может привести даже к изменению первоначально намеченного маршрута, если это необходимо для повышения безопасности.
Не меньшее значение для знания предстоящих условий плавания имеет также приём и анализ прогноза о них в ближайшем будущем. Зная о месте и времени наступления условий плавания при плохой видимости можно заблаговременно, без лишних затрат и спешки подготовить судно и экипаж, чтобы переход на новую систему управления судном происходил плавно и безболезненно. Надёжный прогноз о наступлении плохой видимости поможет, если это необходимо при длительном плавании, даже правильный отдых и подготовку к несению усиленной вахты отдельных членов экипажа, в первую очередь вахтенных офицеров.
При получении прогноза о возможном ухудшении видимости по маршруту следования судна капитан вправе потребовать и поручить всему штурманскому составу не только изучение особенностей района плавания, но и дополнительную подготовку навигационных карт и пособий для такого плавания. Эта подготовка окажется просто крайне необходимой, если было принято решение об изменениях первоначально намеченного маршрута в связи с ухудшением видимости. При любой подготовке особое внимание обращается на возможности использования технических средств судовождения, которые наиболее эффективны в условиях плохой видимости.
Подготовка судна и основные требования к плаванию в тумане на каждом судне регламентируется соответственно с процедурами (check list должен обеспечить грамотный, всесторонний и своевременный контроль проведения мероприятий до начала плавания в тумане).
Неотъемлемыми мерами по обеспечению безопасности мореплавания в ограниченной видимости, является использование технических средств навигации, сигнализации и связи. Залогом успешного плавания в таких условиях следует считать заблаговременную подготовку, выверку и определение поправок всех ТСН и в первую очередь - РЛС. При ограниченной видимости судно с неисправной РЛС не должно входить в группу судов, а если уже находится в такой группе, то принимаются все меры предосторожности и выход из неё.
Мероприятия для check list отражены в РШСУ[22] и НШСР[17] и должны включать:
- ОМС;
- включение РЛС;
- подача туманных сигналов;
- выбор безопасной скорости;
- инструкция впередсмотрящему и связь с ним;
- ручное управление рулем;
- согласование времени мостика МКО;
- ходовые огни;
- вызов капитана на мостик;
- решение задач МБР на планшете;
- отметка на курсограмме;
- переход на 16 канал УКВ;
- перевод СЭУ в маневренный режим;
- предупреждение вахт в МКО;
- запись в судовом журнале;
При плавании особое внимание уделяют контролю места судна с учетом предельных ошибок и площади рассеивания МС, обязательно использование различных способов ОМС, (МКУБ) [14], использование эхолота.
При сомнениях необходимо либо лечь в дрейф или встать на якорь. Обычно рекомендуется двойной или тройной контроль места при поворотах.
Вопросы использования РЛС, а также особенности несения вахты рассмотрены в разделе IY НШСР[17] по направлениям: работа ВПК, качество РЛС и наблюдения с необходимыми значениями перед их началом, учет при наблюдении недостатков и особенностей РЛС.
При использовании РЛС могут применяться различные методы проводки судна (штурманский и лоцманский и их сочетание).
Лоцманский метод построен на глазомерной оценке при глубоком знании особенностей района плавания. Ценен оперативностью, решением задач без отрыва от наблюдения , оценкой тенденций движении.
Большую и сложную проблему безопасного плавания в тумане предоставляет выбор безопасной скорости судна.
Скорость должна быть безопасной для принятия надлежащих действий для ППС и остановки на расстоянии, требуемом обстоятельствами и условиями.
При этом судно должно хорошо управляться , но без чрезмерной скорости для погашения инерции, т.к. это труднее, чем развить ход и теряется управляемость на заднем ходу.
Vmin < Vбезопас < (Vманевр, Vпсс, Vпр, Vнвигац, Vгд)
Vман – скорость маневренного режима;
Vпр – предельная скорость судна относительно: грунта по местным правилам;
Vпсс –;безопасное предупреждение столкновений;
Vнавиг - безопасная в навигационном отношении;
Vгд – безопасная гидродинамическая скорость.
Информация по требованиям IMO позволяет выбрать скорость с учетом управляемости судна под воздействием ветра. При плавании в течении V(min)Т > 5 Vтеч.
SV < Dобнаруж – LB – DB – Sp SV
SV - максимально допустимый тормозной путь;
DB – дистанция до объекта;
LB – расстояние от мостика до носа судна;
Sp – путь за время реакции судоводителя.
Как гласит МППСС-72[15] каждое судно должно всегда следовать с безопасной скоростью, с тем, чтобы оно могло предпринять надлежащее и эффективное действие для предупреждения столкновения и могло быть остановлено в пределах расстояния, требуемого при существующих обстоятельствах и условиях.
Скорость судна в стесненных водах должна быть такой, чтобы судно надежно управлялось и могло бы в случае необходимости вовремя погасить инерцию. Не следует развивать скорость больше, чем позволяют обстоятельства. На крупнотоннажном судне увеличить скорость легче, чем погасить, а при работе машины на задний ход контроль над движением судна ухудшается или может быть потерян совсем. Безопасная скорость Vб выбирается в пределах:
Vmin < Vб < (Vман, Vпр, Vпсс, Vнав, Vгд)
где Vmin – минимальное значение скорости, при которой сохраняется управляемость судна при данном варианте загрузки и сложившихся гидрометеорологических условиях; Vман – скорость полного переднего хода в маневренном режиме (заблаговременный переход с ходового на маневренный режим работы СЭУ должен выполняться еще при подходе к району со стесненными условиями плавания); Vпр – предельная скорость движения судна относительно грунта, регламентируемая местными правилами плавания или обязательными постановлениями по портам; Vпсс – скорость судна, безопасная в отношении предупреждения столкновений; Vнав – скорость, безопасная в навигационном отношении; Vгд – скорость, безопасная в гидродинамическом отношении.
Имеющаяся на судах информация о маневренных элементах судна (по форме ИМО) позволяет оценить условия потери управляемости от ветра и, задаваясь скоростью и курсовыми углами кажущегося ветра, установить нижний предел скорости Vmin при которой судно сохранит управляемость. Следует иметь в виду, что управляемость судна под воздействием ветра резко ухудшается при уменьшении скорости, при плавании в балласте с малой осадкой, высоким надводным бортом и, в особенности, когда часть гребного винта и пера руля оказываются над водой. Управляемость ухудшается при плавании на попутном течении и при неравномерном воздействии свального течения на корпус, вызывающем быстрый разворот судна поперек фарватера. Минимальная безопасная скорость при плавании на течении:
(Vmin)т 5Vт.
Если судно при сильном ветре и/или течении для сохранения надежной управляемости вынуждено иметь чрезмерно высокую скорость, то благоразумнее отказаться от прохода через стесненный рейд до улучшения гидрометеорологических условий либо воспользоваться помощью буксиров.
С точки зрения предупреждения столкновений судов, безопасная скорость устанавливается на основе Правила 6 МППСС-72 и принципа, основанного на том, что при внезапном обнаружении цели на близких дистанциях (>5миль, когда не остаётся времени для определения элементов движения цели и полной оценки ситуации) судно при данной безопасной скорости должно остановиться в пределах половины дальности уверенного обнаружения:
,
где Sр – расстояние, которое пройдёт судно за время реакции судоводителя(от момента осознания ситуации до подачи команды); Dб – дистанция до встречного судна после полной остановки судна которую можно считать безопасной; Sт – максимальное допустимое значение тормозного пути, по которому из графиков активного торможения судна выбирается значение безопасной скорости.
При оценке безопасной скорости согласно МППСС-72 [15.Правило 6] необходимо учитывать:
- метеорологическую видимость (минимальное значение);
- проблемы визуального обнаружения встречного судна (фон освещения от береговых огней, затрудненность обнаружения малого судна на фоне моря при большой высоте глаза наблюдателя, возможность встречи с малыми судами без огней и др.);
- надежную дальность радиолокационного обнаружения целей (в том числе судов, выходящих из-за поворота, высокого мыса, острова, из узкого прохода между островами);
- ограничения, связанные с применяемыми методами обработки радиолокационной информации, квалификацией и опытностью наблюдателя у РЛС, требуемым темпом и сложностью обработки информации;
- наличие, характер, плотность и интенсивность движения судов;
- осадку и маневренные характеристики судна: при плавании в стесненных условиях возможности отворота обычно ограничены (особенно для «судна, стесненного своей осадкой»), поэтому при неожиданной встрече другого судна или осложнении обстановки важно иметь возможность быстро остановить движение.
Для обеспечения навигационной безопасности при выборе безопасной скорости учитывается еще более широкий спектр факторов, связанных с навигационно-гидрографическими и гидрометеорологическими условиями плавания, в него входят:
- применяемые методы контроля за местоположением и движением судна, их точность, дискретность, продолжительность операций контроля;
- степень стесненности и извилистости фарватера, характер и близость навигационных опасностей;
- степень совокупного воздействия внешних факторов (в особенности ветра и течения) на точность стабилизации судна на ЛЗП;
- надежность имеющейся информации о глубинах и точность учета колебаний уровня моря;
- дальность надежного обнаружения потенциальных навигационных опасностей (или ограждающих их СНО) с учетом организации наблюдения и гидрометеофакторов:
,
где Sv – максимально допустимое значение тормозного пути, на основе которого по графикам активного торможения судна выбирается значение безопасной скорости; Lб – расстояние от точки наблюдения (мостика) до носовой оконечности судна.
При уклонении от опасности не торможением, а отворотом элементы циркуляции судна мало зависят от начальной скорости в довольно широком диапазоне скоростей, поэтому предыдущую формулу рекомендуется использовать в виде:
,
где Sp – путь, проходимый судном за время реакции судоводителя tр; Sотв – запас пространства для отворота, оцениваемый по диаграмме циркуляции судна; при уклонении от протяженной опасности Sотв принимают равной выдвигу.
Реально оценивая tр, можно выбрать безопасную скорость: чем меньше скорость судна, тем больше запас времени на оценку ситуации и принятие правильного решения.
Гидродинамические эффекты в наибольшей степени проявляются на мелководье при отношении глубины к осадке судна Н/Т < 1,2 и при отношении ширины канала к осадке судна W/В < 6 и резко усиливаются с увеличением скорости судна. Уменьшение скорости ослабляет эффект гидродинамического взаимодействия.
Скорость судна должна быть меньше критической, при которой образуется спутная волна:
.
Уменьшая скорость, можно уменьшить проседание судна на мелководье т.е. снизить степень риска касания грунта на малых глубинах. Наконец при снижении скорости уменьшается степень гидродинамического взаимодействия между судами (при расхождениях и обгонах), между судном и стенкой канала (включая зарыскивание судна от мелководной банки или бровки канала на глубокую воду), а также эффекты волнообразования (например, при проходе мимо доков, стоящих у причала судов). [6;7:26;28]
Выбранная на основе принципа безопасная скорость судна является основой для дальнейших предварительных расчетов и планирования плавания судна в стесненных водах. Однако Vб не является постоянной величиной и должна корректироваться при изменении обстоятельств плавания. Так, обнаружение встречного судна, следующего не по своей стороне фарватера, требует соответствующего уменьшения безопасной скорости.
Следование с чрезмерной скоростью в стесненных водах во многих случаях было первопричиной навигационных аварий. Превышение скорости, позднее обнаружение, запоздалые действия – понятия взаимосвязанные. При высокой динамике развития ситуации снижение скорости увеличивает резерв времени на оценку ситуации, а предпринимаемые действия оказываются более эффективными. Снижение скорости на сложных участках и в районах интенсивного судоходства (особенно ночью) уменьшает нагрузку на наблюдателей и судоводителей.
