Предисловие

«Обеспечение навигационной безопасности плавания» являются теоретической базой для решения ряда специальных задач: навигации, лоции, мореходной астрономии, автоматизации судовождения применительно к обеспечению безопасного плавания и промысла в различных условиях. Данный курс предполагает углубленное изучение теоретических основ выбора пути и определения места судна, а также знакомство с некоторыми общими подходами к решению наиболее важных штурманских задач.

Изложение материала базируется на изученных ранее вопросах судовождения в некоторых дисциплинах подготовки бакалавра судовождения. К таким дисциплинам относятся: "Навигация и лоция"[3, 9, 22, 26, 46], "Мореходная астрономия"[13, 25], "Морское и рыболовное право"[2, 5, 16, 17, 37, 44], "Управление судном"[12, 20, 40, 47, 48, 49], "Электро и радионавигационные приборы"[6, 38, 42] и др. Базой данной учебной дисциплины являются знания, полученные при освоении учебных курсов квалификационного уровня специалист судовождения: "Морские перевозки и тактика промысла", "Теория и практика управления судном", Математическая статистика и теоретические основы судовождения".

В конспект включен минимальный круг вопросов, предусмотренный программой курса по следующим разделам: «Геометрия земного сфероида на плоскости», «Требования к точности судовождения», «Навигационное обеспечение промысла», «Оценка вероятности безаварийной работы судов». Данные конспекта не заменяют существующих учебников по навигационной безопасности [1, 7, 10, 24, ], промысловой навигации [27, 28, 30, 39, 45, 50],монографий [2, 4, 8, 11, 14, ]и других навигационных пособий, а лишь служат дополнительным пособием, в котором предложены другие способы доказательства ряда формул и материал изложен более кратко.

С целью сокращения объема пособия в нем не приводятся числовые примеры решения задач. Они подробно рассмотрены в задачнике по навигации и лоции и в названных выше учебниках.

1. Навигационное обеспечение тралового лова

1. 1 Промысловая навигация

1.1.1 Предмет промысловой навигации

Развитие науки на современном этапе характеризуется, с одной стороны, интеграцией наук (их взаимным проникновением), а с другой — дифференциацией, как отраслей знаний, так и каждой отрасли.

Дифференциация науки судовождения связана в значительной мере с тем, что методы вождения отдельного судна или группы судов определяются не только навигационной и гидрометеорологической обстановкой в районе плавания, но и задачей плавания, обусловленной в общем случае назначением судна.

Так, например, необходимость решения задач тактики морского боя, совершенствование боевых кораблей и их вооружения привели к становлению и развитию как самостоятельной научной дисциплины тактической навигации, на основе которой впоследствии сформировалась дисциплина «маневрирование». Основной прикладной задачей этой научной дисциплины является достижение наивыгоднейшего положения относительно объекта маневра при одновременном сохранении наибольшей безопасности собственного движения маневрирующего корабля.

Развитие активного морского рыболовства, гидроакустической техники, необходимость облова небольших по протяженности и подвижных косяков рыбы, освоение промысловых районов, стесненных опасностями для орудий лова поставили такие задачи тактики промысла, которые могли быть решены только на основе использования достоверной гидроакустической информации о положении относительно судна облавливаемого косяка, орудия лова, подводных опасностей и изучения динамики сложной системы судно — орудие лова. Так возникла дисциплина «Промысловая навигация».

Предметом промысловой навигации как научной дисциплины является разработка способов маневрирования добывающего судна, обеспечивающих наведение орудия лова на облавливаемый косяк рыбы (или обмет косяка). Эти способы базируются на использовании гидроакустической информации о положении относительно судна орудия лова, косяка рыбы и подводных опасностей, а также на изучение динамики системы судно — орудие лова[30, 35, 39].

Навигация и промысловая навигация имеют хотя и во многом схожие, но принципиально различные теоретические основы. Закономерности, на основе которых разрабатываются способы промысловой навигации, устанавливаются по результатам исследований динамики системы судно — орудие лова и существенно отличаются от законов перемещения судна относительно поверхности земли в свободном плавании, лежащих в основе решения задач навигации.

Одна из наиболее сложных задач промысловой навигации сводится к разработке способов маневрирования судна, обеспечивающих наведение буксируемого им трала на локальный подвижной косяк. Если косяк рыбы располагается в толще воды, то задача наведения трала на такой косяк является пространственной. Учитывая, что в процессе непосредственного наведения трала на косяк пелагических рыб глубина хода трала изменяется в ограниченных пределах, эту задачу можно разделить на две независимые: наведение трала на косяк в плоскости горизонта (в плане) и наведение трала на косяк в вертикальной плоскости (по глубине). Решение первой задачи требует маневров курсом судна, а второй — скоростью судна.

Промысловая навигация полностью решает задачу наведения трала на косяк в плоскости горизонта, требующую маневрирования курсом судна. Задача же наведения трала на косяк в вертикальной плоскости решается не только маневрированием скорости судна, но и изменением длины вытравленных ваеров, а также созданием заглубляющей или подъемной силы с помощью управляемой гидродинамической оснастки трала. Поэтому здесь промысловая навигация объединяется с техникой промышленного рыболовства, отдавая ей пальму первенства.

С точки зрения кинематики задача наведения трала на локальный подвижный косяк в плоскости горизонта (в плане) сводится к определению координат точки встречи цели — центра плоскости косяка — с буксируемым судном тралом. Такая задача, как известно, может быть решена, если заданы траектории и уравнения движения трала и косяка. Расчетные методы наведения трала на косяк рыбы или обмета его кошельковым неводом требуют использования достаточно точной гидроакустической информации. Такая информация может быть получена только с помощью современных рыбопоисковых гидроакустических станций, обладающих высокой разрешающей способностью и обеспечивающих возможность выделения центра плотности — ядра косяка.

Быстротечность процессов прицельного облова локальных подвижных косяков разноглубинным тралом и кошельковым неводом не позволяет достаточно успешно осуществлять расчеты маневрирования «вручную». Как показала практика, применение для этой цели специальных таблиц, номограмм, планшетов во многих случаях не дает должного эффекта. Все это заставляет уделять особое внимание аналитическим методам решения задач промысловой навигации, которые могут быть реализованы с помощью вычислительной техники, и составляют математическую основу автоматизации процессов маневрирования судов с орудиями лова.

В настоящее время разрабатываются и внедряются на добывающих судах автоматизированные информационно-управляющие промыслово-навигационные комплексы, обеспечивающие полуавтоматическое решение задач замета кошелькового невода, наведения разноглубинного трала на косяк рыбы в плоскости горизонта и автоматическое решение задачи наведения трала на косяк в вертикальной плоскости (по глубине).

Практическое значение промысловой навигации, ее роль в повышении эффективности активных методов лова будет непрерывно возрастать по мере развития и внедрения на добывающих судах средств вычислительной техники и автоматизации, рыбопоисковых гидроакустических станций, обеспечивающих работу в режиме «маневрирование», и других датчиков промыслово-навигационной информации.