- •1. Ходовые и тормозные качества судов
- •1.1. Составляющие сопротивления движению судна на спокойной воде
- •1.2. Полное сопротивление воды движению судна
- •1.3. Дополнительное сопротивление движению судна
- •1.4. Мощность силовой установки. Тяга винта
- •1.5. Ходовые характеристики винтовых судов
- •1.6. Тормозные характеристики судов
- •1.7. Торможение с помощью винта
- •Тормозные пути одновинтовых судов
- •1.8. Сокращение тормозного пути
- •2. Управляемость
- •2.1. Понятие управляемости. Силы и моменты, действующие на судно при перекладке руля
- •2.2. Особенности движения судна во время циркуляции
- •2.3. Элементы циркуляции транспортных судов
- •2.4. Влияние на управляемость совместной работы винта и руля.
- •2.5. Особенности управляемости судов, оборудованных врш и подруливающими устройствами
- •2.6 Особенности управляемости многовинтовых судов
- •2.7. Влияние ветра на управляемость судна
- •2.8. Потеря управляемости при ветре
- •2.9. Разворот одновинтового судна при ветре
- •3. Управление судами на стесненных фарватерах, в узкостях, каналах и на реках
- •3.1. Явления, сопровождающие движение судна на мелководье
- •3.2. Гидромеханическое взаимодействие между судами во время расхождения вблизи друг друга
- •3.3. Особенности управления судами в каналах
- •3.4. Обеспечение безопасности плавания в узкостях
- •3.5. Особенности управления судами при плавании на реках
- •3.6. Проводка судов под мостами
- •4. Стоянка судов на якорях и бочках
- •4.1. Держащая сила якорей
- •Значения коэффициентов держащей силы
- •4.2. Общие требования к постановке судна на якорь
- •4.3. Способы постановки на якорь
- •4.4. Съемка с якоря
- •4.5. Постановка судов на бочки
- •5. Швартовные операции
- •5.1. Безаварийный контакт судна с причалом в процессе швартовных операции
- •5.3. Отход судна от причала
- •5.4. Использование буксиров при швартовных операциях
- •5.5. Особенности использования подруливающих устройств при швартовных операциях
- •5.6. Обеспечение безопасности стоянки судов у причалов
- •5.7. Швартовка судов в море
- •6. Обеспечение безопасности плавания
- •6.1. Основные сведения о волнах
- •6.2. Факторы, воздействующие на судно во время шторма
- •6.3. Опрокидывание судов на попутном волнении
- •6.4. Слеминг
- •6.5. Качка судов
- •6.6. Влияние на качку курса и скорости судна
- •6.7. Повороты в условиях шторма
- •7. Буксировка судов
- •7.1. Требования к буксирной линии
- •7.3. Расчет длины стальной буксирной линии
- •7.4. Расчет длины буксирной линии из синтетического каната
- •7.5. Аварийная буксировка
- •Сопротивления буксируемого судна
- •7.6. Крепление буксирного каната
- •7.7. Управление судами во время буксировки
- •8. Снятие судов с мели
- •8.1. Характер сил, действующих на судно, находящееся на мели
- •8.2. Первоочередные меры при посадке судна на мель
- •8.3. Снятие судна с мели собственными силами, средствами
- •8.4. Снятие судна с мели с помощью другого транспортного судна
- •9. Обеспечение безопасности плавания судов во льдах
- •9.1. Организация вахтенной службы и наблюдения за корпусом судна при плавании во льдах
- •9.2. Управление судном в одиночном плавании
- •9.3. Меры предосторожности при плавании вблизи берегов и в условиях ограниченной видимости
- •9.4. Плавание в составе каравана
- •9.5. Выбор скорости движения и дистанции между судами в караване
- •9.6. Управление судном при плавании в канале за ледоколом в припайных, дрейфующих, сплоченных и разреженных льдах
- •9.7. Подготовка к буксировке и управление судном при буксировке ледоколом
- •9.8. Управление судном при околках ледоколом
- •9.9. Плавание в караване при ограниченной видимости
6.2. Факторы, воздействующие на судно во время шторма
Во время шторма на судно воздействуют ветер и волнение. Ветер вызывает дрейф и крен судна, увеличивает сопротивление движению. Под воздействием сильного ветра суда теряют управляемость и оказываются выброшенными на прибрежные скалы, рифы, мели. Волнение моря вызывает качку, во время которого судно испытывает удары волн, чрезмерные напряжения в корпусе судна, заливание палуб, попадание воды во внутренние помещения. Вызванные качкой инерционные силы являются причиной смещения грузов, сдвига с фундаментов механизмов и судовых устройств. В отдельных случаях бортовая качка приводит к опрокидыванию судов.
Особенно опасным является воздействие на судно ветра и волнения, когда направление накренения судна совпадает с направлением давления ветра на его надводную поверхность. Поэтому к судам предъявляется требование, чтобы при качке динамический кренящий момент от давления ветра Mω не превышал опрокидывающего момента Mt при данном водоизмещении судна, т. е. выполнялось условие (критерий погоды) K=Mt/Mω>l. На транспортных судах это требование обеспечивается путем правильной загрузки и балластировки судна. Момент Mω рассчитывают по методике, изложенной в Правилах Регистра СССР. Для типовых случаев загрузки значения Мω, Mt содержатся в Информации капитану по остойчивости судна. Однако удовлетворение требованиям критерия погоды не уменьшает бортовой качки, не исключает других ее вредных последствий, в том числе опрокидывания судна в условиях особо жестокого шторма.
Не менее опасные последствия имеет килевая качка. При плавании в разрез волне ухудшается гидродинамический режим работы двигателей, возрастают нагрузки на валопровод, существенно снижается скорость, наблюдается слеминг и даже переламывание судов. На попутном волнении не редки случаи потери остойчивости и опрокидывания.
Безопасность плавания в штормовых условиях во многом зависит от искусства судоводителей в управлении судном. Для этого они должны знать физические закономерности качки и ее вредные последствия.
6.3. Опрокидывание судов на попутном волнении
Опрокидывание судна на попутном волнении является результатом воздействия на него волн и ветра в условиях, когда у судна резко уменьшается восстанавливающий момент и оно теряет курсовую устойчивость. Такие условия возникают, когда скорость бега волн близка к скорости судна, а длина судна примерно равна длине волны.
Рассмотрим изменение метацентрической высоты при положении судна на гребне волны. С этой целью формулу метацентрической высоты удобно записать в виде
h = Zc + ρ — Zg,
г
Рис.
6.3. Схема постановки судна на
гребень волны:
1
— действующая ватерлиния на
спокойной воде; 2
— действующая
ватерлиния на гребне волны
Zc— аппликата центра величины;
ρ — метацентрический радиус;
Zg— аппликата центр а тяжести судна.
Из данной формулы следует, что изменение метацентрической высоты происходит в соответствии с зависимостью
Δh = ΔZc + Δ ρ - ΔZg,
При статической постановке судна на гребень волны положение центра тяжести не меняется (Zg=0). Приращение аппликаты центра величины ΔZc всегда положительно, так как вышедшие из воды объемы оконечностей судна компенсируются погружением в воду объемов его цилиндрической части (рис. 6.3). Метацентрический радиус характеризует влияние поперечных размеров судна на метацентрическую высоту и пропорционален моменту инерции площади действующей ватерлинии относительно продольной оси. Как видно из рис. 6.3, на гребне волны за счет развала бортов площадь действующей ватерлинии в оконечностях судна сокращается и, следовательно, уменьшается метацентрический радиус. Таким образом, изменение метацентрической высоты происходиn за счет совместного изменения ΔZc и Δρ. На гребне волны метацентрическая высота уменьшается вплоть до отрицательных значений, и тогда судно теряет начальную остойчивость, а его крен достигает значительной величины. Положение усугубляется еще тем, что с выходом из воды винторулевой группы судно становится неуправляемым. Если в этот момент под влиянием ветра и волнения судно быстро развертывается лагом к волне, то может наступить опрокидывание. Опасность опрокидывания тем вероятнее, чем дольше судно находится в неблагополучных условиях и, следовательно, чем ближе скорость судна к скорости бега волн.
Это относится и к тем случаям, когда курс судна не располагается под некоторым углом к волне. Установлено, что курсовой угол волны, при котором возможно уменьшение метацентрической высоты, находится в пределах 45°, а опасными размерами волны считаются такие, при которых она располагает свой профиль на 60—80% длины судна.
Рис.
6.4. Диаграмма опасных скоростей
судна и курсовых углов волн
на попутном волнении: φ
— курсовой
угол направления бега волн;
L
— длина судна, м; v
—
скорость,
уз
На рис. 6.4 представлена диаграмма для выбора скоростей хода и курсовых углов волнения, исключающих постановку судна на волну опасной длины.