Навигация и лоция СПГУВК-2004. Дмитриев В. И., Григорян в л., Катенин В. А
 Скачать 24.68 Mb.
|
|
Если принятые меры предосторожности не обес- печивают безопасное плавание судна, следует стать на якорь или лечь в дрейф. 30.2 Подход к берегу в условиях ограниченной видимости При плавании в условиях малой видимости вблизи берегов необходимо применять методы судовождения, основанные на ком- плексном использовании визуальных методов, РЛС, эхолота, звуко- сигнальных средств, навигационного ограждения, радиопе- ленгаторных станций. При подходе к берегу в условиях ограниченной видимости необходимо: • выполнить все мероприятия, которые производятся при пла- вании в малую видимость; • при плавании в прибрежной зоне курсы судна следует про- кладывать так, чтобы минимальные расстояния до навигаци- онных опасностей превышали РСКП счислимого места на подходе к этим опасностям не менее чем в три—пять раз; Глава 30. Плавание в условиях ограниченной видимости 449 • курсы судна следует выбирать так, чтобы линии путей не приближались к берегу ближе назначенной ограждающей изобаты; • определять место судна всеми доступными способами и оце- нивать их РСКП; • назначить курс подхода, перпендикулярный линии берега; • соблюдать все меры предосторожности при плавании в узко- стях и прибрежных районах; • непрерывно измерять глубину под килем и сравнивать ее с глубинами с карты; • с максимальной точностью учитывать влияние дрейфа и те- чения. 30.3 Выбор морских путей с учетом гидрометеорологических условий При выборе морских путей необходимо учитывать гидроме- теорологические условия, которые в соответствии с учетом мореход- ных качеств и скорости хода судна могут создать благоприятные ус- ловия для плавания. Особо важными гидрометеорологическими условиями, спо- собными оказать влияние на условия плавания, являются средняя сила и преобладающее направление ветра и волнения, повторяемость штормов и туманов, направления и скорость течений, ледовые усло- вия. При выборе морских путей следует определить оптимальные гидрометеорологические условия, которые обеспечат наименьшую потерю скорости судна за счет волнения, ветра и течения. Выбор морского пути судна следует осуществлять на основе прогноза повторяемости штормов, видимости и туманов, а также ле- довых условий. При этом следует учитывать, что чем больше забла- говременность прогноза, тем меньше его достоверность. Поэтому целесообразно выбор морских путей производить на основе кратко- срочных прогнозов, имеющих значительно большую оправдывае- мость. 450 Раздел 8. Методы навигации в особых условиях плавания Глава 31 ПЛАВАНИЕ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ И ВО ЛЬДАХ 31.1 Навигационные условия плавания в высоких широтах К району высоких широт относится Северный Ледовитый океан и прилегающие к нему моря Арктического бассейна, располо- женные севернее параллели 70°. Навигационные условия плавания в высоких широтах определяются географическими условиями. Для высокоширотных районов характерно наличие полярного дня и по- лярной ночи длительностью до полугода. Малые высоты Солнца и продолжительное его отсутствие над горизонтом определяют суро- вость климата, постоянные отрицательные температуры воздуха и воды в поверхностном слое и, как результат, наличие мощного ледя- ного покрова. Многолетний паковый лед может достигать толщины 20 м, а плавающие айсберги могут иметь осадку до 100 м. Ледяной покров и плавающие айсберги находятся в постоянном движении под воздействием ветров и течений. Наличие мощного ледового покрова определяет сезонность навигации в данном районе, ограничивает мо- реплавание. До недавнего времени тяжелые паковые льды для судов считались непроходимыми. Поход отечественного ледокола "Аркти- ка" к Северному полюсу в августе 1977 г. доказал возможность и перспективу освоения этого района. Высокие широты доступны для плавания ледоколов с ядерными энергетическими установками. Ледовые условия существенно затрудняют плавание судов и увеличивают опасность столкновения с айсбергами. Для высоких широт характерно наличие частых туманов, сплошной многоярусной облачности, что затрудняет наблюдение ледовой и надводной обстановки и значительно ограничивает воз- можности определения координат места судна по небесным свети- лам. Глава 31. Плавание в высоких широтах и во льдах 451 Недостаточная изученность рельефа дна, течений, ледовых образований, магнитного склонения и других геофизических элемен- тов делает условия плавания в высоких широтах исключительно сложными. Высокие широты — район недостаточно оборудованный бе- реговыми средствами навигационного оборудования. Наличие по- лярных сияний и магнитных бурь вносит помехи в работу радиона- вигационных систем, средств связи и магнитных курсоуказателей. Географические и геофизические факторы определяют не- возможность использования при плавании в широтах более 85° тра- диционных навигационных средств и методов. С увеличением широты уменьшается направляющий момент гирокомпаса, вызываемый полезной составляющей суточного вра- щения Земли: п cos sin , ω = ω ϕ α где ω — угловая скорость вращения Земли; ϕ — географическая ши- рота места судна; α — отклонение главной оси гирокомпаса от ме- ридиана. В широтах около 87° направляющий момент настолько мал, что гирокомпас перестает быть курсоуказателем. Кроме того, с уве- личением широты у гирокомпасов возрастают почти все методиче- ские и инерционные погрешности. С увеличением географической широты уменьшается гори- зонтальная составляющая магнитного поля Земли cos , H T J = где Т — напряженность магнитного поля; J — магнитная широта. Следовательно, уменьшается и направляющая сила магнит- ного компаса λH. На магнитном полюсе при J = 90° картушка маг- нитного компаса занимает относительно меридиана безразличное положение. Для пояса широт более 85° невозможно создание карт в пря- мой равноугольной цилиндрической проекции Меркатора, поскольку с увеличением широты беспредельно увеличивается частный мас- штаб карты: ГП ГП cos , cos M M ϕ = ϕ 452 Раздел 8. Методы навигации в особых условиях плавания где М ГП — масштаб по главной параллели; ϕ ГП — широта главной параллели. Действительно, при ϕ = 90° cos ϕ = 0 и М = ∞. При ϕ > 85° неудобна и сама географическая система коор- динат, так как незначительная погрешность в пройденном расстоя- нии (отшествии) вызывает значительную погрешность в определяе- мой долготе. Действительно, дифференцируя формулу аналитиче- ского счисления для расчета долготы и переходя к конечным прира- щениям, получим: ( ) ср w sec , ∆ ∆λ = ∆ ϕ или ( ) ср sin sec S ИК ∆ ∆λ = ∆ ϕ При ϕ = 90° ∆(∆λ) приближается к бесконечности. Таким образом, высокие широты не только усложняют усло- вия плавания, но и ставят перед судовождением проблему в части определения средств и методов навигации. Эта проблема успешно решается созданием навигационных систем и комплексов, обеспечи- вающих как курсоуказание, так и счисление в высоких широтах, а также наблюдение за ледовой обстановкой. Решена проблема выбора картографических проекций для прокладки пути судна в высоких широтах, в том числе и в приполярных районах. Для курсоуказания и счисления пути судна в приполюсных районах применяются гироазимуты и инерциальные навигационные системы, ориентированные в системе квазигеографических коорди- нат, а также системы электронной картографии, решающие задачу счисления в этой же системе координат. Для ведения графической прокладки в высоких широтах ис- пользуются карты равноугольной поперечной цилиндрической про- екции Меркатора, а для отдельных расчетов — карты в центральной (гномонической) проекции. Успешно решаются при плавании в высоких широтах и про- блемы коррекции координат места и систем курсоуказания. Глава 31. Плавание в высоких широтах и во льдах 453 31.2 Навигационные особенности плавания во льдах Плавание в ледовых условиях является наиболее ответствен- ным, сложным и напряженным. Оно требует тщательной подготовки судна в зависимости от поставленной задачи, знания общей характе- ристики ледовых условий в районе перехода и состояния погоды. Судовождение во льдах осложняется следующими фактора- ми: • частая смена курсов и скорости для маневрирования с целью обхода наиболее тяжелых ледовых препятствий; • отсутствие плавучих средств ограждения навигационных опасностей; • затрудненная ориентировка по береговой черте, даже с использованием судовой РЛС; • невозможность во многих случаях использования некоторых конструкций лагов; • несвоевременность навигационных расчетов, связанная с час- тым маневрированием, требующим обеспечения безопасно- сти корпуса судна; • трудности в определении и учете дрейфа судна при различ- ных метеорологических условиях. Путь следования в ледовых районах выбирают с расчетом плавания по чистой воде или в местах наиболее слабого и разрежен- ного льда. Лучше выбрать путь более длинный, но свободный ото льда. Следует по возможности избегать форсирования даже на пер- вый взгляд узких ледовых перемычек. Общее направление цепи раз- водий должно быть возможно ближе к генеральному курсу судна. Радиолокационное наблюдение за горизонтом не всегда дает воз- можность обнаружения отдельно плавающих льдин, но является хо- рошим средством ориентировки для выбора пути во льдах. Проходя сплоченным льдом, не следует входить в места то- рошения во избежание сжатия во льду. Сплоченные торошенные льды лучше обходить, чем их форсировать. Около айсбергов следует проходить на значительном расстоянии, опасаясь их опрокидывания. Вход в лед осуществляется по направлению, перпендикуляр- ному к кромке льда, а при волнении — со стороны чистой воды. При дрейфе льда в сторону отмели или других опасностей входить в него нельзя, особенно при широкой дрейфующей полосе. 454 Раздел 8. Методы навигации в особых условиях плавания Не следует входить даже в разреженный мелкобитый лед во время снегопада, так как в этом случае снеговой покров может способство- вать связыванию льдин. В практике ледового плавания считается, что неледокольно- му судну не рекомендуется осуществлять плавание, если сплочен- ность льда превышает 6 баллов. 31.3 Счисление во льдах Счисление пути судна при плавании в ледовых условиях осуществляется по тем же правилам, что и в обычных случаях. Одна- ко очень частые изменения курса и скорости, а также совместный учет дрейфа судна и льда делают графическую прокладку очень гро- моздкой и сложной. Это вынуждает судоводителей применять неко- торые особые приемы счисления. Если изменение курсов происходит редко, а скорость судна остается более или менее постоянной на каждом частном курсе, то применяется письменное счисление. При частых изменениях курса и скорости используется гра- фическое счисление, выполняемое на миллиметровой бумаге в круп- ном масштабе. Генеральный курс, генеральное плавание и счислимая точка наносятся на карту каждый час. Когда изменения направления движения судна незначитель- ны, то применим метод моментных наблюдений для определения среднего курса и средней скорости за определенный промежуток времени. Запись курса и скорости производят через 5—6 мин и через эти промежутки времени откладывают отрезки плавания по замечен- ному курсу. Эта работа выполняется на чистом листе бумаги в круп- ном масштабе. Средний курс, среднее плавание и счислимое место определяются и наносятся на карту каждый час. Однако осреднение резко различающихся курсов за час может привести к значительным ошибкам. Для ведения счисления при ледовом плавании обработку на- блюдений и нанесение места выполняют в следующем порядке: • рассчитывают плавания судна через каждые 5—6 мин и сво- дят их в таблицу; • если в таблице есть повторяющиеся курсы, их сводят в один, Глава 31. Плавание в высоких широтах и во льдах 455 а соответствующие плавания суммируют; • курсы, разнящиеся на 5-10° в обе стороны, сводят в средние, а плавания суммируют; • все полученные курсы исправляют поправкой ∆К; • в сводной таблице обработанных наблюдений учитывают на- блюдаемый дрейф. На листе бумаги в выбранном масштабе или на специальных сетках прокладывают осредненные курсы, а по ним откладывают со- ответствующие плавания. По координатам конечной точки или по генеральному курсу и плаванию на рабочей карте наносится счислимая точка. Погрешность в счислимом месте зависит от погрешностей в истинном курсе, определения скорости, проложенного по курсу пла- вания, от погрешности при учете ледового дрейфа. Погрешность в истинном генеральном курсе, кроме перечис- ленных погрешностей, содержит систематическую погрешность са- мого метода счисления пути при ледовом плавании. Округленные и приведенные к средним 5—6-минутные курсы имеют систематиче- скую погрешность, которая тем больше, чем грубее осредняются курсы. Поэтому счислимое место всегда получается в стороне от ис- тинного. Суммарное расстояние, пройденное по нескольким курсам и принятое за плавание по среднему курсу, всегда дает счислимую точку, которая будет находиться впереди истинного места судна. Наиболее простым способом ведения прокладки является ис- пользование систем автоматического счисления, в которые периоди- ческие изменения курса и скорости вводятся вручную. Если с судна наблюдаются береговые ориентиры и возможно использование радиотехнических средств, то используется обсерва- ционное счисление, при котором обсервации производят через каж- дые 5—20 мин. Полученные места соединяют прямыми линиями и находят фактический путь судна между обсервациями. Предпочти- тельнее использование в этих целях космических навигационных систем. При плавании вдали от береговых средств навигационного оборудования счисление ведется с помощью судовой РЛС по местам, наносимым на карту относительно наблюдаемых на экране РЛС айс- берга, приметных льдин или торосов (рис. 31.1). Предположим, что на экране РЛС видна четкая отметка от льдины или тороса А 1 . В мо- 456 Раздел 8. Методы навигации в особых условиях плавания мент выполнения надежной обсервации измеряются пеленг и дис- танция до этого хорошо различимого на экране РЛС объекта А 1 и этот ориентир наносится на карту по пеленгу и дистанции от обсер- вованного места М. Рис. 31.1. Счисление с помощью РЛС относительно наблю- даемых объектов В дальнейшем счисление ведется относительно этого ориен- тира. Через каждые 5—20 мин по измеренным пеленгам и расстоя- ниям относительно ориентира А 1 наносятся точки М 1 , M 2 ,которые соединяются прямыми линиями. По мере удаления от ориентира А 1 на карту от последнего счислимого места M 2 по пеленгу и расстоя- нию наносится новая хорошо различимая на экране РЛС льдина или торос А 2 и дальнейшее счисление ведется относительно этого ориен- тира. При таком счислении необходимо учитывать дрейф от ветра и течение, если они известны. Скорость судна во льдах при невозможности использования лага может быть определена несколькими способами: • с помощью судовой РЛС; • по обсервациям; • способом "планширного лага"; • глазомерной оценкой. При определении скорости с помощью судовой РЛС на экра- не выбирается хорошо видимый ориентир (торос, стамуха), располо- женный по носу или корме. Через некоторый промежуток времени Глава 31. Плавание в высоких широтах и во льдах 457 последовательно производят измерения двух расстояний до наблю- даемого объекта и рассчитывают скорость судна по формуле V D t = ∆ ∆ Разновидностью данного способа является определение ско- рости судна по относительным определениям места судна. На экране РЛС выбирается хорошо различимый сигнал от ориентира А на льду и измеряются пеленг и расстояние до него (рис. 31.2). Через интервал времени 5—10 мин производится повторное измерение пеленга и расстояния до этого же ориентира. На карте или планшете относи- тельно точки А по пеленгам и расстояниям наносятся точки К 1 и K 2 По измеренному расстоянию между полученными точками и проме- жутку времени плавания между ними рассчитывается скорость суд- на. Рис. 31.2. К определению скорости судна во льдах по относи- тельным определениям места При подвижном ориентире А вычисленная скорость судна будет относительной и в нее не входят составляющие сноса от воз- действия течения и ветра. Точность способа зависит от точности измерения радиолока- ционных пеленгов и расстояний. При определении скорости судна способом "планширного ла- га" измеряется промежуток времени, в течение которого судно про- 458 Раздел 8. Методы навигации в особых условиях плавания ходит расстояние, равное его длине, мимо выброшенного на лед предмета или приметной льдины. По длине судна L в метрах и вре- мени t в секундах определяют скорость судна в узлах по формуле 3600 1,944 . 1852 L L V t t = = Так как для данного судна значение длины остается постоян- ным, то можно заранее составить таблицу, из которой затем по аргу- менту времени в секундах можно будет выбирать скорость в узлах. При плавании в сплошном льду для определения скорости судна могут быть применимы и другие способы, в том числе и гла- зомерный. При этом учитываются скорость изменения направления на льдину, сила ощущаемого ветрового потока, число оборотов дви- жителей и характер льда. Скорость судна, определенная на глаз при достаточном опыте и навыке, часто совпадает с ее действительным значением. Совершая плавание в сплошном льду, судно, кроме относи- тельного движения, вместе со льдом имеет переносное движение, которое, как и течение, необходимо учитывать при счислении. При невозможности определения места судна вдали от бере- гов с помощью РЛС, по РНС или астрономическими способами сум- марный приближенный снос судна определяется с помощью ручного лота на глубинах до 50 м. Для этого судно прижимается к дрейфую- щей льдине подветренным бортом и стопорит ход (рис. 31.3). Рис. 31.3. |