управление судном книга. На якоре 203 Штормовые диаграммы 184186 Штормовые условия в дрейфе

• Название: На якоре 203 Штормовые диаграммы 184186 Штормовые условия в дрейфе
• Анкор: управление судном книга.doc
• Дата: 19.12.2017
• Размер: 3.93 Mb.
• Имя файла: управление судном книга.doc
• Тип: Документы; #12203
• страница: 43 из 66

где P'y — поперечная составляющая динамического давления ветра, кН;

Я"* — поперечная составляющая гидравлических ударов волн, кН;

Ftp —сила трения между грузом и палубой или подстилочным материалом, кН; a — угол между найтовом и палубой;

/ — коэффициент трения;

N*=P_t — реакция опоры (Р_г — минимальная составляющая сил инерции и силы тя­жести, действующая по оси OZ при бортовой качке), кН.

Из 11.10

F»-fPz

(11.11)

^Hl cosa-f/sina Динамическое давление ветра на палубный груз P'y-pSy,

где р — давление ветра, Па;

S_v — площадь парусности боковой поверхности груда, м²,

При определении площади поверхности груза, подверженной воз­действию ветра, следует учитывать наличие несплошных поверхностей, а для цилиндрических поверхностей, расположенных перпендикулярно направлению ветра, надо вводить коэффициент обтекания, равный 0,6.

Усилие, вызванное гидравлическими ударами воды при залива­нии груза,

(11.13)

где р\ — удельное давление воды, кН/м².

S'у -площадь заливания боковой поверхности груза, м²

Величина рj выбирается в зависимости от высоты заливания; при высоте заливания 0,6 м pi = 7,4 кН/м², при высоте 1,2 м Р\ = 19,6 кН/м².

Обычно уменьшение силы Р_г за счет сил плавучести палубного груза не учитывается так же, как не учитывается и увеличение за счет натяжения найтовов. Однако нужно иметь в виду, что при перевозке емкостей учет сил плавучести обязателен.

Условие F*_t% возникающее в найтовах под действием опрокиды­вающих моментов, можно получить из уравнения моментов (рис. 11.15).




где h_g — расстояние от палубы до LIT, м,

Л к — расстояние от палубы до точки крепления найтова; h_п расстояние от палубы до центра парусности тяжеловеса, м; Л_э -- расстояние от палубы до центра заливаемой площади, м;

Ь ширина тяжеловеса, м.




(11.14)




Ь sin а У h_K cos а
Из уравнения (11.14)

(11.15)

Коэффициенты f принимаются следующим»* сгзль - 0,15;

сталь —дерево 0,5; дерево — дерево 0,4; резина — сталь 0,7, рези­на— дерево 0,8. На открытых палубах f принимается равным нулю.

При расчете разрывного усилия в найтовах следует принимать коэффициент запаса k не менее 3 при креплении груза на открытой палубе и не менее 2,5 при креплении груза в трюмах.

Определение сил, действующих на груз при килевой качке, ана логично изложенной методике.

Контрольные вопросы. 1. В чем заключается подготовка судна к плаванию в штормовую погоду? 2. Каково влияние штормовых условий на мореходные качества судна и как это проявляется? 3. Как осуществляется выбор курса и скорости для из­бежания резонансной качки и критического ухудшения остойчивости? 4. Каковы пре имущества и недостатки основных способов штормования? *

УПРАВЛЕНИЕ СУДНОМ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЯКОРНЫХ И ШВАРТОВНЫХ ОПЕРАЦИЙ

Глава 12. ПОСТАНОВКА СУДНА НА ЯКОРЬ И СЪЕМКА С ЯКОРЯ 12.1. Выбор места якорной стоянки. Подготовка судна к постановке на якорь

Выбор места якорной стоянки определяется ее целями, продолжи­тельностью, гидрометеорологическими условиями и состоянием само­го судна.

На внутреннем рейде постановка судна на якорь осуществляется в строго определенном месте по указанию лоцмана или в соответст­вии с правилами порта и, следовательно, судоводителю не представ­ляется возможности выбора места якорной стоянки.

Места якорных стоянок на внешних рейдах крупных морских портов обычно указываются в лоциях и на картах. В этом случае обя­занность судоводителя сводится только к выбору места отдачи якоря на указанной стоянке, которое должно быть сделано с учетом свобод­ной акватории рейда и возможных изменений положения судна в слу­чае смены направления и силы ветра или течения.

Значительно более широкие требования к выбору якорной стоянки должны предъявляться в тех случаях, когда постановка на якорь про­изводится для длительного отстоя на больших по площади рейдах или в отдельных бухтах.

Такая стоянка должна располагаться в местах, по возможности закрытых от господствующих ветров и течений, быть безопасной в на­вигационном отношении. Особое внимание следует уделять характеру грунта и рельефу дна.

Наибольшей держащей способностью обладают глинистые грунты. Однако при длительной стоянке возможно «засасывание» таким грун­том якоря и лежащей на грунте части якорной цепи, что создаст зна­чительные затруднения при съемке с якоря. Поэтому наиболее бла­гоприятными для якорной стоянки считаются грунты илистые, ил с пес­ком, которые обладают удовлетворительной держащей способностью и в которых якоря сразу хорошо забирают. Песчаный грунт, гравий держат якоря хуже. Якоря в таких грунтах могут плавно ползти, что не позволяет сразу же обнаружить дрейф судна.

Чрезвычайно нежелательна постановка на якорь на каменистом или ракушечном грунте. На таких грунтах держащая сила якоря будет равна только его массе и массе цепи, лежащей на грунте. Кроме того, на каменистом грунте якорь может попасть в расщелину, что приведет либо к потере якоря и части якорной цепи, либо в лучшем случае сделает съемку с якоря очень трудной и длительной. Пологое и ровное дно всегда лучше, чем с резко меняющимися глубинами.

Место предполагаемой якорной стоянки должно быть вниматель­но изучено по лоции, правилам порта. Используя карты самого круп-

ного масштаба, необходимо наметить наиболее удобные в навигацион­ном отношении пути подхода к нему, рельефно выделить на карте су­ществующие опасности, снять с карты ограждающие опасности пелен­га и дистанции, выбрать наиболее удобные ориентиры, которые слу­жили бы для контроля за курсом судна при подходе к месту якорной стоянки.

При подходе к месту якорной стоянки необходимо заблаговре­менно перевести главный двигатель на работу в маневренном режиме, проверить работу машинного телеграфа и связь машинного отделения с мостиком, сверить показания судовых часов на мостике и в машин­ном отделении, предупредить вахту в машинном отделении о предпо­лагаемом времени постановки судна на якорь.

За 15—20 мин до подхода к месту якорной стоянки на свои места вызываются члены экипажа, которые по расписанию должны прини­мать участие в постановке судна на якорь.

Непосредственно перед постановкой проверяется работа брашпиля на холостом ходу, положение якорных цепей в цепном ящике, снима­ются крышки (клюз-саки) клюзов, ведущих в цепной ящик.

После длительного морского перехода рекомендуется предвари­тельно притравить брашпилем якорь до воды. В дальнейшем посту­пают в зависимости от глубины, на которой будет отдаваться якорь. При постановке на якорь на малых глубинах (до 25—30 м) после про­верки работы брашпиля (притравливание якоря) зажимают ленточ­ный стопор, отдают все остальные стопоры и отсоединяют звездочки якорных цепей от мотора брашпиля. Если же глубина в месте якорной стоянки превышает указанную величину, звездочка якорной цепи отдаваемого якоря остается соединенной с брашпилем.

При постановке на якорь в дневное время готовят к подъему чер­ный шар, а в ночное — включение якорных огней.

2. 
   Постановка судна на один якорь
   

При отсутствии ветра и течения поход судна к месту якорной сто­янки может производиться с любого, наиболее безопасного в навига­ционном отношении направления.

В момент отдачи якоря, чтобы избежать повреждения и запуты­вания якорной цепи, судно должно обязательно иметь относительно грунта небольшое поступательное движете вперед или назад. При этом последнее предпочтительнее, так как в этом случае якорь сразу заберет и в последующем не будет перекантовываться. Для этого за­благовременно производится реверс двигателя на задний ход с таким расчетом, чтобы к моменту выхода судна к месту отдачи якоря оно полностью погасило инерцию поступательного движения вперед. За­тем, как только судно тронется назад, отдают якорь р останавливают двигатель ¹. Первоначально якорная цепь травите^ без задержки, чтобы она ровно ложилась на грунт по мере движения судна назад. Когда будет вытравлено примерно около двух глубин, якорную цепь задерживают и далее травят небольшими порциями по мере выхода судна на канат до необходимой величины. Следует иметь в виду, что при даче заднего хода на судах с ВФШ правого вращения (или ВРШ
Лёвого вращения) корма будет забрасываться влево и с учетом этого, чтобы якорная цепь не пошла под корпус судна, лучше отдавать ле­вый якорь. Однако для равномерного износа якорных цепей рекомен­дуется, если это не диктуется какими-либо другими условиями, стано­виться поочередно то на левый, то на правый якоря. Чтобы при поста­новке на правый якорь не допустить навала носа судна на якорную цепь, необходимо переложить руль лево на борт, пока судно еще дви­жется вперед, а когда нос судна тронется влево, дать задний ход.

При благоприятных условиях погоды на малых глубинах до 25— 30 м рекомендуется вытравливать якорную цепь на длину, равную примерно 5—6 глубинам в месте отдачи якоря, на средних глубинах от 25—30 м до 50 м, т. е. 3—4 глубинам, а на больших глубинах бо­лее 50 м сколько получится, но не менее 2 глубин.

В зависимости от глубины определяется и способ отдачи якоря. Так, на малых глубинах якорь отдается с ленточного стопора. На средних—якорная цепь первоначально стравливается с помощью бра­шпиля на длину, равную 7г—²/з глубины, а уже затем якорь отдается с ленточного стопора. На больших глубинах якорь стравливается бра­шпилем до грунта.

После отдачи якоря и вытравливания якорной цепи на необходи­мую длину она удерживается только ленточным стопором.

Если постановка на якорь осуществляется при наличии ветра или течения, то маневрирование'необходимо планировать таким образом, чтобы к месту якорной стоянки судно по возможности подходило но­сом против действующего фактора.

В этом случае отдача якоря может осуществляться и без пред­варительной дачи заднего хода, так как судно после погашения инер­ции переднего хода приобретет движение назад под влиянием ветра или течения. При этом следует учитывать, что суда, у которых центр парусности резко смещен к носу, по мере потери хода будут ували­ваться под ветер. Поэтому, чтобы якорная цепь не пошла под корпус судна, необходимо перед отдачей якоря с помощью перекладки руля и, если необходимо, «толчка» машины на передний ход отвести нос судна в нужную сторону.

Когда в месте отдачи якоря ветер и течение действуют с различ­ных направлений, судно должно выходить носом против более сильно действующего фактора, а якорь необходимо отдавать в сторону более слабого (рис. 12.1).

Подход к месту отдачи якоря по ветру или течению чрезвычайно нежелателен, так как для сохранения управляемости судна необходи­мо до самого последнего момента работать машиной. В результате этого судно к моменту выхода в точку отдачи якоря будет иметь зна­чительное поступательное движение вперед, что приведет к большим

Рис. 12.1. Постановка судна на якорь при наличии ветра и те­чения:

/ — подход судна к месту якорной стоянки; //— положение судна в момент отдачи якоря; ///-поло­жение судна после постановки на якорь



Рис 12.2. Постановка судна на якорь при движении по течению:

Л // — движение судна к месту отдачи якоря; /// — положение судна в момент отдачи якоря IV — разворот судна на якорной цепи; V — положение судна после постанопки на якорь




нагрузкам на якорную цепь, а цепь во время вытравливания пойдет под корпус судна.

Чтобы избежать этого, к месту якорной стоянки следует подхо­дить несколько в стороне от точки, в которой будет отдаваться якорь (рис. 12.2), а затем с помощью руля развернуть судно в направлении места отдачи якоря.

Как только нос судна поравняется с этим местом, отдают навет ренный якорь и сразу же отрабатывают машиной на задний ход. При таком способе маневрирования судно будет сноситься ветром в сторо­ну от якоря, и якорная цепь пойдет чисто, не попадая под корпус. Судно же быстро развернется носом против ветра (течения).

2. 
   Расчет якорной стоянки
   

Расчет якорной стоянки сводится к решению двух отдельных задач:

определению минимальной длины якорной цепи, при которой иск­лючается дрейф судна в конкретных условиях якорной стоянки;

расчету радиуса сектора, в котором будет перемещаться судно в случае изменения направления ветра (течения).

Первая задача практическое значение имеет в том случае, когда якорная стоянка носит кратковременный характер, и осуществляется в благоприятных условиях, а последующая съемка с якоря должна быть выполнена как можно быстрее.

В этих условиях можно принять, что внешние силы, действующие на судно во время стоянки, остаются постоянными по величине и на­правлению и, следовательно, судно не подвержено рысканию. С уче­том поставленных ограничений для обеспечения стоянки судна па якоре без дрейфа необходимо только, чтобы сумма внешних сил не превышала держащую силу якоря. Внешними силами, действующими на стоящее на якоре судно, являются сила ветра F_а и силы течения F_T, если оно имеется (рис. 12.3).

Эти силы уравновешиваются натяжением якорной цепи 7₀, кото­рое передается якорю цепью в точке ее присоединения к нему. Чтобы якорь не выворачивался из грунта и полностью использовалась его держащая сила, натяжение якорной цепи в точке ее присоединения к якорю не должно иметь вертикальной составляющей. Тогда Т_Х=Т. Для этого якорь должен находиться в той точке кривой, по которой провисает якорная цепь, где касательная к ней будет направлена па­раллельно грунту.

Эта кривая называется цепной линией и описывается следующими уравнениями:

/ — a sh — ; а

y = a-j-h = ach — , (12.1)

а

где / — длина якорной цепи от якоря до клюза, м;

а — параметр цепной линии, равный отстоянию ее вершины от начала координат,

а — Т/рц, м;

х, у координаты точки, в которой находится якорный клюз, м; h отстояние клюза от грунта, м.

Совместное решение приведенной системы уравнений позволяет определить /:

' = *]/ -^-+1 (12.2)

т

или, учитывая, что а =

V -$г+‘ •

где Т — горизонтальная составляющая натяжения якорной цепи, Н; ръ — вес 1 м якорной цепи в воде, Н

В соответствии с поставленными начальными условиями, как вид­но из рис. 3, горизонтальная составляющая натяжения якорной цепи будет равна суммарной силе ветра и течения, действующей в данный момент на судно,

r = F_T-{- F_K% тогда

= Y ² (F^+^fa) +1 - (12.4)

Как указывалось в гл. 1, эти силы могут быть рассчитаны по фор­мулам 4.2.

Однако при решении данной задачи может быть принято их при­ближенное значение:




0 1,0 2.0 3,0 Р_як т

Рис. 12.4. График для определения ко­эффициента держащей силы якоря:
JVшш (0,75-5-0,85) S* Н; (12.5) F_T=zWv*S_M Н,

где w, — скорость ветра, м/с;

v_x — скорость течения, м/с;

5* — лобовая площадь парусности суд­на, и¹;


/ — якорь Холла; 2 — адмиралтейский якорь; 3 — якорь Матросова; 4 — якорь повышенной держащей силы АС-14
5_М — площадь подводной части миде­ля, м².

Теоретически задача может быть поставлена и в несколько другом плане, а именно: необходимо определить длину якорной цепи, при которой будет полностью использована держащая сила якоря.

В этом случае горизонтальную составляющую натяжения якорной цепи следует приравнять к держащей силе якоря (7=Р_ЯК). Тогда

tg = h l/-Нза-Ь 1 = Л |/ ²*гдРйВ. -I- I, (12.6)

V Рцп V рцП

где Агр — коэффициент держащей силы якоря, зависящий от грунта и типа якоря (рис. 12.4);

Рпн — вес якоря, Н.

Формулы (12.3—12.4) базируются на статическом решении задачи, т. е. исходя из предположения, что судно во время якорной стоянки не имеет рыскания.

Расчеты, выполненные по этим формулам, дают наименьшее зна­чение длины якорной цепи, при которой обеспечивается нормальная работа якоря. Для исключения возможности снижения держащей си­лы якоря за счет рывков при появлении у судна колебательных дви­жений из-за перемены нагрузки (порывов ветра, наличия волнения и др.) длина якорной цепи должна быть несколько увеличена, чтобы часть ее при средних значениях внешней силы лежала на грунте.

Строгое решение задачи с учетом_s всех элементов динамики про­цесса представляет определенные трудности в силу ограниченности необходимой для этого исходной информации. Следует отметить, что с практической точки зрения в этом нет необходимости, так как при не­благоприятных условиях якорной стоянки требуется иной подход к обе­спечению безопасности судна (см. п. 12.4).

При ограниченных колебаниях, совершаемых судном в вертикаль­ной плоскости, удовлетворительные значения длины >якорной цепи, при которой компенсируются динамические рывки, могут быть получены за счет введения в формулу (3.1) так называемого коэффициента динамич­ности &_д:

/=A l/ JZj=E*S.. ! , (12.7)

f РцП

где Т_с р — среднее значение внешней силы, Н;

Л_д — в зависимости от типа судна, условий стоянки можно принять равным 1,4-1,7.
2 *4 Определение радиуса рыскания

4- "“"Тр* судна имеет важное значение при


- №
стоянке судна на якоре в стеснен- . —ных условиях, чтобы в случае пере- мены направления ветра (течения)

ЙЖШШШа» ^с>’^{дно не} оказалось развернутым в

опасное место.

Рис. 12,5. Радиус рыскания судна, стоя- Как видно из рис. 12.5, радиус

щего на якоре рыскания

r = А/ц, (12.8)

где L — длина судна, м;

х — проекция провисающей части якррной цепи, м;

Д/ц — длина цепи, лежащей на грунте, м.

Из уравнения / = ach-

jt — urcsh—-—as oln ^_f (12.9)

о a

тогда

/•^ri lh (12.10) Q

Длина участка якорной цепи, лежащей на грунте, Д/_ц определяется

как разность между фактически вытравленной длиной цепи (/ф) и

длиной цепи /, находящейся на весу при действующих в данный мо­мент внешних силах, т. е.

&1,^1_ф-1^1фНу^ГШШ21+Т ■ (12.11)

Если якорная цепь вытравлена без избытка (/ф=/), то с доста­точной для практических расчетов точностью можно принять а при небольших глубинах х«/.

2. 
   Обеспечение безопасности якорной стоянки
   

Безопасность якорной стоянки зависит от совокупности ряда фак­торов: состояния судна, характера грунта и в первую очередь гидро­метеорологической обстановки.

Следует всегда помнить, что даже самая благоприятная якорная стоянка при определенном изменении гидрометеорологических условий может оказаться небезопасной и потребуется немедленная съемка с якоря для перемены места стоянки или выхода в открытое dope.

В связи с этим категорически запрещается при стоянке судна на якоре производить в машинном отделении какие-либо работы, связан­ные с выводом из строя главного двигателя, рулевого и якорного уст­ройств. Машина должна находиться в готовности, срок которой уста­навливается капитаном судна в зависимости от конкретной обстанов­ки, На время всей стоянки судна на якоре устанавливаются ходовые вахты как на мостике, так и в машинном отделении.

Вахтенная служба должна вести непрерывное наблюдение как за состоянием погодных условий, так и окружающей обстановкой, по­ведением других судов, стоящих поблизости на якоре. Большое внима-

йие следует уделять своевременному обнаружению дрейфа судна, для чего должны использоваться все доступные в данном случае способы.

В настоящее время контроль за дрейфом судна чаще всего осу­ществляется навигационными способами путем взятия контрольных пеленгов или дистанций.

Для достижения наибольшей эффективности контроля в качестве ориентиров при снятии пеленгов или измерении дистанции следует выбирать предметы, у которых изменения пеленгов (дистанции) в слу­чае появления дрейфа будут наиболее заметными. Подбирая ориенти­ры, необходимо иметь в виду, что совершенно не обязательно, чтобы они были нанесены на карту, так как обнаружение дрейфа может быть установлено по характеру изменения пеленгов (дистанций) без выполнения обсерваций.

Для пеленгования выгоднее всего выбирать ориентиры, располо­женные близко к траверзу с обоих бортов судна, а для измерения ди­станций — на носовых или кормовых курсовых углах.

На небольших и низкобортных судах рекомендуется использовать и такой старый метод, как выбрасывания прямо по носу ручного лота или просто балластины на лине с небольшой слабиной последнего. На­тяжение линя при неизменном курсе судна является верным призна­ком появления дрейфа судна.

Особое внимание контролю за дрейфом судна должно уделяться при стоянке на якоре на плохо держащих грунтах, при неровном хол­мистом дне. В этом случае в дополнение к контролю за дрейфом суд­на на мостике рекомендуется выставить наблюдателя на носу непосред­ственно у якорного устройства. Резкое изменение натяжения якорной цепи, когда она надраивается, а затем сразу же резко провисает, служит признаком того, что якорь ползет по грунту. Наличие вахтен­ного у брашпиля, если нет автоматического устройства отдачи якоря, также полезно при стоянке на рейде с большим количеством других судов, стоящих на якоре. В случае дрейфа соседнего судна быстрое потравливание якорной цепи позволит устранить риск навала или хо­тя бы уменьшить его последствия.

Меры по предотвращению дрейфа зависят от причин, вызвавших era появление. При благоприятных погодных условиях дрейф судна может возникнуть из-за слабой держащей силы якоря, когда якорь либо ползет на плохо держащих грунтах, либо периодически вывора­чивается из грунта в результате неравномерного уплотнения грунта под лапами якоря при рыхлых грунтах.

В таких случаях лучше всего переменить место якорной стоянки, особенно если дрейф происходит в сторону берега, какой-либо нави­гационной опасности или другого судна.

Чаще всего причиной дрейфа является ухудшение гидрометеоро­логической обстановки.

Вполне понятно, что дрейф судна станет неизбежным, если внеш­ние силы достигнут значения, превышающего держащую силу якоря. В определенных пределах держащая сила якоря может быть несколь­ко повышена за счет дополнительного потравливания якорной цепи. Часть цепи, лежащая на грунте, позволяет увеличить держащую силу якоря на величину

[РцМ»

где f — коэффициент трения якорной цепи о грунт;

Ри —- вес 1 м якорной цепи в воде, Н;

Д/— длина якорной цепи, лежащей на грунте, м.
Кроме того, эта часть цепи будет компенсировать неизбежно воз­никающие при усилении ветра рывки, препятствовать появлению си­лы, выворачивающей якорь из грунта и, следовательно, сделает сто­янку более спокойной и надежной. При наличии достаточного запаса якорную цепь рекомендуется дополнительно потравливать при усиле­нии ветра до 6—7 баллов от половины первоначально вытравленной длины на средних глубинах до двойной — на малых. Чтобы при по- травливании якорной цепи судно не получило разгона и цепь не натя­нулась рывком, потравливание необходимо делать небольшими отрез­ками по 5—6 м, начиная его в тот момент, когда якорная цепь после очередного рывка начнет получать слабину.

После каждого потравливания якорную цепь необходимо брать на стопор. Одновременно с этим следует подготовить к отдаче вто­рой якорь.

При дальнейшем усилении ветра (до 8 баллов) якорная цепь по* травливается почти до жвако-галса, а главный двигатель приводится в немедленную готовность. Если принятые меры не дают должного эффекта, то начинают осторожно подрабатывать машиной, режим ра­боты которой должен быть установлен с таким расчетом, чтобы судно не приобретало поступательного движения вперед и якорная цепь не пошла под корпус.

Надежность якорной стоянки резко ухудшается, если с усилением ветра судно начинает рыскать, т. е. совершать колебательные движе­ния то в одну, то в другую сторону от линии действия ветра (рис. 12.6). Появление рыскания вызывается тем обстоятельством, что якор­ные клюзы судна обычно располагаются вне его диаметральной плос­кости. В результате этого при стоянке судна на одном якоре сила дав­ления ветра и сила натяжения якорной цепи будут приложены в раз­личных вертикальных плоскостях и создадут пару сил, которая будет стремиться развернуть судно на определенный угол q так, чтобы эти силы (Т и F_а) стали в одной вертикальной плоскости. При определен­ной силе ветра поперечная составляющая аэродинамической силы

"л |

Рис. 12.6. Поведение судна при стоянке на якоре в свежий ветер:

a — положение судил п момент постановки на икорь: /» - рыскание судна при стоянке на якоре