Определение безопасной ширины фарватера

Сложность маневрирования судами возрастает с уве­личением габаритов судов, что особенно сказывается при управлении крупнотоннажными судами на фарватерах, проходящих по каналам морских портов. Под каналом морского порта понимается район моря вблизи порта, ширина и глубина которого приемлемы для навигации крупнотоннажного судна. Обычные узкие каналы рассматривать не будем, поскольку данные, необходимые для этих двух видов проходов, несколько различаются.

Ширина фарватера B_ф или прохода, включает три компонента:

• ширину, требуемую для удержания судна на курсе, или ширину полосы маневрирования B_М;
• расстояние между границей (берегом) фарватера и полосой маневрирования B_б;
• расстояние между полосами маневрирования судов B₀:

Предположим, что в положении 1 (рис. 1) судно движется по осевой линии полосы маневрирования и из-за наличия сноса под действием течения или дрейфа от ветра смещается влево на величину ΔB₁ характеризующую точность определения места судна.

В положении 2 судоводитель обнаружил снос, и руль был переложен вправо. В положении 3 проявился эффект действия руля и судно начало разворачиваться вправо. В положении 4 судно сместилось на величину ΔB₂, затем смещение влево прекратилось, и судно начало сближаться с осевой линией полосы маневрирования. При этом смещение кормы произошло на величину ΔB₃. Ширина полосы маневрирования будет равна:

При движении по фарватеру, где имеют место частые изменения курса, погрешность гирокомпаса может достигать 0,5º. При движении по фарватеру впереди судна имеется ориентир. Ширину, включающую в себя погрешность определения места, можно определять по формуле:

где:

• d_ор – дистанция до ориентира, м.

Суда постоянно рыскают. Если предположить, что угол рыскания Ψ и период рыскания T_р являются постоянными, то приближенно максимальные отклонения от линии курса можно определить по формуле:

Для крупнотоннажных судов можно принимать T_р = 120 с, Ψ = 4°. Величина ΔB₁ будет равна

Для практических расчетов можно использовать при­ближенное выражение

где:

• B – ширина судна, м.

Ширину полосы из-за запаздывания эффекта действия руля можно определить по формуле:

где:

• С – коэффициент действия ветра, С = 0,06 – для крупнотон­нажных танкеров, С = 0,07 – для трехостровных грузовых судов;
• v_в – поперечная по отношению к судну составляющая действия ветра, м/с;
• v_т – поперечная по отношению к судну составляющая величины морского течения, м/с;
• t – время от начала перекладки руля до начала поворота судна, с.

При движении по мелководным фарватерам, когда H/T ≤ 2,5, ветровой дрейф будет меньше. В этом случае коэффициент действия ветра следует принимать С = 0,05 для сухогрузных судов и С = 0,04 – для танкеров.

Предлагается к прочтению: Прохождение узкостей и каналов

На основании обработки статистических данных по­лучена формула для определения максимальной ширины полосы маневрирования в зависимости от скорости хода, которая может быть использована для предварительной сценки:

где:

• B_м(_max) – выражено в длинах судна.

Приведенное выражение справедливо для судна с обычными маневренными элементами, в грузу, при ветре до 7 – 8 баллов или течении со скоростью 2 – 3 уз, направленном перпендикулярно курсу судна.

Минимальное допустимое значение ширины полосы маневрирования для судна с хорошей управляемостью в штилевую погоду и при отсутствии течения может быть принято равным:

Важное значение во время маневрирования имеет величина смещения кормы судна при повороте. Мак­симальная величина смещения кормы судна на повороте (см. рис. 1) может быть определена по формуле:

где:

• l – расстояние от центра поворота (циркуляции) до кормы, м;
• R_п – радиус поворота (циркуляции), м.

Величина Ψ дающая максимальное значение B₃, равна

При расчете величины ΔB₃ следует принимать l =(3/4)L.

Принимая во внимание, что для судов с относительно большой шириной (L/B) = 6,5 после подстановки по­лученных данных в формулу 10 будем иметь:

На основе приведенных формул ширину полосы ма­неврирования для движения крупнотоннажных судов можно определять так:

При маневрировании на фарватере углы перекладки руля составляют 8 – 10°. В этом случае при расчетах t можно использовать зависимость поворотливости от дедвейта судна

где:

• D_в – дедвейт судна, т.

При плавании в узкости следует учитывать влияние на управляемость судна величины берегового зазора B_б (расстояние от борта судна до берега). По исследованиям Тейлора установлено, что судно может удерживать на курсе при угле перекладки руля 5° и числе Фруда Fr = 0,12 при B_б = 1,8B. Аналогичные рекомендации содержатся в работах Иизума, Хонда и других авторов.

Когда два судна идут параллельными курсами на небольшом расстоянии друг от друга, гидродинамическое взаимодействие между ними приводит к тому, что на их корпуса действуют поперечные гидродинамические силы X_Г и моменты зарыскивания. При определенном сочетании различных факторов в результате действия этих гидродинамических усилий суда могут потерять управляемость, что приведет к их столкновению.

На основании некоторых исследований, гидродина­мическое взаимодействие судов практически не влияет на управляемость при расстоянии между бортами судов около 4B на глубокой воде и более 7B на мелководье (B – ширина меньшего судна).

Таким образом, при определении расстояния между полосами маневрирования двух судов можно принимать (B₀ = 4B на глубокой воде и B₀ = 7B) при движении на мелководном фарватере.

Читайте также: Анализ нарушений правил при плавании по системам разделения движения

Приведенные рекомендации позволяют произвести расчет необходимой ширины фарватера для крупнотон­нажного судна, которая для фарватеров с односторон­ним движением равна

Для фарватеров с двусторонним движением

Для крупнотоннажных судов зависимость ширины судна от дедвейта может быть выражена приближенной формулой:

Используя выражение (Формула 17), ширину фарватеров в формулах 15 и 16 можно выразить и через дедвейт судна. Если при подходе к фарватеру крупнотоннажного судна его ширина окажется меньше, чем рассчитанная по приведенным формулам, то в зависимости от обстановки необходимо принять дополнительные меры по обеспечению безопасности плавания, вызвать вспомогательные буксировщики или, остановившись в безопасном месте, переждать ослабления ветра (течения).