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 Вф или прохода, включает три компонента: ширину, требуемую для удержания судна на курсе, или ширину полосы маневрирования ВМ рас­стояние между границей (берегом) фарватера и полосой маневрирования Вб, расстояние между полосами маневрирования судов В0:

Вф=2ВM+Bб+2Вое.                    (1)

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 ΔВ1 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 ΔВ2, затем смещение влево прекратилось, и судно начало сближаться с осевой линией полосы маневрирования. При этом смещение кормы произошло на величину ΔВ3. Ширина полосы маневрирования будет равна:

Вм=2 (ΔВ1+ΔВ2+ΔВ3).                    (2)

Маневр судна
Рис. 1 К определению ширины полосы маневрирования

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

ΔВ1уз=0,02d0p,                    (3)

  • где dОР — дистанция до ориентира, м.

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

Δ В1р=14u T p sin ψ.                    (4)

Для крупнотоннажных судов можно принимать Тр= = 120 с, Ψ = 4°. Величина ΔВ1 будет равна

Δ В1=Δ Bty+Δ B1p.                    (5)

Для практических расчетов можно использовать при­ближенное выражение

Δ В11,8B,                    (6)

  • где В — ширина судна, м.

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

Δ В2=(C uB+uτ) t,                    (7)

  • где С — коэффициент действия ветра, С = 0,06 — для крупнотон­нажных танкеров, С = 0,07 — для трехостровных грузовых судов;
  • vB — поперечная по отношению к судну составляющая действия ветра, м/с;
  • vТ — 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 = ,05 для сухогрузных судов и С = 0,04—для танкеров.

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:

BM(max)=0,75u0,44,                    (8)

  • где BM(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:

BM(max)=0,29u0,35.                    (9)

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

Δ B3=l sin ψ+12B cos ψRЦ (1cosψ),                    (10)

  • где l —расстояние от центра поворота (циркуляции) до кормы, м;
  • Rп —радиус поворота (циркуляции), м.

Величина Ψ дающая максимальное значение В3, равна

tg ψ=t0,5B+RЦ.                    (11)

При расчете величины ΔВ3 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:

Δ B3=0,9B.                    (12)

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

BM=2 (0,02d+0,9B)+(C2 uв+u1) t.                    (13)

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

t15 tg DB47uDB,                    (14)

  • где DВ — дедвейт судна, т.

При плавании в узкости следует учитывать влияние на управляемость судна величины берегового зазора Вб (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 Вб = 1,8В. 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 ХГ 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 4В на глубокой воде и более 7В на мелководье (В — ширина меньшего судна).

Таким образом, при определении расстояния между полосами маневрирования двух судов можно принимать (В0 = 4В на глубокой воде и В0 = 7В) при движении на мелководном фарватере.

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

BΦ=0,04d+5,4B+(C2 uB+uT) t.                    (15)

Для фарватеров с двусторонним движением

BΦ=0,03d+12,4B+2t (C2 uB+uT).                    (16)

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

B=t,17DB0,304.                    (17)

Используя выражение (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).

Предлагается к прочтению:
Прохождение узкостей и каналов
Анализ нарушений правил при плавании по системам разделения движения

Июнь, 13, 2018 315 0
Читайте также