.

Маневрирование и управление судном в узкостях

Волна, создаваемая вокруг судна, увеличивается на мелко­водье из-за ограничения потока воды под днищем судна. Про­филь волны, образуемый вдоль борта судна, имеет подъем по носу судна, понижение ложби­ны вдоль бортов и возрастание волны, следующей за судном.

Поперечное и продольное движение суднаУвеличение продольного со­противления воды вызывает по­терю скорости. Создаваемая ложбина вызывает проседание и еще более ограничивает поток воды и снова снижает скорость. Модельные испытания показа­ли, что проседание прямо про­порционально скорости судна и его ширине.

“Некоторые судоводители, даже с многолетним опытом, допускают ошибку, слишком полагаясь на теорию или чрезмерно завися от нее”.

Пламмер Кэрлайл Дж. “Управление судном в узкостях”

Еще большее ограничение потока происходит в узкостях, где поток воды ограничен не только под днищем судна, но также и по бортам, что приво­дит в результате к разному уве­личению гидростатического дав­ления.

Береговой эффект

Судно, идущее вблизи бере­га, испытывает значительное понижение уровня воды со сто­роны берега из-за ограничения потока. Разность уровней воды по бортам судна создает раз­ность давлений, которая являет­ся источником поперечной силы, действующей на судно в направлении берега (рис. 1).

Эффект Бернулли
Рис. 1 Эффект Бернулли: ограниче­ние потока воды между судном и бли­жайшим берегом приводит к увеличе­нию скорости потока и понижению уровня воды

Точка приложения этой силы находится в ЦТ; величина ре­зультирующей поперечной си­лы, действующей на ЦТ, прямо пропорциональна разности уровней воды и вследствие это­го прямо связана со скоро­стью судна.

ЦВ должен быть в передней части судна, это означает, что поперечная сила, действующая на ЦТ судна, должна сдвигать корму в сторону берега (рис. 2).

Центр величины судна
Рис. 2 Береговой эффект и ЦВ

Более того, когда судно дви­жется с довольно высокой ско­ростью, в передней части его создается подъем воды, особен­но между носом и находящимся рядом берегом. Это приводит к разности давлений в носовой части судна между стороной, обращенной к берегу, и противоположной стороной, появля­ется сила, которая толкает Конструкция носовой и кормовой оконечностей суднанос судна от берега.

Для удерживания судна на постоянном курсе вблизи берега нужно установить баланс между силой от действия руля, силами носовой подушки и присасыва­ния кормы. Для удержания суд­на у одной стороны канала не­обходимо перекладывать руль в сторону берега. И чем ближе берег, тем больше нужно пере­кладывать руль, чтобы компен­сировать береговой эффект. Поскольку эффективность руля выше при малых углах пере­кладки, то чем на больший угол мы перекладываем руль, тем меньше растет его эффектив­ность, а оставшийся запас перекладки уменьшается.

Самый безопасный вариант плавания узкостями — оста­ваться на осевой линии, если это позволяет движение судов.

Присасывание кормы и центр вращения

Когда судно, испытывающее влияние берегового эффекта, рыскнет, корма подойдет ближе к берегу и присасывание вслед­ствие этого станет сильнее (рис. 3).

Присасывание кормы судна
Рис. 3 Присасывание кормы в узкостях

На большом танкере можно ожидать сильного присасывания в узкостях, потому что его большая ширина вызывает до­полнительное проседание. С увеличением длины судна воз растает рычаг силы присасыва­ния, кроме того, в этом случае меньше пространства, чтобы предотвратить рыскание. При меньшей скорости у нас больше времени для контроля за более слабыми силами берегового эф­фекта и, кроме того, есть воз­можность увеличить частоту вращения винта для улучшения управляемости.

Носовая подушка и центр вращения

Самые большие волны на планетеКрупная волна в передней части судна увеличивает продольное сопротивление в носу, которое стремится сдвинуть ЦВ в корму. Подъем воды вблизи берега выше, чем с другого борта судна, что приводит к отталкиванию носа от берега (рис. 4).

Носовая подушка
Рис. 4 Влияние носовой подушки

Носовая подушка создает подобное вращательное движение, что и эффект присасывания, и ее влияние на суда с большой осадкой, имеющие малый запас воды под килем, может быть сильным.

Влияние носовой подушки зависит от высоты носовой волны, которая в свою очередь изменяется в зависимости от запаса воды под килем, расстояния до берега, осадки судна, его шири­ны и скорости. Танкеры в гру­зу, имеющие большую осадку и относительно большую часть своей боковой подводной пло­щади впереди точки поворотли­вости, гораздо больше подвер­жены влиянию отталкивания от берега, чем танкеры в балласте.

Судну, следующему в кана­ле, носовая подушка не очень мешает, поскольку она либо балансируется равным давлением по обоим бортам, когда судно находится в центре канала, или компенсируется несколькими градусами перекладки руля, ес­ли судно сошло с оси канала. Когда судно проходит ответвле­ние канала, подъем воды с этого борта будет распространяться в это ответвление (рис. 5).

Проход судна по каналу
Рис. 5 Понижение носовой волны с одного борта

В этот момент носовая подушка с другого борта начинает преоб­ладать, и, если упустить этот момент, судно рыскнет. Как только произойдет рыскание, присасывание кормы и носовая подушка образуют вращающую пару. Если рыскание не ожида­лось и мы запоздали предпринять соответствующие действия, ситуация может выйти из-под контроля увеличивающееся усилие присасывания кормы развернет судно поперек кана­ла, несмотря на полную перекладку руля на правый борт и полный ход вперед.

Подобным образом, когда Грузовые и грузопассажирские морские транспортные судатанкер в грузу выходит из Сан-Николаса, по правому борту образуется большая носовая вол­на; подъем воды с левого борта рассеивается через широкий проход между рифами на этой стороне. На танкер в балласте носовая подушка не оказывает значительного влияния (рис. 6).

Носовая подушка
Рис. 6 Влияние носовой подушки в Восточном проливе Аруба.
1 — судно дедвейтом 85 тыс. т, осадка на ровном киле 41 фут, глубина 45 фу­тов

Когда танкер в грузу выходит медленно, для предотвращения тенденции разворота судна влево не требуется слишком боль­шой перекладки руля, но это требует внимания. Если эффект берегового отклонения не ожи­дается, будет трудно начать разворот вправо.

Присасывание кормы начина­ется спустя некоторое время по­сле того, как корма пройдет вблизи рифа, находящегося по правому борту, и способствует развороту судна влево, как раз тогда, когда нужно начать раз­ворот вправо для выхода судна в море. Если начальная тенденция разворота влево не ожида­лась и не была предупреждена, будет очень трудно начать раз­ворот вправо.

Преодоление рыскания

Первое, что нужно сделать, когда судно рыскает под воздей­ствием берегового эффекта, это предупредить увеличение разво­рота с помощью руля, т. е. пе­реложить его на 20° или полно­стью на борт в зависимости от ситуации. Если при полной пе­рекладке руля судно не придет на курс, необходимо увеличить частоту вращения двигателя. При возрастающем упоре и ру­ле, переложенном на борт, тре­буется меньше времени, чтобы Остановить разворот, чем на­брать скорость. Увеличиваю­щийся упор немедленно ведет к возрастанию поперечной силы от действия руля, в то время как продольная инерция пре­пятствует быстрому набору ско­рости. Присасывание зависит от скорости судна относительно во­ды, и она растет медленнее, ес­ли руль на судне переложен на борт.

Предлагается к прочтению: Методы и модели количественного обоснования управленческих решений в судовой промышленности

Когда судно под действием руля, переложенного на борт, и увеличившейся частоты враще­ния двигателя придет на курс, нужно уменьшить частоту вра­щения до первоначальной и только после этого начать по­степенно отводить руль, так как, пока судно находится вблизи берега, оно подвергается влиянию берегового эффекта.

Если судно рыскнет поперек канала, носовая подушка, кото­рая могла бы предотвратить просадку на противоположный берег, не создается, потому что нет подъема воды между носом и берегом, поскольку судно приближается к другому берегу под углом.

Как отдать якорь, чтобы предотвратить рыскание и избе­жать столкновения со встреч­ным судном, хорошо описано Пламмером в его книге “Управ­ление судном в узкостях“.

Использование берегового эффекта

Береговой эффект может быть использован с пользой, когда мы должны отвернуть вблизи берега в сторону от него или когда нужно пройти изгиб узкого пролива или канала. Непосредственно перед изгибом нужно сместить судно с оси ка­нала, но так, чтобы можно бы­ло контролировать береговой эффект с помощью перекладки руля, допустим, на 10°. В изги­бе судно будет поворачиваться без усилия руля, т. е. при руле прямо или переложенном всего на несколько градусов. Присасывание поворачивает судно, и мы можем использовать руль полностью для контроля разво­рота. Присасывание оказывает Влияние силы ветра на управляемость суднавлияние на управляемость суд­ном (рис. 7).

Присасывание судна
Рис. 7 Присасывание влияет на уп­равляемость судна

Явление присасывания при входе в порт

Присасывание создает такой же полезный эффект, когда мы входим в порт Сан-Николае и наше судно подошло немного севернее ведущего створа. Раз­ворот вправо нас устраивает, потому что танкеры в грузу должны идти этим путем. Более того, имеется достаточно места, чтобы сбросить излишнюю ско­рость до подхода к пирсу. Одна­ко если по какой-либо причине судно подходит южнее ведущего створа, нас ждут неприятности, особенно когда судно имеет хо­рошую скорость (рис. 8 и 9).

Эффект присасывания судна
Рис. 8 Присасывание управляет суд­ном.
1 — судно дедвейтом 85 тыс. т, осадка на ровном киле 41 фут, глубина 45 фу­тов
Присасывание борта судна
Рис. 9 Присасывание нежелательного борта.
1 — судно дедвейтом 85 тыс. т, осадка на ровном киле 41 фут, глубина 45 фу­тов

При проходе вблизи рифа присасывание в районе кормы с правого борта вызывает Швартовка одного судна к борту другогорыска­ние судна влево. Для стабили­зации направления движения, следует дать полный ход вперед и переложить руль право на борт. При этом буксир с право­го борта должен работать пол­ным ходом назад, буксир с ле­вого борта толкать нос судна полным ходом вперед, а буксир с кормы сдерживать скорость судна, работая задним ходом. Для начала разворота судна в грузу нужно время; еще больше его требуется на то, чтобы оста­новить разворот из-за инерции вращательного движения. Это показывает, насколько сильно и насколько быстро оно может на­чать разворот.

Расхождение с судами

Когда двум судам необходимо разойтись друг с другом в узкости, они должны оставаться вблизи середины пролива или канала до тех пор, пока это возможно. Насколько близко они могут подойти друг к другу, прежде чем предпринять дейст­вия по расхождению, зависит от ситуации и маневренности су­дов.

Нельзя приближаться к бере­гу слишком рано, потому что из-за берегового эффекта судно может рыскнуть поперек канала прямо под носом другого судна и его нельзя будет удержать. На ограниченных фарватерах это часто бывает причиной столкновений. Сначала носовые волны стремятся оттолкнуть их в стороны, а после расхождения кормовое присасывание возвра­тит их кормы назад на ось канала.

Как надо расходиться и как не надо этого делать, описано Пламмером в его книге “Маневрирование судна в узкостяхУправ­ление судном в узкостях“. В Гренобле я разработал ряд чер­тежей, приведенных на рис. 10—17, для использования их в центре обучения управления судами, где мы регулярно про­игрывали встречу и расхожде­ние на масштабных моделях танкеров.

Управляемость судна
Рис. 10 Оба судна уменьшили частоту вращения машины; скорость должна быть достаточной для хорошей управляемости. Оба судна остаются на осевой ли­нии фарватера до тех пор, пока это возможно
Расхождение судов
Рис. 11 Оба судна: право руля
Расхождение в узкостях
Рис. 12 Лево руля, чтобы корма прошла чисто. Носовые волны будут отталки­вать форштевни судов в стороны
Компенсация присасывания
Рис. 13 Право руля для компенсации присасывания
Перекладка руля
Рис. 14 Оба судна имеют тенденцию разворота влево. Судно А перекладывает руль вправо, чтобы остановить разворот, и этим самым создает опасную ситуа­цию
Присасывание двух судов
Рис. 15 Сейчас судно А испытывает присасывание судна В и должно положить руль на левый борт, чтобы избежать навала на берег. Нос судна В возвращается назад на центр канала; теперь корма будет возвращаться на ось канала в результате присасывания судна А
Влияние берегового эффекта
Рис. 16 Судно А закончило расхождение, оказавшись слишком близко к берегу, и испытывает сильное влияние берегового эффекта. Судно В снова на оси кана­ла и может увеличить скорость для улучшения управляемости
Рыскание судна
Рис. 17 С помощью перекладки руля право на борт судно А не смогло остано­вить рыскание, вызванное присасыванием. Судно В использовало Взаимодейст­вие судов с пользой для себя

Обгон

Организация вахтенной службыОбгон в узкостях значитель­но опаснее расхождения. Если этого не избежать, обгон дол­жен производиться только на уменьшенных скоростях. При­чина опасности заключается в том, что суда находятся рядом гораздо дольше, чем при рас­хождении, и поэтому дольше взаимодействуют. Более того, взаимодействие может быть лю­бым, поэтому для безопасного обгона надо его уменьшить, на­сколько это возможно, при сни­женной скорости. Этот маневр показан на рис. 18—21.

Обгон судна
Рис. 18 На, этой стадий обгоняемое судно А уже испытывает влияние обгоняющего судна В. Носовая волна от судна В придает ускорение судну А и я то же самое время отталкивает корму в сторону. Этот эффект будет усугублять эффект присасывания кормы
Разворот судна
Рис. 19 На этой стадии судно А имеет тенденцию разворота вправо
Носовые волны
Рис. 20 Две носовые волны отталкивают носовые части судна в стороны. Взаимное присасывание сводит кормы вместе и в то же время скорость судна В значи­тельно снижается. Судно В разворачивается в сторону берега при уменьшившей­ся скорости и этому не нужно противодействовать, поскольку это может создать для него опасную ситуацию
Присасывание в носовой части судна
Рис. 21 Наиболее опасная ситуация, когда обгоняемое судно увеличивает скоро­сть под влиянием попутного следа обгоняющего судна. Присасывание в носовой части обгоняемого судна и присасывание кормы вблизи берега образует сильную вращающую пару. Часто судно А необратимо подталкивается к корме судна В. Обгоняющее судно не испытывает особого влияния обгоняемого судна, оно долж­но бороться в основном с влиянием берегового эффекта
Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Август, 26, 2021 93 0
Добавить комментарий

Читайте также

Текст скопирован
Пометки
Избранные статьи
Loading

Здесь будут храниться статьи, сохраненные вами в "Избранном". Статьи сохраняются в cookie, поэтому не удаляйте их.

Статья добавлена в избранное! Перезагрузка...