Эффект присасывания при маневрировании судна в узкостях

Эффект присасывания, также известный как эффект Бернулли, может возникнуть при маневрировании судна в узких водоемах, особенно при низкой скорости движения. Этот эффект обусловлен изменением давления вокруг судна и может привести к тому, что судно “присасывается” к берегу или дну водоема.

При плавании во внутренних водах в той или иной мере проявляется эффект присасывания, отражающийся на управляемости судна. Однако за исключением случаев, когда судоходный путь узок и мелко­воден по отношению к размерам и осадке судна, присасыванием можно пренебречь, и судно не потеряет управляемости.

Присасывание в стесненных водах

Но при плавании в стесненных водах потеря управляемости возможна, если судоводи­тель не учел эффект присасывания и не принял мер предосторожности. Кроме того, возросшие размеры и скорости современных судов заставляют обращать более серьезное, чем раньше, внимание на опасные последствия присасывания при расхождении судов.

Рискуя показаться чрезмерно суеверным, автор тем не менее поз­волит себе утверждать, что судам присуще чувство самосохранения. Они боятся мелководья, и этот страх объясняется явлением присасы­вания. Хотя и лишенные дара речи, суда, вне всякого сомнения, спо­собны передавать важную информацию.

Как некоторые люди, впадающие в панику перед лицом опасности, отдельные суда, оказываясь вблизи мели, “сходят с ума”, полностью теряя управляемость. Другие же, хотя и они недвусмысленно прояв­ляют свою боязнь мелководья, могут оставаться вблизи него при ус­ловии, что характер судна правильно понят и им соответственно уп­равляют. Поэтому капитану или лицу, ведущему судно или осущест­вляющему лоцманскую проводкуПлан лоцманской проводки, следует как можно глубже ознако­миться со всеми особенностями поведения судна.

Подтверждением того, что надежное  судно “сотрудничает” со своим капитаном, может служить следующий пример. Предположим, что судно следует по прямому, но узкому водному пути, по обе стороны которого имеется мелководье, а по какой-либо причине — ту­ман или темное время суток — судоводитель не имеет возможности определить местоположение судна относительно осевой линии. Тогда, если судно окажется слишком близко к одному из берегов, оно при условии, что это надежное судно, “сообщит” капитану о таком откло­нении, потребовав большей перекладки руля в сторону мелководья.

При необходимости судно можно удерживать в непосредственной бли­зости от берега, хотя оно стремится отойти от него. Чтобы удержать судно на оси фарватера, следует незначительно изменить курс в пределах 1-2°. Судно само покажет отход от берега, потребовав меньшей перекладки руля. По достижении же оси фарватера надобность в пере­кладке руля отпадет полностью.

Срезание угла

Итак, судно передает информацию, исключительно полезную для удер­жания его на прямом отрезке фарватера. Теперь рассмотрим случай подхода судна к излучине фарватера и выясним, как по его поведению, а зачастую оно служит единственным источником информации, правиль­но выбрать нужный маневр.

Предположим, что судоводитель, управляющий судном, знает, что подходит к повороту, где направление фарватера постепенно изменяется с севера на восток. В его распоряжении должны быть средства безоши­бочного определения момента подхода к повороту. Если глубины у берега мало отличаются одна от другой, то лот окажется бесполезным или принесет очень незначительную пользу. В случае отсутствия визуаль­ных ориентиров практически единственным источником информации будет само судно.

При следовании по прямому участку фарватера надлежит держаться параллельно, а также достаточно близко к тому берегу, где находится мыс (в данном случае с правой стороны), чтобы судно “испытывало страх” перед берегом и стремилось отойти от него. В этом случае потре­буется значительная Закономерности движения крупнотоннажных судов при перекладке руляперекладка руля для удержания судна параллель­но берегу. Как только возникнет необходимость в меньшей перекладке руля, станет ясно, что судно достигло начала поворота. В этот момент следует изменить курс судна на точную величину вправо, направив его на мыс, вскоре после чего оно потребует большей перекладки руля. Сле­дует удерживать судно на этом новом курсе до тех пор, пока снова не ослабнет присасывание (другими словами, пока судно не потребует меньшей перекладки руля), затем опять поворачивать вправо до тех пор, пока судно не ляжет курсом на восток.

Считалось, что подобные действия оправданы только в тумане, в темноте или в иных сложных условиях. В нормальных условиях при следовании значительным ходом выполняют маневр поворота, удержи­вая судно в излучине фарватера. При плохой видимости, как правило, рекомендуется следовать по стороне, противоположной излучине судо­вого хода, или срезать угол.

Реакция огибающего мыс судна окажет судоводителю помощь в осуществлении, маневра. Вблизи поворота, а также в период осуществ­ления маневра поворота судно стремится отойти на глубокую воду. Используя эту информацию, судоводитель может надежно управлять судном в условиях узкого фарватера и плохой видимости.

Теперь посмотрим, что произойдет, если судно будет придержи­ваться противоположной стороны фарватера при подходе к излучине. В этом случае оно потребует перекладки руля, и будет трудно, если вообще возможно, определить, что необходима дополнительная перекладка руля, т. е. что судно достигло поворота. Малейшее промедление в изменении курса может привести к посадке на грунт, судно может коснуться носом берега еще до того, как возрастет эффект присасывания его кормы к берегу. Более того, положение судна будет оставаться ненадежным в течение всего поворота.

Удержание судна в излучине

В предыдущих пунктах показано, какую помощь судоводителю оказывает судно под воздействием явления присасывания в условиях плохой видимости или при отсутствии средств навигационного ограждения. Применение опыта управления моделями судов на практикеЭффект присасывания можно использовать и в целом ряде других случаев. Однако этим явлением часто пренебрегают, поэтому целесо­образно рассмотреть его действие, чтобы осознать возникающую в этом случае серьезную потенциальную опасность, могущую превратиться в реальную угрозу.

Чтобы продемонстрировать пример непонимания судоводителем явления присасывания и воздействия, оказываемого этим явлением на судно, рассмотрим гипотетический фарватер. За исходные данные примем достоверность направления фарватера и возможность полного хода судна. В этих условиях рекомендуется осуществлять маневр поворота способом удержания судна в излучине с использованием эффекта приса­сывания.

Естественно желание судоводителя осуществлять ранний поворот, т. е. срезать угол. Он может выполнить свое намерение только при усло­вии, что эффект присасывания компенсируется действием руля судна. Предположим, что судоводитель не представляет себе, какое влияние присасывание окажет на судно. Тогда, выполняя постепенный поворот в узком фарватере, он почти всегда начнет действовать раньше, чем сле­дует, в результате чего судно будет испытывать на себе влияние приса­сывания со стороны мыса. Оно потребует большей перекладки руля, чем необходимо только для осуществления маневра поворота, посколь­ку придется еще преодолеть замедляющее поворот влияние присасыва­ния.

Предположим, что присасывание можно нейтрализовать, а маневр поворота осуществить путем перекладки руля на 20°. Тогда для ликви­дации присасывания со стороны мыса необходимо переложить руль еще на 10°. Таким образом, для выполнения поворота руль следует переложить на 30°. Если судоводитель не понимает сущности явления присасывания, он будет удовлетворен тем, что, предприняв маневр немного раньше, одновременно принял и дополнительную меру пре­досторожности. На самом деле, чем больше он, как ему кажется, осто­рожен, тем большей опасности подвергает судно, так как, производя поворот таким образом, может не справиться с управлением при незначительном усилении встречного течения или ветра даже при полном угле перекладки руля.

Следует указать, что для Маневрирование судна в аварийных ситуацияхобеспечения безопасности перед совер­шением маневра поворота необходимо сбавить ход судна и дать полный ход только в момент готовности поворачивать. Это – необходимая мера предосторожности во всех случаях, когда предполагается значитель­ная перекладка руля. Но такой поворот можно осуществить, производя очень незначительные действия рулем. В этом случае перед поворо­том судно подводят достаточно близко к стороне излучины фарватера так, чтобы на удержание его параллельно берегу требовалась перекладка руля порядка 10°. Иными словами, чтобы удержать судно от стремле­ния оттолкнуться от берега. При достижении поворота и осуществлении его судно будет удерживаться на этом расстоянии от излучины и исполь­зует эффект присасывания, действие которого будет равноценно пере­кладке руля на 10°. Таким образом, чтобы произвести поворот (вспом­ним, что при отсутствии присасывания потребовалась бы перекладка руля на 20°), необходимо переложить руль только на 10° вместо 30°. Если удерживать судно еще ближе к берегу, то, возможно, действие рулем вообще не потребуется.

Маневрирование при расхождении судов

Судоводителю, не имеющему достаточного опыта в выполнении манев­ров и привыкшему точно следовать установленным правилам осуществ­ления поворотов и расхождения судов в узких фарватерах, действие, может показаться безрассудным. К несчастью, опытный судоводитель часто склонен впадать в другую крайность – слишком глу­боко входить в излучину при повороте или расходиться с встречным судном на очень малом расстоянии.

Например, в канале Порт-Артур до его расширения некое иностранное судно следовало вверх по фарватеру. Когда оно почти сблизилось с встречным судном, капитан пореко­мендовал лоцману уступить ему дорогу. Однако лоцман продолжал вес­ти судно прямо по осевой линии. Спустя некоторое время, капитан более настойчиво предложил лоцману уступить дорогу встречному судну, но тот продолжал следовать прежним курсом. Сблизившись, суда усту­пили друг другу дорогу и благополучно разошлись. Как видим, при встрече судов в очень узком канале не следует спешить уступать дорогу встречному судну. Необходимо сделать это своевременно и не забыть, по меньшей мере, еще об одной очень важной мере предосторожности – сбавить ход.

Влияние присасывания к встречному судну

Предусмотрены общие действенные меры, применяемые при встрече расхождении судов. Однако на узком фарватере расхождение с встречным судном может закончиться рысканием и касанием противоположного берега. Такое поведение судна особенно вероятно в искусственном канале, где присасывание ощущается сильнее. Рассмотрим весьма специфический способ управления судном в этих условиях, позволяющий избежать указанной ситуации. Эффект присасывания, порождаемый самим судном, одновременно оказывает влияние и на встречное судно. Присасывание появляется вследствие хода судна или, что, по существу, одно и то же, воздействия потока воды, обтекающего судно. Преобладает точка зрения, что это — единственная причина присасывания. Однако существует и другая очень важная причина возникновения присасывания — действие винта. Так, если судно не имеет хода относительно воды, и его винт не работает, присасывания не возникает. Но если судно находится на мели или не двигается по иной причине, а винт его работает, то наблюдается эффект присасывания. В действительности даже при медленной работе винта ощущается значительное влияние присасывания в районе траверза раковины судна. Чем больше Гребные винты малотоннажных судовчастота вращения винта, тем сильнее присасывание и тем дальше оно распространяется. Следует также сказать, что кильватерная струя, которая четко видна за кормой судна (когда машина работает на передний ход), редко рассматривается как причина присасывания. Но именно на траверзе раковины судна вода обладает наибольшей силой и представляет наибольшую опасность.

Следует упомянуть еще об одном явлении, всегда возникающем при движении судна, которое рассматривается как элемент присасывания или связывается с ним, – о носовой волне. Когда судно движется медленно, ее влияние незначительно и им можно пренебречь, но в стесненных водах оно становится весьма значительным, особенно, когда судно с полным грузом следует на большой скорости.

Руководствуясь сделанными замечаниями, рассмотрим способ управления судном непосредственно после его расхождения с встречным судном, приняв во внимание влияние гидродинамического взаимодействия обоих. Допустим, что ширина канала позволяет судам максимально сблизиться, прежде чем они уступят друг другу дорогу, не оказываясь в опасной близости к берегу. Причем в момент расхождения (левыми бортами) между ними будет расстояние около 15 м или более.

Предположим в этих условиях сближаются два судна. Предлагаемые рекомендации должны выполняться капитанами обоих судов, мы же рассмотрим действия только одного из них. Скорость судна заблаговременно должна быть максимально уменьшена, но не в ущерб управляемости. При работе машины малым ходом вперед судно должно удовлетворительно слушаться руля. При сближении с встречным судном следует держаться на достаточном расстоянии от правого берега, чтобы присасывание к нему не помешало судну легко отреагировать в нужное время на перекладку руля вправо.

Незадолго до того, как суда сблизятся, судоводитель должен произвести значительную перекладку руля вправо, в результате чего нос отклонится в сторону правого берега. Вскоре после этого руль перекладывают так, чтобы разойтись с встречным судном кормой, и затем выравнивают судно на курсе. После выполнения этих маневров судно окажется в непосредственной близости от правого берега, вследствие чего потребует для удержания на курсе значительной перекладки руля вправо (возможно, около 20°). Его близость к берегу может оказаться настолько большой, что даже полная перекладка руля вправо будет недостаточной, если влияние носовой волны, возникающей между носом и бортом встретившихся судов, не станет решающим фактором, мешающим судну отклониться влево.

Предлагается к прочтению: Поперечное и продольное движение судна

Вскоре после возвращения судна на курс, его нос окажется на траверзе раковины встречного судна. В этом положении присасывание раковины встречного судна внезапно отведет нос судна влево. Казалось бы, следует переложить руль больше вправо. Однако положив руль “право на борт”, мы остановим поворот судна влево. Его нос быстро проходит зону влияния присасывания встречного судна, руль отводится приблизительно в положение “прямо”, и корма испытывает присасывание встречного судна, эффект которого значительно сильнее, чем присасывание берега, поэтому нос судна еще более приблизится к берегу.

Влияние присасывания встречного судна вскоре перестанет сказываться, и судно окажется настолько близко к берегу, что одновременная перекладка руля “право на борт” и включение полного хода вперед не принесут желаемых результатов в преодолении присасывания к берегу, и, к ужасу, судоводителя, судно развернется поперек канала и коснется противоположного берега.

Возникает естественный вопрос: можно ли было избежать аварийной ситуации? При ходе судна вперед и работе его машины на передний ход действие кильватерной струи и других возмущений за кормой, особенно в условиях мелководья и при наличии препятствий, снижающих ход судна, происходит по определенной схеме: предмет, находящийся прямо по корме, отталкивается дальше по корме; предмет, находящийся по какую-либо сторону от кормы, отталкивается дальше в сторону от кормы.

Поэтому сразу после расхождения с встречным судном корма судна отталкивается к берегу, что еще больше усугубляет и без того неблагоприятное положение. Сразу после расхождения с встречным судном судно не послушается даже при полной перекладке руля, хотя в любое другое время оно это сделало бы несмотря на одинаковое в обоих случаях расстояние от берега. Преодоление присасывания к берегу сразу после расхождения судов требует значительно более существенной перекладки руля, чем в любом другом случае.

Но вернемся к нашему примеру. Судно окажется на траверзе встречного судна. Хотя его нос и отклоняется резко в сторону кормы встречного судна, вероятность касания очень мала, поскольку корма в это же время отходит в сторону. Позволяем судну разворачиваться носом примерно до середины канала. Корма под влиянием присасывания кормы встречного судна отходит от берега. В это время по двум причинам следует дать полный ход.

Во-первых, чтобы с большей надежностью преодолеть латеральный эффект кильватерной струи встречного судна; во-вторых, чтобы с помощью руля с большей уверенностью преодолевать присасывание к берегу.

Если канал настолько узок, что между судами, находящимися на траверзе друг друга, остается ограниченное пространство, возникает серьезная Способы применения буксировопасность присасывания носа одного судна к раковине другого. В таком случае описанный способ расхождения применять не следует.

Зависимость силы присасывания от очертаний берега

Присасывание кормы к вертикальному берегу, например стенке шлюза, имеет меньшую силу по сравнению с присасыванием пологого берега. В канале, один берег которого вертикальный, а другой пологий, нос судна стремится уйти от пологого берега, и чтобы удержать судно на середине канала, следует переложить руль в сторону этого берега.

Прохождение судна, ошвартованного к причалу

Выше было сказано, что возросшие скорости и размеры судов привели к необходимости принимать дополнительные меры предосторожности для локализации гидродинамического взаимодействия. Ошвартованное в узком канале судно будет испытывать возмущение воды, создаваемое проходящим мимо судном, хотя последнее может находиться на расстоянии нескольких миль. Поэтому уже на достаточном расстоянии от ошвартованного судна следует сбавить ход. При следовании самым малым ходом вперед такое возмущение (его можно назвать и донной волной) ощущается примерно за четверть мили, но при такой скорости следования вблизи стоящего судна последнее не испытывает большого воздействия возмущения. Однако на этом расстоянии машину следует остановить, так как работа винта будет ощущаться ошвартованным судном, а по мере приближения к его траверзу такое влияние будет существенно возрастать. При прохождении траверза стоящего судна последнее, хотя машина двигающегося судна работает самым малым ходом вперед, будет испытывать сильную вертикальную качку на швартовах. Итак, при прохождении ошвартованного к берегу судна следует заблаговременно сбавить ход, чтобы уменьшить возмущение воды; остановить машину незадолго до подхода к траверзу ошвартованного судна и проходить мимо него по инерции.

Снятие судна с мели

Движущееся судно может доставить неприятности судну, стоящему на швартовах, но оно же может оказать помощь судну, сидящему на мели. Имея значительную инерцию переднего хода или следуя полным ходом в достаточной близости от судна, сидящего на мели, судно зачастую может оказать последнему помощь в снятии с мели, в то время как многие другие способы оказались неэффективными. Однако при использовании такого способа нужно соблюдать следующую предосторожность. Снятие судна с мели при помощи других судовСудно, сидящее на мели, не должно работать машиной от момента приближения другого судна до тех пор, пока оно не окажется на достаточном расстоянии.

Говорят, что нельзя поднять себя за волосы, но судно может сделать нечто очень похожее. Оно способно воспользоваться им же созданной волной, чтобы подняться над мелью. Следовавшее полным ходом по узкому каналу и внезапно севшее на мель с полной остановкой движения судно, спустя какое-то время будет настигнуто созданной им волной, зачастую имеющей достаточную подъемную силу, чтобы снять его с мели. Одновременный полный ход вперед будет способствовать снятию с мели.

Отход от берега. Руль против присасывания

Иной раз судоводитель оказывается в столь затруднительном положении, что напоминает человека, поймавшего медведя за хвост и не знающего, как от него освободиться. Это случается при слишком близком подходе к берегу, когда на судно действуют противоположные силы – присасывание и силы на руле. Если присасывание оказывается сильнее, судно теряет управляемость. Предположим, что такое судно находится в непосредственной близости от правого берега канала, параллельно ему и не имеет хода относительно воды. Требуется вывести его на середину канала. Машине дают самый малый ход вперед, руль находится в положении “прямо”, так как судно должно сразу начать отворачивать от берега, хотя его отход и не должен быть слишком быстрым.

Как только винт судна начнет вращаться, корма будет постепенно двигаться в сторону берега. Руль перекладывают в положение “право на борт”, но нос судна все еще продолжает движение влево. Когда судно развернется на 3-4°, ход увеличивают до малого, а руль, конечно, остается в положении “право на борт”. В результате судно моментально прекращает разворачиваться, но вскоре вновь постепенно начинает поворачивать влево.

После того, как судно развернется на 6-7°, машине дают средний ход вперед. В результате поворот прекращается на какое-то время, но вскоре сила присасывания снова заставляет судно “не слушаться” руля. Когда судно развернется примерно на 10° (чем шире канал, тем больший угол поворота допустим и желателен), машине дают полный ход вперед. После этого судно не только прекратит разворачиваться, но даже станет реагировать на поворот руля вправо, так как его корма отойдет от берега на достаточное расстояние, что позволит кильватерной винтовой струе оказывать доминирующее действие на управляемость судна.

Если корма судна остается в одном и том же положении, присасывание, создаваемое кильватерной струей, будет минимальным в момент увеличения скорости (относительно любой конкретной величины), поэтому действие руля окажется сильнее присасывания сразу после увеличения хода.

Как видим, вывести на середину канала судно, расположенное лагом к берегу и не имеющее хода относительно воды, очень трудно. Подход к берегу передним ходом может привести к внезапной потере управляемости. Таким образом, если судно, идущее полным ходом, окажется очень близко к берегу, его положение будет практически безбандажным. Поэтому рекомендуется при сближении с берегом уменьшать ход до малого или самого малого, чтобы в случае необходимости устранить рыскание, дав полный ход.

Следование открытой водой, противодействие присасывания влиянию носовой волны

Иногда управление заключается в умении противопоставить положительные влияния, испытываемые судном, отрицательным с целью подавить нежелательное действие последних. Выше было показано, как, действуя рулем, можно нейтрализовать присасывание.

Теперь рассмотрим взаимодействие присасывания и носовой волны. Не следует преувеличивать значение носовой волны. Ее способность “оттолкнуть” судно, идущее прямо на какой-либо объект (Организация вахтенной службы при проведении грузовых работ в португруженое судно, берег или причал), чрезвычайно мала. В то же время носовая волна обладает большой силой воздействия на груженое судно, идущее параллельно такому объекту. Подобно клину, она отводит его нос в сторону.

Рассмотрим пример проводки судов в канале, где когда-то использовалась система шлюзов, а затем был построен обходной канал и сохранены шлюзы. Обходной и старый каналы напоминали железнодорожный разъезд. Вход в обходной канал, верхняя оконечность которого оставалась неоконченной, осуществлялся по правой стороне. Многочисленные груженые суда, направлявшиеся в порт этим каналом, легко удерживались на его осевой линии до момента подхода к обходному каналу, а затем разворачивались в обходной канал, несмотря на положение руля “лево на борт”. Это происходило потому, что при подходе судна к обходному каналу давление носовой волны на правую скулу практически прекращалось. При равном присасывании, действовавшем на обе раковины судна, начинало доминировать давление носовой волны на левую скулу. Канал был так узок, что для сохранения управляемости судно приходилось удерживать практически на осевой линии, почти до момента достижения обходного канала. Затем его подводили достаточно близко к правому берегу, чтобы использовать эффект присасывания (с правой раковины судна), в результате чего судно стремилось рыскнуть влево как раз в тот момент, в который ранее оно начинало разворачиваться вправо. Разворот судна в сторону обходного канала можно объяснить его стремлением идти по пути наименьшего сопротивления, а таким путем и был вход в обходной канал.

Осуществление крутого поворота. Согласование влияния присасывания и носовой волны

Общеизвестно, что при перекладке руля с целью поворота в какую-либо сторону, судно пойдет бортом к противоположному берегу, т. е. его начнет заносить. В ходе крутого поворота в каком-либо канале это боковое движение или снос будет меньшим, чем на открытой воде, поскольку берег окажет отталкивающее действие, сила которого зависит от эффективности носовой волны и давления воды между бортом судна и берегом, что в свою очередь, в основном, зависит от осадки судна и формы берега на излучине.

Воздействие носовой волны на порожнее судно может быть ничтожно малым, если в месте изгиба фарватера имеется достаточно глубокая отмель. В этом случае судно окажется как бы в открытой воде. Боковое движение, если берег приглубый, будет почти полностью устранено.

Таким образом, если присасывание помогает рулю и оттягивает корму к берегу, то носовая волна в сочетании с силой давления воды между берегом и бортом судна действует в противоположном направлении, причем последнее действие обладает неодинаковой силой и может либо незначительно изменить бортовой снос, либо вообще устранить это нежелательное явление.

Определение направления течения

При следовании судна по каналу, особенно в ночное время, весьма желательно, а иногда и крайне необходимо знать Морские течениянаправление течения. На некоторых внутренних водных путях, особенно в районе Мексиканского залива, течения подвержены внезапным изменениям и, в основном, непредсказуемы. Иногда они обладают значительной скоростью.

Направление течения можно легко определить по поведению судна на поворотах. Если на повороте судно отклоняется в сторону мыса, значит, в канале действует встречное течение. Отклонение в сторону излучины указывает на попутное течение (рис. 1).

Пожалуй, невозможно точно сказать, когда именно следует начинать поворот, но известно, что при сильном встречном течении его нужно осуществлять как можно позже, при отсутствии течения – немного раньше, при сильном попутном течении – как можно раньше.

Влияние встречного и попутного течений

При встречном течении в случае необходимости судно легко остановить. Если судно внезапно сильно рыскнет, оно все же не окажется на грунте. Однако при попутном течении управлять судном значительно легче. Это лучше всего можно проиллюстрировать на примере очень плохо управляющегося судна, следующего по узкому каналу, в котором действует течение скоростью 2 уз.

Прежде всего, нужно иметь в виду, что чем меньше ход судна, тем меньшее влияние на управляемость окажут присасывание к берегу и дну канала и что в стесненном канале судно на ходу не всегда обладает свободой движения. Например, если оно находится близко к берегу канала и следует передним ходом, его нос будет отклоняться, а корма приближаться к берегу.

При скорости 2 уз относительно воды и встречном течении тоже 2 уз судно будет удерживаться против течения. Поскольку воздействие присасывания возрастает по мере увеличения скорости судна (при больших скоростях возрастает вероятность возникновения неконтролируемого рыскания), и если судно идет достаточно быстро относительно воды, чтобы одновременно иметь значительный ход относительно грунта, то его ход может оказаться чрезмерным, так как в этом случае судно может потерять управляемость.

С другой стороны, плохо управляющееся судно, при попутном течении в 2 уз идущее со скоростью 2 уз относительно воды, может весьма удовлетворительно двигаться относительно грунта в узком канале.

Читайте также: Мировой Океан и океанотехника. Характеристики морских льдов, течений и волн

Подведем итог: очень плохо управляющееся судно будет легко двигаться относительно грунта при сильном попутном течении с минимальной скоростью. При сильном встречном течении скорость судна относительно грунта возрастет настолько, что оно потеряет управляемость. А это объясняется в первую очередь тем, что увеличение скорости судна влечет за собой усиление присасывания.

Когда судно при встречном течении подходит слишком близко к любому из берегов, сила присасывания тянет его корму к берегу. В это же время течение и давление воды между берегом и бортом судна с большой силой действуют на борт. Вода образует клин и отталкивает нос судна, вызывая рыскание. По мере увеличения скорости судна водяной клин между берегом и бортом становится мощнее.

При сильном попутном течении судно должно двигаться с незначительной скоростью относительно воды, чтобы иметь достаточный ход относительно грунта, поэтому отрицательное воздействие водяного клина и присасывания минимально.

Для пояснения этого положения предположим, что судно следует по течению, но хода относительно воды не имеет. Его скорость относительно грунта 2 уз. В данном случае даже при его возможном сближении с берегом водяной клин не образуется и не возникает давление, вызывающее рыскание.

Если бы судно следовало против течения, оно двигалось бы со скоростью 2 уз относительно воды, но оставалось бы без движения относительно грунта. В этом случае, если бы оно оказалось в достаточной близости к берегу, и его корма пошла бы в сторону берега, образовался бы водяной клин, приводящий к рысканию.

Крутой поворот при сильном попутном течении

Что такое течениеСильное попутное течение, формирующееся на изгибах канала, может оказывать существенное влияние на судно, особенно груженое, заставляя его сильно разворачиваться. Как правило, течение имеет наибольшую силу в излучине канала, а в районе мыса вероятно образование водоворота. Поэтому при крутом повороте, когда на раковину судна направлена вся сила течения, а на его нос в это время течение не влияет (отсутствует или имеет противоположное направление), судно будет стремиться повернуть назад и “посмотреть на себя”. Если в этих условиях проявится избыточное присасывание, возникнет серьезная опасность поворота судна на 180° или его движения поперек канала.

Во избежание подобной ситуации судно следует подводить к повороту таким образом, чтобы свести к минимуму или почти полностью нейтрализовать присасывание и действие указанных течений (рис. 2). Присасывание будет минимальным, если ход относительно воды небольшой. Оно совершенно не ощущается, если равномерно действует на оба борта судна, т. е. при следовании посредине канала.

Так, вместо выполнения общепринятых рекомендаций держаться в излучине, капитан должен при подходе к повороту вести судно посредине канала малым ходом. Однако надо иметь в виду, что при выполнении маневра поворота из этого положения, судно будет существенно снесено в сторону излучины к моменту окончания поворота (см. рис. 1).

Как только судно окажется вблизи излучины, сила присасывания будет способствовать повороту. Поскольку судно будет снесено в сторону излучины, его придется направить по диагонали канала, чтобы в полной мере использовать течение при повороте.

С другой стороны, предположим, что судно подходит к повороту, держась стороны излучины (рис. 3). При подходе к повороту, ему придется резко изменить курс в сторону противоположного берега или мыса, чтобы избежать касания берега вследствие воздействия течения.

При таком диагональном курсе в корму судна направлено попутное течение, которое имеет в этом месте наибольшую силу. Оно начнет разворачивать судно. Сила присасывания к берегу еще более усугубит разворот. Нос судна в это время окажется в том месте, где течение отсутствует или работает в противоположном направлении.

При подходе судна с полным грузом к положению 3 (рис. 3) происходит следующее: когда судно начинает сильно разворачиваться (как в положении 2, в противном случае оно будет снесено в излучину), нужно переложить руль на противоположный борт на значительное время для того, чтобы уменьшить Указатели угловой скорости поворотаскорость поворота или прекратить поворот, даже если судно не испытывает влияния присасывания, течения или иных внешних сил.

Расхождение с буксирным караваном

Зачастую судно в канале догоняет и обходит медленно идущие суда. Наиболее вероятен обгон буксирного каравана. Вместо рекомендаций по выполнению этого маневра рассмотрим конкретные примеры. Положим, что груженое судно, машина которого работает немного меньше, чем на полный ход вперед, в мелководном и узком канале совершает обгон каравана, состоящего из буксировщика и груженной баржи на коротком буксирном тросе В главных каналах, как правило, буксиры тянут три-четыре баржи. Для простоты объяснений мы рассматриваем караван с одной баржой.x.

Общая длина каравана не превышает 75 м. Если буксир идет полным ходом, судно вынуждено до совершения обгона работать средним ходом вперед. Предположим, что караван отклоняется в ту или иную сторону, чтобы обеспечить судну пространство, достаточное для маневра, однако продолжает следовать полным ходом. Судно, держась приблизительно на оси канала (собственное отклонение от оси вызвало бы нежелательное присасывание к берегу), продолжает обгон каравана до того момента, когда его не окажется немного позади траверза кормы баржи. Носовая волна, развиваемая судном, начнет оказывать на баржу такое же воздействие какое производит океанская волна, ударяющая в волнолом. Эта волна может оказаться такой высокой, что поднимет баржу и погонит ее впереди себя. Будем считать, что в нашем случае носовая волна не так высока, и баржа спокойно останется позади прошедшего судна.

Для открытой воды это, замечание может показаться ошибочным, так как форма волны в этом случае соответствует очертаниям носа судна. Но в узком канале из-за близости берега волна образуется примерно под прямым углом к курсу судна. Когда баржа выйдет на траверз скулы судна, носовая волна оттолкнет ее от судна и заставит его рыскнуть, но это не помешает буксиру продолжать движение. После того как Особенности управления судами при буксировкебуксирующее судно минует носовую волну, караван будет отставать, пока корма баржи не придет на траверз раковины судна. Здесь баржу ударит волна, идущая примерно под прямым углом к курсу судна, которая окажет на баржу еще более сильное действие, чем носовая волна. Поэтому баржа может при условии, что судно идет с такой же скоростью, идти или оставаться впереди кормовой волны. Если баржа находится впереди кормовой волны, она пойдет со скоростью судна независимо от тяги буксира. Если судно прибавляет ход с целью оставить баржу за кормой, это лишь увеличивает высоту и силу кормовой волны, и баржа не отстанет от судна.

К сожалению, это не единственное воздействие, оказываемое волной, разводимой судном, на караван. Значительный передний ход неизбежно приведет и к более серьезным последствиям. Когда корма баржи подвергнется воздействию волны, на нее начнет действовать присасывание судна, которое потянет корму баржи к раковине судна. Это, в свою очередь, заставит нос баржи рыскнуть в сторону от судна. Если машина и руль буксира достаточно мощны, ему удастся подавить рыскание, и повернуть нос баржи в сторону судна. При одновременном присасывании баржа будет притягиваться к судну и почти неизбежно легко коснется его всем бортом, как говорят, не “разбив даже скорлупы”. Но, с другой стороны, когда присасывание вызывает рыскание баржи, то мощность буксирного судна недостаточна, чтобы устранить его, нос баржи отклонится от судна, и буксировщик не удержит его. При этом форма баржи навалится на раковину судна. Сила навала и повреждение винта и руля почти полностью зависят от осадок судна и баржи. По всей вероятности, баржа окажется за кормой судна, так как она останется позади кормовой волны.

Итак, действие воды вокруг носа судна может быть очень сильным, но мало вероятно, что оно причинит какие-либо неприятности, так как характерной особенностью такого действия является отталкивание объектов:

• участок от полубака до полуюта безопасен, так как вода идет параллельно борту судна;
• действие воды на траверзе раковины дна наиболее опасно:
  • во-первых, здесь вода обладает наибольшей силой, а во-вторых, проявляется присасывание – объекты притягивается друг к другу;
  • чем ближе находится какой-либо объект к другому, чем сильнее действует присасывание Современное представление о гидродинамическом взаимодействии между судами изложено в работах Ю. М. Мастушкина. Наиболее опасно гидродинамическое взаимодействие между судами, когда нос или корма одного из судов находится примерно на траверзе миделя другого судна.x.

Замечено, что на траверзе раковины обгоняющего судна не всегда происходит присасывание, а временами наблюдается и отталкивание. Иногда, когда обгоняемое плавсредство начинает отставать, и его корма оказывается на траверзе раковины обгоняющего судна, вместо присасывания кормы наблюдается как бы противоположное явление – нос плавсредства неожиданно рыскает в сторону судна. Это характерно в том случае, когда достаточное пространство позволяет плавсредству не испытывать слишком сильного присасывания к раковине обгоняющего судна.

Это интересно: Подача и крепление буксирного каната

Создается впечатление, что такое рыскание вызвано отталкиванием кормы плавсредства. На самом деле происходит следующее. Самоходное судно длиной примерно 60 м, можно сравнить с колонной, один конец которой стоит на земле. Колонна может слегка покачиваться, но равновесия не потеряет. Но стоит увеличить амплитуду качания, и колонна упадет.

Корма судна напоминает нижний конец колонны, а волна, идущая под прямым углом к курсу судна, – грунт. На участке от полубака до полуюта вода, текущая в корму и параллельно судну, действует на судно таким же образом, как сила тяжести на колонну. Если судно слегка отклонится от курса, оно снова возвратится в исходное положение. Слишком сильное рыскание приведет к потере управляемости.

А теперь предположим, что такое судно обгоняет уже рассматривавшийся караван в идентичных условиях. Изменено лишь одно условие: караван уменьшает ход к моменту приближения обгоняющего судна. Судно тоже сбавляет ход до самого малого и продолжает обгон. Носовая волна не оказывает заметного влияния на караван, судно продолжает обгон до того момента, когда его корма начинает присасывать корму баржи и таким образом вызывает незначительное рыскание. Буксирное судно дает кратковременный полный ход и уменьшает рыскание, затем снова сбавляет ход. Так как кормовая волна судна невелика, караван благополучно остается позади.

Если возникает необходимость исключительно осторожного обгона, то он осуществляется следующим образом: перед обгоном караван не должен иметь хода относительно воды, обгоняющее судно приближается самым малым ходом. Когда караван оказывается примерно в середине длины судна, последнее стопорит машину. Таким образом удается устранить единственный источник присасывания – присасывание за счет работы винта. Инерции переднего хода груженого судна окажется вполне достаточно для завершения обгона при условии, что буксир будет тянуть с силой, обеспечивающей лишь управляемость каравана.

Использование присасывания в интересах судовождения

Резюмируя сказанное выше, отметим следующее: присасывание обычно рассматривается как препятствие или источник неприятностей, но можно избавиться от его отрицательного влияния. Более того, присасывание:

• дает важную информацию при плавании в узких каналах;
• помогает маневру поворота в каналах;
• за счет использования присасывания обгоняющего судна сохраняют управляемость;
• иногда используется для снятия судна с мели;
• в ряде ситуаций оказывает помощь рулю.

Таким образом, присасывание можно использовать в практике судовождения.