Расчет параметров якорной стоянки

Якорная стоянка – это важная маневренная операция, которая позволяет судну временно закрепиться в определенном месте. Она используется в различных обстоятельствах, таких как ожидание лучшей погоды, отдых на воде или выполнение ремонтных работ. Эффективное проведение якорной стоянки требует учета нескольких ключевых факторов.

При выборе места для якорной стоянки необходимо учитывать глубину воды и тип дна. Это важно для определения длины цепи или каната, которые обеспечат надежное удержание судна. Грамотный выбор типа якоря также важен, так как каждый тип якоря лучше подходит для определенных условий. Например, плуговой якорь может быть более эффективен на мягком грунте, в то время как якорь-скоба подходит для скалистых донных условий.

Держащая сила якорного устройства

Держащей силой якоря называется наименьшее усилие, которое нужно приложить в направлении веретена, чтобы сорвать его с грунта. Держащая сила якорного устройстваЯкорные устройства буксирных судов зависит от типа якоря, характера грунта и длины вытравленной якорной цепи.

Наибольшую величину держащей силы T_яу якорного устройства определяют по формуле:

$T_{я}=k{P}_{я}+f{P}_{ц}$

где:

• k – коэффициент держащей силы, зависящей от типа якоря и характера грунта (табл. 1);
• P_я – масса якоря, т;
• f – коэффициент трения цепи о грунт (в среднем равен 0,3÷0,6);
• P_ц – вес якорной цепи, лежащей на грунте, равен 0,18d²·lц, т;
• l_ц – длина якорной цепи, лежащей на грунте, м.

 
Приведенные в таблице коэффициенты относятся к действию постоянного долговременного тягового усилия. При действии тягового усилия в виде отдельных кратковременных рывков держащая сила может оказаться больше расчетной в 2-3 раза.

Предлагается к прочтению: Выбор места якорной стоянки

Наибольшей держащей силой якорь обладает, когда его веретено занимает горизонтальное положение (рис. 1). В противном случае якорь теряет часть дер­жащей силы. Так, при тяговом усилии, направленном к поверхности грунта под уг­лом 15°, держащая сила якоря уменьшается до 50 %.

Внешние силы, действующие на судно, стоящее на якоре

Условие безопасной якорной стоянкиБезопасная якорная стоянка – сумма внешних воздействий должна быть меньше держащей силы якорного устройства: R_вн ≤ T_яу (рис. 2). Определяем сумму сил от внешних воздействий:

$R_{вн}=R_{А}+R_{т}+R_{ин}+R_{волн}$

Сила воздействия от ветра R_А зависит от скорости ветра, площади обдуваемой поверхности и определяется по формуле:

$R_{А}=0,8W^2{S}_x, н;$

где:

• S_х – лобовая площадь парусности, м²;
• W – скорость ветра, м/с;

Сила воздействия от течения R_m равна:

$R_{т}=60S_{м}{V}_{m^2}, н;$

где:

• S_xn – площадь подводной части миделя, м²;
• V_m – скорость течения, м/с.

Инерционные силы R_ин (силы, возникающие при рыскании) принимаются равными весу якоря в воде:

$R_{ин}=8,5P_{я}, н;$

где:

• P_я – масса якоря, кг.

Для учета сил ударов волн о корпус судна вводят коэффициент динамичности K_д, который принимают равным 1,4−1,7.

Итак, держащая сила якорного устройства должна быть более суммы всех внешних сил, действующих на судно, в противном случае якорь будет ползти, H:

При определении безопасности якорной стоянки необходимо учитывать дополнительное гидродинамическое давление воды, создаваемое течением, которое зависит от глубины под килем судна (рис. 3).

Расчет длины якорной цепи при постановке на один якорь

Расчет безопасной якорной стоянки заключается в решении двух задач:

• определение длины якорной цепи, необходимой для удержания судна на якоре;
• определение радиуса безопасной якорной стоянки.

Оптимальная длина якорной цепи, необходимая для надежного удержания судна на одном якоре при данных гидрометеоусловиях определяется следующим образом:

$L_{яц}=0,17(\sqrt{R_{вн}/q·(67,5h_{кл}+R_{вн}/q)}–R_{вн}/q), м;$

где:

• q – линейная плотность 1 м цепи в воде, кН/м;

$q=0,00018{d_{ц}}^2$

• d_ц – калибр якорной цепи, мм;
• h_кл – высота клюза над грунтом, м.

Радиус якорной стоянки складывается из суммы следующих величин:

где:

• L_яц – длина отданной якорной цепи, м;
• L_с – наибольшая длина судна, м;
• ΔL – навигационный запас на случай дрейфа или маневрирования при съемке с якоря, м.

Площадь круга, ограниченного радиусом R, называется местом якорной стоянки.

Читайте также: Правила технической эксплуатации якорного устройства

Для судов, имеющих якорь Холла и цепные якорные канаты, количество смычек, которое необходимо иметь на клюзе при благоприятных условиях погоды (ветер до 3–4 баллов) и незначительном течении, приблизительно можно определить как корень квадратный из глубины n = √h_гл.

Действия ВПКМ при подходе к якорной стоянке

При подходе к месту якорной стоянки необхо­димо:

• Предупредить вахтенного механика, старшего механика (при отсутствии вахты в машинном отде­лении), проверить связь и сличить часы с ЦПУ МО.
• Предупредить боцмана о планируемом времени постановки на якорь.
• Рассчитать время подхода к месту якорной стоянки с учетом снижения скоро­сти судна.
• В указанной капитаном точке дать команду о переводе главного двигателя в маневренный режим.
• Определить место судна наиболее точным способом.
• Включить эхолот, установив сигнализацию на заданную глубину.
• Установить УКВ канал для связи с лоцманской станцией (если необходимо) и дать указание о подготовке лоцманского трапа.
• Установить (в случае необходимости) связь со службой управления движением судов (VTS), уточнить время и место постановки на якорь.
• Проверить и подготовить средства флажной, световой и звуковой сигнализации, дополнительные средства сигнализации, требуемые местными правилами.
• Перейти на ручное управление рулем.
• Проверить связь мостика с баком.
• Усилить наблюдение за судами, маневрирующими в районе якорной стоянки и снимающимися с якоря.
• Во время постановки на якорь действовать по указаниям капитана.

Автор статьи

Владимир Филатов

Старший помощник капитана

Список литературы

1. Антонов В. А. Теоретические вопросы управления судном. – Владивосток: Изд-во Дальневост. гос. университета, 1988. − 112 с.
2. Алексеюк В. В., Литвиненко А. И., Цурбан А. И. Морская практика для матроса. М.: Транспорт, 1970. − 272 с.
3. Алексеев Л. Л. Практическое пособие по управлению морским судном. СПб.: − ЗАО ЦНИИМФ, 1996. − 118 с.
4. Арпиайнен А. И., Чубаков К. Н. Азбука ледового плавания. − М.: Транспорт, 1987.
5. Баранов Ю. К., Лесков М. М. и др. Сборник задач по использованию радиолокатора для предупреждения столкновений судов.− 4-е изд. − М.: Транспорт, 1989. − 96 с.
6. Безопасность плавания во льдах. Под ред. А. П. Смирнова. − М.: Транспорт, 1993.
7. Боровлев Е. М. Матрос 1 класса. – Одесса: Изд-во «Optimum», 2005. – 514 с.
8. Бурлаков С. В., Либензон М. Н., Письменный М. Н. Якорная стоянка судов на открытых рейдах. М.: Транспорт, 1968. – 136 с.
9. Бурханов М.В. Справочник штурмана. Справочное издание.– М.: «Моркнига», 2008. – 560 с.
10. Витченко А. Г. Морское дело. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. – 288 с.
11. Выбор безопасных скоростей и курсовых углов при штормовом плавании судна на попутном волнении. РД 31.00.57.2-91.
12. Ганнесен В. В. Борьба за живучесть судна. Уч. пос. − Владивосток: Дальрыбвтуз, 2005. – 102 с.
13. Ганнесен В. В. Судовые спасательные средства. Уч. пос. Владивосток: Дальрыбвтуз, 2006. − 101 с.
14. Генри Х. Хойер. Управление крупнотоннажными судами при маневрировании. Пер. с англ. М.: 1987. – 109 с.
15. Дамаскин A. M., Крысак М. С. Учебное пособие для матроса и боцмана. М.: Транспорт, 1975. − 272 с.
16. Дидык А. Д., Усов В. Д., Титов Р. Ю. Управление судном и его техническая эксплуатация. М.: Транспорт, 1990. – 320 с.
17. Дунаевский Я. И. Снятие судов с мели. 2-е изд. М.: Транспорт, 1984. − 168 с.
18. Железный Г. М., Задорожный А. И., Щербак В. Н. Что должен знать судоводитель. Одесса: КП ОГТ, 2005. – 444 с.
19. Железный Г. М., Задорожный А. И. Эксплуатация танкеров и балкеров. − Одесса: КП ОГТ, 2005. – 356 с.
20. Жуков Е. И., Либензон М. Н. и др. Управление судом и его техническая эксплуатация. Под ред. А. И. Щетининой. 3-е изд. М.: Транспорт, 1983. – 655 с.
21. Замоткин А. П. Морская практика для матроса. 2-е изд. М.: Транспорт, 1993. – 256 с.
22. Захаров А. В., Захарьян Р. Г. и др. Учебное пособие для подготовки по специальности «Матрос»/Под ред. А. В. Лихачева. 2-е изд. СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2000. – 124 с.
23. Инструкция по безопасности морских буксировок/Утв. Федеральной службой морского флота России от 08.06.96. № МФ-35/1921.
24. Казанский К. В., Филиппов И. Г. Штормование судов. М.: Транспорт, 1968. 112 с.
25. Кацман Ф. М., Ершов А. А. Судоводителю о маневренных характеристиках судна: Учеб. Пос. СПб.: ГМА им. адм. С. О. Макарова, 2001.
26. Кейхилл Р. А. Столкновения судов и их причины. М.: Транспорт, 1987.
27. Климов Е. Р. Лекции по МППСС-72: (Части А и В): пособие для морских судоводителей – Архангельск: ОАО «ИПП «Правда Севера», 2012 – 328 с.
28. Козырь Л. А., Аксютин Л. Р. Управление судами в шторм. М.: Транспорт,1973.-110 с.
29. Конаков А. Г. Особенности работы на специализированных судах. Владивосток: Мор. гос. ун-т им. адм. Г. И. Невельского, 2011. – 358 с.
30. Коккрофт А. Н., Ламейер Дж. Н. Ф. Руководство по правилам предупреждения столкновений/Пер. с англ. СПб.: ООО «Морсар», 2005 г.
31. Корнараки В. А. Справочник лоцмана. – М.: Транспорт, 1983. – 48 с.
32. Корнараки В. А. Маневрирование судов. М.: Транспорт, 1979. – 126 с.
33. Косарин В. М., Попело В. М., Аносов Н. М. Обеспечение остойчивости, прочности корпуса и непотопляемости морского судна. – Владивосток: Мор. гос. ун-т им. адм.
    Г. И. Невельского, 2004. – 191 с.
34. Кубачев Н. А., Кургузов С. С. и др. Рекомендации по использованию радиолокационной информации для предупреждения столкновений судов: Сб. задач по управлению судами. М.: Транспорт, 1984. − 140 с.
35. Кузьмин В. В. Электронные картографические системы. – Новосибирск: НГАВТ, 2006. – 159 с.
36. Лихачев А. В. Управление судном. СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2004, − 504 с.
37. Макаров И. В. Морское дело. М.: Транспорт, 1989, – 288 с.
38. Международная Конвенция по охране человеческой жизни на море 1974 года (СОЛАС-74). (Консолидированный текст, измененный Протоколом 1988 года к ней, с поправками), – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2010 г. – 992 с. International Convention for the Safety of Life at Sea, 1974, (SOLAS-74). (Text modified by the Protocol of 1988 relating thereto, including Amendments).
39. Международный кодекс по спасательным средствам (Кодекс ЛСА) – 7-е изд., доп., – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2013 г. – 184 с. Серия «Судовладельцам и капитанам», выпуск 3. International Life-Saving Appliance Code (LSA Code) 2013.
40. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973г., измененная протоколом 1978 г. к ней (МАРПОЛ-73/78), Книги I и II, – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2012 г. – 762 с. International Convention for Prevention of Pollution from Ships (MARPOL-73/78).
41. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ- 73/78), Книга III, пересмотренное издание, – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2012 г. – 336 с. International Convention for Prevention of Pollution from Ships (MARPOL-73/78), Book III, revised edition.
42. Международная Конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вах- ты 1978 г. (ПДМНВ-78) с поправками (консолидированный текст), – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2010 г. – 806 с. International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers, 1978 (STCW-1978), as amended (consolidated text).
43. Международный кодекс остойчивости судов в неповреждённом состоянии 2008 года (Кодекс ОСНС) (рез. MSC.267(85)) с поправками, – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2011 г. – 240 с. International Code on Intact Stability, 2008 (2008 IS Code), res. MSC.267(85) adopted on 04.12.2008, 2011 Edition.
44. Международное авиационное и морское наставление по поиску и спасанию (Наставление ИАМСАР), книга III – «Подвижные средства», – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 4-е издание, исправленное и дополненное, 2013 г. – 464 с. Серия «Судовладельцам и капитанам», выпуск 14. International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual (IAMSAR Manual), vol. III – «Mobile Facilities».
45. Международный кодекс по охране судов и портовых средств (Кодекс ОСПС), 2-е изд., исправленное и дополненное, – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2009 г. – 272 с. Серия «Судовладельцам и капитанам», выпуск 7. International Ship and Port Facility Security (ISPS) Code, 2nd edition, updated.
46. МКУБ (рез.А.741(18) с поправками) и Руководство по внедрению МКУБ Администрациями (рез.А.1022(26)), – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2010 г. – 94 с.
47. МППСС-72 (адм. № 9018), издание УНиО МО РФ, 2010 год.
48. Международный свод сигналов МСС-65.
49. Морское дело. Под ред. А. И. Щетининой. Л.:Транспорт, 1967. – 879 с.
50. Морская практика. Под ред. И. И. Афанасьева. М.: Морской транспорт, 1952.
51. Наставление по борьбе за живучесть судов – РД 31.60.14-81 (НБЖС с Приложениями и Дополнениями), – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2004 г. – 376 с., приложений 9, дополнений 6 (вкл. Цвета сигнальные и знаки безопасности). Серия «Судовладельцам и капитанам», выпуск 31. Manual on Emergency Plans in Ships.
52. Общие правила плавания и стоянки судов в морских портах Российской Федерации и на подходах к ним. Приказ Минтранса России от 20 августа 2009 года, № 140.
53. Письменный М. Н. Краткий курс по изучению МППСС: Владивосток, МГУ им. адм. Г. И. Невельского, 2003. − 42 с.
54. Письменный М. Н. Подготовка вахтенного помощника капитана по управлению судном. Владивосток: Мор. гос. ун-т им. адм. Г.И. Невельского, 2003 г.
55. Письменный М. Н. Конвенционная подготовка судоводителей морских судов. Владивосток: Мор. гос. ун-т им. адм. Г. И. Невельского, 2009 г. – 254 с.
56. Пламмер К. Дж. Маневрирование судов в узкостях. Пер. с англ. Л.: Судостроение, 1986. – 80 с.
57. Плявин Н. И., Шаповал М. А. и др. Морские перевозки наливных грузов. – М.: Транспорт, 1991. – 296 с.
58. Песков Ю. А. Практическое пособие по использованию САРП. М.: Транспорт, 1995. – 224 с.
59. Погосов С. Г. Швартовка крупнотоннажных судов. М.: Транспорт, 1975. − 176 с.
60. Положение о порядке расследования аварий или инцидентов на море. 2013 год.
61. Правила классификации и постройки судов. СПб, Российский морской регистр судоходства, 2012.
62. Процедуры контроля судов государством порта 2011 года – резолюция A.1052(27) ИМО, – СПб.: ЗАО “ЦНИИМФ”, 2012 г. – 272 с. Серия «Судовладельцам и капитанам», выпуск 2. Procedures for Port State Control, 2011 (IMO resolution A.1052(27).
63. Резолюция ИМО А.601(15). Представление на судах информации об их маневренных характеристиках.
64. Снопков В. И. Управление судном. СПб, 2004 г.
65. Теория и устройство судов. Под ред. Ф. М. Кацмана. Л.: Судостроение, 1991. − 416.
66. Третьяк А. Г., Козырь Л. А. Практика управления морским судном. М.: Транспорт, 1988. − 112 с.
67. Усов В. Д. МППСС-72 с разъяснениями, карточками для закрепления и контроля знаний и условными обозначениями. – Астрахань, ГП АО «Издательско-полиграфический комплекс «Волга»», 2012. – 224 с., цв. илл.
68. Удалов В. И. Управление крупнотоннажными судами.– М.: Транспорт, 1986. – 229 с.
69. Цурбан А. И., Оганов A. M. Швартовные операции морских судов. М.: Транспорт, 1987. – 176 с.
70. Шарлай Г. Н., Пузачев А. Н. Оператор ГМССБ. Владивосток, Мор. гос. ун-т им. адм. Г. И. Невельского, 2008. – 351 с.
71. Шарлай Г. Н. Основы системы управления безопасностью в соответствии с требованиями МКУБ. Владивосток, Мор. гос. ун-т им. адм. Г. И. Невельского, 2004. – 75.
72. International Convention for Prevention Pollution from Ship’s (MARPOL−73/78). – London: IMO, 2011.
73. The Mariners Handbook. – London: Hydrographer of the Navy, 2009.
74. The Master’s Role in Collection Evidence. – London: Nautical Institute, 2012.
75. The Mariner’s Role in Collecting Evidence.−London: The Nautical Institute, 2006. − 400 p.
76. Bridge Procedures Guide. – London: International Chamber of Shipping, 2007.
77. Bridge Watchkeeping. – London: International Chamber of Shipping, 2003.
78. Buysse, Capt. J. – Handling Ships in Ice. A Practical Guide to Handling Class 1A and 1AS ships. London, Nautical Institute, 2007.
79. Clark, I. C. – Mooring and Anchoring Ships Vol 1 – Principles and Practice. London, The Nautical Institute, 2009.
80. Cockcroft, A. N. – A Guide to the Collision Avoidance Rules. 7th ed. Oxford: Elsevier Butterworth- Heinemann, 2012.
81. Code of Safe Practice for Cargo Stowage and Securing. – London: IMO, 2003. – 109 p.
82. Code of Safe Practice for Ships Carrying Timber Deck Cargoes, 2011. – 71 p.
83. Code of Safe Practice for Solid Bulk Cargoes, 2012.
84. Crude Oil Washing Systems. – London: IMO, 2000. – 88 p.
85. ISBESTER, Capt. J. – Bulk Carrier Practice. 2nd ed. London, Nautical Institute, 2010.
86. International Grain Code, 1992.
87. International Convention on Load Lines, 2005.
88. International Best Practices for Maritime Pilotage. – BIMCO. – 6 p.
89. Frampton, R. and Uttridge, P. – Meteorology for Seafarers. 3rd ed. Glasgow, Brown, Son & Ferguson Ltd. 2008.
90. House, D. J. – Ship Handling- Theory and Practice. Butterworth-Heinemann, 2007.
91. House, Lloyd, Toomey & Dickens. – The Ice Navigation Manual. Witherby Seamanship International, 2009.
92. Peril at Sea and Salvage: A Guide for Masters. 6th ed. London, Witherby & Co. Ltd., 2012.
93. Swift A. J. Bridge Team Management. A Practical Guide. – London: The Nautical Institute, 2004. – 118 p.
94. International Safety Guide for Oil Tankers & Terminals (ISGOTT), Fifth Edition. – Lon- don: WITHERBY and Co. Ltd., 2006. – 454 p.
95. Mooring Equipment Guidelines, 3’d Edition. – London: Witherby Seamanship lntemat- lonal, 2008. – 288 p.
96. Ship to Ship Transfer Guide (Petroleum), Fourth Edition. – London: International Chamber of Shipping, 2005. – 75 p.
97. Clean Seas Guide for Oil Tankers, 4th Edition. – London: International Chamber of Ship- ping, 1994. – 28 p.
98. Tank Cleaning Guide, Sixth Edition. – Rotterdam: Chemical Laboratories & Superintend- ence company, 1998. – 454 p.
99. Robert L. Tallack. Commercial Management for Shipmasters. – London: The Nautical In- stitute, 1996. – 288 p.
100. Vessel Inspection Questionnaire for Bulk Oil, Chemical Tankers and Gas Carries, Second Edition. – London: Oil Companies Marine Forum, 2000. – 240 p.
101. A Guide to the Vetting Process, 10th Edition. – INTERTANKO, 2013. – 360 p.
102. Effective Mooring. 3rd Edition. – London: Oil Companies Marine Forum, 2010. – 68 p.
103. Rowe R. W. The Shiphandler’s Guide. – London: The Nautical Institute, 2000. – 172 p.
104. Williamson, P. R. – Ship Manoeuvring Principles and Pilotage. London: Witherby & Co. Ltd., 2001.
105. WITHERBY SEAMANSHIP INTERNATIONAL. – The Ice Navigation Manual. 2010.