Швартовка на море – особенности управления судном

Управление судном – это использование подконтрольных судоводителю сил для преодоления воздействия сил им неконтролируемых.

Движение и стоянка судов в порту регулируются Правилами плавания судов на каналах и акваториях портов и Правилами технической эксплуатации гидротехнических сооружений и акваторий портов.

Основы

Силы, действующие на судно, могут быть разделены на 3 категории:

• силы под непосредственным контролем судоводителя;
• силы, которые под косвенным контролем судоводителя;
• силы не подконтрольные судоводителю.

Итак, силы, действующие на судно и влияющие на управляемость и маневренность судна, разделены на 3 категории следующим образом:

 
Опуская неконтролируемые силы, основными параметрами, влияющими на маневренность и управляемость каждого судна, являются:

• обводы корпуса судна;
• размеры и расположение надстройки;
• тип и мощность машины;
• размеры и дизайн винта;
• тип рулевого устройства и размеры пера руля;
• скорость;
• тип и дизайн подруливающего устройства;
• загрузка судна (осадка и дифферент).

Основное отличие в управлении крупнотоннажным судном от судов малого и среднего тоннажа заключается в учёте огромных инерционных масс, что приводит к обязательному и постоянному контролю скорости.

Скорость и инерция

Для понимания контроля скорости судоводитель должен осознавать, что инерция судна изменяется скоростью в квадрате. Это в частности особенно важно при управлении судном на малых скоростях, в комбинации с буксирами, подруливающими устройствами и т. д.

Для примера:

Найдено, что работа буксира безопасна при скорости 4 узла в конкретной ситуации, но работа того же буксира станет небезопасной уже при скорости 5 узлов.

Почему?

Разница?

Другой пример:

При силе ветра 15 узлов лоцман порекомендовал два буксира общей мощностью 6 000 л. с. Согласно расчётам, необходимо 4 000 л. с., а сколько может понадобиться, если ветер усилится до 20 узлов?

Снова:

Разница?

Вы должны будете иметь 7 100 л. с., а в наличии только 6 000 л. с., как говорится, выбор за Вами. Пользуясь довольно простыми расчётами, можно во многом оградить себя от «непредвиденных обстоятельств».

Другие аспекты, которые необходимо учитывать:

• Дистанция остановки также увеличивается скоростью в квадрате.
• При работе назад теряем не только скорость, но и направление движения.
• Всегда нужно иметь в запасе дистанцию для толчка машиной вперёд.
• Низкая скорость увеличивает угол дрейфа.
• Минимальная скорость, на которой судно ещё управляется рулём.
• Кинетическая энергия судна.

Кинетическая энергия – это энергия тела, возникающая в результате движения этого тела:

$E = ½m \times V2$

С ростом водоизмещения скорость швартовки судов лимитируется и обычно она на существенно меньше, чем на судах с меньшим водоизмещением. Типичная скорость швартовки для судна водоизмещением менее 40 000 тонн ~ 0,4–0,6 узлов, судна водоизмещением 75 000 тонн ~ 0,3–0,4 узла, а с ростом тоннажа не превышает 0,2 узла. Почему?

Для примера судно водоизмещением 200 000 тонн со скоростью швартовки 0,1 узла:

• если использовать скорость 0,2 узла, то

Как видим рост в 4 раза, при этом внутренний набор судна, в зависимости от особенностей конструкции, уже при данной скорости может получить некоторые повреждения.

Сравним какая скорость судна водоизмещением 20 000 т соответствовала бы скорости 0,1 узел судна водоизмещением 200 000 т.

$\sqrt{1 000/20 000 \times 2} = 0,316 ~ 0,32 узла$

Как можно заметить, для судна водоизмещением 20 000 т скорость швартовки 0,32 узла вполне безопасна. Вывод вполне однозначный, опыт швартовых операций накопленный на судах малого и среднего водоизмещешния может быть контрпродуктивным на судне значительно большего тоннажа. Судно большого водоизмещения должно всегда иметь безопасную и весьма ограниченную скорость при производстве швартовых операций.

Гидродинамическое взаимодействие судов

После Второй мировой войны вошло в практику ставить VLC (здесь и далее по тексту: VLC – крупнотоннажное судно водоизмещением более 75 000 тонн) на якорь в разрешенном районе после чего к его правому борту швартовать лихтера (здесь и далее по тексту: лихтер – самоходное судно меньшее чем VLC и нанятое для выгрузки или погрузки VLC). Но вскоре стало очевидно, что эта процедура имеет очень серьёзные ограничения, так как судно на якоре постоянно двигается, совершая не устоявшиеся восьмеркообразные колебания вокруг отданного якоря ввиду действия ветра и течения и это движение практически невозможно предугадать с достаточной точностью. В результате подход и швартовка к судну на якоре становились весьма рискованным мероприятием, с далеко идущими последствиями. Дальнейшие испытания, проводившиеся с дегазированными судами показали, что гораздо проще и надёжнее осуществлять подход и швартовку когда оба судна (VLC и лихтер) на ходу и только по окончанию швартовки VLC становятся на якорь или суда ложатся в дрейф в разрешённом районе для производства грузовых операций. Было проведено большое количество натурных испытаний, что позволило понять силы, действующие между судами и выработать новые методы безопасной швартовки судов на ходу. Далее рассмотрим основные аспекты гидродинамического взаимодействия судов:

• Взаимодействие судов примерно одного размера;

• Гидро-динамическое взаимодействие судов различного размера;

Некоторые правила гидродинамического взаимодействия судов:

1. Поддерживать минимальную скорость, достаточную для надёжного управления судном. Гидродинамическое взаимодействие судов возрастает с увеличением скорости.
2. Если возможно, предугадывать и учитывать силы взаимодействия судов . Как правило, избегание и учёт возможных рысканий судна, гораздо безопаснее, чем попытки управления такими отклонениями в случае их непредвиденного появления.
3. Силы гидро-динамического взаимодействия судов намного сильнее на мелководье.
4. Когда швартуешься бортом к другому судну на ходу, наиболее безопасное место подхода район миделя. Наибольшую силу гидро-взаимодействие будет иметь в районе кормы, а также носа другого судна.
5. Слишком близкий подход к корме обгоняемого судна, может привести к неуправляемому навалу носом обгоняющего на корму обгоняемого.
6. При прохождении судов на противоположных курсах суда “оттолкнуться” баками в противоположных направлениях, что может привести к навалу кормами.

Методы и принципы швартовки судов на море

Швартовка к судну на ходу

Используя данные проведенных испытаний, была выработана новая техника и рекомендации по швартовке судов на ходу. Обычно суда встречаются на противоположных или на близких к противоположным курсах. За 5-6 миль до места встречи VLC начинает сбавлять свою скорость и с учётом ветра и течения ложится на постоянный курс и следует с постоянной скоростью 3-4 узла. Ветер и течение приводятся прямо или близко по курсу. Маневрирующее судно следуя полным маневренным ходом проходит примерно в 1 миле от VLC c его предполагаемого борта швартовки и примерно на траверзе VLC производит разворот в сторону от него. За время разворота маневрирующее судно теряет скорость и по его окончанию выходит на позицию удобную для дальнейшего подхода к борту VLC.

Затем лихтер под острым углом к курсу VLC начинает его обгонять с кормы его правого борта, сохраняя дистанцию между судами не менее 0,3 мили, тем самым избегая попадания в зону гидродинамического взаимодействия с VLC. Лихтер, поравнявшись носом с миделем VLC, начинает уравнивать свою скорость со скоростью VLC. Достигнув требуемой скорости и выйдя своим баком на траверз бака, VLC лихтер опускает свои большие кранцы на воду, после чего под острым углом начинает подход к борту VLCC. Выбор угла подхода зависит от нескольких факторов, но этот угол не должен быть большим во избежание навала, но в тоже время слишком острый угол подхода делает подход неоправданно долгим. Рекомендуется в зависимости от внешних условий держать разницу в курсах в пределах от 10 до 15 градусов до тех пор, пока расстояние между судами не сократится до 1 кабельтова. После этого разницу в курсах не должна быть более 5-7 градусов. При выходе на расстояние 100-150 метров между судами стреляют из линемёта и подают легкий проводник, за которым следует более прочный тяжёлый проводник, с помощью которого на баке VLC выбирают первый швартовый конец с лихтера. При расстоянии между судами менее 1 кабельтова резко возрастает гидродинамическое взаимодействие между судами и очень важно как можно скорее подать носовые прижимные концы для последующего контроля за швартовкой и тем самим предупредить возможность неуправляемого отброса бака лихтера от бака VLC, в ином случае избежать навала кормой лихтера на VLC будет весьма проблематично.

1. Лихтер подаёт 5 продольных и 2 шпринга с бака, 2 носовых шпринга идущих с главной палубы, а также 3 продольных с кормы.
2. VLC подаёт 3 продольных с носа, 2 носовых шпринга и 3 продольных с кормы. Очень важно ещё подать 2 хороших шпринга с главной палубы VLC в районе манифолда и смотрящих в корму лихтера, так как эти концы незаменимы при буксировке лихтера.

Капитаны обоих судов должны быть готовы в любой момент прервать операцию, если один из них посчитает, что продолжение небезопасно. Такое решение должно приниматься заблаговременно и когда ситуация ещё контролируется. Капитаны должны немедленно информировать друг друга о всех своих предполагаемых действиях и согласовывать их между собой. VLC также должен информировать маневрирующее судно о всех перекладках руля и изменениях в работе своей машины.

Когда оба судна на ходу, то до подхода на швартовку необходимо проверить следующее:

• Устройство дистанционного управления машинной, рулевое устройство и всё навигационное и радиооборудование должно быть в рабочем состоянии.
• Только опытный рулевой должен допускаться на руль.
• Скорость судна должна контролироваться только путем регулировки оборотов главного двигателя или разворотом лопастей винта. Судно, следующее постоянным курсом, должно избегать изменения скорости.
• Между судами должна быть установлена постоянная и надёжная связь.
• Предполагаемая сторона швартовки должна быть очищена от посторонних предметов и все устройства и трапы завалены.
• В тёмное время суток оба судна должны быть адекватно освещены.
• Оба судна должны всегда выполнять правила МПСС и нести соответствующие огни и знаки.

С момента, когда суда полностью ошвартованы, VLC принимает на себя ответственность за маневрирование обоих судов вплоть да постановки на якорь или до момента полной остановки, если суда ложатся в дрейф. После постановки на якорь или с момента, когда ошвартованные суда полностью остановлены и легли в дрейф, каждое судно обязано нести полноценную вахту.

Швартовка к судну на якоре

В хорошую погоду так же безопасно можно ошвартоваться к судну, которое уже на якоре. Этот маневр более предпочтителен, когда район ограничен, и, в особенности, когда есть вспомогательный буксир. Это не очень сложная операция, в особенности когда есть позитивное течение и постоянный ветер с того же направления. Когда течение и ветер с различных направлений, или ветер переменной силы и направления, судно на якоре может совершать сложные движения относительно якоря или лечь поперек течения и этим сделать швартовку очень сложной. В этих обстоятельствах может быть рекомендовано удерживать судно на якоре в постоянном направлении при помощи буксиров в момент швартовки к нему маневрирующего судна (помощь буксиров также требуется в некоторых портах и для маневрирующего судна).

Швартовка не должна предприниматься при смене течения. Когда производится подход к судну на якоре, капитанам рекомендуется делать более широкий (тупой) угол подхода, чем это принято при швартовке судов на ходу. Более тупой угол подхода, особенно когда буксиры не используются, помогает избежать преждевременного контакта в случае непредвиденных движений судна стоящего на якоре. В общем случае рекомендуется маневренному судну подходить своим левым бортом к правому борту судна стоящего на якоре. Но,если необходимо, швартовка может быть произведена с помощью буксиров и лоцмана к любому борту судна, стоящего на якоре. Обычно швартовые концы подаются с маневрирующего судна и, если необходимо, могут дополняться швартовыми с судна на якоре.

Маневрирование двух судов на ходу у борта

Каждое судно должно принимать во внимание следующее:

• Контроль машиной, рулевое устройство и всё навигационное оборудование и оборудование связи должно быть в рабочем состоянии.
• Профессиональный рулевой должен заступить на руль.
• Небольшие отклонения курса, как требуется маневрирующему судну, должны делаться судном следующим постоянным курсом.
• Скорость судна должна контролироваться путём регулировки оборотов главного двигателя (или разворотом лопастей, если ВРШ) вместо использования системы телеграфа. Регулировка скорости на судне следующим постоянным курсом, должна производиться только по просьбе маневрирующего судна. Любые регулировки скорости должны быть ограничены, для примера не больше 5 оборотов вверх или вниз.
• В ночное время палубы обоих судов должны быть адекватно освещены, и если возможно рабочие борта судов и кранцы должны быть освещены.
• Борт швартовки должен быть свободен от выступающих устройств и механизмов, фиксированных или движущихся.
• Навигационные огни или знаки согласно правил МПСС должны быть выставлены.
• Должен быть установлен предварительный радио контакт между мостиками и швартовыми командами обоих судов.
• Должен быть установлен эффективный радио контакт между капитанами судов.

Детальный совет для маневрирования у борта

Несмотря на то, что каждый отдельный капитан будет иметь свой более предпочтительный для него метод маневрирования своего судна, следующие рекомендации должны быть учтены при выполнении операций по перегрузке грузаПерегрузка грузов на рейдах и в открытом море между двумя судами:

• Капитаны обоих судов должны быть готовы прервать операцию если это необходимо. Такое решение должно приниматься заблаговременно, пока ситуация ещё под контролем. Капитаны должны немедленно информировать друг друга о своих действиях. Требования МПСС к огням, знакам и сигналам должны всегда выполняться.
• В любое время каждое судно ответственно за выставление собственного впередсмотрящего.
• В период маневрирования ветер и волна должны быть приведены прямо или близко к курсу.
• Угол подхода предпринятый маневрирующим судном не должен быть слишком большим.
• Опыт показал, что лучший метод швартовки для маневрирующего судна подходить к судну следующему постоянным курсом с достаточного расстояния в районе шкафута по борту швартовки. Подходя под умеренным углом ближе, маневрирующее судно должно оказаться в районе миделя судна следующего постоянным курсом на расстоянии 50–100 метров. После чего суда ложатся на параллельные курсы и уравнивают свои манифолды, а также начинают подачу необходимых швартовых концов. Контакт судов осуществляется при помощи перекладок руля на маневрирующем судне до касания кранцев.
• Оба судна должны произвести параллельный контакт с одинаковой скоростью и без необходимости отрабатывать назад.
• Эффект гидродинамического взаимодействия должен учитываться при маневре сближения. Гидродинамическое взаимодействие между судами различается по длине, и знание зон распределения гидродинамического давления в момент движения обоих судов просто необходимо для безопасного маневрирования. Как пример движение вперед обоих судов движет водную массу между ними и может оттолкнуть носа судов друг от друга. Вот почему очень важно закрепить носовые прижимы как можно скорее.
• Обычно все швартовые подаются с маневрирующего судна и крепятся на кнехтах судна следующее постоянным курсом.
• Особое внимание должно быть уделено процедуре отшвартовки когда согласовывается план швартовки. Обычно рекомендуется, чтобы швартовые отдаваемые последними были закреплены на кнехтах судна следующего постоянным курсом только восьмёркой.
• Если есть намерение использовать линемёт, бак другого судна должен быть очищен от оттяжек, антенн и прочих частей. Предупреждение должно быть послано при помощи громкоговорителей и радио персоналу другого судна, с тем, чтобы они смогли укрыться (желательно позади манифолда).
• Прочный проводник должен быть приготовлен на судне следующем постоянным курсом и в дополнение должны быть приготовлены и закреплены на каждом кнехте соответствующие стопора. Выброска должна быть предварительно закреплена к проводнику, который в свою очередь крепиться к швартову.
• При швартовке в ночное время всё лишние наружное освещение должно быть выключено и визуальное наблюдение дополнено постоянным наблюдением при помощи радаров.

Маневрирование и постановка на якорь тандема судов, ошвартованных лагом

По окончанию швартовки, судно следующее постоянным курсом, будет двигателем последующего маневрирования, если перегрузка запланирована на якоре. Такая стоянка должна быть прямо по курсу и не далеко после окончания швартовки. В этот период маневрирующее судно должно иметь свою машину полностью остановленной и руль в прямом положении или повернутым в сторону буксирующего судна. Должно быть учтено, что для избежания проблем для маневрирующего судна, которые могут быть вызваны кормовой волной от работы задним ходом буксирующего судна, буксирующее судно должно работать на задний ход только малыми ходами. Фактически, тандем ошвартованных судов совершает все маневры с малой скоростью, и в результате быстро теряет скорость после остановки.

Судно следующее постоянным курсом (буксирующее) должно использовать свой якорь, с борта противоположного борту где ошвартовано маневрирующее судно. Основные рекомендации по постановке тандема ошвартованных судов на якорь:

• С момента, когда маневрирующее судно надежно ошвартовано к борту судна следующего постоянным курсом и до момента их постановки на якорь, последнее несёт ответственность за навигацию этого тандема.
• Маневрирующее судно должно быть проинформировано о каждом маневре машиной и изменении положения пера руля на судне следующим постоянным курсом при следовании на якорь.
• С момента постановки на якорь ответственность за несение вахты на якоре несёт каждое судно в отдельности.

Маневрирование у борта судна, стоящего на якоре

Швартовка судов для перевалки груза в ситуации, когда одно из судов уже на якоре, встречается довольно часто. В такой ситуации большее судно становится заранее на якорь в оговоренной или назначенной местными властями позиции. Отдав якорь с борта противоположного борту швартовки. Швартовка должна выполняться только после того как судно на якоре полностью остановлено, якорь забрал и оно стабильно легло с учётом ветра и течения. Когда это произошло, капитан судна на якоре должен проинформировать о своей готовности к швартовке капитана маневрирующего судна.

Предлагается к прочтению: Безопасное проведение швартовых и грузовых операций на наливных судах в открытом море

Тип маневра для швартовки к судну на якоре такой же, как и обычная швартовка к причалу. Но всё же, судно на якоре должно внимательно следить за своим положением и перемещениями и сразу же сообщать маневрирующему судну все тенденции возникновения рыскания. В местах, где есть значительная тенденция к рысканию, должны привлекаться на помощь буксиры для удержания судна на якоре в одном направлении или швартовка должна быть отложена до наступления благоприятного момента.