Судовой якорь и его применение при швартовке

Якорная цепь и ее роль в управлении судном на самом деле играет немаловажную роль. Ее техническое состояние очень важно, когда происходит отдача и выбирание якоря. В данной статье вы узнаете как использовать якорь при швартовке, какие аварийные ситуации с якорем могут произойти, а также как с его помощью произвести разворот судна.

Держащая сила якоря зависит от характера дна, массы и формы якоря, длины вытрав­ленной якорной цепи. Расчет длины якорной цепи позволяет определить необходимое количество цепи для надежной фиксации судна и предотвращения его срыва. Для мак­симальной держащей силы веретено якоря должно лежать на грунте плашмя, а для горизон­тального натяжения нужно вытравить достаточно якорной цепи.

В лучшем случае держащая сила якоря без массы якорной цепи составляет около четырехкратной его массы. Следовательно, держащая сила 15-тон­ного якоря на танкере дедвейтом 70 тыс. т около 60 тс. Если веретено якоря приподнято и образует с дном угол 5°, потеря держащей силы якоря будет 25 %, при угле 25° – около 50 %. Якорная цепь увеличивает массу и держащую силу якоря.

Дрейф судна на якоре и протаскивание якоря

Даже если веретено 15-тон­ного якоря приподнято над грунтом на угол 5°, теоретически его держащей силы достаточно для удержания танкера дедвейтом 70 тыс. т против 60-узлового ветра (рис. 1).

На практике, однако, мы знаем, что судно начинает “ходить“, отчего подергивается канат и страгивается якорь.

Когда держащая сила якоря с якорной цепью меньше силы, приложенной к судну ветром, течением, машиной или их комбинацией, якорь начинает ползти. Когда якорь поползет, он будет еще удерживать Швартовка судна при ветре и течениинос судна против ветра. Если характер грунта позволяет, протаскивание якоря безопасно и используется в практике для смещения судна назад. Так же можно использовать якорь и при движении вперед.

“В принципе проблема стоянки на якоре в том, чтобы передать горизонтальную силу, действующую на судно на поверхности, вниз, на грунт, где может быть создано равное и противоположное сопротивление”.

Марк Террел. “Якоря – новый подход”

Секрет правильного протаскивания якоря в сохранении минимальной скорости и постоянного натяжения якорной цепи. При очень медленном движении в носу судна почти нет подводного сопротивления, а при малом натяжении якорной цепи ЦВ находится достаточно далеко впереди.

Длина якорной цепи составляет примерно 1,5 расстояния от клюза до дна, что предотвращает зарывание лап якоря в грунт. Если судно развивает скорость относительно грунта, якорь практически не оказывает влияния, так как он ползет по грунту. Якорь на грунте хорош для гашения скорости порожнего судна. С другой стороны, инерцию движения груженого судна трудно сдерживать сравнительно слабой силой, создаваемой протаскиванием якоря.

Когда судно чуть движется и ЦВ остается впереди, возникает большой разворачивающий момент, создаваемый упором винта, работающего на минимальных оборотах при руле, переложенном на борт. Это дает возможность удержать корму порожнего судна от смещения при траверзном ветре, в то время как якорь удерживает нос.

Постановка судна на СВМ

В наше время, когда большинство швартовок и отшвартовок осуществляется с помощью буксиров, вероятно, нет лучшего места для наблюдения за поведением судна, чем при постановке на СВМ без буксиров.

Когда осуществляется постановка судна на СВМ с использованием якоря – это Подготовка судна к швартовым операциямуправление судном в чистом виде. Судоводитель должен обладать искусством использовать каждую возможность, чтобы ориентировать судно в нужном направлении. Якорь – громоздкая, но мощная часть судового оборудования, может оказать большую помощь, если его использовать умело и с некоторой долей везения (рис. 2).

На СВМ судно должно быть поставлено в фиксированное положение. Коллектор трубопровода судна должен находиться на определенном расстоянии от конца подводного трубопровода, и судно в этой позиции следует надежно закрепить.

Преимущество стоянки на СВМ по сравнению с обычным причалом заключается в том, что, за исключением подводного трубопровода, здесь нет неподвижных объектов и поэтому отсутствует риск получить повреждение из-за навала. Однако на поверхности моря много плавающих предметов, которые могут попасть под винт, и сам винт может повредить шланги, если зацепит один из шланговых буев.

С двумя разнесенными якорями, удерживающими носовую часть судна в нужном положении, и кормовой частью судна, закрепленной за 7 швартовных буев, судно фиксируется в нужном положении, чтобы подсоединить грузовые шланги к судовому коллектору.

Если судно пойдет слишком далеко назад внутрь швартовных буев и коллектор окажется слишком близко к концу подводного трубопровода, грузовой шланг может перекрутиться. С другой стороны, если судно отдаст якорь слишком далеко вытравит якорную цепь на всю длину и не дойдет до места постановки, ему ничего не остается сделать, как выбрать якоря и подойти снова.

Подход к СВМ

Для того чтобы отдать якоря в необходимом месте для судна определенной длины или тоннажа, устанавливаются створные знаки. Более крупные суда должны отдавать свои якоря дальше, чтобы вытравить такую же самую длину якорной цепи и по этой причине им необходимо подходить снаружи от створной линии, другими словами, должны удерживать створные знаки в расстворе. Малотоннажные суда на подводных крыльяхСуда меньшего размера, чем те, для которых установлены створные знаки, в частности суда, имеющие короткую якорную цепь, должны подходить изнутри от створной линии и удерживать створные знаки в расстворе с другой стороны.

Из-за наличия сноса курс судна редко совпадает с направлением створной линии. В то время как на подходе при коррекции курса нос и корма могут описывать зигзаг, ЦВ перемещается более или менее по плавной линии на створ или параллельно ему. В этом случае следует учитывать наличие ЦВ, чтобы не сойти со створов, особенно если используется руль для снижения скорости вместо заднего хода.

Якоря отдаются в точке пересечения ведущего створа с секущими (рис. 3).

Когда отдается первый якорь, необходимо травить якорную цепь свободно, отдав тормоз брашпиля до тех пор, пока не будет вытравлено по меньшей мере 4 смычки, чтобы гарантировать горизонтальное натяжение якорной цепи. Если задержать якорную цепь на двух или даже трех смычках, якорь будет ползти.

В зависимости от расположения мостика (в середине судна или в корме) судоводитель использует различные ориентиры для получения секущего створа, определяющего место отдачи якоря.

Можно утверждать, что при постановке на СВМ наиболее важна Управление крупнотоннажными судами при постановке на якорь, швартовке к монобуюработа с якорями, потому что эта работа, требующая высокой точности, выполняется наугад и приближенно, и нет уверенности, что якорь будет отдан в момент подачи команды. В результате может оказаться, что правый якорь отдан не там и что якоря недостаточно разнесены, особенно если судно имеет некоторую скорость для противодействия сильному сносу при отдаче первого якоря. Кроме того, будет ли якорь держать или ползти? Есть ли слабина якорной цепи или она туго натянута? Конечно, имеется связь с баком, но она и при благоприятных условиях бывает неудовлетворительной. В наше время, когда мы имеем отличную связь с людьми, “разгуливающими” по Луне, часто невозможно связаться с людьми, работающими на баке нашего судна.

На баке необходим опытный штурман, хорошо понимающий происходящее, поскольку эта операция в большей степени зависит от удачной отдачи якорей и потравливания якорных цепей. Недостаточная слабина якорной цепи после отдачи якоря приводит к ее протаскиванию, а слишком большая – к тому, что цепь сваливается на грунт кучами и ее может не хватить, когда судно попытается сдвинуться дальше назад к месту стоянки. Разворот вправо для направления судна к месту стоянки может быть ускорен или сдержан, если задержать якорную цепь; заводка швартовов на корме может быть сложна и опасна из-за несвоевременной задержки якорной цепи.

Якорь и разворот судна

После отдачи двух якорей судно следует сместить назад к месту стоянки. ЦВ находится в корме от миделя, по крайней мере пока судно движется назад (рис. 4).

Поэтому возникает небольшой разворачивающий момент от поперечной силы упора винта. И даже после толчка двигателем и перекладки руля право на борт эффект будет невелик, пока судно идет назад.

С другой стороны, положенные в нужном направлении якоря создают большой разворачивающий момент, чем ближе к траверзу, тем лучше. Поэтому после отдачи левого якоря нужно выбрать слабину правой якорной цепи. Натяжение правой якорной цепи помогает судну разворачиваться в направлении места стоянки. Левая якорная цепь должна иметь слабину.

Предлагается к прочтению: Судовые устройства, эксплуатация и принцип работы

Подходя против сильного ветра, можно использовать правый якорь для разворота судна после отдачи левого, прежде чем двигаться назад к месту стоянки.

Если судно не имеет хода относительно воды, вытравлено 10 смычек правой якорной цепи и она натянута, к ней будет приложено незначительное усилием после дачи переднего хода при переложенном право на борт руле (рис. 5).

Возможно, придется дать средний или даже полный ход вперед для начала разворота (приложение В, 8). Большая часть пропульсивной силы движителя тратится на разворот против ветра, поэтому после завершения разворота напряжение на цепь быстро падает.

Якорь и положение центра вращения

Ветер, дующий поперек стоянки, не остановит разворота входящего судна до тех пор, по­ка оно движется назад и левая цепь имеет слабину (рис. 6).

Натяжение левой якорной цепи не создает практически разворачивающего момента на этой стадии движения, поскольку цепь направлена почти прямо вперед.

Однако задерживание левой цепи останавливает Движение в портовых водахдвижение судна назад и может изменить направление движения на обратное. Это смещает ЦВ вперед и вращающий эффект ветра будет противоположен требуемому развороту, потому что точка приложения поперечной силы ветра окажется в корму от ЦВ (рис. 7).

Вместо того чтобы выходить на ветер, корма сваливается под ветер.

Толчок машиной вперед с рулем, переложенным право на борт, не дает почти ничего, поскольку этот маневр смещает ЦВ вперед. На судах с турбинной СЭУ проходит особенно много времени, прежде чем машина заработает назад, и еще больше времени, прежде чем судно получит движение и ЦВ снова переместится в корму. Когда ЦВ находится впереди, сила ветра работает против маневра.

При бортовом ветре легче управлять судном, если Руководство по “Организации мостика” для судовходовой мостик в средней надстройке, чем с мостиком на корме.

При крепком ветре в левую скулу нужно внимательно следить за положением носа, не давая излишней слабины левой цепи. При большой слабине левой цепи нос порожнего судна легко сносится вправо (рис. 8).

При запоздалом задерживании левой цепи потребуется время, чтобы контролировать разворот. Постепенно якорная цепь натянется достаточно туго и можно будет развернуть корму вокруг шланговых буев. В этом положении судном лучше управлять, если мостик на корме и кормовая надстройка создает стабилизирующий эффект при ветре по носу.

Съемка с СВМ

Любопытно поведение судна во время съемки со швартовных буев при идеальной погоде. Без ветра и течения все перемещения судна вызываются выбиранием якорей и зависят от положения на грунте якорных цепей, поскольку теперь судно в полном грузу, велика роль инерции, она вступает в игру с возникновением движения. Временами может понадобиться использовать машину и руль для уменьшения натяжения якорной цепи или предотвращения навала кормы на шланговые буи или чтобы не допустить накла­дывания якорной цепи на носовой бульб. Однако следует помнить, что направление цепи не всегда совпадает с направлением на лежащий на грунте якорь и что движение кормы в одном направлении может привести к смещению носа в другом и наоборот.

Зачастую лучше позволить судну найти свою траекторию, не слишком используя машину, и прекращать выбирание якорной цепи, когда она набьется для предотвращения поломки брашпиля.

Становление судна на якорьНатяжение якорной цепи передает импульс движения корпусу судна. Скорость выбирания цепи брашпилем определяет продолжительность этого импульса, передаваемого на носовую часть судна, и вследствие этого продолжительность получаемого движения. Сила, приложенная на брашпиле, придает судну главным образом продольное и разворачивающее движения. Боковое смещение прекращается сразу же после получения судном движения вперед (рис. 9).

При этом ЦВ стремится перейти вперед от ЦТ. Более того, если судно в полном грузу, любое боковое перемещение, которое может произойти от начального импульса, встречает сильное подводное сопротивление в поперечном направлении.

После отдачи швартовых судно перемещается вперед под натяжением обеих якорных цепей. Начинаем выбирать левую цепь. Передняя часть судна движется к левому якорю, отчего направление правой цепи постепенно перемещается в корму. Когда левой цепи остается около четырех смычек, начинает натягиваться правая якорная цепь. Разворот судна влево прекращается, и движение передней части судна останавливается под действием натяжения правой цепи. Чтобы облегчить выбирание левой цепи, необходимо травить правую до тех пор, пока не будет вытравлена примерно такая же длина якорной цепи, как первоначальный износ между двумя якорями.

Как только левый якорь будет подорван, он перестает удерживать нос. При этом начинает действовать полный вес вытравленной правой якорной цепи; судно движется назад и разворачивается вправо. Для того чтобы не задеть шланговые буи, следует дать ход машине вперед и осторожно привести судно на правую якорную цепь. Когда корма пройдет шланговые буи, мы даем машине полный ход назад, чтобы продолжить разворот вправо и снять напряжение с цепи. Тихоходный брашпиль делает разворот вправо достаточно долгим. Нос разворачивается вправо так далеко, что цепь начинает смотреть через форштевень влево. Это особенно нежелательно, если судно имеет бульбовидный форштевень. Этой ситуации можно избежать, если дать машине работать задним ходом немного дольше, чтобы, потом дать ход вперед, переложив руль лево на борт. Это прекратит разворот судна вправо и его движение относительно воды.

Читайте также: Приборы активного контроля судовых подшипников

Легкий бриз с левого борта помогает удерживать судно по одну и ту же сторону от вехи. Дав достаточно слабины правой якорной цепи, выбирая левую цепь, судно выходит так далеко вперед, что левая цепь начинает смотреть влево. Ее натяжение вызовет разворот носа влево. Для предотвращения развития разворота вправо в момент, когда будет подорван левый якорь, даем машине самый малый ход назад сразу же, как только левая цепь станет в положение панер. Движение назад вызовет постепенное натяжение правой цепи вперед по носу, а протаскивание цепи погасит разворот, который мог бы быть вызван вначале весом якорной цепи и поперечной силой упора винта, работающего назад.

Требуется время, прежде чем будет сообщена правая звездочка брашпиля и будет выбрана слабина якорной цепи.

Между тем движение назад гаснет, и когда правая якорная цепь натянется и будет смотреть по траверзу, судно почти не будет иметь хода относительно воды (рис. 10).

Если в это время еще имеется ход назад, мы даем самый малый вперед, переложив руль лево на борт. Это не окажет заметного влияния на вращательное движение ввиду непосредственной близости силы от действий руля к ЦВ (см. Поворот с помощью носового подруливающего устройстваПриложение В. Вращательное движение). Швартовые операции танкераЦВ на танкере в грузу, на ровном киле смещается далеко в корму под действием поперечной силы, приложенной в носу судна. Следствием воздействия руля и машины является боковое движение судна от вехи до прекращения движения назад и инерции вращательного движения. В этот момент ЦВ сместится вперед и можно попытаться сбалансировать силу брашпиля и силу от действия руля для бокового смещения судна от вехи.

При сильном ветре слева по корме последним отдается швартов, идущий от кормового клюза по главной палубе (рис. 11).

Мы начинаем выбирать левую якорную цепь сразу же, как только будет отдан последний швартов и судно двинется вперед. При ЦВ, находящемся в это время впереди, корма сносится быстрее, чем носовая часть, и судно становится бортом к ветру (2).

Движение вперед постепенно гаснет и разворот влево прекращается при условии, что нет натяжения якорных цепей. Когда левый Постановка на якорь парусного суднаякорь подорван, машине дается ход назад; движение назад переводит ЦВ в корму. Теперь начинает перемещаться нос (3).

Судно имеет очень малое смещение назад, которое вскоре пропадает. Судно бортом сносится к якорю, лежащему на грунте. Пока мы выбираем якорную цепь, она все время остается со слабиной до тех пор, пока не окажется в положении панер.

Если в позиции (2) правая якорная цепь не потравлена вовремя, судно будет задерживаться и левая якорная цепь натянется (рис. 12).

Это вызывает быстрый снос кормы и разворот влево продолжится, пока мы выбираем последние смычки левой цепи (2).

При выбирании правой цепи разворот будет продолжаться (3), и к моменту подрыва якоря Курсоуказатели и курсографкурс судна окажется в не правильном направлении (4).

Движение назад смещает ЦВ в корму, и ветер будет сносить нос все дальше влево, продолжая разворот. Судно закончит съемку с якоря, сделав полный поворот, что займет больше времени и создаст большее напряжение на цепь, чем при маневре, показанном на рис. 11.

При съемке со швартовных буев после окончания погрузки при сильном ветре с правого борта задерживается швартов, поданный с главной палубы правого борта (рис. 13). Непосредственно перед отдачей этого швартова следует дать машиной толчок вперед, переложив руль лево на борт, чтобы оставить чисто веху и шланговые буи (2).

Требуется время, прежде чем сила ветра преодолеет инерцию вращательного движения судна в грузу. Тем временем мы выбираем последний швартов и одновременно левую якорную цепь. Движение вперед удерживает ЦВ впереди, и корма сносится ветром (3). Выбирая правую якорную цепь втугую, мы удерживаем судно носом против ветра (4).

Очень сильный ветер в левую скулу при съемке с СВМ создает опасную ситуацию в момент, когда выбран левый якорь и мы начинаем выбирать правую цепь (рис. 14).

Возникающий разворот вправо приводит судно бортом к ветру. Это особенно рискованно, когда мы должны сниматься на порожнем судне, поскольку ветер будет создавать большее усилие на легкий нос судна. Чтобы предотвратить поперечный снос носа судна, следует оставить левый якорь на грунте и приступить к выбиранию правой якорной цепи. В этом случае можно использовать машину, чтобы подорвать правый якорь; имея левый якорь на грунте, мы медленно движемся, выбирая правую цепь, к месту, где лежит правый якорь (3). Протаскивание якоря создает стабилизирующий эффект. Когда мы останавливаем машину, судно быстро разворачивается носом на ветер (4).

Это интересно: Практический видеокурс – швартовка судна лагом к причалу

При этом есть вероятность захвата левым-якорем правой цепи. Этого можно избежать приведением носа к ветру.

Кормовой якорь

Кормовой якорь и его применение полезно или при Постановка судна на якорьпостановке на якорь на сильном попутном течении, например на реке Миссисипи, или в комбинации с носовым, якорем, когда следует ожидать течения с носа и кормы попеременно, как на приливных реках. Достаточно взглянуть на силу, создаваемую траверзным течением, чтобы понять, что течение с любого направления, кроме носа или кормы, может иметь гибельные последствия. Например, в эстуариях направление приливо-отливного течения может меняться, что делает постановку на якорь с использованием носового и кормового якорей крайне опасным. При отдаче кормового якоря иногда сложно определить скорость относительно грунта, особенно – если нет доплеровского лага. Судам желательно иметь ход вперед во время отдачи якоря, чтобы оказаться на безопасной стороне. Необходима надежная связь между мостиком и кормой при отдаче якоря и потравливании цепи, особенно если мостик в средней надстройке.

При выбирании кормового якоря есть опасность, что судно пойдет назад и якорная цепь зацепится за винт. Опытные капитаны рекомендуют при работе с кормовым якорем держать носовой на грунте с тем, чтобы не допустить движения назад и повреждения винта. Если носовой якорь не использовался, его полезно положить на грунт перед выбиранием кормового.

Аварийная ситуация

Используя якорь, можно сбросить скорость судна, одновременно его развернув. В аварийной ситуации, когда мы должны отдать якорь, лучше начать разворот в сторону отданного якоря, если обстоятельства позволяют это сделать.

Танкер дедвейтом 47 тыс. т в грузу, следовавший полным ходом, остановился на расстоянии в 1 милю, отдав правый якорь, осторожно потравив якорную цепь, чтобы судно развернулось носом вправо. Аварийная ситуация возникла при внезапном обесточивании судна из-за неисправности генератора, когда оно шло курсом на мост Маракайбо (мост был недавно вновь открыт, после того как был разрушен танкером в грузу в подобных обстоятельствах). Капитан спустился вниз с мостика, находившегося на средней надстройке, на полубак. Он заметил, что судно имеет небольшой разворот вправо, что подтолкнуло его к решению отдать сначала правый якорь, а не отдавать одновременно оба. При осторожном задерживании и потравливании якорной цепи разворот вправо увеличился. Поэтому он не отдал левый якорь, рассчитывая использовать его, если правая якорная цепь лопнет. Когда судно стало под прямым углом к первоначальному курсу, было вытравлено восемь смычек якорной цепи и судно полностью остановилось.

Полный разворот занимает меньше места, чем аварийная остановка судна дачей полного хода назад.

Техника безопасности при работе с якорем на морских судах является обязательным условием в любой операции. Несоблюдение правил и норм может привести не только к поломке и неисправности брашпиля (шпиля), но и обрыву якорной цепи, не говоря уже о возможных травмах экипажа судна.

Автор статьи

Владимир Филатов

Старший помощник капитана

Список литературы

1. Аrdleу, R. А. В. Harbour Pilota­ ge. London: Faber & Faber, 1952.
2. Armstrong, M. C. Practical Shih Handling. Glasgow: Brown, Son and Ferguson, 1980.
3. Вaer, W. Assessment of Tug Performance. London: International Tug Conference, 1969.
4. Вarlett — Prince, W. Pilot Take Charge. Glasgow: Brown, Son and Ferguson, 1956.
5. Bowditch Nathanial, original author. American Practical Navigator: An Epitome of Navigation. Washington, D. C.: U. S. Government Printing Office, 1977.
6. Celerier, Plerre, La Manoeuvre des Navires. Presses Universitalres de France, 1955.
7. Cockcroft, A. N. Nicholls’s Seamanship and Nautical Knowtesge. Glasgow: Brown, Son and Ferguson, 1979.
8. Cotter, С. H. The Master and His Ship. London: Maritime Press, 1962.
9. Grenshaw, R. S. Naval Ship-handling. Annapolis: Naval Institute Press, 1975.
10. Danton, G. L. The Theory of Practice of Seamanship. New York: St. Martin, 1965.
11. English, J. W. and B. N. Steel. “The Performance of Lateral Thrust for Ship as Affected by Forward Speed and Proximity of a Wall”. London: N. P. L. Ship Division Report SH R28/62, 1962.
12. Helmers, Kapt. W. “Messergebnisse von wichtige Manoevriereigenschaften”. Hansa (November-December 1961).
13. Laуtоn, C. W. T. Dictionary of Nautical Words and Terms. Glasgow: Brown, Son and Ferguson, 1958.
14. Loraht, Michael. “Investigation into High Speed of Underwater Craft”. Nautical Magazine, vol. 200: 5. 1968.
15. Nоrdstrоm, H. F. Screw Propeller Characteristics. Stockholm: Publications of the Swedish State Shihbuildihg Experimental Tank, 1948.
16. Pierens, C. “Draaicirkels”. De Zee, nos. 4-5 (April-May 1970).
17. Plummer, C. J. Ship Handling in Narrow Channels. Cambridge: Cornell Maritime Press, 1966.
18. Sjosirom, Carl H. Effect of Shallow Water on Speed and Trim. New York: S. N. A. M. E., 1965.
19. Stunz, C. R. and R. J. Taуler. Some Aspects of Bow Thruster Desing. New York: S. N. A. M. E., 1965.
20. Terrell Mark. “Anchors A New Approach” Fairplay International Shipping Journal, no. 4, 624, 1972.
21. Troti, B. “Waves, Flow and Drag”. Nauticai Magazine, vol. 206: 6, 1971.
22. Willertоn, P. F. Basic Ship­ handling for Masters, Mates and Pilots. London: Stanford Maritime, 1980.
23. Woerdemann, F. Dampfermanoever. Berlin, Frankfurt/M: Mittler, 1958.
24. Zeevaarikundig Tijdschrift De Zee. Raad voor de Scheepvaart (Shipping Council) reports on collisions in the Amsterdam North Sea Canal: 1964, 4; 1965, 4; 1966, 6; 1970, 7.