Подготовка к плаванию в штормовую погоду

Хорошая морская практика требует, чтобы независимо от района плавания и прогноза погоды судно перед выходом в рейс было готово к любым изменени­ям погоды. Поэтому подготовка к плаванию в штормовую погоду должна начи­наться еще в порту, перед выходом в рейс, с момента получения рейсового зада­ния. Составление грузового плана предусматривает обеспечение общей и мест­ной прочности корпуса судна и его мореходных качеств как на момент выхода из порта, так и во время рейса. Перед выходом судна в рейс необходимо тща­тельно провести анализ предстоящих погодных условий рейса по всей имеющейся информации.

На этапе подготовки судна проводится ряд перечисленных мероприятий:

• задраивают и проверяют горловины всех танков и отсеков, двери водонепро­ницаемых переборок;
• танки и цистерны или полностью заполняют или опорожняют так, чтобы в них не имелось свободных поверхностей жидкости;
• в грузовых помещениях проверяют льяла и приемные сетки, опробывают в действии водоотливные средства;
• проводят внешний и внутренний осмотры корпуса и переборок;
• при загрузке грузовых помещений производят тщательную штивку и креп­ление груза;
• осматривают состояние люковых закрытий, проверяют плотность прилега­ния крышек к комингсам люков;
• при наличии палубного груза производят его надежное крепление.

За подготовку судна к плаванию в штормовых условиях отвечают стар­ший помощник капитана и старший механик.

При получении штормового предупреждения на район плавания необхо­димо выполнить следующее:

• оповестить экипаж о приближении шторма, необходимых мероприятиях по заведованиям и режиме передвижения по судну;
• проверить закрытие трюмов;
• проверить крепление палубного груза;
• проверить крепление грузовых стрел, кранов, спасательных шлюпок, пло­тов, дополнительно закрепить по штормовому судовое имущество по за­ведованиям ответственных;
• якоря берутся на дополнительные стопора, проводят цементирование якорных клюзов;
• задраить люки, двери, иллюминаторы;
• проверить чистоту шпигатов;
• с верхней палубы удалить все ненужные растительные и синтетические тросы, а также предметы, которые могут находиться во внутренних судо­вых помещениях;
• трюмные вентиляторы разворачивают по ветру и закрывают чехлами;
• обеспечивают свободный и безопасный проход по верхней палубе, орга­низовывают вооружение штормовых лееров;
• другие меры предосторожности, зависящие от особенностей судна.

Влияние штормовых условий на мореходные качества судна

При плавании в штормовых условиях очень важно выбрать рациональный курс и скорость судна относительно волнения и ветра.

Скорость судна на волнении всегда меньше скорости на тихой воде из-за:

• увеличения сопротивления движению, вызванного воздействием ветра и волнения на корпус, а также рыскания судна на курсе;
• снижения эффективности действия гребного винта;
• разгона гребного винта;
• намеренного снижения скорости движения самим судоводителем при воз­никновении слеминга, заливания, брочинга и т. п.

Потеря скорости. При плавании в шторм приходится выбирать такую скорость, которая бы обеспечивала безопасный режим плавания. При равных условиях потеря скорости судна может достигать от 10 до 100% от скорости при плавании в штилевую погоду.

Рыскание судна:

• снижает скорость судна;
• увеличивает сопротивление корпуса за счет частых перекладок руля;
• увеличивает время рейса судна;
• изменяет режим работы гребного винта;
• увеличивает расход топлива.

Удары волн в развал носа и заливание палубы (бортовой слеминг или випинг) вызывают вибрацию и повреждения, как корпуса судна, так и его конструкций и палубного груза (рис. 2). Этого можно избежать, снизив ско­рость судна или уменьшив осадку носом.

Слеминг возникает при продольной качке из-за ударов днища судна о гребни волн. Вероятность ударов днища тем выше, чем больше высота волны и скорость судна. Слеминг наблюдается на встречном волнении, но может быть и кормовым. Избегают это явление снижением скорости или увеличением соответственно осадки носом или кормой (рис. 3, 4).

Разгон гребного винта и двигателя (рис. 5) вероятен у судов, на которых винты имеют малое погружение в воде. Напряжения в гребном валу при оголении винта могут возрасти в 2-3 раза, что может привести к поломке лопа­стей, конструкций гребного валопроводаРемонт валопроводов и судовых гребных винтов, вызвать вибрацию вала и кормы. Очень опасен разгон для дизельных двигателей. Избегают это явление увеличе­нием осадки кормой или уменьшением скорости судна.

Влияние штормовых условий на циркуляцию и инерционно­тормозные качества. Действие ветра и волнения на судно, находящееся на циркуляции, значительно изменяет элементы циркуляции.

Влияние ветра и волнения на инерционные характеристики судна во мно­гом зависит от формы корпуса судна. При встречных направлениях ветра до 4 баллов для судов водоизмещением более 10 тыс. тонн уменьшение может достигать 4% по тормозному пути и 18% по выбегу. Влияние ветра и волнения на других курсовых углах усиливается. Однако при h_в = 1-1,5 метра, это влияние прак­тически не сказывается.

Выбор курса и скорости при плавании в штормовых условиях

Выбор курса и скорости судна в условиях шторма имеет важное значение для безопасности морских судов любого класса, но особенное значение эта пробле­ма стала приобретать при эксплуатации специализированных судов – лесовозов, контейнеровозовСпециализированные суда для перевозки сухих грузов, крупнотоннажных бал­керов и т. п.

Величинами, характеризующими качку, являются угол наклонения судна и период, за который совершается одно полное колебание судна. Качка тем стре­мительнее, чем больше углы наклонения и меньше период. Качка зависит от за­грузки судна (остойчивости), характера волнения, скорости движения судна и курсового угла бега волн.

Колебания судна на тихой воде, возникающие под действием однократно приложенного к корпусу судна момента внешних сил, называются собственны­ми колебаниями.

Метацентрическую высоту по периоду собственных колебаний судна с достаточной точностью можно определить при помощи следующей формулы (капитанская формула):

h=(ƒBT)2, м

• где h – поперечная метацентрическая высота, м;
• В – ширина судна, м;
• Т – период собственных колебаний, с;
• ƒ – коэффициент, зависящий от водоизмещения, отношения Н/В, коэф­фициентов общей полноты δ и полноты ватерлинии α, который по рекомендациям ИМО равен:
  • 0,88 – для судов каботажного плавания (кроме танкеров) в балласте;
  • 0,80 – для промысловых судов с полными запасами для открытого моря;
  • 0,95 – для промысловых судов с полными запасами для прибрежного лова;
  • 0,60 – для промысловых судов с полными запасами и с танками для живой рыбы;
  • 0,62   1,00 – для транспортных судов (кроме танкеров и газовозов) в грузу.

Период собственных поперечных колебаний судна практически определя­ется как отношение T = Δt/n, где Δt – показание секундомера, с; n – число пол­ных колебаний судна за этот период (обычно за 10 полных колебаний).

Качка для судна опасна в случае возникновения явления резонанса, т. е. период собственных колебаний T совпадает с кажущимся периодом волн Tw. Кажущийся период волны может быть рассчитан по формуле:

Tw=Δt/(n–1),

• где Δt – время прохождения нескольких гребней волны, с.;
• n – число гребней за это время.

Основными признаками недостаточной остойчивости являются:

• неожиданное увеличение крена при нахождении вершины отдельных волн вблизи миделя судна, существенно превышающее значение предшествую­щих углов статического крена или амплитуд бортовой качки;
• длительное наклонение судна на борт;
• задержка (зависание) в положении максимального крена и медленное воз­вращение в исходное состояние.

При плавании судна в условиях шторма на попутном волнении или волнении с кормовых курсовых углов (135°<α<225°) характеристики его основных мореходных качеств существенно изменяются. В определенных случаях эти изменения могут иметь опасный характер и привести к возникновению аварийной ситуации или опрокидыванию судна.

Наиболее опасным является движение судна на волнах при кормовых, длина и скорость которых близки, соответственно, к длине и скорости судна. В этот момент может произойти захват судна волной – брочинг (рис. 6). Судно в этом случае теряет управляемость, происходит самопроизвольный неуправляемый разворот лагом к волне с большим креном, что приводит к смещению гру­за и даже опрокидыванию судна. Наиболее опасным является захват на переднем склоне волн. Брочингу в основном подвержены суда длиной до 150 м.

Основными признаками брочинга являются:

• значительное возрастание амплитуд бортовой качки судна;
• значительные колебания скорости за время прохождения волны относи­тельно судна, его тенденция к разгону на переднем склоне попутной вол­ны;
• ухудшение устойчивости на курсе и стремление судна развернуться ла­гом;
• увеличение скорости и амплитуд перекладки руля, потребных для удер­жания на курсе (судно плохо слушается руля).

Для предотвращения брочинга рекомендуется:

• иметь скорость менее 0,6 — 0,7 от скорости распространения опасных волн;
• не допускать статического дифферента на нос;
• в случае опасности захвата судна волной резко сбавить скорость, в крити­ческих случаях — кратковременно дать задний ход, чтобы возможно ско­рее уменьшить скорость до безопасной, не теряя при этом способности управляться.

На рис. 7 представлена диаграмма для расчёта опасного периода захвата судна попутной волной Tе, при котором возможно возникновение брочинга.

Правая часть диаграммы представляет собой семейство концентрических полуокружностей и пучок лучей из их центра. Каждая полуокружность соответ­ствует определенной скорости судна в узлах, а каждый луч определенному кур­совому углу в градусах направления волн с обоих бортов. Направление диамет­ральной плоскости судна расположено вверх на 360 градусов. С левой стороны диаграммы расположены кривые кажущегося периода волны Tw. В результате необходимо определить период захвата судна волной Те.

Пример: скорость судна 14 узлов, курсовой угол волны 250°, кажущийся период волны Tw = 10 с. При помощи диаграммы определили, что период захва­та судна волной будет длиться Те = 14 с.

Если время периода захвата судна волной превышает 14 – 20 с или выхо­дит за границы диаграммы, то риск возникновения брочинга очень велик.

Для избежания захвата судна попутной волной или возникновения пара­метрической качки курс и скорость судна должны выбираться за пределами опасных зон (рис. 8, 9).

Способы штормования судна

В условиях жестокого шторма при ураганном ветре и большом волнении судно попадает в условия, когда возникает задача сохранения самого судна. Хо­рошая морская практика выработала разные способы штормования в зависимо­сти от загрузки судна, наличия палубных грузов, конструктивных особенностей судна и других условий.

Штормование на носовых курсовых углах (рис. 10). Этот способ штормования наиболее приемлем для судов, у которых полубак защищает палу­бу от заливания; полные обводы носовой части и дифферент на корму облегчает всплывание судна на волне. Для удержания судна носом к волне необходимо обеспечивать минимальный ход, достаточный для управления. При этом следует учитывать, что малая скорость судна требует частых и больших перекладок ру­ля. Если судно достаточно хорошо управляется, а бортовая качка не очень боль­шая, то можно идти курсом не строго против волны, а встречать волну скулой. Крупнотоннажным судам рекомендуется для уменьшения изгибающих момен­тов на корпусе штормование на курсовых углах волнения 35 – 45⁰.

Штормование на кормовых курсовых углах. Этот способ заключа­ется в том, что судно ложится на курс прямо по волне или под углом к ней. Спо­соб возможен, если длина волны значительно отличается от длины судна. Его нужно применять при хорошей остойчивости и управляемости, т. к. судно должно идти с малой скоростью. При длине судна, соизмеримой с длиной волны, движение судна со скоростью, когда оно обгоняет волны, особенно опасно.

Штормование лагом к волне (рис. 11). Этот способ штормования в большинстве случаев нежелателен. Он допустим для судов с достаточной остой­чивостью. При этом способе судно испытывает большие накренения, поэтому он неприемлем для судов с палубным грузом, с малым надводным бортом и большой остойчивостью (резкие углы крена с малым периодом).

Штормование с застопоренной машиной. При этом способе штормования из-за загрузки, расположения центра парусности и своих кон­структивных особенностей судно под воздействием ветра и волнения занимает определенное положение по отношению к волне. Обычно это положение лагом к волне или под небольшим углом к ней. Суда с большой остойчивостью будут испытывать большие и резкие углы накренения, которые очень опасны для па­лубного груза и судовых механизмов. Дрейф судна с застопоренной машиной может быть пассивным, когда судно теряет управляемость и активным, когда для удержания и приведения против ветра и волны судно использует вытравлен­ную цепь с якорем. Активный дрейф может быть как носом, так и кормой к волне.

Штормование на якоре (якорях). Этот способ применим в том слу­чае, когда сумма внешних сил не превышает держащую силу якорного устрой­ства, а выбранное место якорной стоянкиБезопасная якорная стоянка удовлетворяет условиям безопасности. Этот способ предусматривает отдачу второго якоря и подработку машиной для разворота судна против волны или под небольшим углом к ней.

Изменение курса судна в штормовых условиях

Поворот судна в штормовую пого­ду — очень ответственный и опасный маневр. Иногда он совершенно необхо­дим при изменении условий штормовой обстановки, расхождении в соответствии с МППСС, возникновении опасности по курсу или в силу других причин навига­ционного или эксплуатационного харак­тера.

Для любого судна, в зависимости от условий и степени шторма поворот на другой курс связан с целым рядом не­приятных или даже опасных обстоятельств: усилением качки, зарыванием в вол­ну, попаданием на палубу больших масс воды и др. Перед началом поворо­та экипаж должен быть извещен об этом.

Чтобы успешно осуществить поворот на крупном волнении, необходима правильная оценка обстановки и хорошее знание мореходных качеств судна. Кроме того, надо правильно выбрать момент начала маневра и быстро завершить поворот. Поворот осуществляют, когда установлена периодичность больших и малых волн. Это позволит весь поворот или часть его сделать в течение относи­тельно спокойного периода.

Если судно держится на малом ходу носом против волны и нужно развер­нуться, чтобы идти с попутной волной, следует начать поворот до наступления относительно спокойного периода, чтобы судно стало лагом к волне в момент ее наступления. Первую половину разворота необходимо выполнить с переложен­ным на борт рулем. Машина временами должна работать полным ходом, но так, чтобы судно не увеличивало хода. Закончить поворот нужно как можно быстрее.

Если судно идет с попутной волной и нужно развернуться носом против волны, необходимо уменьшить ход и выбрать наиболее удобный момент для начала маневра так, чтобы сделать последнюю половину разворота в течение от­носительно спокойного периода. Первую половину разворота рекомендуется сделать при возможно меньшем переднем ходе судна, а вторую осуществить с помощью машины, периодически работающей на полный ход в течение корот­кого периода.

Для обеспечения безопасного маневрирования следует помнить, что за­прещено вести судно на большой скорости при встречной волне и на большой скорости при волне в корму, особенно когда длины судна и волн почти одинако­вы.

Чтобы исключить резонанс периода волн с периодом бортовой качки суд­на при следовании лагом к волне следует возможно чаще менять курс.

Предлагается к прочтению:
Правила расхождения судна с центром тропического циклона
Судовые гидрометеорологические приборы и инструменты