Особенности управления судном в штормовую погоду

 

Как осуществляется помощь другому судну в случае бедствия.

Подготовка к плаванию в штормовую погоду.                  

Плавание в штормовых условиях, несмотря на строгие требования к проектированию и постройке современных морских судов, обладающих большой прочностью корпуса и высокими мореходными качествами, остается тяжелой и ответственной задачей.

Управление судном в шторм требует от экипажа и в первую очередь от судоводителей знания и учет всех видов воздействия штормовых условий на судно.

Воздействие штормового ветра и волнения может принести судну крупные повреждения, если оно надлежащим образом не подготовлено к встрече со штормом и если маневрирование в шторм сопровождается ошибочными действиями судоводителей и в первую очередь капитана.

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 ещё в порту с момента получения рейсового задания.

При составлении грузового плана предусматривается обеспечение общей и местной прочности корпуса судна и его мореходных качеств как на момент выхода из порта, так и при расходовании запасов в течение всего рейса. В случае рейса с несколькими пунктами захода, в которых должны проводиться грузовые операции, размещение груза должно обеспечивать возможность крепления грузов с целью сохранности на переходе в следующий пункт назначения или при необходимости (в незащищенных портах) прекращения грузовых операций и выхода в открытое море на время шторма.

Перед выходом из порта судоводители должны ознакомиться с долгосрочным прогнозом погоды, а при отсутствии фототелеграфной аппаратуры—с серией синоптических карт за предыдущие дни.

Перед выходом судна в рейс:

• проводят внешний и внутренний осмотр корпуса и переборок;
• в грузовых помещениях проверяют льяла и приемные сетки (перед погрузкой), опробывают в действии водоотливные средства, проверяют исправность водомерных трубок;
• танки и цистерны или полностью опорожняют, или полностью заполняют, чтобы в них не имелось свободных поверхностей жидкости;
• задраивают и проверяют горловины всех танков и отсеков и двери водонепроницаемых переборок;
• при загрузке грузовых помещений производят тщательную штивку, укладку и крепление груза;
• осматривают состояние люковых закрытий;
• при наличии палубного груза производят надежное крепление его найтовами;
• принимают другие меры предосторожности в соответствии с конструктивными или иными особенностями специализированных судов.

 

Во время плавания на судне регулярно принимают прогнозы погоды, передаваемые береговыми станциями.

При неблагоприятном прогнозе погоды или при появлении признаков ее ухудшения судно должно быть подготовлено со всей тщательностью к встрече шторма. Для этого:

• проверяют задрайку грузовых люков;
• проверяют крепление палубного груза, грузовых стрел, спасательных шлюпок и плотов, крепят дополнительно аварийное, шкиперское и другое имущество, в том числе и находящееся в кладовых, на камбузе и в жилых помещениях;
• обтягивают весь стальной такелаж и слегка ослабляют растительный;
• якоря в клюзах, если необходимо, берут на дополнительные стопоры, а клюзы цепных ящиков закрывают крышками;
• задраивают палубные люки, двери, иллюминаторы и другие отверстия, через которые возможно попадание воды внутрь помещений;
• проверяют исправность штормовых портиков, шпигатов и других отверстий для стока воды;
• трюмные вентиляторы разворачивают по ветру »и раструбы закрывают брезентовыми чехлами;
• обеспечивают свободный проход по палубе к мерительным и воздушным трубкам, портикам и шпигатам, что особенно важно при наличии палубного груза;
• на верхней палубе протягивают штормовые леера из растительного троса для облегчения хождения людей во время шторма;
• проводят другие меры предосторожности исходя из особенностей конкретного судна.

 

Все подготовительные работы следует проводить заблаговременно, так как при сильном ветре, волнении и качке выполнение их становится трудоемким, а иногда и опасным.

Судоводитель всегда должен помнить, что пренебрежение какой-либо мерой предосторожности может привести к тяжелым последствиям.

Влияние штормовых условий на мореходные качества судна.

Потеря скорости судна.

Скорость судна на волнении всегда меньше, чем в тихую погоду, вследствие:

• увеличения сопротивления движению судна как из-за непосредственного воздействия на корпус ветра и волн, так и их вторичного влияния через различные виды качки и рыскание судна на курсе;
• снижения эффективности действия гребного винта;
• ограничения используемой мощности двигателя вследствие разгона гребного винта;
• намеренного снижения скорости при возникновении ударов корпуса о волны (слеминг, удары волн в развал носа), заливания палубы и надстроек, чрезмерных ускорений при качке и др.

Основная часть естественной потери скорости судна обусловлена средним дополнительным сопротивлением, которое вызвано ветром и волнами.

 

 

Рыскание судна.

В отличие от бортовой, килевой и вертикальной качек рыскание судна относят к дополнительным видам качки.

При оценке влияния рыскания на эксплуатационную скорость судна можно выделить следующие основные факторы, действие которых может сказаться на его ходовых качествах:

• увеличение сопротивления корпуса вследствие движения судна с переменным по времени углом дрейфа;
• увеличение сопротивления из-за перекладок руля;
• увеличение длины пути, проходимого судном;
• изменение режима работы гребного винта;
• повышенный расход топлива и др.

 

Слеминг.

Слеминг (днищевой) возникает в процессе продольной качки при оголении носовой оконечности и последующем соударении с волной. Большие динамические нагрузки могут привести к серьезным повреждениям конструкций корпуса и оборудования. Особенности слеминга как физического явления определяются в основном совместным выполнением двух условий: оголением днища и входом его в воду с вертикальной скоростью относительно воды, большей (3÷4)  L, м/с. Вероятность опасных ударов тем больше, чем больше высота волн и скорость судна. Наблюдаются они на встречном волнении в широком диапазоне курсовых углов. Поэтому отклонение по курсу от чисто встречного движения не всегда является эффективным средством избежать опасности слеминга. Избежать опасные удары волн легче снижением скорости или увеличением осадки судна носом.

 

Заливание палубы и удары волн в развал носа судна.

Эти явления вызывают повреждения бака, палубного оборудования, трубопроводов, конструкций люковых закрытий, палубного груза, комингсов трюмов и т. д.

Удары волн в развал носа (бортовой слеминг или випинг) сами по себе вызывают вибрацию, вмятины в верхней части наружной обшивки носа и в палубе полубака. Многочисленны случаи повреждения груза. Вероятность подмочки груза на практике оказывается примерно вдвое больше вероятности механических повреждений.

Для избежания заливания палубы наиболее рационально снизить скорость судна или уменьшить осадку носом.

 

Разгон гребного винта и двигателя.

Переменные гидродинамические силы и моменты, действующие на винт при качке, могут привести к поломке лопастей, конструкций гребного валопровода, вызвать вибрацию вала и кормы. Напряжения при оголении винта в гребном валу могут возрасти в 2—3 раза. Разгон винтов более вероятен для судов, на которых винты имеют малое погружение, большие удельные упоры, большие отношения шага к диаметру и частоты вращения. Разгон винта наименее опасен для турбо редукторной пропульсивной установки и наиболее неблагоприятен для дизеля. Для избежания опасности разгона винта может служить увеличение осадки судна кормой или маневрирование скоростью на волнении путем снижения шага ВРШ. Судоводители должны уметь рационально пользоваться этими средствами для обеспечения мореходности своих судов.

Меры по обеспечению безопасности судна при плавании в штормовых условиях.

При получении информации о предстоящем шторме капитан обязан принять надлежащие меры для уменьшения степени риска при попадании судна в штормовые условия, если не представляется возможности избежать опасной штормовой зоны.

Штормовые диаграммы В. Б. Липиса и Д. В. Кондрикова, универсальная диаграмма Ю. В. Ремеза, а также другая информация, содержащаяся в нормативных документах, может существенным образом помочь капитану выбрать оптимальное решение. Но, как уже отмечалось, расчетным путем пока что принципиально невозможно предусмотреть все многообразие ситуаций при попадании судна в штормовые условия.

Конкретные погодные условия, загрузка и мореходные качества судна должны быть учтены капитаном при выборе способа штормования. В любом случае должны быть предприняты подготовительные меры к встрече шторма: оповещен экипаж и пассажиры, проверена водонепроницаемость корпуса судна и проведены другие мероприятия по предотвращению нежелательных последствий шторма. Все эти меры следует проводить в кратчайшие сроки до ухудшения погоды, поскольку в дальнейшем многие действия экипажа могут быть затруднены. Если необходимо, то заполняются балластные танки.

По возможности должны быть ликвидированы свободные поверхности в танках, устранен статический крен, опробованы водоотливные средства и т. д.

При плавании судна в условиях шторма на попутном волнении или волнении с кормовых курсовых углов характеристики его основных мореходных качеств, таких, как остойчивость, качка и управляемость существенно изменяются.

Возникновению аварийной ситуации обычно предшествует одно из следующих трех явлений или их комбинация:

• значительное изменение или потеря поперечной остойчивости при прохождении вершины волны вблизи миделя судна. Наиболее опасным в этом отношении является движение судна на волнах, длина и скорость которых близки соответственно к длине и скорости судна. При этом время пребывания судна с пониженной ниже опасного уровня остойчивостью за кажущийся период волны может оказаться большим, чем время, потребное ему на наклонение из вертикального положения на опасный угол крена или на опрокидывание;
• основной или параметрический резонансы бортовой качки, когда соответственно τ ≈ Т_θ или τ ≈ Т_θ /2;
• захват волной, потеря управляемости и неуправляемый самопроизвольный разворот судна лагом к волне — брочинг. Наиболее опасным является захват на переднем склоне волн, имеющих скорость волны больше скорости судна и длину волны λ = 0,8÷1,3 больше длины судна L. Брочингу в основном подвержены малые суда, имеющие длину менее 60 м.

 

Основными признаками изменения поведения судна на попутном волнении, свидетельствующими о его недостаточной безопасности в случае недостаточной остойчивости, являются:

• неожиданное самопроизвольное увеличение крена при нахождении вершины отдельных волн вблизи миделя судна, существенно превышающее значение предшествующих углов статического крена или амплитуд качки;
• длительное по сравнению с четвертью периода собственных колебаний судна наклонение судна на борт, задержка (зависание) в положении максимального крена и медленное возвращение в исходное состояние. Такие наклонения в зависимости от наличия начального крена, вызванного несимметричной загрузкой, давлением ветра или иными причинами, могут быть асимметричными.

 

В случае основного или параметрического резонансов бортовой качки значительно возрастает амплитуда бортовой качки судна в случаях, когда ее период (основной резонанс) приблизительно равен или вдвое превышает кажущийся период волны (параметрический резонанс).

В случае брочинга возникнут: значительные колебания скорости при прохождении волны относительно судна, его тенденция к разгону на переднем склоне попутной волны; ухудшится устойчивость на курсе, и судно будет стремиться развернуться лагом к волне; увеличатся скорости и амплитуды перекладки руля, потребные для удержания судна на курсе; судно плохо будет слушаться руля, поскольку при равенстве скоростей движения судна и волны прекращается обтекание пера руля потоком воды и остается только набегающий поток, вызванный работой гребного винта. В таком состоянии судно, двигаясь с достаточно большой скоростью и находясь на границе устойчивости движения, получает случайное возмущение и резко разворачивается лагом к волне.

Большое значение при плавании в штормовых условиях имеет правильное управление рулем. Необходимо заблаговременно перекладывать руль, чтобы не допустить уход судна с заданного курса, перейти на ручное управление, так как в штормовых условиях наиболее важно сохранить управляемость судна, а это чаще всего можно достигнуть только перекладкой руля на большие углы.

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.

Поворот судна с встречных курсовых углов на попутные осуществляют перекладкой руля на подветренный борт в момент подхода группы больших волн с тем, чтобы в положении лагом к волне оно оказалось в период затишья, вторая часть поворота должна осуществляться быстрее, чтобы сократить время воздействия волн в опасном положении. Переход на кормовые курсовые углы может сопровождаться усилением бортовой качки вследствие сближения периода собственных колебаний судна и кажущегося периода волн, что следует оценить по диаграмме Ю. В. Ремеза.

В некоторых случаях (например, для тихоходных судов) поворот под ветер выполняют на заднем ходу.

Если на кормовых курсовых углах Т_θ > τ, то первая половина при повороте с попутного волнения на встречное должна выполняться на малом ходу, а вторая—как можно быстрее. При Т_θ< τ первая половина поворота осуществляется на среднем или малом ходу, а вторая как можно быстрее. Однако следует иметь в виду, что переход судна в зону усиленной бортовой качки на резонансных курсовых углах может потребовать дальнейшего маневрирования и чрезмерный разгон судна и его инерция могут сделать эти маневры более опасными.

Поворот судна на ветер требует большего времени, поскольку в этом случае ветер и волны препятствуют развороту, а управляемость ухудшается. Для сохранения управляемости можно использовать увеличение скорости судна. Для тихоходных судов с развитыми носовыми надстройками подобный разворот трудно осуществим либо невозможен.

При невозможности судна следовать необходимым курсом судоводитель может избрать один из вариантов штормования судна. Многолетняя практика рекомендует разные способы штормования в зависимости от конструктивных особенностей судна, его загрузки, дифферента, наличия палубного груза и других условий.

Способ штормования на носовых курсовых углах. Для удержания судна против волны судно обеспечивает минимальный ход для сохранения управляемости. Выбор скорости также осуществляется из условия минимальной заливаемости, минимального количества ударов в носовую оконечность. Если судно достаточно хорошо управляется, а бортовая качка не слишком интенсивная, можно двигаться не строго против волны, а встречая волну скулой.

Способ штормования на кормовых курсовых углах. Этот способ можно применять при достаточной остойчивости и управляемости судна на сравнительно малых скоростях, чтобы судно шло с отличной от волны скоростью, и длина судна отличалась не менее чем на 25—30 % от длины волны. При длине судна, соизмеримой с длиной волны, режим движения со скоростью, когда судно обгоняет волны, особенно опасен.

Способ штормования лагом к волне. В большинстве случаев является нежелательным. Может допускаться при достаточной остойчивости судна и достаточной удаленности судна от резонансной зоны по бортовой качке.

Способ штормования, когда судно дрейфует с застопоренной машиной. По своим конструктивным особенностям, загрузке, положению центра парусности и другим факторам судно принимает определенное положение относительно волн. Обычно это положение близко к положению бортом к фронту волн или под некоторым углом к нему. Дрейф может быть пассивным, когда судно теряет скорость или управляемость, и активным, когда судно использует дополнительные меры для удержания его относительно ветра и волн, например, штормовой якорь, вытравливание якорной цепи и т. д. Активный дрейф может осуществляться как носом, так и кормой на ветер.

Способ штормования на якоре. Этот способ применяется, когда сумма всех внешних сил, действующих на судно, не превышает держащую силу якоря (якорей) и выбранное место якорной стоянки удовлетворяет условиям безопасности судна.