Слайд 1

Лекция №8

по учебной дисциплине

«Обеспечение навигационной безопасности плавания».

Тема: Плавание при особых обстоятельствах.

Учебные классы: 644,645

Время: 2час

Место: ауд. С117

Учебная и воспитательная цель: Довести до студентов основные особенности при плавании в особых обстоятельствах.

 

Учебные вопросы и распределение времени:

 

Вступление -------------------------------------------------------------- 5мин

5. Навигационные особенности плавания в ------------------------ 25мин

штормовых условиях.

6. Способы штормования в условиях тяжелых штормов. ------- 15мин

7. Применение штормовых диаграмм. ------------------------------- 20мин

8. Использование в штормовых условиях информации --------- 20мин

от автоматической системы контроля мореходности (АСКМ).

Заключение и ответы на вопросы.-----------------------------------------5мин

 

Учебно-материальное обеспечение: проектор, слайды.

 

Содержание лекции и методика ее проведения:

Лекция начинается с короткого вступления, в котором доводится тема, ее значение в подготовке, целевая установка и план.

В основной части лекции при определении очередного вопроса плана, формулируется его связь с обеспечивающими учебными дисциплинами и будущей деятельностью бакалавра.

 

Учебная литература: Согласно плана лекции.

 

Разработал: ___Доцент кафедры СиМБ: В.Носенко__________

(должность, учёная степень, учёное звание, инициалы, фамилия)

 

Лекцию обсудили и одобрили на заседании кафедры СиМБ.

Протокол № ___ от «___» _____________

 

 

Вопрос 1

НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛАВАНИЯ В ШТОРМОВЫХ УСЛОВИЯХ

Мировая статистика свидетельствует о том, что несмотря на рост водоизмещения и технического оснащения судов, их зависи­мость от гидрометеорологических условий плавания не уменьша­ется. Во время плавания в штормовых условиях могут происхо­дить катастрофические случаи гибели судов, многочисленные слу­чаи повреждения корпуса, судовых конструкций, потерь палуб­ного груза, возникновения аварийного крена и т.п.

Основным фактором, воздействующим на судно во время шторма, являются волны. Их подразделяют на ветровые (трехмер­ные) и зыбь (двухмерное волнение). Ветровые волны находятся под непосредственным воздействием вызвавшего их ветра. Они имеют высоту, длину и ограничения по фронту. Каждая волна идет от­дельно, длина фронта волны в среднем составляет 2-3 длины вол­ны. Волны зыби более пологи по сравнению с ветровым волнени­ем. Они идут вал за валом на всем видимом пространстве от гори­зонта до горизонта. Такие волны распространяются в области вол­нообразования после ослабления ветра и/или изменения его на­правления более чем на 45°, или же приходящие из области волно­образования в область, где дует ветер с другой скоростью и /или в другом направлении. Зыбь, которая распространяется при отсут­ствии ветра, называется мертвой зыбью.

В море часто наблюдается смешанное волнение, в котором одновременно существуют ветровые волны и зыбь. Ветровые вол­ны по своей форме в большинстве случаев являются короткими, крутыми, со сравнительно небольшими гребнями. Для зыби ха­рактерны длинные, низкие пологие волны с длинными гребнями.

Высота волн в каждом районе зависит от многих факторов, в том числе, в первую очередь, от силы ветра, его продолжительнос­ти, разгона волн и глубины моря. В океанах волны могут дости­гать высоты 15 и более метров и длины более 300 метров. В бассей­нах закрытых морей, где разгон волны менее 700 миль, высота волн, даже во время очень сильных ветров, обычно ограничена 7-8 метрами. Волнение силой 6 и более баллов (высота волн 6 м и бо­лее) в океанах составляет примерно 20%, в Северном море 12%, в Балтийском и Черном морях - 1%.

Волнение характеризуют высотами волн определенной обеспе­ченности. Под обеспеченностью понимают вероятность встречи с волнами указанной или большей высоты. В Украине и странах СНГ принята оценка 3% обеспеченности высоты волн, которую обозна­чают h_3%. Во многих странах принята характеристика высоты волн по среднему значению из одной трети наблюдаемых наиболее высо­ких волн. Такую высоту обозначают я и она соответствует высоте волн обеспеченностью около 14%. Высота h_1/3 соответствует глазо­мерной оценке высоты волн опытным наблюдателем с мостика суд­на. Зависимость между оценками составляет h_3%=1,4 h_1/3, т.е. оце­ненная, например, глазомерно высота волны в 4 м будет соответство­вать высоте волн трехпроцентной обеспеченности в 5,6 м.

В мелководных морях или районах волны быстрее достигают максимальных размеров и быстрее затухают после прекращения действия ветра. Так, в мелководном Азовском море, при скорости ветра 20 м/с, волны достигают максимальных размеров примерно в течение часа, в то время как в океанах максимальная высота волн образуется не раньше чем через сутки после начала действия штор­мового ветра такой же силы.

Даже при очень сильных ветрах размеры волн на мелководье меньше, чем в глубоководных районах, но зато они отличаются зна­чительной крутизной. Максимальная высота волн на мелководье не бывает больше 0,8 глубины моря в этом месте. Скорость распрост­ранения и длина волн на мелководье уменьшаются, а период волн остается неизменным. Глубина моря начинает существенно влиять на волны, вызывая их деформацию в тех случаях, когда она мень­ше 6-7 значений высоты волны. Если при торможении о грунт раз­мер длины волны уменьшается до 10-11 значений высоты волны, то она достигает предельной крутизны и разрушается. Таким образом, мелководные районы моря не имеют постоянных границ. В каж­дом отдельном случае волнения такой условной границей будет слу­жить изобата, соответствующая шести-семикратной высоте волны.

В прибрежной мелководной зоне наблюдается изменение на­правления бега волн, фронт волны становится параллельным уре­зу берега. Разнообразные местные условия могут существенно вли­ять на характер волнения в мелководных районах. Так, например, на Ньюфаундлендской банке, где глубины составляют около 160 м при глубинах в прилегающих районах Атлантического океана до 2000 м, отмечается резкое изменение характера волнения и тол­чея. Особенности волнения в различных районах Мирового океа­на отмечают в лоциях. Эти особенности судоводители должны учи­тывать и при планировании пути, по-возможности, избегать про­ходить мелководные районы во время штормовой погоды, где вол­ны могут быть выше, круче и разрушительней.

Под воздействием шторма судно испытывает целый ряд нега­тивных явлений: возникает качка, возрастают усилия на корпус судна от изгибающих моментов и перерезывающих сил, ощуща­ются мощные гидродинамические удары о днище (днищевой сле-минг) и о развалы бортов судна (бортовой слеминг), волны залива­ют палубу, появляется «разгон» гребного винта, ухудшается уп­равляемость, возникает угроза смещения грузов в трюмах и поте­ря палубных грузов, уменьшается скорость хода судна. У навига­ционных приборов (таких как гирокомпас, лаг, эхолот, радиоло­катор) увеличиваются погрешности. Возникает волновой и ветро­вой дрейф, который увеличивается по мере уменьшения скорости хода судна. Изматывающая качка, плохой сон ухудшают самочув­ствие экипажа, снижают его работоспособность и внимание, что особенно опасно для судоводителей, управляющих судном.

Хорошая морская практика требует, чтобы судно, перед вы­ходом из порта, независимо от длительности перехода, состояния погоды и перевозимого груза, было полностью подготовлено к пла­ванию в штормовых условиях. При получении штормового пре­дупреждения или обнаружения признаков приближения шторма на судне проверяют готовность к плаванию в штормовых услови­ях в соответствии с Проверочным списком (чек л истом), о чем де­лают запись в судовом журнале.

Вахтенный помощник капитана:

- предупреждает вахтенного механика и по указанию капитана переводит СЭУ в маневренный режим;

- оповещает экипаж о приближении шторма, о необходимых мероп­риятиях по заведыванию и о порядке передвижения по судну;

- проверяет машинный телеграф, связь с румпельным и машин­ным отделениями, сличает часы на мостике и в машинном от­делении;

- вызывает на мостик вахтенных матросов, переходит на ручное уп­равление рулем, готовится, в случае возникновения такой необхо­димости, к переходу на запасное и аварийное рулевое управление.

Вахтенный помощник капитана получает доклады от ответ­ственных лиц с целью контроля подготовки судна к плаванию в штормовых условиях:

• о проверке надежности закрытия люков,трюмных лазов,иллюминаторов, вентиляторов, мерительных трубок, состояния всех водонепроницаемых закрытий;

• о креплении парадных трапов, спасательных шлюпок и плотов, швартовных тросов, судового имущества на открытых палубах и в помещениях;

• о выполнении поверки крепления и подкреплении грузов в трю­мах и на палубе;

• о проверке надежности зачехления палубных устройств и ме­ханизмов;

• об устранении, насколько это возможно, свободных поверхнос­тей жидкостей в танках;

• об оборудовании на грузовой палубе штормовых лееров.

Плавание в штормовую погоду осложняется тем, что судно не всегда может следовать по ранее выбранному маршруту, а вынуж­денно удерживаться на курсах, при которых влияние негативного штормового воздействия сказывается в меньшей степени. Если суд­но следует вблизи мест, которые позволяют укрыться от сильного шторма, и есть сомнения в благополучном преодолении штормовой зоны, капитан вправе определить, продолжать рейс или переждать шторм под защитой берегов. В тех случаях, когда продолжение рейса в штормовых условиях может быть опасным для судна и находя­щимся на нем людей, капитан должен заблаговременно выбрать способ штормования, позволяющий облегчить условия для судна в штормовом море. Для оценки возможностей штормования и выбо­ра оптимальных курсов и скоростей служат штормовые диаграммы или Автоматическая система контроля мореходности судна.

Повороты во время шторма всегда опасны, но бывают случаи, когда необходимо изменить курс и выйти на штормование уже тог­да, когда шторм набрал значительную силу. В таких случаях нельзя торопиться. Нужно понаблюдать за проходящими волна­ми не менее 20 минут, в течение которых обычно проходит пол­ный спектр волн. Затем выбрать такой вариант поворота, чтобы в момент, когда судно выйдет на лаг к волне, в это время были мень­шие высоты в проходящем пакете волн. При выполнении поворо­та, даже если возникнут большие углы крена, не задерживать дви­жение судна, продолжать поворот. Задержка судна при повороте и попытка возвратиться на прежний курс только ухудшат поло­жение судна, уже находящегося лагом к волнам.

Нельзя забывать о явлении брочинга, возникающего при пла­вании на попутном волнении. Если судно, особенно небольших размеров, следует со значительной скоростью на попутном волне­нии, оно может быть развернуто на переднем склоне волны с воз­никновением большого крена к наружной стороне поворота. При таких обстоятельствах может произойти опрокидывание судна. При попытке поворота, когда судно идет на попутном волнении, лучше его начинать на малом ходу, дав возможность ветру и вол­нам развернуть судно перпендикулярно их действию, а затем уже продолжать поворот более энергично для выхода на нужный курс.

Преодолевая штормовую зону моря, контролируют возникно­вение статического крена и, в случае его появления, принимают меры к выравниванию судна. Статический крен создает асиммет­ричную качку и может привести к смещению груза на один борт с угрозой опрокидывания судна.

По периодам качки следят за поперечной остойчивостью, ис­пользуя формулу:

[ kB]

h=[ ]²

[ T_o]

где T_o— период собственных поперечных колебаний, сек. Он бли­зок к периодам качки судна в штормовом море, если волны идут со встречных курсовых углов, вплоть до траверзного направле­ния. На попутном волнении период поперечных колебаний суд­на отличается от периода собственных колебаний в большую сто­рону, поэтому формулой нужно пользоваться более осторожно.

В- ширина судна на миделе, м.

k-коэффициент пропорциональности. Обычно для судна его приводят в «Информации об остойчивости для капитана». Если по какой-либо причине коэффициент/енеизвестен, его можно вычис­лить. Для этого несколько раз измеряют среднее значение перио­да собственных колебаний Т_в во время качки и рассчитывают обыч­ным путем поперечную метацентрическую высоту h. Затем, пре­образовав предыдущую формулу, вычисляют коэффициент

где Т — период собственных колебаний судна на волнах, измерен­ный секундомером и осредненный из 10 колебаний, сек; h -предвычисленная метацентрическая высота, м.

Коэффициент пропорциональности для контроля метацент­рической высоты судна можно также определить из эмпирической формулы

 

 

где Н - высота борта от киля до главной палубы, м; В - ширина судна на миделе, м; S- коэффициент полноты водоизмещения; а — коэффициент полноты действующей ватерлинии.

В течение вахты вахтенный помощник капитана тщательно контролирует местоположение судна, определяет и устанавлива­ет безопасную скорость хода, наблюдает за поведением судна на волнении. Если нет возможности замерять уровни воды в льялах трюмов, дает распоряжение вахтенному механику откатать насо­сом воду из льял. Результат записывает в судовой журнал. Конт­ролирует поперечную остойчивость по периодам качки. По пока­заниям кренометра обнаруживает появление статического крена, о чем немедленно докладывает капитану, так же как и о любой угрозе повреждения судна или груза волнами.

Если возникает необходимость команде выйти на открытую палубу, заливаемую волнами (например, для проверки креплений палубного груза, или завести дополнительные крепления на груз, или проверить надежность закрытия трюмов и т.п.), то вначале об этом сообщают вахтенному помощнику, который докладывает капитану. Под руководством капитана уменьшают скорость хода и изменяют курс таким образом, чтобы избежать или уменьшить попадание волн на палубу. Затем, не менее 20 минут наблюдают за действием волн на судно, чтобы установить, насколько безопасно можно выходить команде на палубу. В темное время суток вклю­чают палубное освещение. После инструктажа с разрешения вах­тенного помощника команда в нагрудниках выходит для работы на палубу. Вахтенный помощник наблюдает за работой команды и предупреждает условленным сигналом о приближении опасных по высоте волн.