НАВИГАЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПЛАВАНИЯ ОДИНОЧНОГО СУДНА В ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЯХ

Плавание во льдах - один из наиболее сложных и опасных видов плавания. Особенной сложностью отличается плавание су­дов в морях Северного ледовитого океана и в водах Антарктиды. Поскольку значительная часть замерзающих морей лежит в ши­ротах 50-60° и выше, специфика плавания во льдах объединяется с особенностями плавания в^высоких широтах. Кроме того, осо­бую опасность представляет неожиданная встреча с плавучими льдами и айсбергами в северной и южной частях Атлантического и Тихого океанов. Строгого деления навигационной ледовой опас­ности на арктическую, внутренних морей и открытых океанов нет, однако кроме большого комплекса общих мер необходимо учиты­вать специфику условий в районе плавания.

Необходимым условием обеспечения безопасного ледового плавания является достоверная информация о метеорологических и ледовых условиях будущего перехода. Основная справочная ин­формация помещается в соответствующих руководствах для пла­вания, лоциях, справочных ледовых картах, ледовых атласах и других специальных ледовых пособиях. Кроме того, в большин­стве стран, в которых прилегающие морские воды замерзают (или наблюдается дрейфующий лед, айсберги), ведут сбор ледовой ин­формации с использованием всех средств наблюдения (ИСЗ, авиа­ции, судов и береговых станций). Оперативную ледовую информа­цию передают потребителям в виде навигационных предупрежде­ний (на каналах всемирной и национальной системах передачи навигационных предупреждений) и в виде ледовых карт, прием которых осуществляют факсимильной аппаратурой.

Ледовая информация, в основном, должна содержать следу­ющие сведения:

• Общую характеристику ледовых условий на всем протяжении предполагаемого пути;

• Предполагаемые изменения этих условий на ближайшие не­сколько дней;

• Рекомендованные курсы для самостоятельного плавания судов, исходя из существующих или предполагаемых ледовых условий.

Располагая подобной информацией, необходимо нанести предполагаемые кромки льда (или границы распространения дрей­фующих льдов и айсбергов) на навигационные карты, произвести анализ изменений ледовой обстановки под влиянием гидрометео­рологических факторов за прошедший период и на ближайшую перспективу. В дальнейшем этот анализ должен уточняться как в связи с получением новой информации, так и на основании судо­вых наблюдений. В свою очередь, в соответствии с Конвенцией СОЛАС-74, капитан судна обязан давать оперативную информа­цию о наблюдаемых им изменениях ледовой обстановки.

Разрешение на самостоятельное плавание во льдах судна, ко­торое имеет соответствующий ледовый класс классификацион­ного общества, получают от руководства ледовыми операциями в данном районе и от руководства судоходной компании. Судно должно быть полностью подготовлено к ледовому плаванию. Для сохранения винто-рулевого комплекса от повреждений судну при­дают достаточную осадку кормой (углубление винта и руля дол­жно превышать предполагаемую толщину льда) и оптимальный дифферент. Для судов в грузу создание дифферента в один метр на корму обеспечит не только надежную защиту винта и руля от повреждений, но и лучшее «восхождение» судна на лед. При пла­вании в мелкобитом льду на мелководье, наоборот, считается ра­зумным иметь небольшой дифферент на нос. Судно не должно иметь крен. Порядок подготовки судна к ледовому плаванию оп­ределяется соответствующими руководствами и нормативными документами. При подготовке к плаванию во льдах необходимо исходить из того, чтобы быть готовым к неожиданным аварий­ным ситуациям.

Как только судно войдет в зону вероятной встречи со льдом, необходимо:

• своевременно предупредить вахтенного механика о переводе су­довой энергетической установки (СЭУ) в маневренный режим работы;

• сличить часы на мостике с часами в машинном отделении; сделать отметку на курсограмме и реверсограмме; проверить действие средств сигнализации, внешней связи, УКВ-радио-станции, внутренней судовой связи;

• убрать трубку донного лага (если имеется), выступающую из корпуса;

• подготовить и проверить прожекторы для обеспечения плава­ния в темное время суток;

• проверить состояние водонепроницаемых закрытий, уровень воды в танках и льялах;

• включить вторую рулевую машину, если совместная работа двух рулевых машин технически возможна, перейти на ручное уп­равление рулем, проверить запасное и аварийное рулевое управ­ление;

• установить безопасную скорость судна для данных условий; включить РЛС, начать усиленное радиолокационное и визуаль­ное наблюдение за обстановкой.

Все внимание на этом этапе должно быть обращено на своев­ременное обнаружение льдов, положение которых часто известно только приблизительно. Это особенно важно во время тумана, сне­гопада или в темное время суток, т.е. если плавание происходит в условиях ограниченной видимости.

Признаками близкого льда могут служить «ледяное небо» (бе­лесые отражения на низких облаках, принимающие все более вы­разительный характер и охватывающие большую часть неба), по­нижение температуры воды и воздуха, уменьшение или отсутствие волн зыби вдали от берегов при свежем устойчивом ветре (если лед с наветренной стороны), появление льдин на значительных про­сторах воды с подветренной стороны кромки льда и др. В безоб­лачные дни при ветре со стороны льда повышенная рефракция зри­тельных лучей как бы приподнимает изображение отдельных пред­метов, позволяет обнаруживать изображение льда на фоне ниж­ней части неба на расстоянии, превышающем дальность видимого горизонта. Наличие льда часто выдает туман, который нависает над участком кромки льда, а в теплую погоду - холодным ветром, который дует со стороны льда.

Днем при хорошей видимости лед можно обычно обнаружить на достаточно большом расстоянии в виде узкой белой полоски на горизонте, которая кажется сплошной, даже если лед сильно раз­режен. Ночью и при ограниченной видимости основным способом обнаружения льда и контроля ледовой обстановки является судо­вая РЛС на малых (до 6 миль) шкалах дальности.

Радиолокатор позволяет уверенно находить кромку ледяных полей и отдельно плавающих крупных льдин с расстояния в 2-3 мили, а отдельные небольшие льдины и скопление битого льда - с 1-2 миль. Отдельные льдины, кромки которых сглажены, на экра­не РЛС можно вообще не увидеть, особенно при волнении. Разные образования молодого льда в большинстве случаев вообще не вид­ны на экране, хотя иногда отдельные его виды (блинчатый лед) мож­но наблюдать на расстоянии до 0,5-1,0 миля. Что касается ровного льда, то обычно отраженные сигналы наблюдаются только от его кромки; при этом, если на море волнение, то кромка льда на экране РЛС обозначается по контрасту с взволнованной поверхностью моря.

Дальность обнаружения радиолокатором айсбергов, главной ледовой опасности в открытых водах океанов, зависит от многих причин: размеров, формы, направления облучения (форма и по­верхность айсберга с разных сторон, как правило разная), темпе­ратуры воздуха и воды, степени волнения и т. п. Пониженная реф­ракция, которая часто возникает в связи с низкой температурой воздуха в районе нахождения айсберга, может настолько искри­вить путь радиооблучения, что даже большой айсберг может ока­заться не обнаруженным на малом расстоянии. Обычно большие айсберги с крутым передним склоном можно обнаружить на рас­стоянии до 10-15 мили, а низкие айсберги и обломки айсбергов -только на расстояниях до 3-5 миль, в основном по контрасту с по­верхностью гладкого штилевого моря.

В условиях неспокойного моря дальность обнаружения радио­локатором всех видов льдов значительно снижается, поэтому при ограниченной видимости и волнении моря наличие РЛС не исклю­чает принятия обычных предупредительных мер, рекомендуемых хорошей морской практикой при плавании в зонах вероятной встречи со льдом.

Уменьшение скорости судна в соответствии со сложившейся обстановкой, является обязательной предосторожностью. Безопас­ной считается такая скорость, при которой, в случае обнаружения льда, остается достаточный резерв времени для уменьшения ско­рости до такой величины, при которой судно не получит повреж­дений во время контакта корпуса со льдом. Таким образом, безо­пасная скорость определяется надежной дальностью обнаружения льдов, величиной инерции самого судна, прочностью корпуса, сплоченностью и толщиной льда. Особенную осторожность нужно проявлять, подходя в условиях нормальной видимости к наветрен­ной кромке ледовых массивов, поскольку встреча со льдом может быть абсолютно неожиданной, а потому очень опасной. Встреча с мелкими льдинами, с точки зрения осторожности, всегда должна расцениваться как признак близости крупного льда.

Вахта на мостике при ледовом плавании должна быть усиле­на. Обычно её несут два судоводителя, один из них капитан, ледо­вый капитан (ледовый лоцман), или старший помощник капита­на - управляет судном, а вахтенный помощник выполняет штур­манские обязанности, наблюдает за ледовой обстановкой, обеспе­чивает связь и сигнализацию, выполняет распоряжения капита­на. При временной остановке во льдах на судне продолжают нести ходовую вахту.

Обнаружив лед необходимо принять решение о характере даль­нейших действий, выбрать путь в зависимости от сложившейся об­становки. В большинстве случаев долгий путь по чистой воде или по разреженному льду более выгоден, чем короткий путь в сплочен­ном льду. Поэтому нужно всячески стараться избегать встречи со льдом, обходить скопление льдов, а при неизбежности такой встре­чи - учитывать все имеющиеся сведения о ледовой обстановке с це­лью возможности выбора пути в обход труднопроходимого льда. Решение о проходе через разреженный лед принимают с учетом не­обходимого на проход времени и анализа динамики развития ситу­ации: не может ли этот разреженный лед внезапно уплотниться и стать непроходимым для судна? При этом учитывают конфигура­цию берегов, расположение островов, направление ветра и течения, характер дрейфа льда. Обходить скопление льда, границы которого видны, рекомендуется с наветренной стороны, а при безветрии - с наиболее благоприятной стороны. Так, генеральный принцип в Се­верной Атлантике - чем дальше на север, тем больше льдов. Поэто­му, если отсутствует достоверная информация о расположении ле­довых полей и их кромок, оптимальное маневрирование допускает идти южнее, оставляя обнаруженный лед к северу.

Входить в лед необходимо и возможно только тогда, когда оче­видно, что другого пути нет, лед проходим для судна, а погодные условия благоприятствуют для плавания во льдах. Если лед разре­женный, то проход через него не представляет особых трудностей, нужно только внимательное отношение к маневрированию судна среди льдин. При неизбежном столкновении со льдом, следует брать льдину только на штевень, оберегая бортовую обшивку. Чем круп­нее льдины, тем опаснее столкновение с ними. Сильно расторошен-ные льдины нередко имеют подводные выступы - «тараны», столк­новение с которыми может вызвать повреждение корпуса судна.

При подходе ко льду с подветренной стороны ледовая обста­новка, на первый взгляд, более благоприятная (кромка льда рас­плывчатая, лед за кромкой разреженный), но реальная опасность заключается в том, что лед, дрейфуя, может окружить и зажать судно. Нужно учитывать также направление и скорость ветра, который может быстро изменить обстановку. Однако, если вход в лед неизбежен и расположение его позволяет выбрать путь движе­ния, то лучше входить в лед, идя против ветра, поскольку с под­ветренной стороны лед больше разрежен.

При подходе судна с наветренной стороны вход в лед может оказаться сложным. Лед в наветренной кромке обычно сплочен­ный, а движение льдин на волнах и зыби может оказаться причи­ной опасных ударов в корпус судна. Необходимо вначале пройти вдоль кромки льда в поисках глубокой полыньи или выступающе­го угла кромки, под защитой которых накат волн ощущается мень­ше. Пересекать линию кромки льда нужно, по возможности, под прямым углом и на малом ходу, учитывая, что действие ветра и зыби с кормовых курсовых углов ухудшает управляемость судна.

Не рекомендуется входить в лед при плохой видимости, если нет ясного представления о состоянии льдов на пути прохода. Опас­ны для судна торошение льдов, дрейф льда в сторону близко рас­положенных навигационных опасностей, неблагоприятный про­гноз погоды на ближайшее время, а также большая сплоченность и толщина льдов. Если невозможен безопасный вход в лед, капи­тан отводит судно от кромки льда и ждет улучшения обстановки.

Плавание судна во льдах осуществляется с безопасной для данных обстоятельств скоростью по разводьям, полыньям и среди наиболее разреженного льда в общем направлении, близком к выб­ранному генеральному курсу. Не следует значительно уклоняться от рекомендованного генерального курса, чтобы в результате свес­ти уклонения от намеченного пути к минимуму. При выборе цепи разводьев необходимо тщательно оценивать ледовую обстановку, учитывая косвенные признаки чистой воды и льда по зрительной оценке («водяное» и «ледовое» небо), чтобы не завести судно в «ле­довый мешок» - разводья, из которых нет выхода. Перемычки между разводьями обычно форсируют под прямым углом в наибо­лее слабом и удобном для прохода месте.

При плавании в сплоченном льду (7-9 баллов), задача сводит­ся к умению найти и использовать участки наиболее проходимого льда: небольшие разводья и пятна воды среди сплоченного льда, полосы сравнительно разреженного льда. Необходимо найти зако­номерность в расположении легкопроходимых участков, а если их не удается найти, то пробиваться от одного слабого участка к дру­гому, придерживаясь генерального направления движения. Если же лед тянется на значительное расстояние, и при этом необходи­мость продолжать движение не диктуется обстоятельствами пла­вания, то следует лечь в дрейф и ожидать улучшения ледовой об­становки или форсировать льды с помощью ледокола.

Когда, следуя во льдах, судно по навигационным условиям может уклоняться от курса в обе стороны, такие уклонения реко­мендуется в основном делать на ветер, так как при свежем и про­должительном ветре проходимость льдов там будет лучшей. При этом судно выходит из зоны¹ опасных сжатий льдом в подветрен­ном направлении к берегу или к каким либо навигационным опас­ностям. Уклоняться под ветер можно только в тех случаях, когда судоводитель знает, что в этом направлении есть значительный простор чистой воды или разреженного льда. В случае начала про­цесса торошения необходимо постараться вывести судно из льдов, что можно сделать в наветренном направлении или в сторону от­крытого моря. Если в такой обстановке движение судна невозмож­но, то выбрать безопасное место стоянки, лучше среди мелкобито­го льда, и периодически работать машиной вперед и назад.

При плавании вблизи берегов часто используют прибрежные про­моины, которые образуются в результате отхода льдов от побережья под действием ветров и течений. Существующие изгибы берега, остро­ва, бухты могут служить защитой от натиска льдов со стороны моря. У побережья таяние льда и дальнейшие его разломы и разрежение про­исходит значительно раньше и интенсивнее, чем в открытом море, а отжимные ветры могут быстро очистить промоины ото льда. Поэтому плавание в береговых промоинах обычно возможно значительно рань­ше, чем вдали от берега. Однако плавание вблизи берега при наличии льда, плохой видимости и на малых глубинах требует усиленного вни­мания и большой осторожности. Плавание также становится опасным, когда прижимные ветры гонят лед к берегу, так как сжатие льдов в прибрежной полосе обычно сильнее сжатия в открытом море и судно может быть вытеснено льдом на мель. В качестве защиты от натиска льдов со стороны моря можно использовать стамухи - крупные ледо­вые торосистые образования, которые сидят на грунте на глубинах до 15-20 метров. Если нет возможности укрыться, судно должно стремить­ся уйти как можно дальше от берега в разреженный лед или на чистую воду, а при необходимости - попросить помощи ледокола.

Важнейшей задачей при плавании во льдах является выбор и поддержка оптимальной скорости движения судна. Ледовая паспор­тная скорость, определенная на полигонах, это скорость, которую судно способно развивать на разных режимах работы судовой энер­гетической установки (СЭУ) в типовых ледовых условиях. Макси­мальное значение паспортных ледовых скоростей ограничивается или мощностью СЭУ (достижимая скорость), или прочностью кор­пуса судна (допустимая скорость). Возможную безопасную скорость находят из сопоставления достижимой и допустимой скоростей (берут меньшее значение). Она характеризует максимальную ско­рость, которую судно может развивать в заданных ледовых услови­ях, не получая серьезных ледовых повреждений при случайных или предпринимаемых ударах об лед. Граница безопасной скорости за­висит, с одной стороны, от конструкции, мощности и водоизмеще­ния судна, а с другой стороны, от характера (сплоченности и тол­щины) преодолеваемого льда и условий видимости. Вопрос о грани­це безопасной ледовой скорости конкретого судна в конкретных природных условиях судоводители должны решать на основе опы­та плавания во льдах. Если в сплоченном льду движение судна за­медляется даже при увеличении частоты вращения движителей, то необходимо, не ожидая остановки судна, отойти назад.

Контроль местоположения и движения судна при плавании во льдах основывается на тех же принципах, что и каких-либо других условиях, однако при этом необходимо учитывать целый ряд спе­цифических особенностей. Так, в высоких широтах, особенно при маневрировании, гироскопический и магнитный компасы работа­ют ненадежно. С увеличением широты уменьшается направляющая сила чувствительного элемента, гирокомпас приближается к пре­делу рабочей зоны по широте. Инерционная погрешность гироком­паса в средних широтах после одноразового маневрирования обыч­но не превышает 2-3° и ощущается на пределах до 40-50 мин. При плавании в высоких широтах, особенно на больших скоростях, инер­ционная погрешность может сохраняться до 1,5 ч после окончания маневра и достигать значительных величин. При маневрировании во льдах в широтах 70-80° возможно накопление инерционных по­грешностей до 10-15° для обычных непериодических компасов.

Надежность работы магнитного компаса снижается в связи с малой величиной горизонтальной составляющей вектора магнит­ного поля Земли, резкими сменами магнитного состояния судна, частыми магнитными бурями, которые вызываются большими величинами и неустойчивостью напряжённости магнитного поля Земли в этих местах и др. В широтах более 85° использование ком­пасов становится невозможным.

Судно двигается во льду с переменными скоростями, причем судить о скорости судна во льду по частоте оборотов гребного вин­та невозможно. Также невозможно использовать какие-либо лаги со штевневым приемным устройством. Нестойко работают гидро­акустические доплеровские лаги, особенно в сплоченном льду, при выползании корпусом на лед, при отработке заднего хода. Доста­точно стабильно работает во льдах только модернизированный ва­риант лага НЭЛ-2 М.

Частые смены курсов и режимов работы СЭУ, случайные сме­ны скорости судна во льдах предельно затрудняют ведение счис­ления координат судна. При наличии автосчислителя часто при­ходится вводить в него скорость судна вручную. Классическим методом является предложенное адмиралом С.О.Макаровым «пя­тиминутное счисление»: после окончания каждой пятой минуты фиксируют курс с точностью до ± 1" и скорость судна. Близкие по значению курсы (отклонение до 10-20°) и пройденные по ним рас­стояния осредняют, рассчитывают и прокладывают на карте гене­ральный курс и путь судна за час. С.О.Макаров подчеркивал, что «какие бы грубые приемы не были, со счислением все же лучше, чем без счисления и, войдя в лед, нужно заставлять себя вести пя­тиминутные записи, иначе можно абсолютно потерять уверенность в знании своего места».

Использование РЛС по методу привязки (параллельной ин­дексации) позволяет существенно повысить точность судовожде­ния. Имея начальную точку на карте и наблюдая по РЛС ориентир Р₁ (айсберг, приметную льдину, торос и т.п.) наносят положение ориентира на карту и при любом маневрировании используют его для определения места судна в какой-либо момент времени. До исчезновения из вида ориентира Pj на карту наносят следующий ориентир Р₂ и т.д. Следует, вместе с тем, принимать во внимание, что каждая дальнейшая привязка увеличивает СКП обсерваций, дополнительную погрешность вносит также неучтенный дрейф используемых ориентиров.

Необходимая частота навигационных определений места за­висит от условий плавания. В прибрежном плавании необходимо определять место судна через 15-20 мин., а в сложной обстановке через 5-10 мин.

Возможным методом навигационных определений является радиолокационный метод, который позволяет определить место судна не отрываясь от наблюдений за окружающей обстановкой.

Однако из-за берегового припая льда, гряд торосов, которые рас­полагаются у берегов и повторяют контур береговой черты, тяже­ло опознать береговые ориентиры. Возможны ошибки в опознании объектов, которые приводят к большим ошибкам в навигацион­ных определениях места и, как следствие, к навигационным ава­риям. Поэтому на маяках и других ориентирах, используемых на ледовых трассах, устанавливают радиолокационные маяки-ответ­чики. Особенно тщательно необходимо контролировать местопо­ложение и движение судна при плавании на малых глубинах в прибрежных промоинах.

Использование визуальных методов навигационных определе­ний в полярных районах затруднено в связи с частыми туманами и ограниченной видимостью. Характерные черты берега обычно мас­кируются снегом и льдом. Создается ландшафт, монотонно однооб­разный на протяжении десятков и сотен миль. Снег покрывает сушу и покрытую льдом воду абсолютно одинаково, поэтому береговую линию тяжело различить. Нередко небо, сушу, горизонт и все объек­ты невозможно отличить один от другого вследствие особого поляр­ного явления - «выбеливания». Другое атмосферное явление в по­лярных районах - «многократное зеркальное отражение» - вызы­вает настолько большие искажения, что горизонт и все объекты (в том числе и на побережье) представляются значительно смещенны­ми, так что судовождение с использованием береговых ориентиров вообще становится опасным. Кроме того, визуальные навигацион­ные определения требуют выхода судоводителя на открытое крыло мостика для работы с пеленгатором, что в условиях низкой темпе­ратуры, воздуха и сильного ветра также довольно затруднено.

При ледовом плавании широко используют радионавигацион­ные методы с учетом технических характеристик и ограничений РНС. Появление спутниковых навигационных систем на средневысоких орбитах позволило для высоких широт решить целый ряд навигаци­онных задач: постоянный контроль местоположения судна, курсоу-казание, скорость движения, смещение относительно заданного пути, определение пройденного расстояния, расстояние до места назначе­ния и др. Прокладку ведут на путевых навигационных картах в нор­мальной проекции Меркатора, а в широтах более 80° в поперечной проекции Меркатора или в стереографической проекции.

Подробно тактику ледового плавания и плавания судна во льдах под проводкой ледокола рассматривают в специальных ру­ководствах.

В закрытых морях средних широт, например, в Азовском море для Украины, лед несравненно тоньше, чем в полярных районах, и более ровный, хотя и здесь можно встретить утолщения и торо­сы. Поэтому в таких районах судно часто имеет возможность про­двигаться к пункту назначения более менее определенным курсом, разрезая лед своим корпусом. Так, например, тонкий лед толщи­ной в 20-30 см для обычного морского судна опасности не пред­ставляет, а только снижает его скорость. Но среди тонкого льда часто могут попадаться льдины, или их нагромождения, которые представляют серьезную опасность для судна. Вместе с тем, серь­езную опасность в таких районах представляет перемещение всей массы льда. Это происходит от того, что в море ледяной покров не является непрерывным от берега до берега, и это позволяет ему перемещаться под действием ветра или течения. Даже если мороз охватывает всю свободную воду, то все-таки местами образуется более тонкий лед, который под натиском более толстого льда с на­ветренной стороны не выдерживает, ломается и дает свободу пере­мещения всей наветренной массе льда.

Многолетние наблюдения подтверждают, что перемещение льда большими массами - явление рядовое. Судно же, застрявшее в ледовой массе, которая перемещается таким образом, может ока­заться в большой опасности быть выжатым на рифы или мели.

Действие силы ветра на ледовую поверхность оценить доволь­но трудно и ещё до конца не изучено. Для практических расчетов можно воспользоваться допуском, что при средней сплоченности покрова скорость дрейфа льда пропорциональна скорости ветра, а направление дрейфа льда при отсутствии препятствий, обуслов­ленных близостью берегов и другими причинами, отклоняется от направления ветра приблизительно на 40° вправо в северном и влево в южном полушарии.

При плавании во льдах нужно вести тщательный учет тече­ний, особенно приливо-отливных, которые имеют закономерный характер и влияют на сжатие и разрежение льда. Действительно, подобно самим приливно-отливным явлениям, приливно-отлив-ные разрежения и сжатия льда правильно чередуются и, в связи с этим, существует понятие «ледового часа» подобно «прикладному часу», под которым понимают средний промежуток времени меж­ду моментом кульминации Луны и ближайшим дальнейшим сжа­тием льда в данном месте моря.