Что нужно учитывать во время управления судном во льдах.
Получив ледовую карту или рекомендации по движению судна во льдах, капитан судна обязан учитывать следующие обстоятельства: сколько времени прошло с момента ее составления; какие изменения могли произойти под влиянием ветра и течений за время, прошедшее с момента разведки; при какой видимости производилась разведка. Находясь в зоне разреженных льдов, учитывать возможность их уплотнения под действием ветра и течения. Неподвижный, ровный молодой лед толщиной 15–20 см суда ледового класса проходят беспрепятственно, но если этот лед движется и торосится, то судно может попасть в полосу сжатия и будет остановлено.
Время в течении которого караван проходит расстояние равное его длине.
Скорость назначает капитан ведущего ледокола. При этом он исходит из технических возможностей наиболее слабого судна в караване, учитывая его ледовый класс, его маневренные способности и прочность корпуса. Скорость, которую может развить судно во льду, зависит от мощности его энергетической установки и пропульсивных качеств, в то же время допустимая скорость определяется прочностью его корпуса. Таким образом, скорость проводки ледоколом транспортного судна ограничивается допустимой скоростью самого судна.
Комбинированные троса.
— тросы такой конструкции, в которых основные недостатки проволочных тросов — малая эластичность и гибкость, порча троса от калышек и скользкость троса — сведены до минимума.
Наиболее простым способом устранения скользкости троса является обвивка проволочного троса пеньковыми прядями, но в этом случае при сильных нагрузках не исключена возможность скольжения троса внутри пеньковой оболочки. Наилучшие финские Т. К. имеют следующую конструкцию: металлические пряди обвиты пеньковыми и вместе с ними свиты в трос. Сцепления между пеньковыми и металлическими прядями вполне достаточно, чтобы предотвратить всякое скольжение прядей. Такие тросы носят название тайфун - канатов. Т. К. кабельного спуска называются змеиными и отличаются особой гибкостью.
Буксировка судов борт о борт ( лагом ).
Она может быть осуществлена в закрытых водах, когда нет достаточного места для буксировки на буксирном тросе за кормой, и в тех случаях, когда на море нет значительного волнения. Расположение буксирующего судна сбоку от буксируемого дает хорошую управляемость обоим судам.
При буксировке лагом очень важно как можно туже обтянуть швартовы, чем достигается предотвращение или смягчение ударов судов одно о другое. Однако, обтянуть тросы абсолютно туго невозможно, будут и взаимные удары судов. Для смягчения ударов необходимо между судами закладывать надежные, желательно мягкие кранцы. Кранцы должны располагаться против шпангоутов и опираться на палубы или бортовые стрингеры.
В процессе буксировки необходимо обеспечить правильную заводку швартовов, на которых обеспечивается « тяга » объекта. Они должны быть достаточно длинными, поскольку короткие швартовы создают « разворачивающий » момент с наибольшим плечом.
Буксировка судов толканием ( методом толкания ).
Сущность этого способа заключается в том, что буксир - толкач располагается за кормой толкаемого судна, шарнирно с ним скрепленного, и толкает его вперед.
При таком расположении буксирующего и буксируемого судов:
- уменьшается сопротивление баржи из-за отсутствия струй, отбрасываемых движителем буксировщика при обычном способе буксировки;
- уменьшается сопротивление корпуса буксира - толкача, так как он движется в попутном потоке буксируемого судна;
- отсутствует сопротивление буксирного каната;
- возрастает устойчивость на курсе вследствие жесткого соединения буксира - толкача с баржей.
Сумарное сопротивление R и сила тяги на гаке F.
Для того, чтобы рассчитать элементы буксировки необходимо в первую очередь расчетное сопротивление воды, воздуха, движения как буксируемого, так и буксирующего судов. Суммарное сопротивление должно быть преодолено упором гребного винта буксирующего судна:
R = Rl+Ro = Pш
R – общее сопротивление каравана,
Rl – сопротивление буксируемого судна,
Ro – сопротивление буксировщика,
Pш – упор грибного винта на швартовах .
Разница между упором винта на полном ходу и сопротивлением буксирующего судна при уменьшенной скорости движения и есть та сила, которую будут использовать на продвижение буксируемого судна, ее называют тягой на гаке :
Fг = Pш - Ro
Сопротивление R буксировщика.
Сопротивление буксировщика, кН, равно сумме сопротивлений
где
Rf — сопротивление трения;
Rr — остаточное сопротивление;
Rвозд — сопротивление воздуха;
Rволн — сопротивление от волнения.
Сопротивление буксируемого судна, кН, отличается от сопротивления буксирующего дополнительным сопротивлением винтов Rвинт и буксирного троса Rтр.
Сопротивление R буксирующего судна.
Сопротивление буксируемого судна, кН, отличается от сопротивления буксирующего дополнительным сопротивлением винтов Rвинт и буксирного троса Rтр: , где
R’f — сопротивление трения;
R’r — остаточное сопротивление;
R’возд. — сопротивление воздуха;
R’волн — сопротивление от волнения.
Сопротивление трения.
Сопротивление трения зависит от площади и шероховатости смоченной поверхности корпуса и находится по эмпирической формуле :
R f = f · Ω · g · V 1,83 · 10-3 , где
f - коэффициент трения, принимаемый в зависимости от длины судна ( 0,147 - 0,139 );
g- плотность морской воды, кг/м3;
W - площадь смоченной поверхности корпуса судна, м2 ;
V - скорость судна, м/с;
L и B - соответственно длина и ширина судна, м;
d - средняя осадка судна, м;
СВ - коэффициент полноты водоизмещения.
Остаточное сопротивление.
Rr = 0,09 · ( CB · ∆ · V 4 / L2 ), где
L - соответственно длина, м;
V - скорость судна, м/с;
СВ - коэффициент полноты водоизмещения;
D - водоизмещение судна, т.
Воздушное сопротивление.
Сопротивление судна на волнении.
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 дополнительным сопротивлением, которое вызвано ветром и волнами.
Эмпирическая формула длины троса.
lтроса = Fr * hв / 10 * Ki, где
Fr – сила тяги на гаке, кН
hв – высота волны, м
Ki - коэффициент « игры » троса
При Fr = 100 кН – Ki = 0,12
При Fr = 200 кН – Ki = 0,24
Учет рыскливости при буксировки поврежденных судов.
При буксировке аварийных ( поврежденных ) судов на рыскливость судов влияют:
- Дифферент поврежденного судна ( далее ПС ),
- Крен ПС,
- Осадка ПС,
- Высота надводного борта ПС,
- Расположение верхних сооружений ПС,
- Направление ветра, волнения, течения, относительно курса ПС.
Оценка падения скорости на волнении.
Скорость судна на волнении всегда меньше скорости на тихой воде из - за:
• ветра, волн непосредственно и их вторичное влияние через качку (продольную и поперечную) и рыскание;
• снижение эффективности винта;
• разгона винта;
• снижение скорости движения самим судоводителем.
При плавании в шторм приходится выбирать такую скорость, которая бы обеспечивала безопасный режим плавания. Для приблизительной оценки потери скорости на волнении может быть использована формула Г. Аертсена:
, где m и n – эмпирические коэффициенты;
V0 – скорость полного хода судна на тихой воде, м / с;
L┴ ┴ – длина судна между перпендикулярами, м.
Потеря скорости от рыскания.
Влияние рыскания на эксплуатационную скорость судна можно определить следующими основными факторами, которые в той или иной мере могут оказать действие на его ходовые качества:
– 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.
Потеря скорости на удлинении пути вследствие рыскания незначительна. Например, для углов рыскания ±5° она составляет около 0,12–0,20 %.
Длина, период и скорость бега волны.
Длина волны λ - горизонтальное расстояние между вершинами смежных гребней.
Период бега волныT - время последовательного прохождения вершин волн через одну фиксированную точку.
В зависимости от стадии развития волнение бывает развивающееся, установившееся и затухающее. Различают волны зыби, ветровые и смешанные. Ветровые волны, вышедшие из района сильного ветра в район маловетрия, а также ветровые волны после прекращения сильного ветра превращаются в волны зыби. Последние отличаются от ветровых волн более, правильной формой. При ветровом волнении средняя скорость распространения волн меньше средней скорости ветра, при зыби - наоборот.
Формула кажущегося периода волны.
τк =
𝞴 - длина волны
U - скорость судна, м/с
µ - курсовой угол волнения, °
Штормование на носовых и кормовых углах.
Штормование на носовых курсовых углах.Для удержания направления движения против волны судно обеспечивает минимальный ход для сохранения управляемости. Выбор скорости также осуществляется из условия минимальной заливаемости и минимальной силы 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.
Штормование на кормовых курсовых углах. Этот способ можно применять при достаточной остойчивости и управляемости судна на сравнительно малых скоростях, чтобы судно шло отличной от волны скоростью, и длина судна отличалась не менее, чем на 25-30% от длины волны.
Штормование лагом к волне.
Постановка лагом к волне в большинстве случаев нежелательна, и такое положение судна можно допустить при достаточной остойчивости, и когда судно не попадает в резонансную зону при бортовой качке.