Буксировка аварийного судна в ледовых условиях (стр. 7 из 10)

Главный недостаток способа пятиминутного счисления - он отнимает у вахтенного штурмана много времени и отвлекает его от непосредственного управления судном. В связи с этим были предложены различные способы упрощения вычисления генерального курса и пути судна, в частности, использование планшетов типа круга Севастопольской морской обсерватории (СМО) в такой последовательности:

против индекса устанавливается соответствующее "первому" курсу деление шкалы подвижного прозрачного диска и от центра в направлении индекса откладывается соответствующий этому курсу путь;

против индекса устанавливается "отсчет", соответствующий "второму" курсу, и от конца первого вектора откладывается соответствующий "второму" курсу путь параллельно линии "центр круга - индекс";

аналогичным образом откладываются все последующие курсы;

конец последнего вектора устанавливается на линии "центр круга - индекс" и по отсчету против индекса определяется генеральный курс. Расстояние от центра круга до конца вектора в масштабе построений будет отражать путь судна. Масштаб построений определяется в зависимости от скорости движения: при малой скорости целесообразно использовать более крупный масштаб (5 мм - 1 кб), при большой скорости - более мелкий масштаб (10 мм - 1 миля). Применение планшета типа круга СМО существенно облегчает работу штурмана. При отсутствии планшета его можно изготовить на любом судне.

При плавании транспортного судна во льдах сплоченностью 6-9 баллов при скорости до 6 уз можно успешно использовать планшет, сочетающий в себе параллельную линейку, транспортир, циркуль и таблицы для расчета пройденного расстояния (рис.2.6). Планшет представляет собой круг диаметром 200 мм. По его окружности нанесена градусная шкала. По радиусу круга от его центра в направлении 360° сделана прорезь шириной 2 мм. В секторе круга нанесена номограмма пройденного расстояния в зависимости от времени (до 10 мин) и скорости (до 6 уз). Вдоль прорези нанесена шкала "кабельтовы". Для учета циркуляции на круге имеются отверстия, соответствующие радиусам циркуляции 0,5, 1,0, 1,5, 2,0 и 2,5 кб. Прокладка пути судна во льдах с помощью данного планшета производится в такой последовательности: планшет накладывается на миллиметровую бумагу с фиксацией центра круга в произвольно выбранной точке; отсчет курса судна по градусной шкале совмещается с вертикальной линией, проходящей через выбранную точку, прорезь на круге покажет направление курса; на номограмме от шкалы времени по минутам, пройденным данным курсом, следует идти параллельно прорези до пересечения с линией скорости, с которой судно шло на данном курсе; из точки пересечения линии времени и линии скорости по линии, параллельной шкале времени, нужно идти в сторону выреза - на шкалу "кабельтовы"; по расстоянию от центра круга до найденной точки определяется путь, пройденный судном на данном курсе; подобная операция повторяется для следующего курса, причем конец предыдущего отрезка пути явится началом последующего; через час или 30 мин крайние точки на миллиметровой бумаге соединяются. Это и будет генеральный курс и пройденный по нему путь.

Рисунок 2.6 - Планшет для ведения прокладки пути судна при плавании во льдах

Как показал опыт, использование данного планшета значительно облегчает работу штурмана, сокращая время расчетов генерального курса и пути в 2-3 раза. Планшет можно изготовить самостоятельно по образцу в масштабе радиуса 1 кб в 1 см.

Необходимым условием безаварийного судовождения во льдах является знание скорости судна в любой момент времени. При ледовом плавании вдоль побережья в условиях постоянного радиолокационного и визуального контакта с берегом имеется возможность определить место судна с круговой ошибкой 1-4 кб. При отсутствии такого контакта, а также ненадежности радиотехнических средств возникает проблема измерения скорости судна во льдах. Знание скорости важно и при пятиминутном счислении пути судна во льдах, когда требуется корректировка глазомерных определений скорости уточненными данными.

В ходе практики ледового плавания выработан ряд способов определения скорости судна во льдах. Одним из основных принципов является измерение промежутка времени, за которое судно проходит определенное расстояние (базу). В качестве базы используется вся длина судна.

Определение скорости судна этим способом происходит таким образом: впереди по курсу выбирается какая-либо приметная льдина; когда эта льдина поравняется с форштевнем, включается секундомер; когда льдина поравняется со срезом ахтерштевня, секундомер останавливается; по пройденному расстоянию L (длине судна) и времени его прохождения t определяется скорость судна.

Для упрощения этих расчетов можно составить таблицу, на основании которой по времени прохождения длины данного конкретного судна получают скорость движения. Иногда для определения скорости движения судна в узлах используют соотношение 2L/t, точность которого вполне удовлетворительная - 0,1 уз.

Рисунок 2.7 - Общий вид визиров на борту судна для определения скорости хода во льдах

Чтобы избежать ошибок в определении начала или конца измерения скорости, на судах ледового плавания снаружи крыльев мостика по каждому борту устанавливаются визиры (рис.2.7). Порядок определения скорости судна по визирам аналогичен изложенному выше с той лишь разницей, что вместо длины судна определяется расстояние между визирными линиями, отсекающими отрезок пути на льду на уровне действующей ватерлинии. Следует только учитывать, что мерное расстояние зависит от осадки судна, поэтому целесообразно иметь таблицу мерных расстояний между визирными линиями с учетом загруженности судна.

В практике ледового плавания для определения скорости судна используются радиолокационные станции. Однако для получения достаточной точности измерений при использовании РЛС необходимо удержание судна на курсе, что при плавании во льдах не всегда возможно. Кроме того, на экране РЛС трудно идентифицировать выбранную отметку вследствие однообразия изображения льда. При использовании РЛС для определения скорости судна наиболее удобен и точен способ, когда отметка на экране выбирается на курсовых углах 0 или 180°. На пятимильной шкале этот способ дает удовлетворительные результаты.

Для измерения скорости судна во льдах могут использоваться индукционные лаги, отличительной особенностью конструкции которых является приемное устройство, не выступающее за корпус судна. Последнее обстоятельство имеет большое значение в условиях ледового плавания. Следует только помнить, что индукционные лаги проектировались как измерители относительной скорости для плавания по чистой воде, поэтому в условиях ледового плавания при определении скорости судна возможны погрешности, вызванные изменением поля скоростей обтекания приемного устройства, намагниченности корпуса судна (влияние ударов о лед), магнитной проницаемости среды и другие. Эти явления недостаточно пока изучены, и опыт использования индукционных лагов при плавании во льдах еще невелик.

Рисунок 2.8 - Движение отметки на экране РЛС вблизи траверзных курсовых углов при постоянном курсе судна

Для измерения скорости судна во льдах перспективными можно считать лаги, работа которых основана на эффекте Допплера. Как известно, допплеровские лаги в зависимости от диапазона используемых частот и среды, в которой распространяются излученные и отраженные колебания, делятся на гидроакустические и радиолаги.

Работа первых из них основывается на измерении скорости сигнала, отраженного от морского дна, вторых - сигнала, отраженного от поверхности воды или льда. Эти особенности и определяют возможности их применения при плавании во льдах. Чтобы защитить антенны гидроакустических лагов от ударов о лед, антенны размещают внутри корпуса без выреза обшивки. На ледоколах типа "Капитан Сорокин" гидроакустические антенны, не выступающие за обшивку корпуса, защищены перфорированными пластинами. Следует помнить также, что попадание льда под корпус судна может вызвать рассеивание мощности сигнала гидроакустического лага (а значит, ошибку в определении скорости судна, а при использовании допплеровского радиолага во льдах при смене подстилающей поверхности (лед - вода) из-за смещения спектра частот отраженных колебаний возникает дополнительная ошибка (около 7%).

3. Определение сопротивления движению судна во льдах и скорости буксировки

3.1 Общие положения

Морская буксировка может быть запланированной и вынужденной. Все расчеты, связанные с плановой буксировкой, выполняются заблаговременно в КБ с учетом особенностей предстоящей операции: числа и типа буксирных судов и буксируемых объектов, вида буксирной линии (однородная, неоднородная, несимметричная и пр.), предполагаемых погодных условий, районов плавания (узкости, мелководье). Эти расчеты выполняются по существующим методикам, одобрены регистром России, и выдаются в виде чертежей и рекомендаций для выполнения буксировочной операции.

При вынужденной буксировке капитан буксировщика обязан выполнить расчеты скорости буксировки, а также элементов буксировочной линии (длины, толщины троса и его провиса). Задача может свестись к выбору безопасной скорости буксировки, при которой прочность имеющегося буксирного троса оказалась бы достаточной. Поскольку при вынужденной буксировке капитан не всегда может располагать точными сведениями о буксируемом объекте, расчеты приходится вести с использованием простейших эмпирических формул.