Нормирование управляемости судов

Представление информации о маневренных

Качествах судна.

Количественная оценка маневренности судна, как управляемой системы, должно задаваться численными критериями, характеризующими как его устойчивость, так и поворотливость. Дополнительно для обеспечения безопасных условий маневрирования должны быть известны инерционные характеристики судна, а так же влияние ветра, течения, мелководья и других. В настоящее время для оценки маневренных качеств судов существует два различных подхода.

Первый подход определяет эффективность действующего рулевого устройства и другого оборудования и связан с определением минимальных размеров, которые должен иметь руль (рули) или поворотные насадки , в зависимости от конструктивных особенностей и размеров судна.

Данный подход используется в Правилах классификационных обществ. Например в ч. 3 «Устройства, оборудование и снабжение» Правил Российского Морского Регистра судоходства включён специальный п. 2.10 «Эффективность рулей и поворотных насадок», который соответствует рассматриваемому подходу к нормированию маневренности судна.

Второй подход связан с нормированием параметров траектории или других кинематических характеристик движения судна при проведении определённых маневров: циркуляции, зигзага, реверса и т.п. и представлением требований к судну, исходя из адекватности результатов испытаний судов установленным критериям.

Он является более наглядным, т.к. позволяет судоводителю быть уверенным в том, что при правильном маневрировании траектория движения судна не выйдет за определённые пределы. Это даёт возможность использовать знание о количественных параметрах того или иного маневра для решения навигационных задач. Такой подход используется в:

- Резолюции ИМО А 751(18), 1993 (для морских судов) ;

- Нормах управляемости РТМ 212.0137-81 (для грузовых судов и пассажирских судов внутреннего и смешанного река-море плавания)

- Нормах управляемости РТМ 212.01.26-86 (для речных толкаемых составов)

- «Расчет маневренности и проведения натурных маневренных испытаний судов внутреннего и смешанного плавания (Руководство Р. 006-2004)

Согласно Резолюции ИМО А. 751 (18) установлены следующие стандарты: (рис.18)

а) Поворотливость судна

При выполнении маневра циркуляции выдвиг L1 не должен превышать 4,5 Lс (где Lс – длина судна), а тактический диаметр (D такт) ≤ 5 Lc

б) Начальная поворотливость

При угле перекладки рулевого органа на 10° влево (вправо) судно должно проходить расстояние не более 2,5 Lc , за время в течении которого первоначальный курс судна изменится на 10°

в) Рыскливость и устойчивость на курсе

Величина первого угла зарыскивания при выполнении маневра «зигзаг» ( с перекладкой рулевого органа на 10° не должна превышать: -10°, если <10 c.

-20°, если < 30 с.

-(5+0,5 )°, если 10 с. < < 30 с.

Рис. 18 Стандарты маневренных качеств судов

(Резолюция ИМО А 751(18))

Величина второго угла зарыскивания не должна превышать величин критериев для первого зарыскивания больше, чем на 15°

Тормозные характеристики

Тормозной путь при выполнении манёвра «торможение» (L торм) не должен превышать 15 Lc. Все маневры выполняются в режиме «полный передний ход» на глубокой воде в штилевых условиях при загрузке судна на ровный киль.

Для судов поднадзорных Российскому Речному Регистру нормируются следующие параметры:

а) Поворотливость судна:

= <2,0 (39)

Где Dц- это диаметр установившейся циркуляции.

Для толкаемых составов Dц≤3,0

Дополнительным критерием поворотливости является возможность прохождения судном (составом) всех лимитирующих поворотов судового хода на маршруте перехода. Он определяется из условия:

Rn ≥1,8 (40)

Где Rn – радиус лимитирующего поворота;

(41)

Обоснование возможности эксплуатации судна (состава) на конкретном участке маршрута в расчётные зависимости вводятся дополнительные поправки на течение и мелководье.

б) Устойчивость на курсе

Критерием принята величина относительного диаметра установившейся циркуляции , совершаемой судном в условиях >3 при нулевой перекладке рулевого органа ( =10°)

≥10

в) Управляемость при выключенных главных двигателях.

Судно считается удовлетворяющим нормам управляемости, если на установившейся циркуляции после остановки главных двигателей оно может быть выведено из циркуляции за счет перекладки рулевого органа на противоположный борт.

г) тормозные характеристики.

Судно считается удовлетворяющим нормам управляемости. Если величина его пути торможения удовлетворяет условию:

(42)

где

V – объемное водоизмещение

д) Динамическая реакция судна на перекладку руля.

Угол зарыскивания на который успевает повернуться судно, в назначенную сторону поворота, после перекладки рулевого органа на противоположный борт не должен превышать 30º.

Дополнительно, для оценки управляемости судна при ветре введено 3 критерия:

1) Способность судна двигаться заданным курсом в условиях ветра. При этом потребная перекладка рулевого органа, для удержания судна на курсе, не должна превышать 0,85α_р^max, а угол ветрового дрейфа нее превосходит 20º.

По этим критериям суда считаются удовлетворяющим критериям управляемости, если скорость выдерживаемого судном ветра (V_a) составляет:

- для судов смешанного плавания не менее 13м/с

- для судов класса «О» не менее 15 м/с

- для судов класса «Л» и «Р» не менее 17 м/с

2)Величина наибольшей выдерживаемой судном скорости ветра, направленного из центра поворота судового хода, при которой судно движущееся полным ходом, ещё способно пройти вниз по течению все лимитирующие повороты в водном бассейне , для эксплуатации в котором судно предназначено. При этом угол дрейфа не должен превышать 35°. Судно считается удовлетворяющим требованиям норм управляемости, если величина площади парусности (Sn):

(43)

Где = - относительная скорость течения на лимитирующем повороте судового хода;

С- скорость течения на повороте судового хода.

Vo – скорость судна на глубокой тихой воде в режиме работы движителей «полный передний ход»

3) Величина тяги носового подруливающего устройства (Yn.y)(если оно есть на судне),способного удержать судно на месте при развороте на ветре в режиме работы движителей «враздрай». При этом величина тяги подруливающего устройства, устанавливаемого на судах, должны быть не менее:

Yn.y.≥ 30 Sn – для пассажирских судов

Yn.y.≥ 40 Lc Tc – для грузовых судов

На всех морских судах длиной более 100 метров, поднадзорных Конвенции СОЛАС, (а для танкеров, химовозов и газовозах независимо от длины) информация о его маневренных качествах согласно Резолюции ИМО А 601 (15) должна быть предоставлена в 3 видах:

1. Лоцманская карточка

2. Таблица маневренных характеристик

3. Формуляр маневренных характеристик

Лоцманская карточка

Лоцманская карточка подлежащая заполнению капитаном, предназначается для того, чтобы представить информацию лоцману, принимающему судно под проводку. Эта информация должна дать представление о состоянии судна в период проводки в части загрузки , двигателей и движетелей, рулевого и подруливающего устройств и другого соответствующего оборудования. Для заполнения лоцманской карточки проведение специальных ходовых испытаний не требуется.

Следует обратить внимание на то что, согласно резолюции ИМО А.601(15), Лоцманская карточка является документом, который заполняется и подписывается капитаном и вручается лоцману, принимающему судно под проводку..

Поэтому объём информации, содержащийся в Лоцманской карточке, её достоверность могут быть проконтролированы, в том числе стать предметом судебного разбирательства, если в процессе лоцманской проводки произошла авария. При отсутствии лоцманской карточки лоцман может отказаться брать судно под проводку и это особо оговаривается местными правилами.

Особое внимание при заполнении Лоцманской карточки следует обращать на значение осадок судна носом и кормой, а также наибольших высот судовых конструкций. Эти величины должны быть проконтролированы и/или пересчитаны на соответствующий расход судовых запасов со времени начала рейса.

Если судоводителем при внесении в Лоцманскую карточку не учтён расход топлива, воды и других запасов с момента последней загрузки судна , то ошибка в представленных в Лоцманской карточке величинах осадок носом и кормой чаще всего будет безопасна для судна (т.е. значение указанных осадок будет больше фактических)

При внесении в лоцманскую карточку предельной высоты судовых конструкций неучтённый расход судовых запасов приводит к ошибке в «опасную» сторону: фактическая высота судовых конструкций будет больше чем, представленная в Лоцманской карточке. Это должен иметь в виду капитан, если район предпологаемой лоцманской проводки включает проход под мостами.

Таблица маневренных характеристик (для рулевой рубки)

Таблица маневренных характеристик должна содержать основные особенности и подробную информацию о маневренных характеристиках судна. Она должна постоянно находиться в рулевой рубке и быть таких размеров, чтобы ею было удобно пользоваться. Маневренные характеристики судна могут отличаться от приведённых в таблице в зависимости от внешних условий, состояние корпуса и загрузки судна. В таблицу маневренных характеристик для рулевой рубки должны быть включены следующие данные.

1. Название судна, позывные, валовая вместимость, водоизмещение, дедвейт, коэффициент общей полноты при осадке в полном грузу по летнюю грузовую марку.

2. Осадки, при которых была получена информация о маневренных элементах.

3. Характеристики рулевого устройства.

4. Характеристики якорной цепи.

5. Характеристики энергетической установки.

6. Влияние подруливающего устройства в условиях испытания.

7. Увеличение осадки (в грузу) из-за проседания и влияния крена.

8. Циркуляция при максимальном угле перекладки руля (в грузу и в балласте)

9. Тормозные характеристики и маневры в аварийной ситуации (в грузу и в балласте)

10. Маневрирование при спасении человека за бортом. Последовательность действий и рекомендованная циркуляция.

11. Мёртвые зоны.

12. Теневые сектора.

13. Высота судна (в грузу и в балласте)

На рис. 19 приведены основные инерционно-маневренные характеристики судна, как они должны представляться в таблице маневренных характеристик для рулевой рубки. Помимо инерционных характеристик приведены и маневры, выполняемые в аварийных ситуациях. Тормозные пути с передних ходов на «стоп» должны быть ограничены моментом потери управляемости судна (как отмечалось ранее) или конечной скоростью, равной 20% скорости полного хода, в зависимости от того, какая величина скорости больше.

Над графиком инерционных характеристик и тормозных путей указаны возможные направления (стрелкой) и величина (в кб) бокового уклонения судна от линии первоначального пути и изменения курса в конце в конце маневра (в град)

Рис. 19