Влияние ветра и течения на управляемость судна

На надводную часть судна действует кажущийся ветер, который является суммой истинного W_и и курсового ветра . Надводная и подводная часть корпуса рассматривается 2-мя свойствами:

1) Равнодействующая всех сил, всегда смещается к передней кромке крыла по направлению движения.

2) Направление равнодействующей сил стремится к нормали поверхности.

Судоводитель всегда измеряет кажущийся ветер на движущемся судне. Он характеризуется величиной курсового угла qw и скоростью W. Величина аэродинамической силы действующей на судно рассчитывается:

,

где Са — коэффициент аэродинамичности

рв - плотность ветра

Sн - площадь проекции подводной части на ДП

W - скорость кажущегося ветра.

Плечо аэродинамической силы в безразмерном виде можно рассчитывать

lо - смещение центра боковой парусности относительно ДП

Разложим Ra на Rax и Ray.

Продольная составляющая Rax вызывает изменение сопротивления, а сила Ray - боковое смещение. Под действием Ray на корпусе судна возникает ветровой дрейф с утлом a.

При движении корпуса судна с углом дрейфа на подводной его части возникает гидродинамическая сила: ,

где Cr - безразмерная сила гидродинамической силы

Р - плотность воды

Sn - площадь проекции подводной части корпуса по ДП

V - скорость судна.

Эта сила направлена в сторону противоположную Ra, а её плечо:

,

a - угол дрейфа

Поскольку моменты аэро и гидро сил направлены в противоположные стороны, то для удержания судна на курсе момент от силы на руле должен быть больше разности Мр>Ма - Mr. По этой причине при носовых курсовых углах судно управляется хорошо.

Управляемость судна при кормовых углах ветра.

При кормовых курсовых углах ветра, точка приложения аэродинамической силы смещается в сторону кормы.

При появлении угла ветрового дрейфа по надводной части корпуса судна возникает поперечная гидродинамическая сила Rry - которая направлена в сторону противоположную Ray, но смещается в сторону носа от миделя. В этом случае знаки Ма и Мг совпадают. Для удержания судна на курсе необходимо переложить руль, момент которого должен скомпенсировать сумму Мр>Ма + Mr, по этой причине судно на кормовых курсовых углах ветра управляется плохо.

Потеря управляемости.

При движении постоянным курсом, при отсутствии ветра, судно удерживается на курсе перекладками руля Sтв, вокруг ДП судна Sтв=2 - 3

При движении в условиях ветра, руль приходится перекладывать на некоторый постоянный угол Sкомпенс, который компенсирует действия внешней силы манипулировать рулём этого положения на угол Sв=10-15.

Руль как средство управления, эффективен до углов перекладки руля 35

Условие потери управляемости можно записать двумя способами либо другим способом записи является равенство: .

Момент на руле больше либо равняется сумме аэро и гидродинамической сил. Если перед потерей управляемости судно приводится к ветру, то говорят, что наступает потеря управляемости первого рода. Если же при потере управляемости судно уваливается под ветер, то говорят, что наступает потеря управляемости второго рода.

Для оценки потери управляемости для каждого судна можно построить диаграмму потери управляемости:

38. Манёвры и действия вахтенного помощника при спасении человека, упавшего за борт. Способы выполнения манёвров согласно руководства MERSAR.

Падение человека за борт

В случае падения человека за борт вахтенный помощник капитана выполняет следующие действия:

- даёт команду рулевому перейти на ручное управление и, в зависимости от сложившейся ситуации и типа судна, начинает выполнение маневра "Человек за бортом" (схема маневрирования приведена),

- бросает спасательный круг;

- возвращается в рулевую рубку, включает сигнал тревоги, контролируя одновременно доклады рулевого о курсе (капитана предупреждать не следует, поскольку по тревоге он сам поднимется на мостик),

- информирует вахтенного механика;

- осуществляет наблюдение за упавшим человеком (за кругом со светодымящим буем).

С приходом капитана на мостик вахтенный помощник:

- объявляет по трансляции номер спускаемой шлюпки,

- выставляет наблюдателей,

- делает оповещение по УКВ для находящихся вблизи судов (если необходимо, запрашивает их помощь), а в случае потери пострадавшего, дает извещение серии "XXX CQ" на 500 кГц;

- подаёт судовым свистком, если это необходимо, три продолжительных звука и повторяет их по мере необходимости (приближение других судов).

- поднимает сигнал "Оскар";

- определяет место судна и передает в радиорубку координаты места падения человека за борт;

- наносит место падения человека на карту и ведет тщательное счисление пути судна на маневренном планшете с укрупненным в 10 раз масштабом, если это необходимо для учета маневрирования,

- в темное время суток включает поисковые прожекторы.

МАНЕВРИРОВАНИЕ СУДНА ПО КОМАНДЕ "ЧЕЛОВЕК ЗА БОРТОМ"

1 Практика показывает, что в зависимости от сложившейся си­туации и типа морского судна используются различные маневры су­дна "человек за бортом".

2 Эффективность маневров, описание которых приведено ниже, доказана в многочисленных случаях падения человека за борт, включая следующие ситуации,

Ситуация "Немедленное действие".

Падение человека за борт замечено с мостика, и меры при­нимаются немедленно.

Ситуация "Действие с задержкой".

О падении человека за борт доложил на мостик очевидец, и меры принимаются с некоторой задержкой.

Ситуация "Пропал человек".

На мостик поступило сообщение о том, что "пропал" человек.

Если судно следует полным ходом вперед, используются три стандартных маневра

А. Простой поворот (ма­невр 270°).

А1. Переложить руль в положение "на борт" (при ситуации "Немед­ленное действие" только в сторону падения человека).

А2. После отклонения от перво­начального курса на 250° перело­жить руль в положение "прямо" и застопорить машину.

1. Ситуация «Немедленное действие».

.1.1. ПРОСТОЙ ПОВОРОТ приводит морское судно на место бедствия быстрее всего.

.1.2. ПОВОРОТ ВИЛЬЯМСОНА требует большего времени и временно уводит судно дальше от места бедствия.

.1.3. ПОВОРОТ СКАРНОУ не применяется.

2. Ситуация «Действие с задержкой».

.2.1. ПОВОРОТ ВИЛЬЯМСОНА наиболее точно приводит морское су­дно на место бедствия (Когда судно достигает точки начала ма­невра, скорость поиска должна быть снижена таким образом, чтобы можно было быстро остановиться).

.2.2. ПОВОРОТ СКАРНОУ не может быть выполнен эффективно, если время, прошедшее между обнаружением бедствия и началом маневра. не известно.

3. Ситуация «Пропал человек».

ПОВОРОТЫ СКАРНОУ и Вильямсона позволяют судну вернуться на свой след. При ПОВОРОТЕ СКАРНОУ путь ко­роче, и поэтому на него тра­тится меньше времени. Когда морское судно после ПОВО­РОТА СКАРНОУ легло на об­ратный курс, точка начала маневра будет находиться приблизительно на рассто­янии одного корпуса судна по корме. В зависимости от типа судна путь сокращается на расстояние 1—2 мили (см также рисунок).

Поскольку стандартные маневры "человек за бортом" не га­рантируют возврата судна на свой след, необходимо регулярно тренироваться в выполнении этих маневров.

Поворот Вильямсона.

1. Переложить руль в положение "на борт" (при ситуации "Немед­ленное действие" только в сторону падения человека)

2. После отклонения от исход­ного курса на 60° переложить руль на противоположный борт.

3. Не достигнув 20° до обратного курса, переложить руль в поло­жение "прямо" и затем лечь на обратный курс.

Поворот Скарноу (в ситуации "Немедленное действие" не применяется).

1. Переложить руль в положе­ние "на борт"

2. После отклонения от пер­воначального курса на 240° пере­ложить руль на противополож­ный борт.

3. Не достигнув 20° до обратного курса, переложить руль в поло­жение "прямо", чтобы судно затем легло на обратный курс.