Воздействие ветра на поверхность моря.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

При сильном встречном ветре резко возрастает сопротивление воздуха, приводящее к потере скорости судна. Если при штиле доля сопротивления воздуха в общем балансе сопротивления движению судна для транспортных судов составляет всего 1,5—3%, то при скорости встречного ветра 15—20 м/сек она составляет 10—20%. Удельное давление ветра в килограммах на 1м площади парусности плоских поверхностей определяется по формуле

Р= 1/2С rW(38)

где:

С — безразмерный коэффициент, зависящий от формы обтекаемого тела;

r — массовая плотность воздуха;

W —скорость воздушного потока (кажущегося ветра). В среднем коэффициент С =1,3.

Полагая приблизительно

r == 1/8 кг • м -4 сек2, получим

Р =0,08 W2. (39)

При попутном ветре воздушное сопротивление уменьшается и скорость судна несколько возрастает, однако при попутном ветре силой 4 балла и более происходит не увеличение, а падение скорости, так как возбуждаемое ветром волнение значительно увеличивает гидродинамическое сопротивление.

Как известно из курса навигации, ветер вызывает дрейф судна. При дрейфе возрастает гидродинамическое сопротивление и скорость судна уменьшается. Одновременно ухудшаются условия работы движителя вследствие косого натекания потока воды. При движении судна с дрейфом возникают дополнительные погрешности в работе гидродинамического лага. Сила давления ветра на судно приложена не к центру тяжести, а к центру парусности надводной части судна и, следовательно, вызывает кренящий и разворачивающий моменты. Кренящие моменты от действия ветра являются основным фактором, учитываемым при нормировании остойчивости судов; судно должно обладать восстанавливающими моментами большими, чем кренящие.

В зависимости от положения центра парусности под действием ветра судно разворачивается либо по ветру (уваливает), либо на ветер (приводится). Чтобы воспрепятствовать развороту судна и удержать его на курсе, приходится перекладывать руль. Однако при большой скорости ветра на определенных курсовых углах уже не удается с помощью руля создать разворачивающий момент, равный или превышающий разворачивающий момент от силы ветрового давления. В этом случае судно теряет управляемость.

Сильный ветер снижает работоспособность людей на судне и, в частности, затрудняет действия судоводителя на мостике. При сильном ветре трудно производить пеленгование, измерять высоты светил. Ветер “слепит” судоводителя.

С целью обеспечения нормальных условий работы на мостике принимают специальные, конструктивные меры по ветрозащите. Степень ветрозащищенности того или иного участка судна оценивается отношением измеренной на нем скорости ветра к скорости кажущегося ветра. Чем меньше это отношение, тем выше качество ветрозащиты. ОГЛАВЛЕНИЕ

ВЫБОР МАРШРУТА

Рис 3.1

Рассмотрим варианты выбора маршрута на примере рейсов из Ла-Манша во Флоридский пролив (рис 3.1). Нанесенный на этом рисунке путь 1а является ортодромией. После того как судно шло по этому пути два дня, погода ухудшилась. Дальнейшее плавание по дуге боль­шого круга протекало бы при неблагоприятных условиях, поэтому судно отклонилось на юг и следовало по пути 1б. Обход составил 280 миль, однако это окупилось лучшими условиями плавания.

Путь 2а — климатический путь, который длиннее пути 1а на 294 мили, но, как правило, в районе, где он проходит, постоянно сохраняется хорошая погода. После полутора суток пути выяснилось, чти метеорологическая обстановка и долгосрочные прогнозы позволяют рассчитывать на хорошую погоду и в области, лежащей к северу от пути 2а. Планировавшийся до этого обход уже не дает никаких преимуществ по сравнению с более коротким путем, и капитан решил идти севернее Азорских островов по кратчайшему пути, на котором по сравнению с запланированным путем 2а при одинаково хороших условиях погоды экономится 140 миль пути.

В первом случае судно выбрало более длинный путь, чем предполагалось ранее, чтобы воспользоваться лучшими условиями погоды, а во втором отказалось от обхода, так как благоприятная погода позволила продолжить плавание кратчайшим по расстоянию путем. Следует отметить, что принятие подобных решений возможно лишь на основании долгосрочных прогнозов, которые не всегда известны капитанам судов. ОГЛАВЛЕНИЕ

Рис. 3.2 Карта прогноза волнения