Расхождение и обгон судов и составов

Элементы процесса расхождения.

Управление судами при расхождении состоит из следующих основных элементов: определения на судовом ходу предполагаемого места встречи судов, выбора наиболее благопри­ятного места расхождения, выбора безопасного курса и скорости, согла­сования действий между судами по их расхождению и обмена отмашка­ми, сближения судов и проследова­ния одного из них мимо другого, выво­да судна на курс после расхождения.

Место предполагаемой встречи судов судоводитель определяет визу­ально по береговым и плавучим ориентирам на местности с использо­ванием навигационной карты этого участка пути. При этом он строго руководствуется информационными знаками, учитывает скорость своего и встречного судов, а также скорость течения на данном участке. Если, место предполагаемой встречи ока­жется неблагоприятным для расхож­дения, необходимо заблаговременно наметить наиболее безопасное место расхождения, избрать нужные курс и скорость, с тем чтобы встреча су­дов произошла в намеченном месте.

Суда обязаны принимать все меры к безопасному расхождению, учитывать факторы, которые будут влиять на траекторию движущихся судов в процессе их расхождения:

течение, ветер, габаритные размеры судового хода и его форму в плане, габаритные размеры своего и встреч­ного судов, особенности управляемо­сти в данных путевых условиях и др.

Согласовав свои действия по расхождению, судоводители встречных судов после обмена отмашками дополнительно изменяют курс в со­ответствующую сторону и в дальней­шем удерживают суда на параллель­ных курсах на безопасном расстоянии от кромок судового хода и на безопасном траверзном расстоянии между бортами судов (рис. 99). В момент сближения судов (положе­ние I) возникают сложные гидроди­намические процессы, отрицательно влияющие на управляемость. Для уменьшения отрицательного воздей­ствия гидродинамических сил при расхождении на малых траверзных расстояниях заблаговременно умень­шают скорость судна, повышают вни­мание к управляемости судна, чтобы при необходимости не. только дей­ствовать рулевым органом, но и ма­неврировать движителями.

Маневр расхождения считается законченным тогда, когда кормовая часть одного судна пройдет траверз кормовой части другого. После этого каждое судно плавно отводят от кромки судового хода, увеличивают ход до полного (если его уменьша­ли), и судно продолжает рейс так же, как при движении в обычных условиях плавания.

Маневрирование при пропуске судов. Если по путевым условиям расхождение левыми бортами невоз­можно или небезопасно, осуществля­ют маневр пропуска. Под этим термином понимают маневрирование двигателями и рулевым органом так, чтобы судно удерживалось у со­ответствующей кромки судового хода на минимальной скорости. Необходи-

мо удерживать судно в таком положении, которое создает наиболее благоприятные условия для прохода встречного судна и обеспечивает безопасность ожидающего судна.

Следует остерегаться отрыскива-ния судна в сторону стрежня в момент приближения его к кромке судового хода, а также не допускать «защечивания» его течением, вслед­ствие чего оно может потерять управляемость и создаст аварийную ситуацию. Во избежание этих явле­ний уклоняются с судового хода и приближаются к его кромке на безопасной скорости, а в случае ухудшения действия руля (насадок) кратковременно увеличивают частоту вращения движителей. Во время ожидания прохода встречного судна удерживают судно посредством ру­лей и работы движителями вразрез струям течения. При таких условиях обеспечивается безопасность обоих судов.

Судоводитель встречного судна должен предусматривать возможные маневры ожидающего судна. . После того как судно пройдет мимо ожидающего, последнее может про­должать свое движение.

Рис. 99. Схема гидродинамических сил, возникающих при расхождении судов на малых траверз­ных расстояниях

Гидродинамические явления при расхождении судов на малых тра­верзных расстояниях. Рассмотрим гидродинамические явления, сопро­вождающие процесс расхождения судов I и 2 на малых траверзных расстояниях без учета мелководья и близости берега (см. рис. 99).

В момент сближения носовых оконечностей (положение I) между скуловыми частями корпуса образу­ется зона повышенного гидродинами­ческого давления (на рис. 99 показа­на зиаком«+»), вследствие чего возникает сила взаимного отрыскивания судов Р. Для удержания судов на прямолинейном курсе рули на непродолжительное время перекла­дывают в сторону встречного судна.

В процессе дальнейшего движе­ния (положение II), когда носовая оконечность каждого судна окажется примерно на траверзе миделя другого судна, произойдет перераспределение гидродинамических давлений. Со стороны внешних бортов силы давле­ния Р на скуловую часть каждого судна больше, чем с противополож­ных, так как у миделя каждого судна образуется зона пониженного давле­ния (на рис. 99 показано знаком «—»). Вследствие разности давлений каждое судно устремится носом в сторону миделя встречного. В этом случае рули перекладывают в проти­воположную сторону, чтобы не допу­стить столкновения судов.

При прохождении каждым судном траверза другого судна (положение III) скорость потока воды между их корпусами резко возрастает и гидродинамическое давление между борта­ми уменьшается. Вследствие этого образуются силы взаимного присасы­вания судов, которые могут вызвать удар бортами. Для предупреждения этого явления необходимо удержи­вать суда по возможности на боль­ших траверзных расстояниях, а в слу­чае появления признаков присасыва­ния кратковременно увеличить часто­ту вращения движителей и актив­нее действовать рулевым органом.

Дальнейшее движение одного судна мимо другого сопровождается явлениями, аналогичными тем, кото­рые наблюдались в положениях I и II. В положении IV кормовые части судов стремятся сблизиться, а в поло­жении V — отрыскнуть одна от другой. При этом суда стремятся отклониться в сторону от прямоли­нейного курса. Для удержания их на параллельных курсах (см. положе­ния IV и V) до полного окончания расхождения необходимо действо­вать рулевым органом, а в некоторых случаях и движителями.

В связи с тем что плавание по внутренним водным путям происхо­дит, как правило, при ограниченных габаритных размерах судового хода, необходимо учитывать в процессе расхождения не только гидродинами­ческие явления, возникающие между корпусами движущихся судов, но и одновременное воздействие на них таких факторов, как мелководье и близость берега. В этих условиях характер и степень влияния гидроди­намических сил на движущиеся суда значительно сложнее и требуется учет их комплексного воздействия.

Влияние близости берега при расхождении судов. Если при рас­хождении одно из встречных судов идет близко к берегу (рис. 100), носовая часть судна 2 под действием силы отраженной волны Рч от берега отрыскнет в сторону стрежня. Сила присасывания Pi, возникающая воз­ле миделя встречного судна I, также действует в этом направлении. Сумма сил pz и Pi вызывает отрыскивание носовой части судна 2 в сторону встречного судна I. Одновременно с этим корма судна 2 под действием силы Рз стремится приблизиться к берегу. Силы отрыскивания носовой части Pi+P2 и сила присасывания кормы к берегу Рз образуют пару сил, вызывающих вращательное движе­ние судна с моментом Л1вр.

Момент Map в отдельных случаях может достичь такого значения, что судно, движущееся вдоль берега, в процессе расхождения может потерять управляемость. Во избежа­ние этого необходимо заблаговре­менно каждому из судов убавлять ход и удерживаться на возможно большем траверзном расстоянии от встречного судна и от берега. Управлять судами в этом случае рекомендуется не только посредством рулей (насадок), но и маневрирова­ния движителями.

Воздействие гидродинамических сил и моментов сил на суда в процессе их расхождения изменя­ется по характеру и интенсивности в зависимости от положения одного судна относительно другого и поло­жения их относительно берега.

Расхождение составов. При встречном движении толкаемые со­ставы. расходятся, как правило, на прямолинейных участках пути. При этом расстояние между бортами должно быть по возможности наи­большим. На мелководных участках скорость снижают. В противном случае не исключены явления присо-

Рис. 100. Схема гидродинамических сил, воз­никающих между встречными судами на ма­лых траверзных расстояниях (с учетом бли­зости берега)

са и зарыскивния. Встречные суда и буксируемые составы перед рас­хождением с толкаемыми составами снижают скорость с целью преду­преждения разрыва учалочных тро­сов между баржами (секциями), вож-жевых тросов между толкачом и сос­тавом или поломки автосцепных устройств.

Для обеспечения безопасного расхождения буксируемого состава с другими судами и составами при выборе курса обязательно учитывают требования Правил плавания о том, что нельзя расходиться на крутых поворотах судового хода. При одно­временном подходе встречных соста­вов к повороту идущий . снизу буксировщик должен уклониться к выпуклому берегу, приостановить движение ниже выпуклого берега и пропустить состав, идущий сверху, вдоль вогнутого берега. В противном случае идущий снизу состав ока­жется под «раскаткой» идущего сверху состава.

Расхождение плотового состава с другими судами и составами рекомендуется осуществлять на пря­молинейных или имеющих плавные повороты плесовых участках пути. Не следует расходиться на перекатах, крутых поворотах, в узкостях и на участках реки с резко выраженными неправильными течениями.

Элементы обгона. Процесс обгона одного судна другим состоит из следующих основных элементов:

оценки окружающей обстановки и воз­можностей обгона, получения разре­шения на обгон и согласования стороны (борта) обгона, выбора безопасного курса и оптимальной скорости для обгона, сближения судов и проследования обгоняющего судна мимо обгоняемого, вывода судна на полосу движения после обгона.

Оценка обстановки состоит в том, чтобы заблаговременно, до прибли­жения к обгоняемому судну, опреде­лить по ориентирам на местности, береговым и плавучим знакам ха­рактер пути и предполагаемое место обгона. При этом предусматривают

безопасность обоих судов с учетом соотношения их габаритных разме­ров и габаритных размеров пути, воздействия течения и ветра, а также с учетом ходовых характеристик и управляемости обгоняющего и об­гоняемого судов.

Правилами плавания установлен определенный порядок запроса и по­лучения разрешения на обгон, а так­же согласования стороны обгона.

После того как обгоняемое судно дало разрешение на обгон и уклони­лось в сторону, противоположную той, с которой подана отмашка, обгоняющее судно начинает обгон. Для этого выбирают безопасный курс с учетом выдерживания безопасного интервала между бортами судов и достаточного расстояния от кромки судового хода. В момент приближе­ния обгоняющего судна к корме обгоняемого и в процессе прохожде­ния вдоль его борта выдерживают безопасную скорость, исключающую ухудшение управляемости обоих судов, в то же время не задерживая завершение маневра.

Маневр. обгона считается закон­ченным тогда, когда корма обгоняю­щего судна пройдет траверз носовой части обгоняемого. После этого каждое судно выходит на свою полосу движения и продолжает рейс.

Гидродинамические явления при обгоне судов на малых траверзных расстояниях. В процессе обгона судов на малых траверзных расстоя­ниях на их корпусах возникают большие поворачивающие моменты сил и силы взаимного присасывания (рис. 101).

В момент приближения носовой части обгоняющего судна 2 к корме обгоняемого судна 1 (положение I) между ними образуется зона повышенного гидродинамического давления (на рис. 101 показана знаком «+»). вследствие чего возни­кают гидродинамические силы Р\ и Рг. При этом сила Р\ действует на корму обгоняемого судна I, вызывая отклонение его носовой части в сторо­ну обгоняющего судна, а сила Р<г, действуя на носовую часть обгоняю-

Рис. 101. Схема гидродинамических сил, возникающих при. обгоне судов на малых траверзных расстояниях

щего судна 2, вызывает его отрыски-вание в противоположную сторону. В этом случае для удержания судов на параллельных курсах своевре­менно перекладывают рули.

В момент нахождения каждого судна на траверзе другого (положе­ние II) скорости протекания водного потока между их бортами значитель­но больше, чем потоков со стороны внешних бортов. Вследствие этого поле гидродинамических давлений перераспределится по всей длине корпусов судов, образуя между бортами зону пониженного давления (на рис. 101 показана знаком «—»), а с внешних бортов зону повышенно­го давления (на рис. 101 показана знаком «+») В результате разности гидродинамических давлений уро­вень воды между бортами понижа­ется и возникают силы взаимного присасывания Р1 и Р2, под действием которых оба судна начинают сбли­жаться в поперечном направлении (присасываться) и создается опас­ность удара бортами. Для предотвра­щения удара необходимо выдержи­вать возможно большие интервалы между бортами и не допускать обгона в условиях мелководья на больших скоростях движения.

Наиболее сильно присасывание проявляется при большой разнице в габаритных размерах судов. Судно, имеющее меньшие габаритные разме­ры и осадку, подвержено сильному присасыванию к большому судну. Поэтому при появлении признаков присасывания большое судно должно немедленно убавить ход до самого малого или прекратить работу дви­жителей, а малое судно увеличить ход до самого полного и посредством перекладки рулей (насадок) плавно уклониться в противоположную сто­рону.

Когда корма обгоняющего судна оказывается примерно на траверзе миделя обгоняемого" (положение III), характер воздействия гидродинами­ческих сил вновь меняется. При этом под действием силы Р2 корма обгоняющего судна присасывается к миделю обгоняемого, а носовая часть обгоняемого под действием силы Р1 — к миделю обгоняющего. Обгоняющее судно отрыскивает но­сом в сторону берега, а обгоняемое — в сторону борта обгоняющего. Для предотвращения навала судоводи­тель обгоняемого судна должен кратковременно увеличить частоту вращения движителей и переложить рули (насадки) в сторону, противо­положную движению обгоняющего судна.

Влияние гидродинамических сил на суда, совершающие обгон вблизи берега или кромки судового хода, значительно усиливается. В этом случае учитывают гидродинамиче­ские явления, происходящие не только между судами, но также между судами и берегом. Поэтому обгон судов на участках с ограни­ченной шириной судового хода не рекомендуется.

Выполнение оборота

Общие положения. Задача судово­дителя при выполнении оборота состоит в том, чтобы обеспечить циркуляционное движение судна в пределах ширины акватории и не допускать выхода его (особенно кормы) за кромку судового хода или навала на берег, другие стоящие суда, причал, сооружения и т. д.

Для выполнения оборота в речных условиях необходимо правильно опре­делить его направление с учетом влияния течения (рис. 102) и ветра. На естественных участках реки тече­ние вблизи песков или выпуклого берега обычно меньше, чем на середине реки или у яра. Место для оборота и сторону, в которую он выполняется, выбирают таким обра­зом, чтобы течение помогало обороту.

Судно, следующее по течению (положение I), перед оборотом идет по стрежню и затем поворачивает в сторону тиховода. При этом давление воды на носовую часть значительно меньше, чем на кормо­вую, и поворачивающий момент от действия течения М т будет направлен в ту же сторону, что и поворачиваю­щий момент руля Му, способствуя выполнению оборота. Если при движении по течению оборот осуще­ствляется из тиховода в стрежень, то поворачивающий момент Мт препят­ствует выполнению оборота (положе­ние II). При наступлении равенства поворачивающих моментов Мт и Мр или когда момент Мт превысит момент Мр, судно перестает слушать­ся руля и его сносит течением.

Судно, следующее против течения (положение III), перед оборотом должно идти тиховодом, а затем поворачивать в сторону стрежня. В этом случае носовая часть судна испытывает большее давление воды, чем кормовая, и поворачивающий момент от течения Мт способствует выполнению оборота. Если при движении снизу оборот выполняют от яра к пескам (положение IV), течение создает момент Мт, мешаю­щий повороту, так как он направлен противоположно моменту руля Мр.

При наличии ветра и отсутствии течения направление оборота выби­рают в зависимости от характера влияния ветра на судно. Если судно

Рис. 102. Схема определения направления оборота с учетом течения

Рис. 103. Схема основных способов выполнения оборота

гечения

уваливается под ветер, оборот выпол­няют носом на ветер, а если судно приводится к ветру — носом под ветер. В этих случаях поворачиваю­щий момент от действия ветра Мв вначале препятствует обороту, а за­тем способствует его выполнению.

При одновременном воздействии на судно течения и ветра судово­дителю необходимо найти направле­ние равнодействующей сил и течения и ветра, учитывая, что при равной скорости воздействие течения при­мерно в 8—10 раз сильнее воздей­ствия ветра, т. е. по степени воздействия на судно скорость тече­ния 1 мIс примерно равна скорости ветра 8—10 мIс (в зависимости от соотношения площадей надводной и подводной частей судна). В этом слу­чае оборот осуществляют носовой оконечностью в сторону равнодейст­вующей силы.

Оборот судна. Оборот при благо­приятных путевых и гидрометеороло­гических условиях обычно выполня­ют на переднем ходу посредством пе­рекладки руля (рис. 103, а-). При движении по течению (положение I) перед выполнением оборота убав­ляют ход и уклоняются в сторону, противоположную обороту (положе­ние II). Затем перекладывают руль

на борт в сторону оборота и прибав­ляют ход (положение III). Под действием руля судно совершает цир­куляцию влево (положения IV и V). Когда до окончания оборота остается 15—20° (положение VI), руль пере­кладывают на другой борт на небольшой угол, «одерживая» таким образом раскатку судна. Закончив оборот (положение VII), судно выходит на судовой ход (положение VIII).

На участках с ограниченной шириной судового хода одновинто­вые суда обычно выполняют оборот посредством переменной работы дви­жителя на передний и задний ход (рис. 103, б). Для этого судно заблаговременно уменьшает ско­рость, уклоняется к одной из кромок судового ход, аI обычно на ветер (положение I), а затем дает задний ход (положение II). Когда инерция переднего хода погашена (положение III), руль перекладывает в противо­положную сторону, и судно отходит назад, одновременно разворачиваясь в нужном направлении (положение IV). После этого работа движителя назад прекращается, его включают на передний ход. В некоторых случаях реверсировать движитель приходится несколько раз, сочетая работу движителя на передний и задний ход с перекладкой руля.

При сильном течении или ветре на участках ограниченной ширины обо­рот рекомендуется выполнять с при­менением якоря (рис. 103, е). Для этого снижают ход до самого малого (положение I), перекладывают руль на борт (положение II), а на двух винтовых судах включают движители на работу враздрай и, когда судно начнет поворот (положение III) и работа движителя на передний ход прекращается, гасят инерцию (поло­жение IV) и отдают якорь (положе­ние V) на длину якорной цепи, равную не более чем трем глубинам. Затем с помощью ленточного стопора постепенно затормаживают якорную цепь так, чтобы она натянулась без рывка. Под действием сил давления воды на борт судно разворачивается на якорной цепи (положение VI). При выполнении оборота с якорем на мелководном участке во избежание Пролома корпуса нельзя допускать, чтобы он оказался под корпусом судна. Если судно следует против течения, для оборота используют кормовой якорь.

Рис. 104. Схема оборота в стесненных усло­виях судна со спаренными поворотными насад­ками

Оборот двухвинтовых судов, а также судов с подруливающими устройствами в стесненных условиях осуществляют посредством работы машин враздрай и с использованием подруливающих устройств. Суда с поворотными насадками при выпол­нении оборота на стесненной аквато­рии маневрируют с учетом особенно­стей движительно-рулевого комплек­са.

Рассмотрим маневрирование суд­на со спаренными поворот­ными насадками при выполне­нии оборота на месте в левую сторону (рис. 104). В положении I, когда судно не имеет поступательного движения относительно берегов, на­садки перекладывают на левый борт и включают в работу на передний ход правый движитель. Под действием рулевой силы насадки Ру корма отклоняется вправо. Когда судно начинает двигаться вперед, движи­тель останавливают. Быстро перело­жив насадки на правый борт, включают левый движитель в работу на задний ход (положение II). При этом инерция переднего хода гасится, и судно под действием рулевой силы Ру продолжает разворачиваться в нужном направлении. Затем работу движителя на задний ход прекраща­ют, перекладывают насадки опять на левый борт и включают правый движитель на передний ход (положе­ние III), обеспечивая этим судну вращательное движение и гашение инерции заднего хода. Продолжая маневрировать подобным образом, судно разворачивают до того мо­мента, когда оно займет необходимое положение.

Суда с раздельно управ­ляемыми насадками в стесне н-ных условиях- выполняют оборот (рис. 105) посредством перекладки насадок на разные борта и работы движителей враздрай. Так, для разворота судна в левую сторону правую насадку перекладывают на левый борт и включают в работу правый винт на передний ход, а ле­вую насадку перекладывают на пра­вый борт и включают винт на задний

ход (положение I). При этом рулевые силы Ру обеих насадок направлены в одну сторону, создавая поворачива­ющий момент, отклоняющий корму вправо, а носовую оконечность влево. В процессе разворота (положения II и III) частоту вращения движителей враздрай задают такую, чтобы судно не имело поступательного движения ни вперед, ни назад до полного завершения оборота.

Оборот состава. При движении вниз по течению толкаемый состав выполняет оборот обычно из быстрой воды в тихую. В этом случае течение способствует выполнению маневра. При боковом ветре оборот выполня­ют на ветер, который после разворота состава более чем на 90° способ­ствует сокращению времени маневра и тактического диаметра циркуляции. Встречный ветер помогает сделать оборот, а попутный мешает его выполнению.

Если попутный ветер сильный, то после разворота состава поперек судового хода отдают якорь с го­ловной баржи (рис. 106, положения I — III) и после атаки им грунта продолжают разворачивать состав с использованием набитой якорной цепи, а также работы машин вразд­рай (положения IV и V). Важно своевременно отдать якорь при нахождении состава в положении III, т. е. в момент, когда погашена инерция Движения вперед и состав как бы останавливается, не свалива­ясь под ветер.

Рис. 105. Схема оборота а стесненных усло­виях судна- с раздельно управляемыми пово­ротными насадками

Для состава, буксируемого на тросе, также сначала определяют место оборота, при этом сравнивая ширину судового хода с возможным тактическим диаметром циркуляции состава.

Если требуется выполнить оборот для движения по течению (рис. 107), состав заходцт полным ходом в тиховод (Положение I) и оттуда начинает оборот в, стрежень (положе­ние II), при этом выдвиг состава на

Рис. 106. Схема оборота толкаемого состава с использованием якоря

Правил плавания и с учетом глубины и ширины акватории, характера грунта, направления и силы течения, ветра и волнения воды, а также с учетом возможного изменения положения судна, стоящего на якоре, под действием ветра.

Постановка на якорь на рейде должна осуществляться в границах того рейда, который предназначен для данного судна местными прави­лами плавания и обозначен берего­выми навигационными знаками. Мес­то якорной стоянки выбирают таким образом, чтобы обеспечить безо­пасность движения других судов, сооружений и т. д.

Минимально допустимая глубина, м, в районе якорной стоянки

Н=Т+(2I3)Ih+ 0, 6 ,

где Т—осадка судна, м;

h — наибольшая возможная высота вол­ны, м;

0, 6 — запас воды под днищем, м.

Ширина акватории в месте якор­ной стоянки должна обеспечивать безопасность судна (особенно кор­мы) в случае разворота его вет­ром. При этом радиус безопасной циркуляции, м,

I?==I. + VI²—А² +Д<,

где L —длина судна, м;

I — длина вытравленной якорной цепи, м;

h — глубина в месте якорной стоянки, м;

ДI — запас расстояния, необходимый для потравливания якорной цепи, м.

Характер грунта в месте якорной стоянки влияет на держащую силу якоря (табл. 10).

Место для якорной стоянки выбирают с ровным течением, защи­щенное от сильных ветров и волне­ния, так как сильные течение, ветер и волнение воды увеличивают ампли­туду перемещения судна на якорной цепи, силу рывков и продольную качку. Следует избегать также стоянки выше приверхов островов, вблизи проранов, в суводях, майда­нах и на огрудках.

Длина вытравливаемой якорной цепи зависит от глубины в месте стоянки и силы воздействия на судно течения, ветра и волнения воды. В речных условиях длина вытравленной якорной цепи обычно равна примерно трем значениям глубины акватории, в озерах и на водохрани­лищах — двум с половиной значени­ям глубины. Чем сильнее воздействие на судно внешних факторов, тем больше должна быть длина якорной цепи, так как эффективность работы якоря во многом зависит от положе­ния якорной цепи относительно грунта.

Вблизи якоря якорная цепь должна лежать на грунте, не приподнимая его веретено и воздей­ствуя на якорь в горизонтальном направлении. Для этого ее вытравли­вают таким образом, чтобы примерно половина ее (по длине) лежала на грунте. При таком положении держа­щая сила якоря действует наиболее эффективно, а провисающая часть цепи у клюза выполняет роль амортизатора, смягчающего рывки судна от воздействия на него порывов ветра и ударов волн.