Влияние ветра на управляемость судов
Основы управления судном
Часть2
Учебное пособие
для студентов очного и заочного обучения
специальности 180403.65 «Судовождение»
Нижний Новгород
Издательство ФБОУ ВПО «ВГАВТ»
УДК 656.62.052
К 48
Клементьев А.Н.
Основы управления судном: учеб. пособие для студ. оч. и заоч. обуч. специальности 180403.65 «Судовождение» / А.Н. Клементьев. – Н.Новгород: Изд-во ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2015.– с.
Рассматривается влияние внешних факторов на управляемость судов. Приведены основные расчетные зависимости по оценке параметров движения судна в различных условиях плавания. Даны рекомендации по безопасному маневрированию судов.
Для студентов очного и заочного обучения.
Работа рекомендована к изданию на заседании кафедры Судовождения и безопасности судоходства. Протокол № от
© ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2015
Содержание
с. | ||||
Введение | ||||
1. | Влияние ветра на управляемость судов | |||
1.1. | Особенности воздействия ветра на движущееся судно | |||
1.2. | Схематизация и математическая модель прямолинейного движения судна при ветре | |||
1.3. | Определение аэродинамических усилий на надводной части корпуса | |||
1.4. | Учет влияния ветра в практическом судовождении | |||
1.4.1. | Выполнение поворотов одновинтового судна | |||
1.4.2. | Дрейф судна с остановленными двигателями | |||
1.4.3. | Особенности маневрирования двухвинтового судна в условиях ветра | |||
2. | Влияние течения на путь и управляемость судов | |||
2.1. | Особенности управления судном при движением по реке | |||
2.2. | Проводка судов и составов через перекаты | |||
2.2.1. | Проводка судна через перекат по течению | |||
2.2.2. | Проводка судна через перекат против течения | |||
2.2.3. | Проводка толкаемого состава через перекат по течению | |||
2.2.4. | Проводка толкаемого состава через перекат против течения | |||
2.3. | Управление судном при воздействии ветра и течения | |||
3. | Управление судном в условиях волнения | |||
3.1. | Характеристика волнения | |||
3.2. | Мероприятия по подготовке к штормовому плаванию | |||
3.3. | Поведение судна при плавании в штормовых условиях и на волнении |
с. | |||
4. | Влияние мелководья на управляемость судов | ||
4.1. | Изменение сопротивления воды движению | ||
4.2. | Изменение просадки судна на мелководье | ||
4.3. | Влияние мелководья на работу двигателя | ||
4.4. | Изменение маневренных характеристик судов на мелководье | ||
4.5. | Определение проходной осадки судна на мелководье | ||
5. | Управление судном при плавании в ледовых условиях | ||
5.1. | Характеристика ледовых условий | ||
5.2. | Особенности управления судами | ||
5.3. | Плавание судов в караване | ||
Библиографический список |
Введение
Управление судном – ответственная задача вахтенного начальника. На него возложена обязанность по непосредственному маневрированию судна в складывающихся условиях плавания.
Грамотное управление судном достигается изучением различных способов и приемов маневрирования и мер безопасности, выработанных практикой судовождения. Сложные навигационные и гидрометеорологические условия накладывают дополнительные ограничения на выполнение того или иного маневра.
Изучение курса «Основы управления судном» преследует следующие цели:
1) дать будущему судоводителю четкую физическую картину о сложных явлениях, возникающих при маневрировании судна в различных условиях плавания;
2) дать представление об основных общепринятых практических методах определения усилий, действующих на судно и параметров его движения;
3) дать рекомендации по использованию результатов теоретических исследований при практической эксплуатации судна.
ВЛИЯНИЕ ВЕТРА НА УПРАВЛЯЕМОСТЬ СУДОВ
Определение аэродинамических усилий
На надводной части корпуса
Для определения составляющих аэродинамической силы используются выражения:
; . | (1.4) |
Здесь – , – безразмерные коэффициенты сил , ;
– плотность воздуха, ;
– площадь проекции надводной поверхности судна на плоскость мидель- шпангоута, ;
– площадь парусности (площадь проекции надводной поверхности судна на диаметральную плоскость), ;
– скорость кажущегося ветра на уровне центра парусности, м/с.
Ветровой момент, действующий на судно:
. | (1.5) |
Здесь – расстояние от точки приложения силы (центра давления) до центра масс судна.
Для определения коэффициентов , используют результаты продувок в аэродинамических трубах моделей надводной части судов. На основе обработки результатов этих испытаний получены следующие расчетные выражения:
- для морских судов
; . | (1.6) |
-для речных судов
; . | (1.7) |
Характерные зависимости аэродинамических нагрузок от направления между воздушным потоком и ДП судна представлены на рис.1.4.
Рис.1.4 Зависимости аэродинамических усилий и момента от направления кажущегося ветра |
Точка приложения аэродинамической силы в соответствии со свойствами крыла смещается от центра парусности (ЦП) навстречу потоку воздуха, т.е. при носовых курсовых углах ветра в сторону носовой части, а при кормовых курсовых углах – в корму. Величина смещения зависит от курсового угла кажущегося ветра: чем острее угол атаки между ДП и направлением ветра, тем дальше от ЦП смещается точка приложения аэродинамической силы. Максимальное смещение точки приложения аэродинамической силы (при курсовых углах, близких к 0 и 180 градусам) составляет в среднем приблизительно четверть длины судна, т.е. , а при курсовых углах кажущегося ветра, равных 90 градусов, точка приложения аэродинамической силы совпадает с центром масс (ЦМ).
Физический смысл понятия «геометрический центр парусности» поясним с помощью рис.1.5.
Рис.1.5. К понятию геометрический центр парусности судна |
Как видно из рис.1.5, ЦП – это геометрическая характеристика, представляющая собой центр тяжести фигуры, т.е. площади . Очевидно, что положение ЦП зависит от архитектуры надводного борта и палубных надстроек судна, степени его загрузки, наличия палубного груза и др.
В общем случае на корпус судна действует не только поперечная аэродинамическая сила, вызывающая дрейф, но и момент этой силы, стремящийся развернуть судно вокруг вертикальной оси, проходящей через центр масс (ЦМ) и кренящий момент, величина которого зависит от аппликаты ЦП (возвышения над ЦМ).
Плечо поперечной аэродинамической силы относительно ЦМ можно определить по формуле:
. | (1.8) |
Здесь – абсцисса ЦП судна.
Величина принимается положительной, если ЦП смещен в нос от ЦМ, и отрицательной при его смещении в корму( на грузовых судах с кормовой надстройкой величина геометрического центра парусности составляет от -3 до -12 м, а на пассажирских судах – от +0,5 до+2,5м). Следует помнить, что положение ЦМ по длине приблизительно совпадает с мидельшпангоутом только при посадке судна на ровный киль. При наличии дифферента ЦП смещается в сторону противоположную смещению ЦМ, что приводит существенному изменению и, следовательно, . Практические наблюдения показывают, что суда в балласте при курсовых углах кажущегося ветра от нуля до шестидесяти градусов обычно уваливаются по ветру, а при ветрах кормового направления 60 – 180 градусов приводятся к ветру.
Для оценки управляемости судна в условиях ветра необходимо определить угол ветрового дрейфа и угол перекладки рулевых органов , потребный для обеспечения управляемого движения судна заданным курсом. Совместное решение второго и третьего уравнения системы (1.3) относительно неизвестных и позволяет получить расчетные выражения для их определения в виде:
, | (1.9) |
где
; . | (1.10) |
Коэффициенты преобразования , для каждого вида судов можно найти в справочной литературе.
ВЛИЯНИЕ ТЕЧЕНИЯ
Характеристика волнения
Значительным гидрометеорологическим фактором, затрудняющим судоходство, является ветровое волнение.
Ветровое волнение – процесс формирования, развития и распространения вызванных ветром волн на акватории водной поверхности. Основными элементами волны являются: длина, высота, период и скорость распространения (перемещения).
Длина волны – горизонтальное расстояние между вершинами двух смежных гребней на волновом профиле, измеренном в горизонтальном направлении распространения волны.
Высота волны – превышение вершины волны над подошвой соседней волны на волновом профиле.
Период волны – интервал времени между происхождением двух смежных вершин волн через фиксированную вертикаль.
Скорость волны – скорость перемещения гребня волны в направлении распространения волны, определяемая за короткий интервал времени порядка периода волны. Скорость волны зависит от глубины и длины волны (см. табл. 3.1).
Таблица 3.1
Скорость волн при различных глубинах
Длина волны, м | Глубина, м | |||||||
Скорость воны, уз | ||||||||
7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | 7,7 | |
10,4 | 10,8 | 10,9 | 10,9 | 10,9 | 10,9 | 10,9 | 10,9 | |
11,7 | 13,1 | 13,3 | 13,3 | 13,3 | 13,3 | 13,3 | 13,3 | |
12,4 | 14,7 | 15,2 | 15,3 | 15,4 | 15,4 | 15,4 | 15,4 | |
12,8 | 15,8 | 17,0 | 17,2 | 17,2 | 17,2 | 17,2 | 17,2 | |
13,0 | 16,6 | 18,0 | 18,5 | 18,7 | 18,8 | 18,8 | 18,8 | |
13,2 | 17,2 | 19,0 | 19,8 | 20,1 | 20,2 | 20,3 | 20,3 | |
13,3 | 17,6 | 19,8 | 20,8 | 21,3 | 21,5 | 21,7 | 21,7 | |
13,3 | 17,9 | 20,4 | 21,7 | 22,4 | 22,7 | 22,9 | 23,1 | |
13,4 | 18,2 | 20,9 | 22,4 | 23,7 | 23,8 | 24,1 | 24,1 |
Из-за неравномерного воздействия ветра волны имеют разнообразные виды и формы.
Зыбь – вызванные ветром волны, распространяющиеся после ослабления силы ветра и изменения его направления или пришедшие из области волнообразования в другую область, где ветер имеет другую скорость и направление.
Мертвая зыбь – вызванные ранее ветром волны, распространяющиеся при отсутствии ветра.
Толчея – беспорядочное волнение, возникающее вследствие взаимодействия волн, бегущих в разных направлениях. При толчее увеличивается высота и крутизна волны и возрастает сила ее удара. Попав в толчею, судно может потерять управляемость.
Элементы волн и направление их движения могут значительно изменяться при интерференции, рефракции и дифракции.
Интерференция ветровых волн возникает при наложении их друг на друга. При этом может возникнуть стоячая волна, профиль которой не перемещается.
Рефракция ветровых волн – трансформация их при косом подходе гребней волн к изобатам малых глубин, вследствие чего ее скорость перемещения уменьшается. В результате волна как бы разворачивается, стремясь стать параллельной берегу. Поэтому, независимо от направления в открытой части моря, к берегу она подходит всегда под небольшим углом. Волны мелководья возникают там, где глубина менее половины длины волны.
Волнение на речных водохранилищах и озерах имеет много общего с волнением на море. Здесь волны, как правило, имеют меньшую высоту, но большую крутизну. Длина волн обычно не превышает 10-25 метров.
Между элементами ветровой волны существует определенная связь. Скорость распространения поверхностных волн ( ) зависит от длины волны ( ) и ее периода ( ) и имеет следующее соотношение:
на мелководных водоемах ( )
; | (3.1) |
на глубоководных водоемах ( )
. | (3.2) |
При этом период волны может быть определен по формуле
. | (3.3) |
Длину волны можно определить, если замерить промежуток времени прохождения гребня одной и той же волны последовательно через две точки на борту судна, при известном расстоянии между ними. Определение можно произвести по формуле:
(3.4) |
где – кажущийся период волны, с;
– расстояние между точками измерения, м;
– курсовой угол волны, град.;
– время замера, с.
По очертанию волнового профиля волнение бывает двух и трехмерное. При двухмерном волнении волны имеют одну форму и распространяются в одном направлении. При трехмерном волны разбиты на отдельные бугры и впадины, беспорядочно движутся по водной поверхности. При трехмерном волнении судном управлять труднее, так как волны воздействуют на корпус судна с нескольких направлений. При этом трехмерная волна значительно круче двухмерной. С усилением ветра волны растут. Когда его скорость достигает 10-15 м/с, гребни двухмерных волн становятся неустойчивыми и волнение становится трехмерным. При усилении ветра до штормового (20-24 м/с) трехмерное волнение снова преобразуется в двухмерное, т.е. появляются волны больших размеров, бегущих параллельными рядами, фронт которых перпендикулярен направлению ветра.
Ветровое волнение имеет ряд отрицательных последствий на судовождение, основными из которых являются следующие:
- встречный ветер и волнение увеличивают сопротивление движению судна, снижая тем самым скорость судна;
- волнение вызывает качку и дифферент судна, что может привести к смещению груза;
- увеличивает время доставки груза и расход топлива.
В зависимости от характера волнения решаются и некоторые эксплуатационные задачи, например: для определенных групп составов, имеющих ограничения по погодным условиям;
- во время выполнения рейса выбираются наиболее эффективные меры, обеспечивающие безопасность плавания во время шторма (изменение курса, скорости, решение о штормовании или уходе в убежище).
3.2. Мероприятия по подготовке к штормовому плаванию
При получении сведений или наличии признаков надвигающегося шторма капитан:
- информирует и инструктирует командный состав;
- оповещает экипаж по судовой трансляции;
- выставляет полный комплект вахты;
- устанавливается время и маршрут обхода для осмотра состояния груза и судна;
- устанавливается режим движения экипажа по судну.
Проверяется:
- исправность рулевого устройства;
- закрытие грузовых люков (рекомендуется установка дополнительного о крепления тросами или грузовыми сетками);
- надлежащее крепление грузового устройства, вооружения, а также крепление палубного груза (устройства для крепления груза должны иметь шести кратный запас прочности, при этом на талрепах оставляют половину резьбы для выборки слабины, появляющейся во время качки);
- на верхней палубе устанавливают брекватеры – специальные устройства, защищающие грузы от ударов волн (каркасы стальных листов, приваренных под углом к палубе или деревянные щиты);
- исправность действия клинкетных дверей водонепроницаемых переборок;
- исправное действие штормовых портов и шпигатов;
- надежность крепления и закрытия спасательных шлюпок;
- надежность закрытия воздушных и измерительных трубок на открытых палубах;
В целях предотвращения попадания забортной воды в корпус необходимо провести следующие мероприятия:
- клюзы якорных цепей должны быть задраены;
- световые люки, горловины отсеков, выходящих на открытую палубу, должны быть закрыты;
- бортовые иллюминаторы, особенно находящиеся вблизи ватерлинии, должны быть задраены;
- раструбы наружных вентиляторов необходимо закрыть чехлами и повернуть по ветру;
- водонепроницаемые двери должны быть в полной готовности к закрытию, а те, которые не мешают сообщению внутри судна, должны быть закрыты;
- во время шторма, по возможности, следует заполнить балластные отсеки полностью.
Если курс судна проходит вблизи берега, а надвигающийся шторм ожидается с моря, судам с маломощными силовыми установками рекомендуется своевременно изменить курс с таким расчетом, чтобы отойти от берега в сторону моря.
И на волнении
Основными факторами, действующими на судно во время шторма являются ветер и волнение.
Ветер увеличивает сопротивление движению судна, вызывает дрейф, создает крен, ухудшается управляемость. Дрейф судна опасен, если с подветренного борта по курсу находятся навигационные опасности. При воздействии ветра судно плохо слушается руля (особенно при ветрах кормовых направлений), появляется рыскливость. Наиболее интенсивное рыскание наблюдается на попутном волнении, когда угол между вектором скорости распространения фронта волны и ДП составляет примерно 45 градусов.
Волнение вызывает качку, значительные напряжения корпуса судна и удары волн. Существует три вида качки: бортовая (поперечная), килевая (продольная) и вертикальная. При движении судна под углом к волне оно испытывает смешанную качку, включающую элементы бортовой, килевой и вертикальной.
Сильная качка, особенно бортовая, приводит к значительным нагрузкам на корпус и судовые механизмы, что иногда приводит к появлению трещин в обшивке и на палубе. Возникающие при качке инерционные силы могут явиться причиной сдвига с фундаментов механизмов, смещение груза. При плавании против волны на полном ходу вследствие ударов волн судно может даже переломиться. На гребне волны метацентрическая высота может уменьшиться вплоть до отрицательных значений, и тогда судно потеряет начальную остойчивость (рис.3.1).
Рис.3.1. Схема постановки судна на гребень волны 1 – действующая ватерлиния на спокойной воде; 2 – действующая ватерлиния на гребне волны. |
Положение усугубляется еще и тем, что с выходом из воды винто-рулевого комплекса судно становится неуправляемым. Если в это время под влиянием ветра и волнения судно развернется лагом к волне, то может наступить опрокидывание. Опасность опрокидывания тем вероятнее, чем дольше судно находится в неблагоприятных условиях и чем ближе по значению скорости бега волн и судна. Опасное значение курсового угла волны, при котором возможно уменьшение метацентрической высоты, находится в пределах 45 градусов, а длина волны располагает свой профиль на 60 – 80% длины судна.
Внешними признаками ситуации, при которых возможно опрокидывание, являются:
- быстрое нарастание крена на гребне волны (судно как бы теряет опору);
- глубокие зарыскивания;
- запоздалая реакция судна на перекладку рулевого органа.
В качестве первой меры предосторожности необходимо экстренно снизить скорость.
Качка судна характеризуется: амплитудой (максимальным по величине отклонением судна от положения равновесия), размахом (удвоенной амплитудой) и периодом качки (продолжительность одного полного колебания судна, т.е. продолжительность совершения четырех амплитуд качки).
Судно, имеющее дифферент на нос или большую загруженность носовых трюмов, будет иметь медленную килевую качку и зарываться носом в волны. Если же большой дифферент на корму, то у него будет наблюдаться повышенная рыскливость. Оптимальной считается загрузка на ровный киль или с небольшим дифферентом (0,5 м) на корму.
На характер качки оказывает влияние изменения скорости судна, которая меняет кажущийся период волны. Крупнотоннажные суда при снижении скорости иногда начинают принимать воду на палубу. В этом случае целесообразно изменить курс при сохранении скорости.
При движении курсом против ветровой волны резонансной и бортовой качки не наблюдается. Однако происходит значительное снижение скорости и судно испытывает сильные удары волн о корпус. Это явление получило название слеминг.
Различают днищевой слеминг и бортовой.
Днищевой слеминг, как правило, наблюдается у судов в балласте, с большим дифферентом на корму или имеющих полные обводы и плоское днище в носовой части.
Бортовой слеминг наоборот, у судов в грузу и с сильно выраженной килеватостью. Он вызывает сильную вибрацию корпуса. Ударная нагрузка при слеминге пропорциональна квадрату суммарной скорости волны и носовой части судна.
Основной причиной слеминга является совместное действие вертикальной и килевой качки. Это имеет место в тех случаях, когда длина волны примерно равна длине судна. В случаях, когда это соотношение более, чем 1,5 или меньше, чем 0,75 слеминг практически отсутствует. На появление слеминга также влияют высота волны и скорость судна. Чем больше высота волны при равенстве скоростей волны и судна, тем в большей мере необходимо снижать скорость для его устранения.
Наиболее тяжелый слеминг будет наблюдаться при резонансе – совпадении периода собственных колебаний судна (периода качки) и периода кажущейся (наблюдаемой) волны или в пределах резонансной зоны.
Период продольных колебаний судна можно приближенно рассчитать по выражению:
, | (3.5) |
где – длина судна, м;
– продольная метацентрическая высота, м.
Если величина продольной метацентрической высоты неизвестна, то период продольных колебаний судна может быть вычислен по формуле:
. | (3.6) |
Здесь – средняя осадка судна, м;
– коэффициент (для речных судов = 2,7 – 3,0);
= 2,4 (для морских судов).
Период бортовой качки, с:
(3.7) |
где – коэффициент, зависящий от конструктивных особенностей судна (0,69 – 0,78);
– начальная поперечная метацентрическая высота.
Практикой установлено, что наиболее сильное воздействие волн судно испытывает, когда период собственных колебаний судна находится в пределах резонансной зоны:
, | (3.8) |
Здесь – период собственных колебаний судна;
– период кажущейся волны.
Период бортовой качки судна можно определить следующим образом. В момент прохождения стрелки кренометра через «0» в сторону любого борта включить секундомер. После десятого прохождения стрелки кренометра через «0» в сторону того же борта останавливают секундомер и его показания делят на 10. Полученный результат и будет соответствовать периода собственных колебаний судна.
Кажущийся период волны можно определить, измерив промежуток времени между прохождением гребней соседних волн. Более точно результат будет получен, если зафиксировать время прохождения нескольких гребней и разделить его на их число (за вычетом первого).
Для прибрежных морских районов Р.Н. Фатьянов предложил кажущийся период волны определять по следующей зависимости:
(3.9) |
где – длина волны, м;
– скорость судна, уз;
– курсовой угол на направление бега волны, град.
Резонансная качка, особенно у судов с большой начальной метацентрической высотой и, следовательно, малым периодом собственных колебаний, вызывает чрезмерные динамические нагрузки, которые часто приводят к смещению груза, накренению судна на углы близкие к предельно допустимым.
При плавании на попутном волнении может возникнуть еще одно опасное явление – брочинг (по англ. broaching – разворот). Это явление захвата судна волной, потеря им управляемости, самопроизвольном неуправляемым разворотом лагом к волне, потери остойчивости и возможном опрокидывании судна. Условия, способствующие появлению брочинга:
– скорость волны больше скорости судна;
– длина волны в пределах длины судна .
Может также наблюдаться захват судна волной, когда оно идет не своей скоростью, а его несет волной. На рис. 3.2 представлена диаграмма для выбора скоростей курсов волн, исключающих попадание судна на волну опасной длины.
Рис 3.2. Диаграмма опасных скоростей судна и курсовых углов волн на попутном волнении – курсовой угол волн; – длина судна, – скорость судна, уз. |
Для выхода из резонансной зоны у судов длиной более 100 метров можно увеличить скорость, если имеется резерв скорости. В том случае, если желаемый результат не будет достигнут, следует уменьшить курсовой угол волны (на курсовом угле волн более 60 градусов слеминг не наблюдается). При плавании на пологой волне (старой) зыби удовлетворительный результат может дать также маневр изменения курса в сторону фронта волны. Для судов менее 100 метров в связи с уменьшением восстанавливающего момента на попутной волне значительное уменьшение курсового угла нецелесообразно. Курсовой угол волн, при котором уменьшается остойчивость, находится в пределах 180-135 градусов, а опасно является волна с профилем 60-80 % длины судна. При длине волны меньше длины судна возможна значительная качка с оголением гребных винтов, особенно, если скорость судна меньше скорости движения волны.
Для выбора безопасных курсов и скоростей можно воспользоваться диаграммами качки. Известны разные виды таких диаграмм, предложенных разными авторами В.Г. Власовым, С.Н. Благовещенским, Л.М. Ногидом, В.Б. Липисом, Ю.В. Ремезом.
Все перечисленные диаграммы показывают характер изменения видимых параметров волн любой длины в зависимости от изменения курса и скорости судна. Наиболее удобен вариант универсальной диаграммы, предложенный Ю.В. Ремезом.
Однако, приемлемое решение диаграмма Ю.В. Ремеза дает только при регулярном волнении. В условиях длительного шторма, когда волнение становится нерегулярным, как показывает практика, диаграмма «не работает».
Причины этого объясняется следующими факторами:
- одновременное уменьшение бортовой и килевой качки взаимно исключают друг друга;
- поведение судна на волнении зависит не только от курса и скорости, но и от конструктивных особенностей судна;
- период свободных колебаний судна на волнении имеет переменное значение из-за изменений начальной метацентрической высоты и не соответствует расчетному (его значению на тихой воде);
- расчетные шкалы диаграммы охватывают не все виды волнения;
- во время сильного продолжительного шторма суда практически всегда находятся в зоне усиленной бортовой качки за исключением движения судном носом на волну или прямо по волне (т.к. при сильном волнении всегда имеются колебания волн с периодом, близким к периоду собственных колебаний судна;
- размахи килевой качки не определяют полностью условия безопасного движения судна, так как не учитывают такие опасные явления, как заливание и слеминг.
Общий анализ штормовых диаграмм и опыт мореплавания показывают, что наиболее благоприятными курсами для большинства судов в шторм являются курсы, составляющие угол 30-40 градусов с направлением волны. При плавании на попутном волнении для судов длиной более 100 метров наиболее благоприятным будет дорезонансный режим качки. Если у судна имеется резерв скорости, то маневр следует начинать с ее увеличения. Если после увеличения скорости желаемый результат не будет достигнут, следует уменьшить курсовой угол волны. Для малых судов в связи с уменьшением восстанавливающего момента на попутной волне значительное уменьшение курсового угла нецелесообразно. Если же у судна отсутствует резерв скорости, или интенсивность качки будет оставаться значительной, следует выбрать зарезонансный режим путем уменьшения хода При плавании на пологой волне (старой зыби) удовлетворительный результат может дать также маневр изменения курса в сторону фронта волны.
Наиболее сложным и ответственным маневром при плавании в шторм является поворот на другой курс. Обычно он сопровождается усилением качки, зарыванием в волну и, как следствие попаданием большого количества воды на палубу, потерей остойчивости.
При плавании против волны поворот совершают, как вправило, под ветер.
В этом случае ветер облегчает выполнение поворота, т.к. создает ветровой крен, направленный во внутреннюю сторону поворота. Поворот следует начинать, дав полный ход, непосредственно после прохождения крупных волн, когда корма судна окажется на обратном склоне самой крутой волны. Во время поворота, при подходе следующей группы высоких волн с кормовых углов рулевые органы следует отводить к ДП заблаговременно.
Поворот на ветер более сложен. Судно может получить значительный крен от совместного воздействия ветра, волны и в процессе выполнения циркуляции. Поэтому поворот на ветер начинают на небольшой скорости, которую увеличивают после прохождения положения лагом к волне. Поворот осуществляют по этапам, изменяя курс судна на 20-30 градусов до выхода на заданный курс.
При плавании по волне поворот начинают, когда на обратном склоне последней из серии крупных волн окажется носовая часть судна с таким расчетом, чтобы вторая половина поворота выполнялась в период относительно небольших волн. Поворот начинают на малом ходу, а затем увеличивают скорость.
Во время жесткого шторма дальнейшее движение по заданному направлению может представлять непосредственную опасность для судна. В этих условиях судно переходит к штормованию.
Штормование – это особый вид плавания, при котором судно удерживается на месте или идет выбранным курсом или скоростью для уменьшения воздействия шторма на судно, груз и людей.
Выбор способа штормования выбирается в зависимости от волнения моря, особенностей судна и района плавания. Наиболее часто применяют два способа штормования: против волны и по волне.
При штормовании против волны (на носовых курсовых углах) судно легче управляется, размахи бортовой качки уменьшаются, судно более устойчиво на курсе, однако воздействие волн в этом случае достигает максимальной силы. Вода, попадая на палубу, может причинить значительные разрушения. Данный вид штормования рекомендован для судов, имеющих полные обводы в носовой части, небольшой дифферент на корму, а корпус конструктивно укреплен и рассчитан на большие волновые нагрузки. Для судов с неравномерной загрузкой трюмов и недостаточно прочным корпусом штормование против волны опасно, корпус может переломиться.
Штормование по волне (на кормовых курсовых углах) выполняется только в том случае, когда длина волны значительно отличается от длины судна, имеющего нормальную или повышенную остойчивость. Судно в этом случае не испытывает ударов волн, скорость близка к эксплуатационной, качка становится более плавной. Однако, ухудшается управляемость, возрастает рыскливость, уменьшается остойчивость. Для судов у которых метацентрическая высота близка к нижнему пределу, сохраняется опасность опрокидывания. Опасное состояние судна в этом случае можно определить по следующим признакам:
- неожиданное самопроизвольное увеличение крена и амплитуды качки при прохождени