Определение безопасной ширины фарватера

Сложность маневрирования судов возрастает с увеличением размеров судов, что особенно проявляется при управлении судами большого тоннажа на фарватерах, проходящих через каналы портов. Под портовым каналом понимается близлежащий к гавани участок моря, ширина и глубина которого приемлемы для плавания судна большого водоизмещения. Мы не будем рассматривать обычные узкие каналы, так как данные, необходимые для этих двух типов проходов, несколько различаются.

Ширина фарватера Bf или прохода включает в себя три составляющие: ширину, необходимую для удержания судна на курсе, или ширину полосы маневрирования BM, расстояние между границей (берегом) фарватера и полосой маневрирования Wb, расстояние между полями маневрирования судов B0:

Vf = 2VM + Bb + 2Voe. (1)

Предположим, что в положении 1 (рис. 1) судно движется по осевой линии поля маневрирования, а за счет наличия дрейфа под действием течения или дрейфа от ветра смещается влево на величину ΔB1 характеризует точность определения местоположения корабля. В положении 2 штурман зафиксировал дрейф и руль был переведён вправо. В положении 3 срабатывал руль и корабль начинал поворачивать вправо. В положении 4 корабль сместился на ΔB2, затем смещение влево прекратилось, и корабль начал приближаться к центральной линии поля маневра. В этом случае смещение изгороди произошло на величину ΔВ3. Ширина поля маневрирования будет равна:

Vm=2 (ΔB1+ΔB2+ΔB3). (2)

Определение безопасной ширины фарватера

Рис. 1 Для определения ширины поля маневра

При движении по фарватеру, где часто происходят изменения курса, погрешность гирокомпаса может достигать 0,5º. При движении по фарватеру впереди судна находится ориентир. Ширина с учетом ошибки положения может быть определена по формуле

ΔВ1uz=0,02d0p, (3)

  • где dOR – расстояние до ориентира, м.

Корабли постоянно в движении. Если принять угол рыскания Ψ и период рыскания Тр постоянными, то ориентировочные максимальные отклонения от линии курса можно определить по формуле

Δ В1р=14u T p sin ψ. (4)

Для больших тоннажей можно принять Tr = = 120 с, Ψ = 4°. Значение ΔВ1 будет равно

ΔB1=ΔBty+ΔB1p. (5)

Для практических расчетов можно использовать приближенное выражение

Δ В1≈1,8В, (6)

  • где В — ширина судна, м.

Полоса пропускания за счет запаздывания действия руля может быть определена по формуле

Δ В2=(C uB+uτ) t, (7)

  • где С — коэффициент ветрового воздействия, С = 0,06 для крупнотоннажных танкеров, С = 0,07 для трехостровных грузовых судов;
  • vB – составляющая ветрового воздействия поперек судна, м/с;
  • vT – составляющая величины морского течения поперек судна, м/с;
  • t — время от начала смены руля до начала поворота судна, с.

При движении по мелководью, когда H/T≤2,5, снос ветром будет меньше. При этом коэффициент ветрового воздействия следует принимать равным С = 0,05 для сухогрузных судов и С = 0,04 для танкеров.

На основе обработки статистических данных получена формула для определения максимальной ширины поля маневрирования в зависимости от скорости, которую можно использовать для предварительного этапа:

ВМ(max)=0,75u0,44, (8)

  • где BM(MAX) выражается в длинах сосудов.

Вышеприведенное выражение относится к судну с условными элементами маневрирования, загруженному, при ветре до 7-8 баллов или течении со скоростью 2-3 узла, направленном перпендикулярно курсу корабля.

Минимально допустимое значение ширины поля маневрирования для корабля с хорошей управляемостью в безветренную погоду и при отсутствии течения можно принять в виде:

БМ(макс)=0,29u0,35. (9)

Важным при маневрировании является величина смещения кормы корабля при повороте. Максимальное водоизмещение кормы корабля за поворот (см рис. 1) можно определить по формуле

Δ B3=l sin ψ+12B cos ψ–RC (1–cosψ), (10)

  • где l — расстояние от центра вращения (циркуляции) до кормы, м;
  • Rp — радиус поворота (циркуляция), м.

Значение Ψ, дающее максимальное значение B3, равно

tg ψ=t0,5B+RC. (одиннадцать)

При расчете значения ΔВ3 следует принимать l = = (3/4)L.

Учтите, что для судов с относительно большой шириной (L/B) = 6,5 после подстановки полученных данных в формулу (10) будем иметь:

ΔВ3=0,9В. (12)

На основании приведенных формул ширину полосы маневрирования для движения крупнотоннажных судов можно определить следующим образом:

BM=2 (0,02d+0,9B)+(C2 uv+u1) t.(1,3)

При маневрировании на фарватере углы руля составляют 8-10°. В этом случае при расчете t можно использовать зависимость поворотливости от собственного веса корабля

t≈15tan дб–47uдб, (14)

  • где DB – собственный вес судна, т.е.

При плавании в стесненных условиях следует учитывать влияние на управляемость корабля величины клиренса Wb (расстояния от борта корабля до берега). По исследованиям Тейлора было установлено, что корабль может оставаться на курсе при угле руля 5° и числе Фруда Fr = 0,12 при Wb = 1,8В. Подобные рекомендации можно найти в работах Иидзумы, Хонды и других авторов.

При движении двух судов параллельными курсами на небольшом расстоянии друг от друга гидродинамическое взаимодействие между ними вызывает действие на их корпуса поперечных гидродинамических сил ВТ и поперечных моментов. При определенном сочетании различных факторов в результате действия этих гидродинамических сил корабли могут потерять управление, что приведет к столкновению.

На основании некоторых исследований гидродинамическое взаимодействие кораблей мало влияет на управляемость, когда расстояние между бортами кораблей составляет ок. 4В на глубокой воде и более 7В на мелководье (В — ширина меньшего судна).

Поэтому при определении расстояния между зонами маневрирования двух судов можно принять (В0 = 4В на глубокой воде и В0 = 7В) при движении на мелководье.

Приведенные выше рекомендации позволяют рассчитать необходимую ширину фарватера для судна большой вместимости, которая для одностороннего фарватера равна

BΦ=0,04d+5,4B+(C2 uB+uT) t, (15)

Для фервеев с двусторонним движением

BΦ=0,03d+12,4B+2t (C2 uB+uT). (16)

Для судов большого тоннажа зависимость ширины судна от дедвейта можно выразить приближенной формулой

В=t.17DB0.304. (17)

Используя выражение (17), ширину фарватера в формулах (15) и (16) можно также выразить через собственный вес судна. Если при подходе к фарватеру судна большого тоннажа ширина оказывается меньше рассчитанной по приведенным выше формулам, в зависимости от ситуации необходимо принять дополнительные меры по обеспечению безопасности плавания, вызвать вспомогательный буксир или , остановитесь в безопасном месте, дождитесь ослабления ветра (течения).

Рекомендуемое чтение:
Прохождение узких мест и каналов
Анализ нарушений правил при плавании по системам разделения движения

Dream-yachts
Добавить комментарий