Контрольные вопросы:

1.Основные типы швартовных операций.

2.Порядок швартовки лагом к причалу.

3.Порядок швартовки кормой к причалу.

4.Порядок швартовки к судну, стоящему на якоре.

5.Порядок использования буксиров при швартовке.

6.Порядок отхода от причала.

7.Порядок отхода от судна, стоящего на якоре.

«Якорные операции»

1.Силы, действующие на судно, стоящее на якоре.

2.Держащая сила якорного устройства.

3.Расчет безопасной якорной стоянки.

4.Выбор места якорной стоянки.

5.Способы постановки судна на якорь.

6.Съемка судна с якоря.

Силы, действующие на судно, стоящее на якоре.

На судно, стоящее на якоре воздействуют силы, обусловленные влиянием ветра - Р_в, течения - Р_т, а такие инерционные силы, связанные с рысканьем судна на якорном канате – Ркн Безопасная якорная стоянка обеспечивается, если сумма внешних горизонтальных сил Т_г не превышает держащей силы, которую способно обеспечить якорное устройство – Т_д, т.е. если обеспечивается условие

Т_г = Р_в + Р_т + Р_кн<Т_д

Сила давления ветра зависит от скорости ветра, площади парусности судна и степени рысканья судна. При рыскании курсовой угол ветра изменяется, поэтому площадь парусности, подвергающаяся давлению ветра, также изменяется.

Силу давления ветра Р_в можно приближенно рассчитать по формуле

Р_в=С_в(S_бокsinq_w + S_лобcosq_w)

где Р_в - сила давления ветра, Н ;

S_бок -площадь проекции надводной, части на диаметральную плоскость (боковая площадь парусности), м;

S_лоб - площадь проекции надводной части на плоскость мидель-шпангоута (лобовая площадь парусности), м ;

q_w - курсовой угол ветра при рыскании (при неблагоприятных условиях рекомендуется принимать (q_w ≈ 30°)

W_эф - эффективная скорость ветра, м/с;

Св - коэффициент воздушного сопротивления, изменяющийся в зависимости от степени обтекаемости надводной части судка и угла рыскания в пределах 0,6÷1,0 (нижнее значение соответствует случаю отсутствия рысканья).

Следует учитывать, что скорость ветра в порывах может вдвое и даже больше превышать средние значения скорости, поэтому рекомендуется W принимать в два раза большей средней скорости W_эф, измеряемой анемометром.

Степень рысканья судна на якоре зависит от взаимного расположения центра боковой парусности и центра бокового сопротивления воды. При смещении центра парусности в нос, а центра бокового сопротивления воды в корму от центра тяжести судна, рысканье увеличивается. При увеличении дифферента на корму рысканье увеличивается.

Процесс рысканья судна на якоре изучен пока недостаточно, поэтому в морской практике принято считать, что инерционная сила Р_ин при значительном рыскании приблизительно имеет значение порядка веса якоря.

Сила давления течения Р_т численно равна силе сопротивления воды, которое испытает судно при движении со скоростью, равной скорости течения, плюс сила сопротивления, испытываемая застопоренным винтом (винтами).

Силу сопротивления корпуса (силу давления течения) можно приближенно определить по формуле:

Р_т=К_m𝛺

где Р_т – сила сопротивления корпуса давлению течения, Н;

К_т - коэффициент сопротивления корпуса, который можно принять 1,0÷1,3 (большее значение соответствует случаю, когда благодаря сильному ветру судно располагается под некоторым углом к направлению течения, а также при рыскании);

𝛺 – площадь, смоченной поверхности.

Застопоренный винт (винты) увеличивает сопротивление корпуса приблизительно на 30%, что можно, учесть путем включения в формулу коэффициента, равного 1,3.

Под влиянием волнения судно, стоящее на якоре совершает вместе с частицами воды орбитальное движение по эллипсу с полуосями, не превышающими половины высоты волны. Такое движение приводит к периодическому возрастанию натяжения якорной цепи, зависящему от высоты волны и соотношения между длиной судна и длиной волны. По некоторым данным влияние волнения может приводить к кратковременным возрастаниям силы горизонтального натяжения якорной цепи Т_г до 20%÷30%, что может быть учтено с помощью коэффициента динамичности К_д, величину которого для неблагоприятных условий якорной стоянки можно принять равным 1,3. Таким образом, суммарная внешняя сила, воздействующая на судно при стоянке на якоре, может определяться по формуле

Т_г = (Р_в + Р_m + Р_ин) К_д

Держащая сила якорного устройства.

На морских судах применяются, как правило, в качестве становых якоря с поворотными лапами типа Холла. Держащая сила якорного устройства Т_д состоит из держащей силы якоря и держащей силы участка якорной цепи, лежащего на грунте

Т_д = GК + agf

где G - вес якоря в воде, Н;

К - коэффициент держащей силы якоря, зависящий от его типа и характера грунта;

а - длина участка цепи, лежащего на грунте, м;

g - вес одного погонного метра якорной цепи в воде, н/м²

f - коэффициент трения цепи о грунт.

Для величин К и f имеются специальные таблицы в зависимости от характера грунта, помещаемые, например, в учебниках по управлению судном, справочнике капитана.

Для приближенных расчетов значение коэффициента держащей силы для якоря Холла на песчано-илистых грунтах можно принимать 3,5÷3,75, а коэффициент трения цепи о грунт

0,3÷0,5.

Для учета потери веса якоря и якорной цепи в воде применяется коэффициент, учиты­вающий удельные веса морской воды и стали равный 0,87.

Расчет безопасной якорной стоянки.

Якорь, лежащий на грунте, способен обеспечить расчетную держащую силу лишь при условии, что веретено якоря сохраняет горизонтальное положение. Если же под влиянием натяжения цепи веретено приподнимется, то держащая сила резко уменьшится и якорь может поползти.

Якорный канат при отданном якоре имеет форму математической кривой, называемой цепной линией. Такую форму принимает гибкая тяжелая нерастяжимая нить, подвешенная в двух точках (якорный канат представляет собой одну ветвь цепной линии).

Чтобы веретено якоря не отрывалось от грунта, длина вытравленного якорного каната должна быть не меньше, определенного минимального значения, при котором веретено цепной линии совпадает со скобой якоря.

На судно, стоящее на якоре на глубине Н действует внешняя горизонтальная сила Т_г. Эта сила действует также на любую точку якорной цепи как горизонтальная составляющая ее натяжения.

Если сообщить точке А элементарное перемещение по цепной линии dl, то ему будет соответствовать элементарная вертикальная проекция dh, причем dh = dlcosy.

В окончательном виде формула примет вид:

l_min =

Эта формула позволяет определить потребную минимальную длину якорного каната l_min при заданной внешней силе Т_г. Если длина вытравленной цепи будет больше l_min , то в этом

случае избыточная часть ляжет на грунт. Формула показывает длину провисающей части якорной цепи от точки ее касания грунта до поверхности воды.

Если внешняя сила Т_г окажется больше держащей силы якоря, т.е. Т_г˃GK, то якорь поползет и появится дрейф.

Если внешняя сила Т_г ненамного превышает GK, то безопасную якорную стоянку можно обеспечить за счет вытравливания дополнительной длины, часть которой пойдет на увеличение провисающего участка, а другая часть, длиной, а, ляжет на грунт и увеличит держащую силу якорного устройства.

а =

Общая длина вытравленной цепи определится по формуле: l_mp = l_min+а. Если окажется, что требуемая длина якорной цепи будет больше, чем длина имеющейся цепи, то в данном случае безопасная стоянка мет быть обеспечена путем постановки на два якоря.

Выбор места якорной стоянки.

Безопасная якорная стоянка выбирается с учетом навигационных и гидрометеорологических характеристик. При этом принимаются во внимание глубины, защищенность от ветра и волнения, размеры акватории, наличие течений и приливоотливных явлений, рельефа дна и характер грунта, наличие навигационных ориентиров, состояние погоды и ее прогноза.

Безопасность якорной стоянки в значительной степени определяется характером грунта, от которого зависит держащая сила якоря. Хорошими свойствами в этом отношении обладают песчаные и илисто-песчаные грунты. Ил и глина тоже хорошо держат якоря, но обладают свойством засасывания, что затрудняет отрыв якоря от грунта при съемке. Кроме того, якоря забиваются, грунтом и после срыва плохо забирают. Особенно неблагоприятными для якорной стоянки следует считать каменистые, грунты, состоящие из валунов, крупных скал или плиты. На таких грунтах якоря легко скользят, и судно может, дрейфовать со значительной скоростью. Если при этом якорь неожиданно заклинится, то может произойти обрыв якорного каната или поломка якоря.

Размер акватории для якорной стоянки можно приблизительно оценить радиусом, рассчитываемым по формуле

R= +L+ΔR

где l - длина вытравленного якорного каната, м;

L - длина судна, м;

Н' - высота клюза над грунтом, м;

ΔR - необходимый запас, выбираемый от конкретных условий и обстоятельств, м.

При оценке минимальной глубины, необходимой для обеспечения безопасной стоянки, можно воспользоваться формулой

Н = 1,2Т = 0,7h_в

где Т - наибольшая осадка судна, м;

h_в - вероятная высота волны для данного сезона в районе якорной стоянки, м.

Способы постановки судна на якорь.

Перед постановкой на якорь необходимо заранее выбрать место якорной стоянки и наме-тить план подхода и маневрирования с учетом действующего ветра и течения, использования имеющихся ориентиров для контроля движения и определение места отдачи якоря, а также с учетом маневренных возможностей судна.

До начала маневрирования якорное устройство должно быть полностью подготовлено: якорь приспущен из клюза и взят на ленточный стопор, а барабан брашпиля разобщен с при­водом.

Если глубины на выбранной якорной стоянке превышают 25÷30 м, а также при скальном грунте, независимо от глубины, якорь нужно заранее стравить в воду с помощью привода брашпиля так, чтобы его высота над грунтом была не очень большой, после чего закрепить ленточный стопор и разобщить барабан брашпиля. Отдавать якорь нужно, когда судно пол­ностью остановится или когда его скорость незначительна.

После отдачи якоря и по мере выхода на канат нужно плавно задерживать ленточный стопор, чтобы не допускать сильных рывков, а при необходимости подрабатывать машиной для погашения чрезмерной инерции судна.

После выхода на канат диаметральная плоскость судна занимает направление, соответствующее направлению ветра или течения. Это направление следует учитывать при планировании подхода и во время маневрирования по постановке на якорь.

Постановка на один якорь осуществляется с выходом в точку отдачи якоря:

- носом против направления ветра или течения;

- носом по направлению ветра или течения;

- под углом к направлению ветра или течения.

В первом случае, наиболее простом и распространенном, судно на небольшой скорости приближается к месту отдачи якоря носом против ветра. Затем дают задний ход с таким рас­четом, чтобы остановиться в нужной точке, а когда судно приобретает небольшое движение назад, отдают якорь и стопорят машину. При таком способе маневрирования следует учитывать, что, при отработке инерции задним ходом за счет боковой силы винта судно получит некоторый разворот вправо, после чего продолжится поворот вправо под влиянием ветра, имеющего направление слева по носу. Если такой разворот нежелателен, то следует подходить к месту отдачи якоря таким курсом, чтобы ветер был направлен несколько справа по носу.

Подход к месту отдачи якоря носом по направлению к ветру или под углом с отдачей якоря на переднем ходу - нежелателен, однако иногда при маневрировании на тесном рейде для сохранения управляемости в условиях ветра приходится подходить к месту отдачи якоря на более или менее значительном переднем ходу. В этом случае из-за невозможности полностью погасить инерцию при отдаче якоря, может возникнуть сильный рывок при задержании якорной цепи, направленной назад, что может привести к ее обрыву. Во избежание сильного рывка следует планировать маневр так, чтобы при подходе ветер был направлен в тот борт, с которого будет отдаваться якорь, а перед выходом в заданную точку руль следует переложить на борт в наветренную сторону, после этого, когда судно начнет разворачиваться, дать полный задний ход и отдать якорь.

При таком способе маневрирования, за счет ветрового дрейфа и поворота, между на­правлением вытянутой назад якорной цепи и диаметральной плоскостью будет более или менее значительный угол, благодаря чему при задерживании цепи кинетическая, энергия судна будет расходоваться на поворот, и сильного рывка не произойдет. При возможности, следует планировать подход к месту отдачи якоря правым бортом к ветру, так как в этом случае после перекладки руля вправо и дачи, полного хода назад боковая сила винта будет способствовать развороту вправо и увеличению угла между якорным канатом и ДП судна.

Постановка на два якоря чаще всего выполняется для повышения держащей силы якорного устройства при сильных ветрах и течениях.

К месту якорной стоянки судно обычно подходит курсом приблизительно перпендику­лярным направлению ветра или течения.

Первым отдают якорь с наветренного борта при небольшой скорости, после чего канат травят слабо, одновременно работая назад машиной, чтобы остановить судно к моменту отдачи второго якоря. После отдачи второго якоря судно под влиянием ветра или течения выходит на канаты, которые следует плавно подтравливать на нужную длину. Якоря отдаются с таким разносом, чтобы после выхода на канаты угол между ними составлял 30°÷40°.

Иногда второй якорь отдают для уменьшения рысканья судна. Это делают после отдачи

первого якоря и выхода на канат, или когда судно уже стоит на одном якоре. Второй якорь отдается с небольшой длиной каната приблизительно 1,5Н - и используется в качестве во­локуши. Такой способ постановки на два якоря носит название "тандем".

При стоянке на тесных рейдах в районах, где ветер или течение периодически меняют

направления на противоположные, иногда при постановке на якорь применяют способ "фертоинг". При этом способе якоря кладутся под углом, близким к 180° по линии, совпадающей с направлением, в котором действуют ветер или течение. При этом способе судно получает возможность попеременно стоять то на одном, то на другом якоре, а излишняя слабина каната второго якоря подбирается.

Способ постановки на шпринг обычно применяется для удержания судна под углом или даже перпендикулярно к линии ветра с целью прикрытия корпусом плавсредств, находящихся у борта, например, при проведении рейдовых грузовых операций.

Шпрингом называется, швартовный трос, который пропускается через клюз на корме, проводится по борту, с которого отдан якорь, вводится снаружи через якорный клюз на бак и крепится к якорному канату. Коренной конец шпринга крепится на кормовых кнехтах. Подтравливая после этого якорный канат, устанавливают судно под нужным углом к линии ветра.

Съемка судна с якоря.

Перед съемкой с якоря и выходом в открытое море судно в целом должно быть приведено в состояние "по-походному".

При выборке брашпилем якорного каната, при свежем или сильном ветре судно, обычно начинает дрейфовать еще до того, как якорь оторвется от грунта. Такой дрейф опасен, если вблизи находятся другие суда или имеются навигационные опасности. Во избежание навалов на другие суда или посадки на мель нужно своевременно подрабатывать машиной и действовать рулем для удержания судна на месте до подъема якоря.

При съемке с двух якорей, канаты которых расположены под небольшим углом, можно вначале выбирать одновременно оба каната. После того, как угол между канатами увеличится примерно до 60° один из барабанов брашпиля, берут на ленточный стопор и разобщают, а при выборке второго каната, при необходимости, подтравливают. Когда один из якорей выйдет из воды, его берут на ленточный стопор, после чего выбирают другой якорь.

После выхода в открытое море якоря втягивают в клюзы и крепят по-походному".