Контроль запаса воды под килем на мелководье

С выходом на мелководье необходимо особенно тщательно учитывать осадку судна и необходимый для обеспечения безопас­ности запас воды под килем. Последовательность расчета безопас­ной осадки на мелководье и в каналах можно представить выра­жением

АТ=АТ₁+АТ₂+АТ₃

где AT - общее изменение осадки,

AT₁ - увеличение осадки за счет проседания судна,

АТ₂- увеличение осадки на волнении,

AT₃ — увеличение осадки от крена.

Для обеспечения безопасного плавания на мелководье к уве­личению осадки AT надо прибавить необходимый запас воды под килем (UKC - Under keel clearance).

Рекомендации но расчету безопасной осадки на мелководье приведены в пособии РШСУ-98.

Представление об увеличении осадки от проседания на мел­ководье можно получить из табл. 1.3.

Таблица 1.3

Увеличение осадки судна на мелководье и в канале (в метрах)

L/B*6,H>7

Скорость судна, уз.
Отношение глубины
моря к осадке судна, Н/Т	0,1	0,2	0,4	0,6	1.0	1,6
2,0	0,2	0,3	0,5	0,9	1,4	-
1,2

В таблице приняты обозначения

L - длина судна на уровне действующей ватерлинии, м;

В - ширина судна на миделе, м;

Н - глубина моря в данном месте, м.

Примечание, При скорости судна, превышающей указанную в таблице 1.3, достоверность данных резко падает, возникает яв­ление спутной волны и другие негативные явления.

Необходимо отметить, что данные, приведенные в таблице 1.3, только показывают тенденцию к изменению осадки за счет проседания. Более достоверно можно получить сведения о просе­дании на мелководье и в канале, 'используя метод расчета Рёми-ша-Дёмина, который помещен в конце параграфа.

Необходимый запас глубины на ветровое волнение приведен в табл. 1.4. Исходя из этой таблицы, можно запас осадки на волне­ние принимать не больше половины высоты волны.

Таблица 1.4

Высота волны, м
Длина судна, м
	0,2	0,7	1,2	2,0
	0,2	0.6	1,1	1,7
	0,1	0,4	0,8	1,3
	0,1	0,3	0,7	1,1
	-	0,3	0,6	1,0
	-	0,2	0,5	0,8

Увеличение осадки при крене АТ₃ (в метрах) определяется по формуле

B

AT₃ = — tgQ

гдеВ - ширина судна, м, Q — угол крена, град.

Для ориентировочной оценки можно принять, что каждый градус крена приводит к увеличению осадки (в сантиметрах), чис­ленно равной ширине судна на миделе (в метрах).

В соответствии с гидротехническими стандартами при следо­вании судна на подходах к порту и в портовых водах запас воды под килем (UKC) для мягких грунтов должен составлять не менее 0,4 метра, для каменистых - 0,6 м. Однако, учитывая, что в от­крытых водах глубина мелководья не обследована так надежно, как на подходах к портам и в портовых водах, для мелководья от­крытых вод рекомендуется иметь UKC не менее 0,2Т. Если ориен­тироваться по соотношению глубины Н и осадки Т, то судам с осад­кой до 7 м не рекомендуется заходить за изобату 10 м, а судам с большей осадкой - за изобату 20 м. В районах действия приливов желательно ориентироваться на глубину, указанную на карте, не полагаясь на уровень подъема воды. Если же ограничение выбора пути не дает возможности избежать мелководья, то в этом случае необходимо рассчитывать «приливные окна» для осадки своего необходимо рассчитывать «приливные окна» для осадки своего судна, рассчитывать увеличение осадки и необходимый запас воды под килем на момент прохода этого места.

Расчет проседания судна на мелководье и в каналах по методуРёмиша-Дёмина.

При движении вокруг судна образует­ся гидродинамическое поле с разными значениями давления в от­дельных его частях. Понижение давления под днищем вызывает проседание судна, т.е. увеличение осадки по сравнению с осадкой неподвижного судна. Явление проседания уменьшает запас воды под килем и на малых глубинах создает угрозу удара днищем о грунт.

С появлением крупнотоннажных судов к вопросу проседания стали проявлять повышенный интерес. Учеными был выполнен ряд теоретических и натурных исследований проседания судов на мелководье и в каналах. Большую известность среди судоводите­лей получил метод Рёмиша-Дёмина, позволяющий с достаточной для практики точностью определить проседание судов при плава­нии на мелководье и в каналах. Он учитывает основные парамет­ры судна и может быть применен для судов различных типов и размеров.

Увеличение осадки на мелководье отдельно для носа и кормы

AT=0,55C_vC_g--------------------------------

где AT— проседание носа или кормы, м; if-глубина воды, м; Т— осадка носа или кормы;

С_v- коэффициент, зависящий от скорости судна;

Cg— коэффициент, зависящий от формы корпуса судна.

C_v = 8………..

где V— скорость судна, м/с; V_кр — критическая скорость для мел­ководья, м/с.

В данном случае её рассчитывают из выраже­ния

V_KP = 1,82Я⁰'^{625……………}

(1.9)

Коэффициент C_g для кормы равен 1, а для носа

(1.10)…………..

Из выражения (1.7) видно, что при С₈ > 1 проседание носа больше чем кормы, а при С₅ < 1 - больше проседает корма. Из этих же выражений можно сделать вывод, что у судов с полными обво­дами и малым отношением L/B, например у крупнотоннажных танкеров и балкеров, больше проседает нос, в то время как у судов с острыми образованиями корпуса больше проседает корма.

Формула (1.7) позволяет также рассчитывать проседание но­сом и кормой в канале при условии, что V_Kp в этом случае будет определяться из выражения

V_KP=k _… f^H,(1.11)

в которой

к = 0,226…….

где

п =……….

(1.12)

т.е. отношение площади поперечного сечения канала в месте дви­жения судна S_K («живого» сечения канала) к площади поперечно­го сечения подводной части корпуса на миделе S_Mm.

Критерием, определяющим по каким формулам выполнять расчеты — для мелководья или канала, является значение выра­жения (1.12). Если п < 12, то считается, что плавание происходит в канале, а при п > 12 - на мелководье.

В каналах влияние сил отталкивания и присасывания особен­но ощутимо, так как не только затрудняется перетекание воды под днищем, но и возникает дополнительное сопротивление со сторо­ны обоих берегов свободному обтеканию воды вдоль судна. При увеличении скорости до определенного предела наступает момент, когда вода не успевает обтекать корпус, отчего ее большие массы в виде волны идут впереди носовой части судна. Скорость, при ко­торой этот эффект возникает, называют критической скоростью плавания в канале V_Kp.

Величина критической скорости в значительной степени за­висит от отношения (1.12). У большинства искусственно сооружен­ных каналов для судов предельных размеров отношение п имеет значение 4 — 5, что позволяет проводить такие суда минимальным ходом, не достигая критической скорости. Так, например, для Суэцкого канала п = 4,5. По экспериментальным данным, ско­рость, близкая к «эффекту насыщения» в Суэцком канале при п = 4 составляет 8,4 уз, при п = 6 критическая скорость возникает при 10,5 уз, при п = 8 критическая скорость 11,8 уз.

Плавание в канале со скоростью, близкой к скорости «насы­щения», небезопасно. Судно неустойчиво на курсе и плохо слуша­ется руля. Отклонение от оси фарватера в связи с рысканьем на курсе или же под влиянием неровностей дна и боковых стенок канала нарушает баланс гидродинамических сил, действующих на корпус. Наибольшее отталкивание носа и притягивание кормы испытывает судно со стороны ближнего берега. Чем больше судно отходит от оси фарватера, тем сильнее действуют эти силы. При значительном отходе от середины канала руль, переложенный «на борт», не всегда может преодолеть влияние берега. Корма стреми­тельно идет к берегу, а нос отходит от него. Силы отталкивания уменьшаются, а силы притягивания, если гребной винт продол­жает работать, возрастают. Корму невозможно отвести от берега, и судно может попасть в аварийное положение, развернувшись поперек канала.

Критическая скорость устанавливается относительно воды. Поэтому крупные суда могут достигать V, испытывая действие встречного течения при сравнительно малых скоростях относи­тельно берегов, что может поставить эти суда в затруднительное положение при движении с установленной скоростью в составе каравана судов, как это бывает, например, в Суэцком канале. При движении в канале на попутном течении крупнотоннажные суда находятся в лучшем положении, так как в этом случае их управ­ляемость и маневренные возможности повышаются.

Существует несколько способов расчета проседания судна на мелководье и в каналах. Один из них, несколько упрощенный и, поэтому, менее точный, чем способ Рёмиша-Дёмина, но позволя­ющий быстрее определить проседание судна, приведен в Прило­жении 1 в конце книги.

Дата добавления: 2014-01-11