Снятие судов с мели и аварийная морская буксировка

Снятие судов с мели и аварийная морская буксировка

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА

КАФЕДРА УС и ТСС

КУРСОВАЯ РАБОТА

Дисциплина: Управление судном

Тема: Снятие судов с мели и аварийная морская буксировка

Москва 2013

Задание

Тема: “Снятие судов с мели и аварийная морская буксировка”

Исходные данные:

Аварийное судно - проект № 19610

Буксировка судном - проект № 19610

Буксирная линия - однородная, симметричная

Район плавания - Северное море

Сезон плавания - весенний

Календарный план

Дата выдачи задания 21.10.2013

Дата сдачи к/р 12.12.2013

Защита к/р 17.12.2013

Студент Артемов С.

Руководитель Деренков Л. Е.

Реферат

Аварийная морская буксировка, снятие судна с мели, расчет сопротивлений, кренование, реакция грунта, правовой аспект буксировки, правовой аспект снятия с мели, разрывная прочность буксирного троса, коэффициент запаса прочности, усилие рывка буксира - спасателя, гидрометеорологические условия, тяга на гаке, скорость буксировки, параметры буксирной линии, мощность на швартовых, тяговая мощность, буксирного троса, рекомендации по буксировке, рекомендации по снятию с мели, запас плавучести, угол крена.

Объектом исследования курсовой работы являются вопросы аварийной морской буксировки, и снятия судна с мели.

Цель курсовой работы: выяснение различных вопросов, связанных с аварийной морской буксировкой и снятием судна с мели различными методами, а также выработка рекомендаций по этим вопросам.

В процессе выполнения курсовой работы получены величины сопротивлений буксирующего и буксируемого судов, максимально допустимой и безопасной скорости буксировки, определены параметры буксирной линии, и ее поведение при неблагоприятных погодных условиях; произведены расчеты по выявлению сил и реакций, действующих на аварийное судно, севшее на мель, а также выполнен предварительный анализ вариантов накренения судна для схода с мели и величины усилия, возникающего при рывке буксира - спасателя. Кроме того, в курсовой работе даны некоторые рекомендации по аварийной буксировке и кренованию судна. Построен ряд графических зависимостей некоторых величин от различных параметров. Здесь достаточно полно освящены теоретические вопросы по аварийной буксировке судна и снятию судов с мели, а также правовой аспект этих явлений.

Полученные в курсовой работе результаты могут найти применение в учебном процессе МГАВТ и других вузов судоводительской специальности, а также в научно - исследовательской работе студентов и аспирантов.

Содержание

Введение

.        Данные по судну “19610”

.        Характеристика района плавания

.        Гидро и метеорологический очерк

.        Аварийная морская буксировка

.1      Определение сопротивления воды и воздуха движению буксирующего судна

.2      Определение сопротивления буксируемого судна

.3      Определение упора винтов в швартовном режиме (максимальная тяговая мощность)

.4      Определение разрывного усилия троса

.5      Определение скорости буксировки и тяги на гаке

.6      Расчет элементов буксирной линии

.7      Способы крепления буксирной линии

.8      Организация связи между буксировщиком и буксируемым судном

.9      Расчет посадки судна на мели, реакции грунта и метацентрической высоты

.10    Снятие судна с мели способом дифферентования

.11    Снятие судна с мели способом кренования

.12    Расчет рывка буксировщика

.13    Способы снятия судна с мели

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Морские буксировки относят к особым случаям морской практики, так как этот вид работы связан с весьма сложным маневрированием при самых разнообразных обстоятельствах и при условии управления объектом, состоящим из двух или более судов.

Среди навигационных аварий, составляющих три четверти всех видов аварий судов, посадки на мель стоят первыми в списке как по количеству случаев, так и по убыткам, связанным с затратами на снятие с мели или в связи с гибелью судов, разрушенных на мели.

Районы с повышенной частотой посадок на грунт приходятся в основном на судоходные каналы, проливы, проходы к портам в российских и иностранных водах.

Курсовая работа на указанные темы имеет целью углубить и закрепить знания студентов и практически использовать полученные знания, судовую информацию и информацию из других источников (лоции, кодекс торгового мореплавания, МППСС, учебная и вспомогательная литература по курсу «Управление судном»).

Приступая к курсовой работе студенты должны изучить задание, ИТХ судна, район плавания в навигационном и гидрометеорологическом аспектам, ознакомиться с правовым обеспечением операций по аварийной морской буксировке, снятию судов смешанного река-море плавания с мели.

1. Данные по судну “19610”

судно морская буксировка мель

Основные показатели: таблица №1

Балластные цистерны

Главные двигатели

Движители:

Рулевое устройство:

Якорное устройство

Якорь Количество и масса носовых якорей, кг Масса кормового якоря, кг Калибр и длина цепей носовых якорей, ммм

Кормового якоря, мммХолла

1600

700

44175

2. Характеристика района плавания

Общие сведения. В настоящей Лоции описан восточный берег острова Великобритания от мыса Ратрей-Хед (57°37'N, 1°49'W) до мыса Орфорд-Несс (52°05' N, 1°35'Е), включая реку Тей до города 5 Перт (56°22'N, 3°23'W), реку Форт до города Стерлинг (56°07' N, 3°56' W) и реку Хамбер до порта Гул (53°42' N, 0°52' W).

Описываемое побережье принадлежит Соединенному Королевству Великобритании и Северной Ирландии.

На севере лоция граничит с лоцией Фарерских, Шетландских, Оркнейских островов и северного берега острова Великобритания, а на юге - с лоцией юго-восточного берега острова Великобритания.

Условия плавания в описываемом районе сложные. Район характеризуется сильными приливными течениями, частыми туманами и пониженной видимостью в продолжение всего года.

Плавание в южной части Северного моря затруднительно не только из-за многочисленных банок, но и вследствие низких берегов, которые даже в хорошую видимость редко бывают видны с 10-12 миль. Кроме того, район отличается большой интенсивностью судоходства как между портами этого побережья, так и между ними и портами Норвегии, Балтийского моря и другими портами на восточной стороне Северного моря.

В Северном море повсеместно ведется лов рыбы самыми различными способами и орудиями лова; во многих районах моря производятся работы по разведке и добыче природного газа и нефти. Вследствие этого при плавании у восточного берега острова Великобритания надлежит соблюдать особую осторожность.

Берега. Северная часть описываемого берега от залива Мори- Ферт до залива Ферт-оф-Форт преимущественно возвышенная, скалистая, сложена из песчаника и известняка; низменные участки встречаются лишь в районе бухт и в долинах рек. Местность по мере удаления от моря повышается до гор; высота отдельных гор в глубине острова достигает 1000-1300 м. Горы сложены из гранита, песчаника и известняка; они имеют плоские округлые вершины с ровными, поросшими травой склонами.

Южнее залива Ферт-оф-Форт высота берега и прибрежных гор постепенно уменьшается; берег здесь состоит из чередующихся песчаных и скалистых участков; местами он изрезан глубокими оврагами и ущельями.

Южный участок описываемого берега между рекой Хамбер и мысом Орфорд-Несс низкий, кое-где заболоченный; к нему примыкает широкая равнина, занимающая юго-восточную часть острова Великобритания.

Растительность на описываемом берегу скудная. Больших лесных массивов нет; древесная растительность встречается лишь в ущельях.

Берег изрезан сравнительно мало. Наиболее глубоко вдаются в него залив Ферт-оф-Форт (56°06'N, 2°56/W), в вершину которого впадает река Форт, и бухта Уош (52°57'N, 0°15'Е). Кроме того, берег прорезан обширными устьями рек Тей и Хамбер.

Реки, стекающие с восточного побережья острова Великобритания, короткие, но полноводные. Их устья имеют воронкообразную форму, благодаря чему высота приливов здесь увеличивается и делает их) на значительном протяжении доступными для морских судов.

Острова. У восточного берега острова Великобритания имеется лишь несколько небольших островов. Самыми мористыми из них являются остров Мей, лежащий почти посредине входа в залив Ферт-оф-Форт, остров Холи-Айленд (55°40' N, 1°50'W) и группа невысоких островов Фарн, расположенных в 5 милях к SE от острова Холи-Айленд.

При плавании вдоль берега необходимо соблюдать особую осторожность в районе островов Фарн, проходя мористее их на значительном расстоянии.

Глубины, рельеф дна и грунт. Глубины в Северном море южнее параллели мыса Ратрей-Хед, исключая впадину Девилс-Хол (Devil's Hole) (56°30' N, 0°40'Е), не превышают 100 м и по мере продвижения к югу постепенно уменьшаются. В южной части Северного моря, омывающей берег к S от мыса Фламборо-Хед (54°08'N, 0°05'W), глубины менее 50 м.

Дно у берега неровное. Утесистые участки окаймлены рифами.

В навигационном отношении описываемый берег делится на три участка.

От мыса Ратрей-Хед до залива Ферт-оф-Форт берег в основном скалистый и приглубый. За пределами 2 миль от берега опасностей нет, кроме отдельной скалы Белл, лежащей на подходе к реке Тей.

На участке от залива Ферт-оф-Форт до реки Хамбер самые мористые опасности находятся в районе островов Фарн. Они простираются на расстояние до 5 миль от береговой черты. К S от гавани Норт-Сандерленд (55°35'N, 1°39'W) опасности лежат в расстоянии не более 2 миль от берега (кроме тех, которые находятся в бухте Бридлингтон).

У южного участка описываемого берега от устья реки Хамбер до мыса Норт-Форленд (51°23'N, 1°27'Е) лежат обширные песчаные отмели и банки, простирающиеся местами на расстояние до 55 миль от береговой черты. Между этими отмелями и банками имеются глубоководные проходы. В районе банок и отмелей проложены подводные трубопроводы и установлены платформы и другое оборудование, связанное с добычей природного газа.

Грунт против восточного берега острова Великобритания в основном песок различных оттенков, а во впадинах - песок с черным илом. На отмелях и банках грунт - гравий, песок, ракушка; местами встречаются камни.

Спасательная служба. На берегах острова Великобритания имеется сеть постов береговой охраны и береговых спасательных станций. При обнаружении судов (самолетов), терпящих бедствие или находящихся в опасном положении, спасательная служба оказывает им помощь, используя береговые спасательные средства, или сообщает властям, которые могут оказать помощь в море.

Общее руководство поиском и спасением осуществляется королевской службой береговой охраны с использованием спасательных судов ВМС и поисково-спасательных самолетов и вертолетов ВВС.

Спасательные суда спасания в открытом море имеют скорость от 8 до 20 уз и радиус действия их не менее 100 миль. Большинство этих судов оборудованы радиолокационными станциями, а также радиопеленгаторами, работающими на частоте 2182 кГц. На всех спасательных судах имеются УКВ и СВ радиостанции.

Самолеты поддерживают связь со спасательными судами на частоте 2182 кГц, а вертолеты - на СВ и УКВ (каналы 0 и 16), иногда на частоте 2182 кГц.

Спасательные суда спасания у побережья представляют собой надувные или полужесткие надувные плавучие средства с подвесными моторами, развивающие скорость от 20 до 30 уз. Все они оснащены УКВ и СВ радиостанциями. Все спасательные станции имеют телефонную связь.

Почти во всех портах и во многих гаванях есть моторные спасательные боты.

Спасательный бот, находящийся в море, несет на мачте синий частопроблесковый огонь, видимый по всему горизонту.

В ведении спасательной службы имеются также радиопеленгаторные станции, работающие на УКВ. Приемная вахта несется на канале 16.

Подробные сведения о времени несения вахты на спасательных станциях, наличии спасательных средств и спасательных ботов и другие сведения приведены в соответствующих местах навигационного описания.

Навигационная информация. Гидрометеорологические сведения (МЕТЕО) и навигационные предупреждения для судов передаются через береговые радиостанции. Подробные сведения о режиме их работы, содержании передач, районе обслуживания и т. п. приводятся в руководствах «Расписание передач навигационных предупреждений радиостанциями Северного Ледовитого и Атлантического океанов» и «Расписание передач гидрометеорологических сообщений радиостанциями Северного Ледовитого и Атлантического океанов» издания Главного управления навигации и океанографии.

В некоторых портах описываемого в лоции района имеется служба портовой информации, которая по запросу мореплавателей передает информацию на район порта и подходов к нему (ограждение, глубины, допустимая осадка, погода, движение судов на подходах к порту и т. п.).

Сообщение и связь. Все порты и наиболее важные гавани восточного побережья острова Великобритания соединены с железнодорожной сетью страны. Между портами и некоторыми гаванями установлено регулярное морское сообщение. Имеется также морское сообщение между некоторыми портами Великобритании и иностранными портами.

В описываемом районе есть береговые радиостанции, с помощью которых поддерживается связь с судами в море.

В большинстве портов имеются портовые радиостанции.

3. Гидро и метеорологический очерк

Гидрометеорологические условия для плавания судов в описываемом районе в целом удовлетворительные. В течение года здесь наблюдаются невысокая температура воздуха, большая относительная влажность и значительная облачность. Штормовые ветры, вызывающие в открытом море сильное волнение, а у восточного берега острова Великобритания значительные нагоны и сгоны воды, отмечаются в любое время года. Сильные шквалы, наблюдающиеся у восточного берега Шотландии, могут представлять опасность для малых судов.

Описываемый район расположен в умеренной климатической зоне, для которой характерны незначительные колебания температуры воздуха в продолжение года, большая относительная влажность, значительная облачность, обильные осадки.

Зима: декабрь - февраль; весна: март - май; лето: июнь - август; осень: сентябрь - ноябрь.

Зима* обычно мягкая, с редкими снегопадами и непродолжительными морозами. Преобладает пасмурная погода с обложными осадками в виде дождя и мороси, с частыми туманами и штормовыми ветрами.

Весна относительно холодная и облачная. Осадков выпадает немного.

Лето прохладное и дождливое, со значительной облачностью. Жаркая погода бывает редко и продолжается недолго. Штормовые ветры отмечаются редко.

Осень сравнительно теплая. Преобладает пасмурная и дождливая погода с туманами и штормовыми ветрами.

Погода в данном районе неустойчивая, причем ее быстрые изменения тесно связаны с циклонической деятельностью, которая бывает особенно активной осенью и весной. Основные пути циклонов проходят между Шотландией и Исландией. Часто глубокие циклоны перемещаются через остров Великобритания в восточном направлении, захватывая территорию в 1000 миль и определяя быструю смену воздушных масс. В зависимости от свойств воздушных масс, преобладающих в тот или иной сезон года, в описываемом районе отмечаются в основном четыре типа погоды: северный, восточный, южный и западный.

Северный тип погоды бывает обычно зимой, когда повсеместно господствуют северные ветры, достигающие большой силы и ведущие к значительному похолоданию.

Восточный тип погоды наблюдается в любое время года, но чаще устанавливается весной и в начале лета; он обусловлен вторжением з данный район континентального воздуха умеренных широт или континентального арктического воздуха. Этот тип погоды неустойчив характеризуется восточными ветрами, которые зачастую вызывают резкое понижение температуры воздуха (волны холода) и уменьшение облачности. Если при восточных ветрах наблюдается движение перистых облаков с запада на восток, то в ближайшее время следует ожидать перемены направления ветра и погоды.

Южный тип погоды устанавливается зимой, когда область повышенного атмосферного давления располагается над Восточной Европой и Пиренейским полуостровом, а область пониженного атмосферного давления - над северо-восточной частью Атлантического океана. Для этого типа погоды характерно преобладание южных ветров, повышение температуры воздуха, пасмурная и дождливая погода.

Западный тип погоды наблюдается чаще зимой и летом и обусловлен вторжением в описываемый район морского воздуха умеренных широт или морского тропического воздуха, когда область пониженного атмосферного давления располагается над Британскими островами, а область повышенного атмосферного давления - к югу от них. Этот тип погоды очень устойчив (иногда он удерживается в течение нескольких недель) и характеризуется преобладанием западных ветров, большой облачностью и частыми осадками. Вторжение морского воздуха умеренных широт вызывает зимой быстрое повышение температуры воздуха, частые оттепели, иногда грозы, а летом - понижение температуры.

Температура и влажность воздуха. Наиболее холодными месяцами года являются январь и февраль, когда средняя месячная температура воздуха в открытом море 4-6 °С.

Морозы на побережье наблюдаются в основном с октября по май, но наиболее часты и продолжительны они в декабре - марте, когда среднее месячное число дней с ними в северной части района достигает 10- 15. Иногда температура воздуха -10 °С и ниже держится в течение нескольких недель.

Абсолютный минимум температуры воздуха -16 °С (порт Абердин, январь).

Самыми теплыми месяцами являются июль и август, когда средняя месячная температура воздуха повышается от 14 °С на севере района до 17 °С на юге.

Абсолютный максимум температуры воздуха 34 °С (город Гулль, август).

Суточные колебания температуры воздуха в открытом море не превышают 2 °С в течение всего года, а на побережье они составляют 3-6 °С зимой и 4-7 °С летом.

Относительная влажность воздуха высокая в продолжение всего года. Средняя месячная влажность изменяется от 70 до 90 %. В открытом море минимальная относительная влажность отмечается зимой, максимальная - летом, а на побережье - наоборот.

В суточном ходе относительной влажности максимум ее наблюдается перед восходом солнца, а минимум - после полудня. Величина суточных колебаний влажности с ноября по март составляет 2-6 %, а с апреля по октябрь она может достигать 15 %.

Ветры. Режим ветров, особенно в открытом море, тесно связан с характером атмосферной циркуляции. На побережье заметную роль в его формировании играют также местные физико-географические условия, а именно: конфигурация береговой линии, рельеф побережья и т. д.

В открытом море в течение всего года преобладают ветры от S, SW и W; повторяемость каждого из направлений колеблется от 15 до 25 %. Из ветров других направлений часто дуют ветры от NW и SE. В апреле и мае увеличивается повторяемость ветров от NE (до 20 %).

На побережье весь год господствуют ветры от SW и W (суммарная повторяемость 25-30 %). В порту Абердин и городе Скарборо часты также ветры от NW (15-20 %), а в порту Абердин, кроме того, и ветры от S.

Средняя месячная скорость ветра в открытом море 7-10 м/с с сентября по апрель и 5-6 м/с с мая по август; на побережье она составляет 4-6 м/с.

Штили наблюдаются редко. Повторяемость их повсеместно не превышает 8 %, лишь в городах Гулль и Эдинбург в некоторые месяцы она увеличивается соответственно до 13 и 11 %.*

В открытом море ветры со скоростью 17 м/с и более часты с ноября по март, когда повторяемость их изменяется от 10 до 20 %, увеличиваясь с юга на север. В апреле - октябре повторяемость таких ветров 2-5 %.

На побережье среднее годовое число дней с сильным ветром (скорость 17 м/с и более) составляет 6-12. В порту Абердин отмечается до 14 таких дней за год. Наиболее вероятны сильные ветры с сентября по март - май, когда среднее месячное число дней с ними составляет 1-3. В остальные месяцы на большей части побережья штормы отмечаются не каждый год.

В районе, расположенном к северу от порта Абердин (как в открытом море, так и на побережье), штормы чаще всего бывают от NW и W и отличаются большой силой. Эти штормы начинаются внезапно, и зимой им, как правило, предшествует резкое потепление. Сначала небо несколько проясняется, однако вскоре на северо-западе или западе появляются темные облака; шторм длится примерно 9-12 ч. В декабре и с февраля по апрель не исключены штормы от S. В открытом море, помимо штормов указанных направлений, зимой наблюдаются штормы от SW.

В открытом море южнее порта Абердин преобладают штормы от SW и W, которые начинаются почти всегда внезапно и достигают значительной силы. Продолжительность их обычно несколько часов, и лишь в отдельные месяцы весной и осенью она достигает 18-27 ч.

На побережье между портами Абердин и Берик-апон-Туид преобладают штормы от NE и SE. Несколько реже бывают штормы от N и NW; они менее продолжительны, чем штормы от SE, которые могут длиться более суток. На побережье к югу от порта Берик-апон-Туид наиболее опасны штормы от N до Е.

Шквалы наблюдаются в описываемом районе в любое время года при прохождении холодного фронта; их предвестником являются мощные предфронтальные кучево-дождевые облака. Ветер при шквалах преимущественно северных направлений, иногда достигает значительной силы. Так, на побережье между портом Абердин и городом Эдинбург зимой скорость ветра во время шквала 32-45 м/с, а к югу от мыса Фламборо-Хед она достигает 40 м/с. С мая по сентябрь в послеполуденные часы возможны грозовые шквалы. Грозовые шквалы в Англии имеют местное название «херли-берли».

В теплое время года на побережье хорошо развиты бризы, особенно в ясные дни. Скорость бризов не превышает 2-4 м/с и имеет хорошо выраженный суточный ход с максимумом в послеполуденные часы.

В описываемом районе отмечаются местные ветры: «дойстер», «кастард-винд», «хогалл» и «дрит».

Дойстер - сильный штормовой ветер на побережье Шотландии, дующий с моря.

Кастард-винд - холодный восточный ветер на северо-восточном побережье Англии.

Хогалл - холодный сырой ветер на побережье Шотландии, дующий летом с моря.

Дрит - сухой северный или восточный ветер на побережье Англии.

Туманы. Повторяемость туманов в открытом море редко превышает 5 %.

В открытом море к югу от параллели 54° сев. шир. туманы наиболее вероятны с января по май - июнь, когда в среднем отмечается от 3 до 6 дней с туманом за месяц. С июля по сентябрь и в ноябре, декабре туманы бывают реже (1-3 дня с туманом за месяц).

К северу от параллели 54° сев. шир. повторяемость туманов зимой уменьшается с увеличением широты и расстояния от берега. Туманы наиболее вероятны с мая по сентябрь - октябрь, когда отмечается 2-5 дней с туманом за месяц. С ноября по апрель бывает не более 2 дней с туманом за месяц.

Особые метеорологические явления. Грозы в данном районе наблюдаются главным образом с апреля по сентябрь, когда среднее месячное число дней с ними не превышает 1-3. Обычно они отмечаются во второй половине дня.

На побережье наблюдаются внутримассовые и фронтальные грозы. Первые из них бывают только летом при высокой температуре и влажности воздуха, они довольно продолжительны и обычно не влекут за собой изменение погоды. Фронтальные грозы возможны в любой сезон года. Они кратковременны и всегда связаны с изменением погоды. Часто фронтальные грозы сопровождаются сильными шквалистыми западными ветрами, а иногда - градом. В городе Эдинбург, например, с октября по май отмечается в среднем 10 дней с градом, в порту Грейт-Ярмут - 9.

Смерчи встречаются редко. Наиболее вероятны они в теплое время года.

Гидрологический режим описываемого района определяется в основном влиянием вод Атлантического океана, климатическими условиями, приливными явлениями, расчлененностью берегов и особенностями рельефа дна.

Свободное, ничем не затрудненное сообщение между океаном и Северным морем исключает возможность формирования у берегов собственных водных масс, поэтому физические свойства вод Северного моря (высокая соленость, плотность и т. д.) близки к свойствам вод прилегающей части Атлантического океана.

Из климатических условий наибольшее влияние на гидрологический режим оказывают штормовые ветры, способствующие развитию сильного волнения и вызывающие у берегов значительные сгонно-нагонные колебания уровня. Суровые зимы благоприятствуют появлению льда.

Приливные явления, хорошо выраженные в прибрежной зоне, обусловливают значительную величину прилива и сильные приливные течения.

Расчлененность берегов и особенности рельефа дна вызывают различия в скорости и направлении приливной волны на отдельных участках. Кроме того, расчлененность берегов заметно сказывается на режиме приливных течений.

Колебания уровня и приливы. Колебания уровня у восточного берега Великобритании вызываются главным образом приливными и сгонно-нагонными явлениями.

Приливная волна, идущая из Атлантического океана, следует вдоль восточного берега в южном направлении; скорость продвижения ее в южной части района значительно больше, чем в северной.

Приливы преимущественно полусуточные, лишь на отдельных участках полусуточные мелководные.

Таблица 1 Характер и величина прилива

* П - полусуточный прилив;

ПМ - полусуточный мелководный прилив.

Средняя величина квадратурного прилива изменяется от 1 до 3,2 м, а сизигийного - от 1,9 до 6,8 м. Наибольшая величина прилива наблюдается в глубоко вдающихся в берег заливах, бухтах и устьях рек.

В данном районе во время сильных и продолжительных ветров от NW и N наблюдаются нагоны воды, а при ветрах от S и SW - сгоны. При экстремальных метеорологических условиях может наблюдаться повышение или понижение уровня на 2-3 м относительно среднего уровня моря. В случаях, когда время штормового нагона совпадает с моментом полной воды, на побережье к югу от параллели 53° сев. шир. возможны сильные наводнения.

Течения. Режим течений в описываемом районе складывается из постоянного, ветровых и приливных течений. Наиболее развиты из них последние.

Постоянное течение, направленное на S вдоль восточного берега острова Великобритания, является ветвью Северо-Атлантического течения, проникающего из Атлантического океана между Оркнейскими и Шетландскими островами, а также между Шетландскими островами и Скандинавским полуостровом. В районе, расположенном между параллелями 54° и 56° сев. шир., часть потока поворачивает на W, образуя к северу от параллели 56° сев. шир. большой круговорот, движение воды в котором происходит по часовой стрелке; другая часть потока продолжает двигаться вдоль берега к югу.

Скорость постоянного течения обычно не превышает 0,5 уз. При штормовых ветрах от N и NW она возрастает до 1,5-2 уз. Ветры от SE и S уменьшают скорость течения и даже могут изменить его направление на обратное.

Ветровые течения зависят от скорости, направления и продолжительности ветров. Например, ветры со скоростью 12 м/с, дующие в одном направлении примерно 12 ч, вызывают ветровое течение со скоростью 0,5 уз, а ветры со скоростью 23 м/с, дующие в одном направлении примерно 48 ч,- ветровое течение со скоростью 1,2 уз. Иногда скорость ветровых течений, возникающих при сильных и устойчивых ветрах, превосходит скорость приливных течений.

Приливные течения, оказывающие существенное влияние на условия плавания в прибрежной зоне, связаны с характером движения приливной волны, идущей из Атлантического океана. В соответствии с господствующим у берегов полусуточным приливом смена течений происходит примерно через каждые 6 ч. Однако моменты смены течений часто не совпадают с моментами наступления полной и малой воды, и приливное течение наблюдается тогда, когда уровень воды у берегов уже понижается, а отливное течение - когда уровень воды у берегов еще повышается.

В открытом море приливное течение вращательное, а по мере приближения к берегу оно становится реверсивным. Приливное течение у восточного берега острова Великобритания направлено в основном на S; примерно на параллели города Дувр оно встречается с приливным течением, идущим из пролива Ла-Манш. Отливное течение имеет обратное направление.

Скорость сизигийных приливных течений колеблется: от мыса Ратрей- Хед до реки Тей от 1 до 2 уз, местами достигая 2,5 уз; от реки Тей до залива Ферт-оф-Форт - от 0,7 до 1 уз; от залива Ферт-оф-Форт до города Кромер скорость их увеличивается до 2 уз и более. У порта Грейт-Ярмут скорость сизигийных течений достигает 3,5 уз.

Существенные изменения в режим приливных течений вносят ветер и сгонно-нагонные явления. В узких проходах и в районе мысов средняя скорость сизигийных течений при соответствующих метеорологических условиях может значительно увеличиваться (до 7 уз).

Схемы приливных течений приведены на каждый водный час относительно момента полной воды в порту Дувр. Время на схемах показано в левом нижнем углу римскими цифрами; знак минус (-) перед цифрой означает, что указано время до момента полной воды в порту Дувр, а знак плюс ( + ) -время после момента полной воды в том же

В местах встречи противоположно направленных течений, а также у мысов образуются сулои, водовороты и противотечения.

Волнение. В описываемом районе наблюдается в основном ветровое волнение. В прибрежной зоне в течение года преобладают волны высотой менее 1,5 м; повторяемость их с апреля по сентябрь 80-90 %, а с октября по март 60-75 %. Повторяемость волн высотой 2-3 м с октября по март составляет 25-30 %, а с апреля по сентябрь 10-15 %.

Рис.1

Рис. 2

Рис. 3

Рис.4

В открытом море преобладают волны высотой 1-3 м, повторяемость которых весь год 60-70 %.

Повторяемость волн высотой 3,5-4,5 м с сентября по апрель колеблется от 4 до 10 %, а в мае - августе не превышает 4 %.

Волны высотой 5 м и более наблюдаются редко. Повторяемость их в осенне-зимний период менее 3 %, лишь в центральном районе Северного моря она достигает 8 %. Ниже в таблице приводятся сведения о повторяемости высот волн по районам моря, указанным на схеме.

Таблица 2 Повторяемость высот волн, %

Период волн обычно не превышает 7 с.

В открытом море преобладает волнение от SW и NW. В прибрежной зоне чаще бывает волнение от NE, Е и SE.

Зыбь в данном районе нередка (повторяемость 30 %); высота ее преимущественно около 1 м. Зыбь отмечается в основном от N, NE и SE.

Во входах в порты и гавани часто образуется толчея.

Над отмелями и банками в описываемом районе наблюдаются буруны.

Температура, соленость и плотность воды. Температура поверхностного слоя воды повышается с севера на юг. Наиболее холодной вода бывает в феврале, когда средняя месячная температура ее составляет 5-6 °С. Минимальная температура воды в феврале 2-3 °С. Наиболее теплой вода бывает в августе; средняя месячная температура ее 14-17 °С. Максимальная температура воды в августе 18-19 °С.

Суточный ход температуры воды лучше выражен в теплый период года; минимальная температура отмечается между 2 и 3 ч, а максимальная - между 14 и 15 ч.

Соленость поверхностного слоя воды в течение года колеблется от 34,25 до 35 0/00.

Плотность поверхностного слоя воды зимой составляет 1,02700- 1,02750, летом 1,02550-1,02650.

Вывод: После рассмотрения данного гидрометеорологического обзора следует отметить, что плавание в этом районе, в данный период затруднено сильным волнением и небезопасно для мореходных качеств буксирного каравана. В связи с этим необходимо дополнительно учесть направление и силу ветра, с тем, чтобы наиболее правильно и безопасно выбрать курс и скорость при буксировке.

Кроме того, необходимо учитывать высоту волны при определении прочности буксирной линии, а также уделить особое внимание операциям по подаче и креплению буксирного троса.

4. Аварийная морская буксировка

.1 Определение сопротивления воды и воздуха движению буксирующего судна

а.) Определяем сопротивление трения воды движению буксирующего судна.

где:  - коэффициент трения, принимаемый в зависимости от длины

судна,

- плотность морской воды, кг/м3

 - задаваемая скорость судна, м/с

 - площадь смоченной поверхности корпуса судна, м2

где:  - длина судна, м

 - осадка судна, м

 - коэффициент полноты водоизмещения

 - ширина судна, м

V = 5.14 м/с : Rf1 = 0,141 * 1025 * 3236,6 * 10-5 * 5,141,83 =

= 4,66 * 5,141,83 =93,6 кН= 4.00 м/с : Rf2 = 4,66 * 41,83 =59,1 кН= 3,00 м/с : Rf3 = 4,66 * 31,83 = 34,9 кН= 2,00 м/с : Rf4 = 4,66 * 21,83 = 16,6 кН= 1,00 м/с : Rf5 = 4,66 * 11,83 = 4,7 кН

Rr= (0.09 * d * D*V4) * L-2, где

d- коэффициент полноты водоизмещения

D - водоизмещение судна

= 5.14 м/с : Rf1 = (0.09 * 0,881 * 9253 * 5,144) * 139,81-2 =

= 0,0375 * 5,144 =26,2 кН

= 4.00 м/с : Rf2 = 0,0375 * 44 =9,6 кН= 3,00 м/с : Rf3 = 0,0375 * 34 = 3,1 кН= 2,00 м/с : Rf4 = 0,0375 * 24 = 0,6 кН= 1,00 м/с : Rf5 = 0,0375 * 14 = 0,1 кН

в.) Находим сопротивление воздуха движению буксирующего судна

(встречный ветер со скоростью U возд = 14 м/с, что соответствует волнению моря 6 баллов)

Rвозд = 0,8 * (возд /2) * АH * (U возд + V)2 * 10-3

= 5.14 м/с : Rвозд = 0,8 * 1,225/2 *117,6 * (14+5,14)2 * 10-3 =

= 0,0576 * 19,144 =21,1 кН= 4.00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 184 = 18,7 кН= 3,00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 174 = 16,7 кН= 2,00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 164 = 14,8 кН= 1,00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 154 = 13,0 кН

г.) Вычисляем сопротивление волнения моря при 6-ти бальном волнении

( = 0,6 * 10-3)

где:- коэффициент дополнительного волнового сопротивления

V = 5.14 м/с : Rволн = 0,6*10-3 *1025/2*3236,6 *5,142 * 10-3 =

= 0,995 * 5,142 =26,3 кН= 4.00 м/с : Rволн = 0,995 * 42 = 15,9 кН= 3,00 м/с : Rволн = 0,995 * 32 = 8,9 кН= 2,00 м/с : Rволн = 0,995 * 22 = 4,0 кН= 1,00 м/с : Rволн = 0,995 * 12 = 1,0 кН

д.) Находим суммарное сопротивление буксирующего судна

V = 5.14 м/с : R0 = 93,6 + 26,2 + 21,1 + 26,3 = 167,2 кН= 4.00 м/с : R0 = 59,1 + 9,6 + 18,7 + 15,9 = 103,3 кН= 3,00 м/с : R0 = 34,9 + 3,1 + 16,7 + 8,9 = 63,6 кН= 2,00 м/с : R0 = 16,6 + 0,6 + 14,8 + 4,0 = 36,0 кН= 1,00 м/с : R0 = 4,7 + 0,1 + 13,0 + 1,0 = 18,8 кН

.2 Определение сопротивления буксируемого судна

Поскольку буксируемое судно имеет тот же проект, что и буксирующее, то справедливо:

  W = 3236,6 м2

1) V = 5.14 м/с : Rf1 = 0,141 * 1025 * 3236,6 * 10-5 * 5,141,83 =

= 4,66 * 5,141,83 =93,6 кН= 4.00 м/с : Rf2 = 4,66 * 41,83 =59,1 кН= 3,00 м/с : Rf3 = 4,66 * 31,83 = 34,9 кН= 2,00 м/с : Rf4 = 4,66 * 21,83 = 16,6 кН= 1,00 м/с : Rf5 = 4,66 * 11,83 = 4,7 кН

) V = 5.14 м/с : Rf1 = (0.09 * 0,881 * 9253 * 5,144) * 139,81-2 =

= 0,0375 * 5,144 =26,2 кН= 4.00 м/с : Rf2 = 0,0375 * 44 =9,6 кН= 3,00 м/с : Rf3 = 0,0375 * 34 = 3,1 кН= 2,00 м/с : Rf4 = 0,0375 * 24 = 0,6 кН= 1,00 м/с : Rf5 = 0,0375 * 14 = 0,1 кН

) V = 5.14 м/с : Rвозд = 0,8 * 1,225/2 *117,6 * (14+5,14)2 * 10-3 =

= 0,0576 * 19,144 =21,1 кН= 4.00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 184 = 18,7 кН= 3,00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 174 = 16,7 кН= 2,00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 164 = 14,8 кН= 1,00 м/с : Rвозд = 0,0576 * 154 = 13,0 кН

) V = 5.14 м/с : Rволн = 0,6*10-3 *1025/2*3236,6 *5,142 * 10-3 =

= 0,995 * 5,142 =26,3 кН= 4.00 м/с : Rволн = 0,995 * 42 = 15,9 кН= 3,00 м/с : Rволн = 0,995 * 32 = 8,9 кН= 2,00 м/с : Rволн = 0,995 * 22 = 4,0 кН= 1,00 м/с : Rволн = 0,995 * 12 = 1,0 кН

) V = 5.14 м/с : R0 = 93,6 + 26,2 + 21,1 + 26,3 = 167,2 кН= 4.00 м/с : R0 = 59,1 + 9,6 + 18,7 + 15,9 = 103,3 кН= 3,00 м/с : R0 = 34,9 + 3,1 + 16,7 + 8,9 = 63,6 кН= 2,00 м/с : R0 = 16,6 + 0,6 + 14,8 + 4,0 = 36,0 кН= 1,00 м/с : R0 = 4,7 + 0,1 + 13,0 + 1,0 = 18,8 кН

6) Вычисляем сопротивление винтов

Rв=0,25 * nвинт*D2винт.V2

где: nвинт - кол-во винтов

V = 5.14 м/с : Rвинт = 0,25 * 2 * 1,82 * 5,142 =

= 1,62 * 5,142 =42,8 кН= 4.00 м/с : Rвинт = 1,62 * 42 = 25,9 кН= 3,00 м/с : Rвинт = 1,62 * 32 = 14,6 кН= 2,00 м/с : Rвинт = 1,62 * 22 = 6,5 кН= 1,00 м/с : Rвинт = 1,62 * 12 = 1,6 кН

7) Определяем сопротивление погруженной в воду части буксирной линии.

Для того, чтобы выбрать материал и необходимый диаметр буксирного троса, обеспечивающий рассчитанное разрывное усилие и расчетный предел прочности проволоктроса при растяжении, определяем разрывное усилие буксирной линии по формуле и далее с полученным значением входим в соответствующие таблицы. По правилам Российского Морского Регистра Судоходства выбор размеров буксирных канатов морских транспортных (сухогрузных, наливных, пассажирских) и рыболовных судов производится в зависимости от характеристики снабжения:

Nc=Δ2/3+2(Bа+Σhibi)+0.1Aw

где: Δ- водоизмещение судна при осадке по летнюю грузовую ватерлинию, т ;

В - ширина судна, м;

Аw-площадь парусности в пределах длины судна L, считается от летней грузовой линии, м2. При определении величины A учитывается площадь парусности только для корпуса, надстроек и рубок шириной более 0,25B;

h - условная высота от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила верхней палубы самой высокой рубки, имеющей ширину более чем 0,25В, a - расстояние от летней грузовой WL до верхней кромки настила верхней палубы у борта на миделе, м;

hi-высота в ДП каждого яруса надстройки или рубки, имеющей ширину, большую 0,25B, м;

Nc=92532/3+ 2*117,6+0,1*360 =713,3 кН ( длина= 300 м. ; диаметр буксирного троса 31,8 мм.)

) Вычислим сопротивление погруженной в воду части буксирного троса

где:  - длина погруженной части троса, м

- диаметр троса буксирной линии, м

V = 5.14 м/с : Rтрос = 0,04 * 172,2 * 0,0318 * 5,142 =

= 0,00127 * 172,2 * 5,142 =5,8 кН= 4.00 м/с : Rтрос = 0,00127 * 236,1 * 42 = 4,8 кН= 3,00 м/с : Rтрос = 0,00127 * 260,0 * 32 = 3,0 кН= 2,00 м/с : Rтрос = 0,00127 * 277,2 * 22 = 1,4 кН= 1,00 м/с : Rтрос = 0,00127 * 288,8 * 12 = 0,4 кН

) Находим суммарное сопротивление буксируемого судна

(тяга на гаке буксировщика Fг)

V = 5.14 м/с : R1 = 93,6 + 26,2 + 21,1 + 26,3+42,8+5,8 = 215,8 кН= 4.00 м/с : R1 = 59,1 + 9,6 + 18,7 + 15,9 +25,9+4,8= 134,0 кН= 3,00 м/с : R1 = 34,9 + 3,1 + 16,7 + 8,9 +14,6+3,0= 81,2 кН= 2,00 м/с : R1 = 16,6 + 0,6 + 14,8 + 4,0 + 6,5+1,4= 43,9 кН= 1,00 м/с : R1 = 4,7 + 0,1 + 13,0 + 1,0 +1,6+0,4= 20,8 кН

Суммарное сопротивление для всего каравана.

R = S (R0i + R1i)

= 5.14 м/с : R = 167,2 + 215,8 = 383,0 кН

V = 4.00 м/с : R = 103,3 + 134,0 = 237,3 кН= 3,00 м/с : R = 63,6 + 81,2 =144,8 кН= 2,00 м/с : R = 36,0 + 43,9 = 79,9 кН= 1,00 м/с : R = 18,8 + 20,8 = 39,6 кН

Полученные данные сведем в таблицу и построим график зависимости:

Таблица 3 Сопротивление судов и каравана судов

.3 Определение упора винтов в швартовном режиме (максимальная тяговая мощность)

Данные из таблицы 3 графически изображены на рис. 5.

Рис.5 График сопротивлений

Определение максимального упора винтов буксирующего судна при его максимальной скорости

) Определим упор винтов буксировщика в швартовном режиме

Рш = 0.084 * Ne / V (тс)

где: Ne -эффективная мощность на валу двигателя буксировщика, л.с.;

V - максимальная скорость буксировщика, узл;

Рш = 0,084 * 2640 / 10 = 22.18 тс = 221,8 (кН),

Из графика сопротивлений по найденному Рш определим номинальную скорость буксировки Vб = 4,0 м/с и тягу на гаке Fг = 130 кН

.4 Определение разрывного усилия троса

Номинальное значение:

где: k - коэффициент запаса прочности.

к = 5 при Fг100 кН и

к = З при Fг300 кH.

к = (6 - Fг /100) при 100 Fг  300 кН

130 * (6 - 130 /100) =611 кН.

Предельное значение :пред = Fг *3 = 130*3 = 390 кН

4.5 Определение скорости буксировки и тяги на гаке

Определение скорости буксировки

где:  - скорость полного хода буксировщика, м/с

 - сопротивление буксировщика, кН

 - суммарное сопротивление каравана, кН

=5,14*(167,2 / 383,0 ) 1/2 = 3,40м/с.

Определение номинальной тяги на гаке и запаса прочности буксирного троса

=167,2* (5,142 - 3,402) /5,14 2 = 94,0 кН.

k=5, т.к Fг100 кН

Определение предельно допустимой тяги на гаке и безопасной (допустимой) скорости буксировки.

 = 432/ 3 = 144 кН

где: Qразр - разрывная нагрузка троса, кН

=3,40 * (144,0/94,0) = 4,21 м/с.

4.6 Расчет элементов буксирной линии

Определение стрелы провеса, м

где: q - линейная плотность троса в кгс; q = 6 кгс- длина троса, м

Fг - тяга на гаке, кгс

V = 3 м/c; Fг = 8120; f = 6 * 3002 / (8 * 8120) = 8,31 м

V = 2 м/c; Fг = 4390; f = 6 * 3002 / (8 * 4390) = 15,35 м

V = 1 м/c; Fг = 2080; f = 6 * 3002 / (8 * 2080) = 32,45 м

Определение расхождения судов (с учетом 1% упругой деформации стального троса)

 , м

V = 3 м/c; Fг = 8120; ∆L = 0.01 * 300 + 62 *3003 / (24 * 81202) = 3.61 м

V = 2 м/c; Fг = 4390; ∆L = 0.01 * 300 + 62 *3003 / (24 * 43902) = 5.10 м

V = 1 м/c; Fг = 2080; ∆L = 0.01 * 300 + 62 *3003 / (24 * 20802) = 12.36 м

Безопасная буксировка при 6-ти бальном волнении моря достигается при скорости V=2 м/с.

Прохождение мелководного района

При прохождении судами мелководных районов необходимо ограничивать провес буксирной линии во избежание касания ей грунта и возможного обрыва или наматывания на винт буксировщика. Средняя минимальная глубина в районе буксировки равна 15 м. С запасом возьмем 10м., тогда стрела провеса f = 12.23 м.

Требуемая длина троса

' = , м.

V = 3 м/c; Fг = 8120; l' = 300м., т.к. f = 8,31 м.

V = 2 м/c; Fг = 4390; l' = (8*12.23 * 4390/6)1|2 = 267 м. (подобрать 33 метра троса)

V = 1 м/c; Fг = 2080; l' = (8*12.23 * 2080/6)1|2 = 184 м. (подобрать 116 метров троса)

.7 Способы крепления буксирной линии

На транспортных судах выбор способа крепления буксирных тросов определяется в зависимости от размеров и особенностей устройства судов, наличия средств для крепления буксирных тросов, а при вынужденных буксировках - еще и от погодных условий. Во всех случаях должно быть обеспечено надежное крепление тросов и предусмотрена возможность изменения длины буксирного троса и его немедленной отдачи.

Самым простым способом крепления буксирного троса на небольшом буксировщике является его крепление непосредственно на кнехтах (рис. 1). Буксирный трос проводят через швартовный клюз или киповую планку и 1 - 2 шлага кладут на ближайший по длине судна кнехт. Затем крепят его на следующем кнехте. Если кнехтов на борту более двух, и они расположены в ряд по длине, то на первом кладут один шлаг, на втором два и окончательно крепят буксирный трос на третьем. При таком способе крепления нагрузка от буксира

Рис. 6

На корме буксировщика обычно нет таких устройств, как брашпиль и якорные цепи. В этой части судна крепление буксирного троса значительно сложнее, чем на баке, поэтому заранее готовят брагу для крепления буксира. Брагу крепят большей частью за прочные конструктивные элементы верхних сооружений, за рубку, комингс люка и даже за надстройку. На рис. 2 показана брага на судне с полуютом.

Рис. 7

Самым простым способом крепления буксира на буксируемом судне является крепление буксирного троса к двум или одной якорным цепям (рис. 3). Такой способ крепления имеет положительные стороны: якорные цепи перетираются не так быстро, как тросы всех видов. Кроме того, крепление за якорные цепи позволяет регулировать длину буксирной линии в довольно широких пределах при помощи брашпиля и стального троса.

Рис. 8

Возможны и другие способы заводки и крепления браги. Иногда целесообразно буксирный канат закрепить непосредственно за якорь. Простота такого крепления очевидна, а наличие тяжелого якоря значительно улучшает работу буксирной линии.

.8 Организация связи между буксировщиком и буксируемым судном

Перед началом движения буксирного каравана капитаны судов должны договориться между собой о порядке обеспечения и поддержания постоянной связи по УКВ - радиостанциям, а также дублированию связи при необходимости другими средствами (прожекторами флагами МСС). Проверить наличие и работоспособность ракетниц, фальшфейеров и других средств подачи сигналов, а также спасательные средства особенно на буксируемом судне. Удостовериться в работоспособности и правильности расположения огней и знаков в соответствии с МППСС - 72.

Правовое оформление буксировки морем.

По договору буксировки владелец одного судна обязуется за вознаграждение буксировать другое судно на определенное расстояние. Договор морской буксировке заключается в письменной форме. Каждая из сторон обязана заблаговременно привести судно в состояние годное к буксировке.

Буксировка должна осуществляться под управлением капитана буксировщика и ответственность за ущерб, причиненный буксируемому судну или имуществу на нем, лежит на капитане буксировщика.

Управление караваном при буксировке.

После закрепления буксирного каната на судах караван начинает движение. Этот момент является ответственным, так как при движении со значительным ускорением в буксирной линии может возникнуть чрезмерное усилие. Когда буксирный канат начинает обтягиваться, необходимо машину застопорить до полного обтягивания буксирной линии и ее провиса и в дальнейшем увеличивать скорость понемногу. Полную длину буксирного каната устанавливают по выходе на достаточную глубину. Изменять курс следует плавно, избегая крутых поворотов даже в том случае, если судно развило постоянную скорость.

По достижении судами полной скорости буксировки необходимо осмотреть буксирное устройство. Нагрузка, приложенная к деталям и конструкциям, которые служат для крепления буксирного троса, не должна превышать допустимой. Если буксировка осуществляется на нескольких тросах, необходимо выровнять их натяжения.

На корме буксирующего и на носу буксируемого судов должна быть установлена вахта для наблюдения за работой буксирного устройства.

Большое значение имеет соотношение длины волны и расстояния между судами. Рекомендуется иметь такую длину буксирного троса, чтобы и буксируемое, и буксирующее суда одновременно всходили на волну и спускались с нее. При этом разность фаз орбитального движения судов сводится к минимуму.

Все суда, когда они идут на буксире, рыскливы. При буксировке вплотную рыскливости нет, но по мере увеличения расстояния между судами путем удлинения буксирного троса начинается рыскание, которое увеличивается до тех пор, пока буксирный трос не войдет в воду. С этого момента рыскание замедляется. Предотвратить рыскание при помощи руля возможно лишь в том случае, если скорость рыскания позволяет рулевому удерживать судно на курсе. Необходимо помнить следующее: чем больше скорость буксировки, тем больше рыскает буксируемое судно; чем короче буксирный трос, тем порывистее рыскание; чем длиннее буксирный трос, тем дальше отходит буксируемое судно от курса, но рыскание теряет свою порывистость и позволяет рулевому держать судно на курсе. Рыскливость зависит от: направления ветра и волн относительно курса буксируемого судна; осадки, высоты надводного борта и расположения верхних сооружений буксируемого судна; дифферента; крена; каких-либо подводных выступающих частей (что может быть вызвано повреждением корпуса). Рыскливость, обусловленная действием ветра и волны, может быть уменьшена только изменением курса и скорости буксировки. Судно, имеющее большую осадку, будет меньше рыскать чем судно порожнем. Судно с дифферентом на корму более устойчиво на курсе, чем судно с дифферентом на нос. Поэтому суда с большим дифферентом на нос, который нельзя выровнять, лучше буксировать на корму. Все эти факторы могут действовать как раздельно, так и совместно.

В пути следования необходимо идти по кильватерной струе буксировщика, а при изменении курса следует держаться ее наружной кромки. При этом необходимо избегать резких поворотов.

Подача буксирного троса значительно осложняется, когда поврежденное судно покинуто экипажем. В этом случае на такое судно необходимо предварительно высадить людей с судна-спасателя, а затем уже подавать буксирный трос. Людей посылают к покинутому судну на шлюпке. При благоприятных условиях погоды возможна их высадка непосредственно с судна на судно.

Подходя к месту отдачи буксирного троса, оба судна постепенно сбавляют скорость. Отдача может быть осуществлена как буксирующим, так и буксируемым судном в зависимости от того, какому из этих судов удобнее выбирать буксирный трос. У места, где возможна отдача буксирного троса, должен быть инструмент, позволяющий или перерубить буксирный трос, или привести в действие отдающее устройство. Обычно отдача троса происходит там, где глубина позволяет буксирному тросу лечь на грунт. В этих случаях отдача буксирной линии вполне безопасна, так как трос находится на грунте и выбрать его нетрудно. Если буксирный трос приходится отдавать на больших глубинах, эту операцию следует осуществлять на малом ходу во избежание опасного сближения судов из-за провисания буксирного троса. В этом случае отдают трос на буксировщике, чтобы он не оказался намотанным на гребные винты.

.9 Расчет посадки судна на мели, реакции грунта и метацентрической высоты

Пусть судно до посадки на мель имело следующие хар-ки:

Осадки Тн = 4,47 м; Тк = 4,47 м

Угол крена: Q = 0°

Вес D = 9253 тс

Метацентрические высоты : h = 2,8 м; Н = 250 м.

Абсцисса центра масс: xf = -0,2 м

Изменение средней осадки судна: DT = -0,1 м

После посадки на мель:

Угол крена: Q = 0°

Координаты точки касания грунта:

xr = 60.3 м

yr = 0 м= 0 м

1)      Определим среднюю осадку судна после посадки на мель.

T’ = T + DT = 4.47 - 0.1 = 4.37 м.

)        Из «Диаграммы начальной остойчивости судна» :

r’ = 3.99 м.’ = 258.9 м.с’ = 2.29 м.’= -0.1м.

)        Определим силу реакции грунта

Fr = D - d*T’ = 9253 - 20.7*437 = 207.1 тс

4)      Определим вес «снятого» грузагр’ = - Fr = -207.1 тс

5)      Определим весовое водоизмещение судна

D’ = D + Pгр’ = 9253 - 207.1 = 9045.9 тс

6)      Определим дифферентующий момент

Mx’= Mx + Pгр’*xгр = 0-207,1*60,3 = -12488,13 тм

)        Определим

Mz’= Mz + Pгр’ * zгр = 9253*3.47 - 207.1 * 0 = 32107.9 тм

8)      Определим координату ц.т. судна

zg’ = Mz’ / D’ = 32107.9 / 9045.9 = 3.55 м.

9)     
Определим продольную метацентрическую высоту

H’ = R’ + zc’ - zg’ = 258.9 + 2.29 - 3.55 = 257.64 м

10)    Определим дифферент судна

Ψ’ = 57.30 * Mx’/ (D’ * H’) = -12489.13*57.3/(9045.9*257.64) = -0.307 0

)        Определим осадку носом и кормой

Tн’ = Tн + DT + ( L/2 - xf’) * Ψ’/ 57.3 =

=4.47 - 0.1 + (139.81/2 - (- 0.1)) * (-0.307)/ 57.3 = 4.00 м

Tк’ = Tк + DT - ( L/2 + xf’) * Ψ’/ 57.3 =

=4.47 - 0.1 - (139.81/2 + (- 0.1)) * (-0.307)/ 57.3 = 4.74 м

12)    Определим осадку судна в месте касания мели

Tr’ = TH’ + (Tк’ - Tн’) * (L/2 - xr) / L =

= 4.00 + (4.74 - 4.00) * (139.81 / 2 - 60.3) / 139.81 = 4.05 м

13)    Вычислим поперечную метацентрическую высоту судна

h’ = h + Pгр’ * (T + DT/2 - h - zгр ) / D’ =

= 2.80- 207.1/9045.9 * (4.47-0.1/2 - 2.80 - 0) = 2.76 м

(судно остойчиво)

4.10 Снятие судна с мели способом дифферентования

В данном случае, для того чтобы снять судно с мели данным способом необходимо принять на судно балласт таким образом, чтобы увеличить дифферент на корму и еще более уменьшить осадку носовой части судна.

Примем полный балласт в цистерну 7 и 8

(плотноть забортный воды ρ = 1,025 т/м3)

)        Определим вес принятого груза

Pгр’’ = ρ * (V7 + V8) = 1.025 * 440 = 451 тс

)        Определим весовое водоизмещение судна

D’’ = D’ + Pгр’’ = 9045.9 + 451 = 9496.9 тс

3)      Определим среднюю осадку судна

T’’ = D’’/ d = 9496.9/20.7 = 4.59 м.

)        Из «Диаграммы начальной остойчивости судна» :

R’’ = 242.6 м.

zс’’ = 2.32 м.

xf’’= -0.318м.

)        Определим дифферентующий момент

Mx’’= M’x + Pгр’’ * xгр’’ = -12488.13 + 451* (-45.6) = -33053.73 тм

)        Определим

Mz’’= Mz’ + Pгр’’ * zгр’’ = 32107.9+451*0.41= =32292.81 тм

7)     
Определим координату ц.т. судна

zg’’ = Mz’’ / D’’ = 32292.81 / 9496.9 = 3.40 м.

)        Определим продольную метацентрическую высоту

H’’ = R’’ + zc’’ - zg’’ = 251.2 + 2.32 - 3.40 = 250.12 м

)        Определим дифферент судна

Ψ’’ = 57.30 * Mx’’/ (D’’ * H’’) = -33053.73*57.3/(9496.9*250.12)

= -0.825 0

)        Изменение средней осадки судна:

DT’’ = Pгр’’ / d = 451/20.7 = 0.22 м

)        Определим осадку носом и кормой

Tн’’ = T’н + DT’’ + ( L/2 - xf’’) * Ψ’’/ 57.3 =

=3.98 + 0.22 + (139.81/2 - (- 0.318)) * (-0.825)/ 57.3 = 3.21 м

Tк’’ = T’к + DT’’ - ( L/2 + xf’’) * Ψ’’/ 57.3 =

=4.74 + 0.22 - (139.81/2 + (- 0.318)) * (-0.825)/ 57.3 = 5.96 м

)        Определим осадку судна в месте касания мели

Tr’’ = TH’’ + (Tк’’ - Tн’’) * (L/2 - xr) / L =

= 3.21 + (5.96 - 3.21) * (139.81 / 2 - 60.3) / 139.81 = 3.42 м

13)   
Вычислим поперечную метацентрическую высоту судна

h’’ = h’ + Pгр’’ * (T’ + DT’’/2 - h’ - zгр’’ ) / D’’ =

= 2.76 + 451/9496.9 * (4.37+0.22/2 - 2.76 - 0.41) = 2.82 м

Вывод : судно можно снять с мели дифферентованием, остойчивость судна при этом сохранится.

.11 Снятие судна с мели способом кренования

В данном случае, для того чтобы снять судно с мели данным способом необходимо принять на судно балласт таким образом, чтобы увеличить дифферент на корму и еще более уменьшить осадку носовой части судна.

Примем полный балласт в цистерны 5 и 7

(плотноть забортный воды ρ = 1,025 т/м3)

)        Определим вес принятого груза

Pгр5’’ = ρ * V5 = 1.025 * 220 = 225,5 тс

Pгр7’’ = ρ * V7 = 1.025 * 220 = 225,5 тс

)        Определим весовое водоизмещение судна

D’’ = D’ + Pгр5’’ + Pгр7’’ = 9045.9 + 451 = 9496.9 тс

)        Определим среднюю осадку судна

T’’ = D’’/ d = 9496.9/20.7 = 4.59 м.

)        Из «Диаграммы начальной остойчивости судна» :

R’’ = 242.6 м.

zс’’ = 2.32 м.

xf’’= -0.318м.

r’’ = 3.84 м

)        Определим дифферентующий момент

Mx’’= M’x + Pгр5’’ * xгр5’’+ Pгр7’’ * xгр7’’= -12488.13 + 225.5* (-45.6) + 225.5* (-11.4) = -25341.63 тм

)        Определим

Mz’’= Mz’ + Pгр5’’ *zгр5’’ + Pгр7’’ * zгр7’’ =

= 32107.9+255.5 * 0.41+255.5 * 0.41 =32292.81 тм

)        Определим координату ц.т. судна

zg’’ = Mz’’ / D’’ = 32292.81 / 9496.9 = 3.40 м.

)        Определим продольную метацентрическую высоту

H’’ = R’’ + zc’’ - zg’’ = 242.6 + 2.32 - 3.40 = 241.6 м

)        Определим дифферент судна

Ψ’’ = 57.30 * Mx’’/(D’’ * H’’) =

= -25341.63 *57.3/(9496.9*241.6) = -0.633 0

10)    Изменение средней осадки судна:

T’’ = (Pгр5’’+ Pгр7’’) / d = 451/20.7 = 0.22 м

)       
Определим осадку носом и кормой

Tн’’ = T’н + DT’’ + ( L/2 - xf’’) * Ψ’’/ 57.3 =

=4.00 + 0.22 + (139.81/2 - (- 0.318)) * (-0.633)/ 57.3 = 3.44 м

Tк’’ = T’к + DT’’ - ( L/2 + xf’’) * Ψ’’/ 57.3 =

=4.74 + 0.22 - (139.81/2 + (- 0.318)) * (-0.633)/ 57.3 = 5.73 м

)        Определим среднюю осадку судна

T’’ = (Tн’’ + Tк’’) /2 = 4.58

13)    Определим осадку судна в месте касания мели

Tr’’ = TH’’ + (Tк’’ - Tн’’) * (L/2 - xr) / L =

= 3.44 + (5.71 - 3.44) * (139.81 / 2 - 60.3) / 139.81 = 3.6 м

14)    Вычислим поперечную метацентрическую высоту судна

h’’ = h’ + (Pгр5’’+ Pгр7’’) * (T’ + T’’/2 - h’ - zгр’’ ) / D’’ =

= 2.76 + 451/9496.9 * (4.37+0.22/2 - 2.76 - 0.41) = 2.82 м

Вывод: судно можно снять с мели кренованием, остойчивость судна при этом сохранится.

.12 Расчет рывка буксировщика

Для рывка используется капроновый однородно - симметричный трос:

lтр= 250 м. - длина троса

dтр = 67.2 мм - диаметр троса

Qразр= 1991 кН - разрывное усилие троса

)        Усилие необходимое для снятия судна с мели:

Тст = f * R, где

f = 0.42 - коэффициент трения (песок)

R = 2071 kH - сила реакции грунта

Тст = 0,42 * 2071 = 870 кН

)        Сила тяги винта в швартовном режиме:

Tш = 0.084 * Ne (л.с)/ Ʋ (узл) = 0,084*2640/10 = 22,2тс=222кН

)        Определим жесткость синтетического троса

Ст= 3,6* Qразр/ lтр2 = 3,6*1991/2502 =0,115 кН/м

)        Определим допустимую инерционную составляющую усилия рывка

Тин = 0,5 Qразр - Tш = 0.5 * 1991 - 222 =773,5 кН

)        Допустимая скорость буксировщика при рывке:

Vрыв = , где

D - водоизмещение буксировщика, т

Vрыв = = 2,14 м/с

6)      Тяга буксировщика к моменту рывка:

Тvрыв = Тш * (1 - Vрыв / Vmax), где

Vmax - максимальная скорость буксировщика в режиме свободного хода, м/с Тvрыв = 222 * (1 - 2,14 / 5,14) = 130 кН

)        Усилие рывка Трыв в момент максимального натяжения буксирного троса, кН

Трыв = Тин + Тvрыв,

Трыв = 773,5 + 130 = 903,5 кН

Вывод: буксировщик рывком снимет судно с мели, т.к. Трыв > Тст

)        Определим параметр буксировщика

α = 5,716 Pш0.5 / D = 5.716 * 2220.5 / 9253= 0.0092 c-1

)        Определим время разбега буксировщика до скорости Vрыв

tразб= ln ((5.21 + Vрыв) / (5.21 - Vрыв))/ α = ln ((5.21 + 2.14) / (5.21 - 2.14))/ 0.0092 = 95 c.

)        Определим длину разбега буксировщика за tразб

Xразб = 10.42 * ln ((eαt + 1)/2) / α - 5.21 * tразб=

= 10.42 * ln ((e0.0092*95 + 1)/2) / 0.0092 - 5.21 * 95 = 105 м

.13 Способы снятия судна с мели

Снятие судна с мели собственными силами

Снятие с мели работой своей машины без посторонней помощи возможно только при следующих условиях:

когда судно следовало с очень малой скоростью, например при плавании в районах с ограниченными глубинами и в результате посадки незначительно уменьшило осадку носом;

когда при плавании на мелководье судну был сделан дифферент на нос, например при плавании по реке против течения, чтобы при касании грунта можно было перекачкой балласта уменьшить осадку носом.

Снятие с мели без посторонней помощи может быть осуществлено при преднамеренной посадке на мель, когда после касания грунта носовой частью днища увеличивают опорную реакцию грунта принятием балласта в носовые танки и перекачкой пресной воды в опорожненный перед посадкой форпик. Посадка носовой частью на мягкий грунт и перекачка балластной воды и топлива в носовые танки могут дать большую гарантию не быть выброшенным лагом на берег, чем попытка отстояться при тайфуне на двух якорях.

Если судно село на мель во время наступления малой воды в районе с большой амплитудой приливно-отливных явлений и ко времени наступления полной воды погода (ветер и волнение) не ухудшила положение судна на мели, съемка своими силами возможна.

Снятие с мели работой машины без посторонней помощи возможно и при других обстоятельствах посадки, но при условии, что экипаж сможет обеспечить «облегчение» судна за счет освобождения от балласта или изменить дифферент перебалластировкой и перегрузкой, если имеется возможность увеличить осадку кормой с тем, чтобы уменьшить давление на грунт носовой части до значения, при котором упор винта сможет преодолеть сопротивление сил сцепления корпуса с грунтом.

Если нет опасений, что корпус поврежден, работой машины на задний ход пытаются снять судно в направлении, обратном курсу перед посадкой. Если судно в момент посадки изменило курс или стало разворачиваться при работе машины на задний ход, нужно давать ход на непродолжительное время, наблюдая за изменением курса и останавливая машину, если винт задевает за грунт. Когда несколько попыток снять судно с мели при работе машины на полный задний ход не дают видимого результата, прибегают к попытке раскачать судно на мели попеременными ходами. При работе машины на задний ход руль ставят прямо, а на передний ход - перекладывают руль на оба борта.

Если первые попытки снять судно с мели только работой машины на задний ход оказались безуспешными, следует повторить их при повышении уровня воды, выполнив к этому времени работы по обследованию места посадки, составлению планшета глубин и произведя расчеты по определению опорной реакции грунта и необходимого стягивающего усилия, по перебалластировке или перемещению груза.

Работа машины на задний ход при посадке на мягкий грунт может привести к намыву грунта под днищем судна.

Задача по снятию с мели собственными силами усложняется и не дает положительного результата, если при условиях посадки, показанных выше, будет нарушена водонепроницаемость корпуса и через пробоины поступит забортная вода и затопит отсеки или трюмы.

В таком случае давление корпуса на грунт увеличится соответственно объему влившейся воды, а первоочередной работой экипажа становится заделка пробоин и осушение помещений, в которые поступила забортная вода.

Если первые попытки снять судно с мели только работой машины на задний ход оказались безуспешными, следует повторить их при повышении уровня воды, выполнив к этому времени работы по обследованию места посадки, составлению планшета глубин и произведя расчеты по определению опорной реакции грунта и необходимого стягивающего усилия, по перебалластировке или перемещению груза.

Снятие судна с мели с посторонней помощью

Когда попытка самостоятельного снятия с мели не дала положительною результата или судно оказалось на мели вследствие шторма или село на мель с повреждением корпуса, т. е. во всех случаях, когда требуется посторонняя помощь, экипаж аварийного судна обязан выполнять все подготовительные работы по промеру глубин в районе аварии для безопасного подхода судов - спасателей, завести браги для крепления буксирных тросов, а также выполнить другие работы по указанию капитанов судов - спасателей.

Выбор способа снятия судна с мели и план работы разрабатывают на основании собранных данных с учетом погодных условий. Если предполагается стягивание с мели буксировкой, тщательно промеряют глубины по направлению снятия аварийного судна.

Наиболее сложным этапом при подготовке к стягиванию с мели буксировкой является подход и подача буксирного троса. Если в качестве судна - спасателя оказывается обычное транспортное судно, то маневрирование его для подачи буксирного троса возможно только при условии благоприятной погоды, когда нет крупного волнения и нет ветра. Став на якорь судно - спасатель подает проводник для буксирного троса на аварийное судно на своей шлюпке или на шлюпке судна, сидящего на мели. Подаче проводника может предшествовать подача линя с помощью линеметательной установки. После закрепления буксира на обоих судах судно-спасатель выбирает свою якорную цепь до обтягивания буксирного троса втугую и дает ход машине, постепенно увеличивая обороты винта. Экипажи обоих судов должны соблюдать меры предосторожности на случай обрыва буксирного троса.

Когда в спасательной операции принимает участие несколько судов и среди них имеется судно с высокими маневренными качествами, расстановку судов и подачу буксиров осуществляют с помощью такого судна. Суда - спасатели становятся на якоря так, чтобы с началом работы машин создать наибольшее тяговое усилие и избежать попадания буксирного троса под корпуса или на винты других судов.

Если до начала стягивания судна с мели необходим разворот его в сторону увеличения глубин, производят расчеты по определению требуемого разворачивающего усилия.

При выборе буксирного троса учитывают его основные характеристики: прочность, жесткость и относительную массу. Штатные буксирные тросы на всех морских судах снабжены сертификатами, в которых указана их прочность, т. е. разрывное усилие и рекомендованная рабочая нагрузка для различных случаев применения. Так же указана относительная масса или линейная плотность буксирного троса.

Правовое оформление буксировки.

Посадка на мель в соответствии с «Положением о порядке расследования аварийных случаев с судами» (ПРАС - 2009) классифицируется как авария на море. Капитан судна обязан сообщить об аварийном случае судовладельцу и в Департамент Морского Транспорта России. Спасательные операции, имеющие положительный результат дают право на вознаграждение.

Заключение

При расчете данной курсовой работы были закреплены теоретические знания о порядке подготовки буксирной операции и проведены расчеты буксирной линии для аварийной морской буксировки, изучены способы ее крепления на буксировщиках и буксируемых судах.

Также курсовая работа показала, что снятие судна с мели является трудоемкой и сложной операцией и в большинстве случаев невозможно без помощи судна(ов)-спасателя(ей).

Были повторены правовые основы проведения буксирной и спасательной операций.

Список использованной литературы

1.   Снопков В.И. Управление судном. СПб.: Профессионал, 2004. 536с.

2.      МППСС - 72. М.: МОРКНИГА, 2009. 148с.

.        1214 Лоция восточного берега Великобритании. 1995

.        Конспект лекций по дисциплине «Управление судами»

.        Алексеев Л.Л. Практическое пособие по управлению морским судном. СПб.:ЗАО ЦНИИМФ, 2003. 192с.