6.5. СПОСОБЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ НАВИГАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ

В УЗКОСТЯХ И НА ФАРВАТЕРАХ

Узкостями считаются акватории, в которых ограничена свобода маневра корабля близлежащими навигационными опасностями – берегами, малыми глубинами, банками, минными заграждениями, бонами, молами и прочими объектами, представляющими препятствие для прохода корабля.

К узкостям относятся шхерные районы, проливы и плесы в островных архипелагах, районы с большим количеством опасных глубин, гавани, рейды, бухты, небольшие заливы, проливы, фиорды, районы с минными или сетевыми заграждениями.

Фарватер – это полоса безопасного направленного движения с гарантированной вероятностью отсутствия в ее пределах навигационных опасностей. Плавание по фарватеру, как и в узкости, связано с ограничением свободы маневра и в этом смысле фарватер может считаться узкостью.

Навигационные условия в узкостях характеризуются следующими особенностями: наличием большого количества наблюдаемых и ненаблюдаемых (подводных) навигационных опасностей, ограничивающих свободное для плавания пространство, извилистостью участков свободного прохода, переменными течениями, изменчивостью и перепадами глубин.

Эти особенности предопределяют два основных требования к кораблевождению в узкостях: оно должно осуществляться с повышенной точностью, а все операции по ведению навигационной прокладки – измерения навигационных параметров и их обработка, графические построения на карте и анализ навигационной обстановки – должны производиться наиболее быстрыми способами и приемами.

Из традиционных способов навигации в наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет метод кораблевождения, называемый методом практически непрерывных обсерваций с использованием карт с сеткой навигационных изолиний.

Сущность метода практически непрерывных обсерваций состоит в том, что на коротких курсах, свойственных плаванию в узкостях, обсервации производятся практически беспрерывно, одна за другой. Во всяком случае, на каждом курсе, даже самом коротком, должно быть не менее двух обсерваций – одна в начале курса, другая перед поворотом на очередной курс. При этом производится контроль нахождения корабля на предварительно проложенной безопасной линии пути. Первоначально каждый новый курс задается рулевому с учетом ветрового дрейфа и рассчитанного в предварительной прокладке течения. При смещении двух последовательных обсерваций с этой линии пути (за счет отличия фактических элементов сноса от учитываемых) производится корректура курса.

Обсервации наносятся на карту с сеткой навигационных изолиний и с проложенными в процессе предварительной прокладки линиями пути корабля. При плавании в узкости используются карты крупного масштаба: при подходе к узкостям – 1:100 000, в узкостях масштаб карты должен быть не мельче 1:50 000.

Для определения места рекомендуется использовать только высокоточные обсервации, средние квадратические погрешности которых удовлетворяют требованиям формул (3.2.1) и (3.2.2). Во многих случаях этим требованиям удовлетворяют обсервации, получаемые с помощью радиолокационных расстояний, по трем компасным пеленгам, а также радионавигационные обсервации, выполняемые автоматизированно с помощью РНС "Декка", БРАС, РС-10 и среднеорбитальных КНС ГЛОНАСС и "Навстар". Если при использовании указанных систем используется приемоиндикатор, вырабатывающий обсервованные географические координаты, то на крупномасштабную навигационную карту целесообразно заблаговременно нанести дополнительную более подробную сетку прямоугольных географических координат.

Все путевые навигационные карты, используемые в узкостях, должны быть подняты в навигационном отношении.

Для контроля навигационной безопасности плавания в узкости используется метод навигационного ориентирования (лоцманский метод).

Сущность навигационного ориентирования состоит в контроле нахождения корабля в безопасной зоне с помощью измерения одного навигационного параметра. Для этого в процессе предварительной подготовки к плаванию на картах выделяются безопасные зоны и их границы обозначаются ограждающими или опасными навигационными изолиниями (рис. 6.5.1).

Ограждающая изолиния – это навигационная изолиния, соответствующая предельному безопасному численному значению навигационного параметра и, следовательно, являющаяся линией, разделяющей безопасную зону плавания от опасной.

В качестве ограждающих навигационных изолиний используются линии пеленгов, расстояний, изобаты и гиперболы РНС.

Методом контроля нахождения корабля в безопасной зоне с помощью ограждающих (опасных, предупредительных) навигационных параметров чаще всего пользуются командиры кораблей и вахтенные офицеры.

Для ориентирования в узкости используются следующие средства навигационного оборудования:

– линейные створы, образуемые двумя ориентирами или знаками. Створные объекты могут быть обозначены специальными средствами НГО (знаки, маяки) и предметами береговой обстановки (вершины гор, трубы заводов, мачты, башни и т.п.). Корабль находится на линии створа, если оба створных знака (объекта) наблюдаются на одной вертикали. Направление избранных створных предметов измеряется по направлению линии, проведенной на карте через эти предметы;

– створные радиомаяки – радиопередающие устройства, излучающие радиосигналы направленного действия: о нахождении судна на линии радиоствора, обозначенной на карте, судят по непрерывному радиосигналу, принимаемому от створного радиомаяка. При отклонении корабля с линии радиоствора характер радиосигнала изменяется. В настоящее время штатные створные радиомаяки в основном демонтированы. Однако в некоторых случаях могут быть развернуты маневренные специальные радиопередающие станции, выполняющие функции створных радиомаяков;

– ведущий электрический кабель, проложенный на грунте вдоль оси фарватера или рекомендованного пути. По знаку и величине вертикальной составляющей электромагнитного поля, измеряемой на корабле с помощью специальной переносной бортовой аппаратуры, определяется его положение относительно кабеля и, следовательно, относительно рекомендованной линии пути;

– отдельные навигационные ориентиры, относительно которых на карте проложены ограждающие изолинии. Измеряя навигационный параметр относительно ориентира и сравнивая его со значением ограждающего, делается вывод о том, в какой зоне (опасной или безопасной) находится корабль.

Навигационная безопасность плавания в узкостях обеспечивается предварительной подготовкой к походу, во время которой производится обоснованный выбор методов кораблевождения, средств и способов обсерваций, обеспечивающих необходимую точность плавания, а также расчет всех допустимых параметров навигационной безопасности – скорости хода, глубины моря, кратчайшего расстояния до ближайших ориентиров и т.д.

К основным мерам предосторожности при подходе к узкости относятся:

– повышение боевой готовности корабля или отдельных подразделений (аварийных групп, запасных и аварийных постов управления рулем, постов технического и зрительного наблюдения), задраивание водонепроницаемых переборок;

– уточнение места корабля и производство обсерваций, обеспечивающих требуемую (допустимую) точность плавания, расчет площади вероятного местонахождения корабля и ее сопоставление с расстояниями до навигационных опасностей, сличение курса по основному и резервному курсоуказателям, согласование по времени самописцев курса, глубины и скорости, проверка согласованности принимающих навигационной информации в постах, обеспечивающих навигационную безопасность плавания;

– обеспечение постов радиолокационного и гидроакустического наблюдения картами или планшетами узкости с нанесенными на них линиями пути и пронумерованными ориентирами, относительно которых будут измеряться навигационные параметры;

– уменьшение скорости до безопасной, приготовление якорей к отдаче;

– установление прямой связи ходового мостика (ГКП) с постами управления машинами и рулем;

– предупреждение ПЭЖ о возможности частого изменения скорости и о запрещении переключения источников электрического питания, обеспечивающих работу средств управления кораблем и технических средств кораблевождения;

– установление связи с оперативным дежурным, организующим использование береговых РЛС для навигационного ориентирования;

– подъем (в районах с малыми глубинами) всех забортных подъемно-опускных устройств.

Курс подхода к узкости целесообразно располагать перпендикулярно линии, соединяющей края наиболее узкого участка входа в стесненный район. При этом предельная погрешность места должна быть меньше кратчайшего расстояния от линии пути до ближайшей навигационной опасности.

В течение всего времени плавания в узкости производится непрерывный контроль глубины под килем с помощью эхолота. При этом заранее проинструктированный оператор эхолота должен докладывать о подходе корабля к ограждающей изобате, а также о всех фактах резкого изменения глубины.

При повороте на очередной курс необходимо убедиться в отсутствии на линии нового пути объектов и кораблей, представляющих опасность для плавания.

Циркуляцию в наиболее узких местах необходимо рассчитывать с учетом угла дрейфа на циркуляции, то есть с учетом того, что корма корабля во время поворота выступает за пределы кривой циркуляции, вычерченной на карте. При больших углах поворота учитывается снос корабля течением в период выполнения циркуляции. Течение, направленное в сторону поворота, увеличивает радиус циркуляции, течение же, направленное в сторону, противоположную стороне поворота, радиус циркуляции уменьшает. Также влияет на циркуляцию и сильный ветер: если поворот совершается на ветер, то диаметр циркуляции за счет дрейфа уменьшается, если поворот под ветер – увеличивается.

Команда на руль должна подаваться с учетом мертвого промежутка, то есть с упреждением, равным времени выполнения команды рулевым и исполнительным двигателем рулевого устройства. Поворот на новый курс необходимо совершать на поворотном пеленге (если выбран ориентир на траверзных курсовых углах) или на поворотном расстоянии (если ориентир на острых курсовых углах). При этом поворотные значения измеряемых навигационных параметров уточняются по результатам обсервации за 5 … 7 минут до поворота.

При изменении скорости следует учитывать время отработки команды реверсивными устройствами.

При следовании по створу производится периодический контроль местоположения корабля на линии створа по дополнительно измеренному навигационному параметру, изолиния которого составляет с линией створа угол, близкий к прямому.

В условиях сильного течения или дрейфа при следовании курсом, не обеспеченным створом или ведущим кабелем, корабль должен управляться по пеленгу на приметный ориентир, расположенный на остром курсовом угле (рис. 6.5.2). При этом назначенный пеленг должен совпадать с направлением безопасной линии пути. Не рекомендуется при сносе задавать управление рулем по курсовому углу на ориентир, в том числе и равному нулю ("держать ориентир по носу"), так как при сносе линия фактического движения корабля непременно отклонится от намеченной безопасной линии пути и поэтому удержание ориентира на постоянном курсовом угле без учета сноса корабля в определенных условиях может привести к аварийной ситуации.

При движении на участках, огражденных плавучими предостерегательными знаками, моменты прохождения буев и вех отмечаются на карте и сравниваются с предвычисленными. При расхождении этих моментов принимаются меры к производству дополнительной обсервации. Определять место корабля по буям и вехам совершенно недопустимо, так как они могут быть снесены со своих штатных мест, указанных на карте.

Следует избегать сближения с встречным кораблем на изгибах рекомендованных путей. Обгон других судов и кораблей допустимо производить только на прямолинейных участках пути и при наличии свободной от опасностей акватории.

При расхождении с встречными кораблями не следует забывать о близлежащих навигационных опасностях. В таких случаях силами и средствами ГКП, штурмана и БИП организуется двойной контроль: ГКП и БИП обеспечивают безопасность расхождения, штурман при этом контролирует безопасность от посадки корабля на мель или от касания грунта.

Плавание по фарватеру является частным случаем плавания в узкости. Все расчеты, связанные с навигационной безопасностью плавания, так же, как и для плавания в узкости, производятся в процессе предварительной навигационной подготовки. Для определения места корабля используются только те средства и способы, точность которых соответствует допустимой погрешности, вычисляемой по формулам (3.2.5) … (3.2.8). Отклонение корабля от оси и от кромок фарватера должно соответствовать допустимым, рассчитываемым по формулам (3.3.8) … (3.3.12). Для контроля этих величин непрерывно уточняются по обсервациям не только место корабля, но и отклонение фактической линии пути от намеченной. При плавании по узким фарватерам дополнительно контролируется и величина фактического угла сноса корабля течением и ветром. Этот угол не должен быть больше допустимого, определяемого по правилам, изложенным в п.3.6.

При следовании по фарватеру двухстороннего движения следует придерживаться правой стороны.

При плавании по фарватеру, состоящему из нескольких колен, необходимо учитывать возможные погрешности не только по перпендикуляру к оси фарватера, но и погрешности, направленные вдоль линии пути, так как эти погрешности могут быть причиной выхода корабля за пределы ширины фарватера после его поворота на очередное колено.

В настоящее время в практику обеспечения навигационной безопасности плавания в узкостях широко внедряются электронные системы отображения карт и информации (ЭСОКИ). Эти системы известны и под другими названиями, например, английский термин системы "Система индикации электронных карт и информации" (ECDIS – Electronic Chart Display and Information System); в ВМФ России эти система называется "Электронная навигационная информационная система" (ЭНИС). Морская Международная организация ИМО в конце 90-х годов закончила цикл рассмотрения различных аспектов создания и внедрения этих систем и приняла стандарт их электронных и картографических характеристик.

Внедрение на корабли систем ЭНИС обеспечивает навигационную безопасность плавания на основе новой информационной технологии кораблевождения.

Электронный прокладчик системы отображает все необходимые элементы морской навигационной карты в нужном масштабе, а также путь корабля в реальном масштабе времени. На нем высвечивается вся оперативная информация, необходимая для обеспечения безопасности плавания (предварительная прокладка, положение встречных кораблей и судов, фарватеры, рекомендованные пути, системы разделения движения судов, запретные для плавания районы и т.п.).

Поскольку система автоматически связана с курсоуказателем, лагом и датчиками координат корабля – с радиолокатором, радионавигационной системой или с космической навигационной системой, – то на электронном прокладчике ЭНИС отображается линия фактического перемещения корабля, определяемая по практически непрерывным обсервациям.

При использовании системы в узкостях, помимо наглядной графической информации о навигационной обстановке, система непрерывно выдает следующие данные:

– текущие географические координаты корабля;

– дату и текущее время;

– курс по компасу, скорость по лагу, а также направление линии пути и путевую скорость;

– боковое уклонение корабля от заданной линии пути с указанием стороны уклонения;

– дистанцию и пеленг на очередную маршрутную точку предварительной прокладки, а также время плавания до нее;

– дистанцию и пеленг на любой маркер или ориентир (маркер – это заранее введенная в систему необходимая штурману или командиру точка).

Наблюдая за перемещением отметки собственного корабля и анализируя текущую навигационную обстановку, отображаемую на прокладчике, штурман или командир может осуществлять глазомерную проводку корабля по линии заданного пути, производя при этом необходимые маневры курсом и скоростью.

При использовании электронной навигационной информационной системы следует учитывать систему геодезической сети, на которую она ориентирована, а также случайные и систематические погрешности датчиков координат, связанные с неточностью измерения исходной информации. В перспективных системах относительно точки, отображающей текущее место судна, предполагается высвечивание предельного или среднего квадратического эллипса случайных погрешностей места.

Как и при использовании любой технической системы, при эксплуатации ЭНИС не исключается вероятность ее сбоя. Поэтому при обеспечении навигационной безопасности плавания следует ориентироваться на комплексное использование всех существующих средств и методов обеспечения навигационной безопасности.

Навигационная безопасность при постановке корабля на якорь и при стоянке на якоре обеспечивается правильным выбором места якорной стоянки и контролем за положением корабля во время стоянки.

Если якорное место не указано оперативным дежурным, то при выборе места якорной стоянки следует учитывать:

– глубины, рельеф дна и вид грунта;

– площадь акватории якорной стоянки с учетом приведения корабля на якорь-цепь и изменения его положения при изменении направления ветра;

– защищенность места от господствующих ветров и волнения, скорость течения;

– степень удаленности места от входного створа, направления движения основного судопотока (фарватера, рекомендованных курсов);

– отсутствие на якорном месте проложенных по грунту кабелей и трубопроводов.

Минимальная глубина на всей площади якорной стоянки должна быть не меньше допустимой, рассчитанной по формуле (3.5.1). Радиус окружности r, описанной относительно точки отдачи якоря, в которой не должно быть никаких навигационных опасностей и объектов, рассчитывается по формуле

r = L + l + R,                                    (6.5.1)

где L – длина корабля; l – горизонтальная проекция вытравленной якорь-цепи; R – предельная радиальная погрешность места корабля в момент отдачи якоря.

В пределах окружности радиуса r не должно быть швартовых бочек, вех или буев.

Маневр выхода корабля в точку якорной стоянки производится с учетом ветра, течения и стоящих на рейде других кораблей. Точность выхода в точку отдачи якоря обеспечивается непрерывными высокоточными обсервациями (КНС, радиолокационные расстояния, горизонтальные углы), наносимые на специальный крупномасштабный планшет с двумя сетками изолиний. Одна – сетка навигационных изолиний для быстрого нанесения места на планшет, другая – сетка линии курсов и расстояний (относительно якорной точки) для быстрого определения курса выхода в якорную точку и для определения расстояния до нее. В момент отдачи якоря фиксируются точные координаты корабля.

Во время стоянки на якоре вахтенный офицер контролирует внешнюю навигационную обстановку, следит за усилением силы ветра, а главное, контролирует отсутствие дрейфа своего корабля, используя для этого брошенную за борт балластину и контрольные пеленги и дистанции до двух, трех ориентиров. Для этого после постановки корабля на якорь рассчитывается и заполняется планшет-таблица, форма которого изображена на рис. 6.5.3.

Во время стоянки на якоре проверяется глубина под килем, состояние якорного устройства, натяжение якорь-цепи, надежность крепления стопоров якорной цепи.

В ограниченную видимость следует усилить техническое наблюдение за окружающей обстановкой, повысить готовность аварийных партий и подавать туманные сигналы согласно МППСС, при усилении ветра в соответствии с объявленной штормовой готовностью принимать установленные меры предосторожности.

При штормовой готовности № 3 (ветер 12 … 17 м/с) повышается готовность корабля к походу, готовится к отдаче второй якорь, производится измерение силы и направления ветра через каждые полчаса.

При штормовой готовности № 2 (ветер 17 … 24 м/с) отдается второй якорь.

При штормовой готовности № 1 (ветер свыше 24 м/с) корабль готовится к немедленной съемке с якоря.

Следует заметить, что появление ЭНИС и среднеорбитальных космических навигационных систем типа ГЛОНАСС и GPS и их использование в интегрированном виде является качественным революционизирующим фактором в развитии средств и методов решения навигационных задач. Существенно повышается эффективность (точность), надежность и оперативность решения навигационных задач кораблевождения и, в первую очередь, задач обеспечения навигационной безопасности плавания в любых условиях и в любой момент времени.

Появилась возможность автоматического счисления пути, основанного на непрерывных высокоточных обсервациях. Усовершенствована система отображения изменяющейся обстановки, теперь она основана на строгом автоматическом совмещении информации электронных морских карт с параметрами движения корабля.

Использование КНС исключает целый ряд трудоемких операций при решении навигационных задач: устраняется необходимость определения сноса корабля ветром и течением, так как непрерывно отображается линия фактического пути корабля в виде геометрического места обсервованных точек, исчезает необходимость специальной операции по измерению навигационных параметров, исключается зависимость решения навигационных задач от наземных средств навигационного оборудования и от гидрометеорологических условий, появляется возможность автоматизированного съема количественной информации, характеризующей навигационную обстановку плавания.

Эти и другие положительные качества среднеорбитальной космической системы, работающей в дифференциальном режиме, и интегрированной с ЭНИС, порождают эйфорию, связанную с легким решением всех проблем морской навигации. Однако важно помнить, что военные корабли создаются для решения свойственных им задач в военное время, когда работа КНС, как и функционирование других радионавигационных систем, будет подавляться радиопомехами, а зона их действия будет ограничиваться специальными мероприятиями и режимом излучения сигналов. Поэтому боевая подготовка в мирное время должна быть сориентирована на отработку решения навигационных задач с использованием как современных, так и традиционных средств и методов.

6.6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАВИГАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ В ОСОБЫХ УСЛОВИЯХ

Особыми условиями плавания считаются такие, которые резко отличаются от обычных характером гидрометеорологической или навигационно-географической обстановки. К особым условиям плавания относят плавание в ограниченную видимость, во льдах, в штормовых условиях, а также в высоких широтах.

Статистика свидетельствует о том, что, например, при плавании в ограниченную видимость количество посадок кораблей на мель или касания грунта в пять раз больше, чем в нормальную видимость, а количество столкновений больше в несколько раз. Чрезвычайные происшествия с кораблями в открытом море, не связанные с ошибками кораблевождения, чаще всего происходят в штормовых условиях и при плавании во льдах.

Меры безопасности, принимаемые при плавании

в ограниченную видимость

Термин "ограниченная видимость" в соответствии с МППСС-72 (правило 3) означает любые условия (туман, мгла, снегопад, ливень, песчаная буря), при которых понижается видимость ориентиров и объектов, находящихся в море и на берегу. В кораблевождении ограниченной (малой) видимостью считается видимость от 0 до 5 баллов по шкале, представленной в табл.51 МТ-75. При такой видимости ориентиры и объекты в море наблюдаются на расстоянии, не превышающем 2 миль.

При плавании в ограниченную видимость в районах с интенсивным судоходством резко возрастает вероятность навигационных происшествий. По данным работы [50], число посадок на мель и касаний грунта в указанных условиях составляет 21% от их общего числа, а частота столкновений в условиях ограниченной видимости почти на порядок превышает частоту столкновений в нормальную видимость.

Эти данные обусловлены особенностью кораблевождения в ограниченную видимость, которые состоят в следующем:

– затрудняется или совсем исключается возможность визуального наблюдения окружающей обстановки и, следовательно, резко ограничивается применение наиболее простых и надежных зрительных способов ориентировки и контроля навигационной безопасности плавания, а также зрительных способов определения места по ориентирам;

– резко увеличивается вероятность столкновения с другими кораблями и плавающими объектами;

– ограничивается возможность плавания полными скоростями.

При входе корабля в зону ограниченной видимости предпринимаются следующие меры предосторожности:

– включаются технические средства наблюдения – радиолокаторы, гидроакустические станции и эхолоты и усиливается зрительное наблюдение;

– наиболее точным способом определяется место корабля, а при возможности и поправка основного курсоуказателя;

– на экране радиолокатора опознаются наиболее опасные цели, а также приметные ориентиры, которые предполагается использовать для определения места;

– повышается готовность к действию запасных постов управления рулем;

– сообразуясь с обстановкой, уменьшается скорость корабля до безопасной, рассчитанной по формуле (3.4.5), если не требуется дополнительного уменьшения скорости по критерию безопасности от посадки на мель;

– проверяется внутрикорабельная связь с машинами (или с ПЭЖ), с запасными и резервными постами управления рулем;

– выставляется впередсмотрящий и обеспечивается его связь с мостиком;

– включаются ходовые огни, подаются туманные сигналы (согласно МППСС) и открывается дежурный канал международной радиосвязи;

– задраиваются водонепроницаемые переборки;

– повышается готовность БИП к ведению радиолокационной прокладки одновременно нескольких целей.

В ограниченную видимость применяются методы обеспечения навигационной безопасности плавания, основанные на использовании радиолокационной и гидроакустической станций, звукосигнальных средств навигационного оборудования и различных радионавигационных (в зависимости от района плавания) и космической навигационных систем.

Одним из важнейших условий безопасного плавания в ограниченную видимость является непрерывное наблюдение за внешней обстановкой с помощью корабельных технических средств: РЛС обследуют надводную среду, гидроакустические станции – подводную, эхолоты измеряют глубины.

С помощью радиолокатора ведется наблюдение за дальней и ближней обстановкой. При этом организация использования РЛС в ограниченную видимость должна предусматривать как наблюдение за обнаруженными объектами, так и определение места по радиолокационным ориентирам.

На некоторых маяках и буях в районах с частыми туманами для приближенной ориентации кораблей устанавливаются звукосигнальные средства, характеристика которых указывается в описаниях средств навигационного оборудования.

Любой маневр корабля в малую видимость должен производиться на основе анализа всей имеющейся информации. Он должен быть безопасным и с точки зрения предотвращения посадки корабля на мель, и с точки зрения предотвращения столкновения с другим кораблем или судном. Расхождение со встречными объектами в открытом море производится на расстоянии, не меньшем двух миль. Если впереди траверза обнаруживается цель на дистанции, меньшей двух миль, то производится резкое уменьшение скорости, при необходимости дается задний ход или стопорятся машины. В узкости минимальная дистанция расхождения определяется конкретными условиями обстановки. Но в любом случае она должна быть больше расстояния, при котором сказывается гидродинамический эффект присасывания.

Меры безопасности при плавании во льдах

Плавание во льдах относится к одному из наиболее сложных видов плавания. При плавании во льдах в мелководных морях и вблизи навигационных опасностей увеличивается вероятность навигационных происшествий, связанных с посадкой корабля на мель. При плавании во льдах на любых глубинах возникает опасность повреждения корпуса корабля в результате столкновений с крупными обломками льда.

Опасность плавания во льдах подтверждается такими данными отечественного торгового флота [40]: за пять лет (1986 – 1990 гг.) в замерзающих морях аварийные случаи во льдах произошли на 436 судах, то есть ледовые происшествия совершаются в среднем с 87 судами в год. 90% всех ледовых повреждений случается при плавании в составе караванов. Около 45% аварийных случаев во льдах происходит из-за навалов на кромки каналов и ударов об отдельные крупные обломки льдин. Значительная доля повреждений (20%) совершается во время буксировки судов вплотную.

Аварийные случаи при плавании во льдах во многом являются следствием особенностей и сложности кораблевождения во льдах.

Кораблевождение во льдах осложняется следующими факторами:

– частой и незакономерной сменой курсов и фактической скорости, обусловленной необходимостью выбора пространства с меньшей сплоченностью льда, а также воздействием на корпус корабля ударов больших и мощных льдин;

– несоответствием фактической скорости корабля во льдах частоте оборотов движителей, связанным с сопротивлением движению корабля масс ледяного поля;

– невозможностью использования лагов с выдвижными трубками (срезаются подводными льдинами) и затруднением использования лагов со штевневыми приемными устройствами (забиваются осколками льда и создается сильно искаженное гидродинамическое давление);

– отсутствием плавучих средств навигационного оборудования, ограждающих ненаблюдаемые навигационные опасности;

– трудностями опознавания береговой черты на экране РЛС из-за берегового припая, что увеличивает вероятность промахов при определении места корабля по береговой черте;

– уменьшением видимости, так как наличие льда, как правило, сопровождается уменьшением прозрачности приземной воздушной среды.

Эти факторы являются причиной сравнительно низкой точности плавания во льдах, в результате чего в мелководных замерзающих морях может произойти посадка корабля на мель.

Плавание в сплошном льду толщиной более 50 см совершается чаще всего под проводкой ледоколов.

Безопасность плавания во льдах обеспечивается специальной предварительной подготовкой:

– изучением тактики и организации связи при плавании за ледоколом;

– организацией систематического приема факсимильных карт и прогнозов ледовой обстановки;

– приведением в готовность средств борьбы с обледенением корабля;

– проверкой водонепроницаемых переборок, при необходимости укреплением наиболее слабых мест корпуса судна и подготовкой средств борьбы за живучесть;

– выполнением необходимых операций на баке, обеспечивающих буксировку корабля вплотную за ледоколом.

Информацию о ледовой обстановке корабли получают от обеспечивающих переход самолетов ледовой разведки, а также от кораблей и судов, находящихся в ледовых образованиях близлежащих районов. На корабле полученная информация наносится на путевую карту и выбирается наиболее благоприятный путь с учетом разводий, полыней, сплоченности и вида льда, а также с учетом требуемого генерального направления движения.

Вход в лед рекомендуется производить на малом ходу и по мере продвижения во льду увеличивать его.

Для сбережения винтов корабля от ударов тяжелых льдин необходимо остерегаться давать задний ход. Во всех случаях полезно на юте выставить специальную вахту с шестами для отталкивания льдин от винтов. Перед плаванием кораблей Северным морским путем на некоторых кораблях обычные винты заменяют на специальные более крепкие ледовые винты.

Курсы для плавания во льдах чаще всего отклоняются от курсов, намеченных в процессе предварительной прокладки. Это связано с тем, что путь прокладывается по наиболее свободной поверхности моря.

Учитывая незакономерную и частую смену элементов движения корабля, а также невозможность использования относительного лага, обычный способ ведения навигационной прокладки затруднен или становится даже невозможным. На карте прокладываются генеральные курсы между последовательными обсервациями. При этом ограничивается возможность прогнозирования положения корабля на ближайший период времени.

Выбор и поддержание наиболее безопасной скорости (по критерию минимизации последствий при ударах о корпус корабля плотных льдин) является одной из основных задач командира корабля при плавании в районах безопасных глубин.

Ответственным моментом при плавании за ледоколом или другим впереди идущим судном является удержание минимальной дистанции, существенно облегчающей проход корабля во льдах, но увеличивающей опасность столкновения. Не рекомендуется сближаться с впереди идущим кораблем на расстояние, меньшее 50 м.

При плавании в разряженном льду в районах с низкими температурами опасностью для корабля является возможность его обледенения. Поэтому в этих условиях курсы и скорости выбираются такие, при которых забрызгивание и заливание корабля будут наименьшими. При обледенении в первую очередь освобождаются ото льда ходовые огни, навигационные, сигнальные и спасательные средства, а также проходы для членов экипажа.

Контроль навигационной безопасности плавания при плавании во льдах производится следующими методами:

– с помощью обсерваций. При этом обсервации производятся любыми доступными средствами и методами и по возможности чаще;

– непрерывным контролем дистанции до впереди идущего ледокола или корабля и готовностью к немедленной остановке движения корабля;

– систематическим определением дрейфа корабля вместе со льдом.

Плавание по морям Арктики и Антарктики даже в самое благоприятное время года сопряжено с преодолением ледяного покрова, наиболее сложными образованиями которого являются мощные, годами неразрушающиеся паковые ледяные массивы многометровой толщины. Преодоление их даже с помощью ледоколов – задача весьма сложная. Особенно опасно для корабля его сжатие ледяными массивами. Поэтому не рекомендуется при прижимном ветре пользоваться пространством относительно чистой воды между берегом и береговым припаем.

Основным элементом стратегии плавания в арктических морях является изучение и анализ перемещения ледяных массивов и выбор путей (с помощью ледовой разведки), наиболее свободных от сплоченного льда.

Меры безопасности при плавании в штормовых условиях

В штормовые условия попадает практически каждый корабль, совершающий плавание в открытых морях и океанах. Во время шторма появляется опасность поломки корабля или его оборудования. Случаются, к сожалению, и тяжелые происшествия, связанные с гибелью людей или корабля в целом.

При плавании в штормовых условиях возникают явления, ухудшающие мореходность корабля и затрудняющие управление им. К таким явлениям относятся резонансная бортовая качка, слеминг и заливаемость корабля. Они снижают остойчивость корабля, вызывают разгон гребного винта и потерю управляемости кораблем на попутной волне.

Наибольших размахов бортовая качка достигает в резонансной зоне, то есть при отношении периодов свободных и вынужденных колебаний корабля, близком к единице. Наихудшие условия наблюдаются в области резонанса продольной качки, который имеет место при равенстве величин периода свободных килевых колебаний корабля и среднего кажущегося периода волнения. Эти условия возникают тогда, когда средняя длина волн близка к длине корабля.

Во всех случаях сомнения в благополучном преодолении штормовой зоны имеет смысл заблаговременно укрыться от шторма под защитой берегов.

Наиболее сильные штормы являются следствием тропических циклонов. Если имеется оперативная гидрометеорологическая информация о месте центра циклона Цо, его векторе скорости Vц, характеризующем направление и скорость перемещения циклона, а также о радиусе штормовой зоны R, то для расхождения с циклоном следует предпринять маневр уклонения от него (рис. 6.6.1).

Для этого наносят центр циклона Цо и место корабля Ко на навигационную карту и относительно центра циклона проводят окружность радиусом штормовой зоны R. Затем из точки Ко проводят касательные к окружности и при точках касания b и b1 строят треугольники скоростей: из точки b проводят вектор скорости циклона Vц и из его конца радиусом, равным скорости корабля Vк, засекают касательную Коb. Полученное направление вектора Vк определяет курс уклонения корабля К1. Таким же способом строится второй треугольник скоростей относительно точки b1 и находится второй курс уклонения К2.

Полученный сектор К1СоК2 является сектором опасных курсов. Из двух рассчитанных курсов выбирается тот, который выводит корабль в безопасную зону (сектор).

Если командир корабля не располагает информацией о месте и параметрах движения циклона, то по стороне изменения направления ветра можно определить сторону штормовой зоны, в которой находится корабль: изменение направления ветра по ходу часовой стрелки указывает, что корабль находится в правой половине штормовой зоны циклона (по отношению к направлению его движения); изменение направления ветра против хода часовой стрелки является признаком нахождения корабля в левой половине штормовой зоны. Постоянство направления ветра и его усиление свидетельствует о том, что корабль находится на линии перемещения циклона.

В северном полушарии наиболее опасным является правый задний сектор циклона, в южном полушарии – левый задний сектор.

Выбор безопасных курса и скорости при плавании в штормовых условиях обоснованно производится с помощью специальных штормовых диаграмм (например, с помощью универсальной диаграммы качки Ю.В.Ремеза или диаграммы, разработанной для кораблей данного проекта).

В общем же случае в штормовых условиях рекомендуется снизить скорость и следовать курсом против волнения. В этом случае корабль лучше управляется и в большей степени сохраняется его остойчивость. Вместе с тем, при плавании против волны усиливаются ударные гидродинамические нагрузки на днище корпуса корабля (днищевой слеминг), повышается заливание палубы и происходит оголение и разгон гребного винта.

При штормовании на кормовых курсовых углах корабль в меньшей степени испытывает удары волн, меньше заливается и палуба, но при этом корабль значительно хуже слушается руля. Опасно штормовать на попутном волнении кораблям с низким надводным бортом или имеющим большие свободные поверхности жидкого груза. Совершенно недопустимо следовать по волнам кораблям со статическим креном или дифферентом на нос.

Ответственным моментом при плавании на большом волнении является поворот на новый курс. Изменение курса с попутного или на попутный к волне курс следует выполнять таким образом, чтобы в интервале курсовых углов волнения 180 … 45о поворот осуществлялся плавно с небольшим динамическим креном, обусловленным циркуляцией. При этом скорость корабля должна быть такой, чтобы после поворота он не оказался в положении статической постановки на волну или в условиях резонанса бортовой качки.

При двухмерном регулярном волнении поворот рассчитывают так, чтобы корабль прошел резонансную зону бортовой качки при курсовом угле волнения 90о на относительно спокойном волнении с максимальной скоростью поворота. При сильном нерегулярном волнении поворот выполняют с таким расчетом, чтобы корабль проходил лагом к волне в период, когда волны меньше.

При плавании против волны и совпадении направления бега волн с направлением ветра поворот совершают как влево, так и вправо, предварительно позволив кораблю несколько увалиться под ветер и уменьшив ход до минимально возможного. Если направление ветра не совпадает с направлением бега волн, до начала выполнения поворота нужно привестись к ветру. В обоих случаях поворот следует начинать, переложив руль на борт и дав полный ход в момент, когда корма окажется на обратном склоне последней из серии наиболее крупных волн" [41].

Особенно опасно плавание в штормовых условиях при низких температурах воздуха. В этих случаях происходит обледенение корабля, существенно повышающее вероятность чрезвычайных происшествий.

Во время шторма следует учитывать некоторое снижение качества функционирования части экипажа корабля под влиянием сильной качки. На наиболее ответственных постах должны находиться люди, в меньшей степени подверженные влиянию качки.

Особенности кораблевождения и обеспечения навигационной безопасности плавания в высоких широтах

К области высоких широт относятся районы Северного Ледовитого океана, расположенные севернее параллели 70°. Арктические районы отличаются наличием полярного дня и полярной ночи, отрицательными температурами воздуха и, главное, мощным ледяным покровом, отдельные массивы которого под воздействием течения и ветра постоянно перемещаются и меняют свое положение. Ледовый покров существенно ограничивает возможность плавания надводных кораблей в этих районах.

Однако практика показала, что современные ледоколы с атомной энергетической установкой вполне способны преодолевать арктические льды и совершать плавание в высоких широтах.

Для надводных кораблей плавание возможно только в южных районах Арктики в течение ограниченного летнего периода и, как правило, с помощью ледоколов.

Реальной опасностью плавания в высоких широтах является возможность сжатия корабля тяжелыми паковыми льдами. Отсутствие достоверной информации о глубинах в некоторых высокоширотных районах не исключает и вероятности посадки корабля на мель или касания грунта.

Особенность решения навигационных задач в высоких широтах определяют следующие факторы:

– ограниченная возможность для определения места по небесным светилам, обусловленная наличием развитой многоярусной структуры облаков в течение круглого года, а также полугодовым отсутствием над горизонтом Солнца;

– отсутствие развитой сети средств навигационного оборудования. Для определения места могут быть использованы только РНС дальней навигации и космические навигационные системы. РНС средней и ближней навигации доступны лишь для кораблей, совершающих плавание в морях Арктического бассейна, прилегающих к материкам. Использование РНС сопровождается помехами, создаваемыми полярными сияниями и магнитными бурями, затрудняющими нормальное прохождение радиоволн и искажающими их параметры;

– недостаточная изученность рельефа дна, течений, ледовых образований, магнитного склонения и других геофизических элементов обусловливает сложность морской навигации и создает реальную опасность мореплаванию;

– существенное уменьшение возможностей использования гироскопических и магнитных курсоуказателей. Гирокомпасы по своему физическому принципу могут вырабатывать курс в широтах до 85°, а магнитные компасы теряют свойства курсоуказателя из-за резкого уменьшения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли, удерживающего магнитную стрелку компаса в плоскости магнитного меридиана. В качестве курсоуказателей в высоких широтах (севернее параллели 85°) используются гироазимуты, ориентированные в квазигеографической системе координат, и инерциальные навигационные системы;

– отсутствие карт в прямой цилиндрической проекции Меркатора для пояса широт свыше 85°, обусловленное невозможностью их создания для приполюсных районов: с увеличением широты масштаб карты укрупняется до бесконечности. В приполюсных районах используются навигационные карты, составленные в поперечной цилиндрической проекции. Основой этих проекций является картографическая сетка квазигеографической системы координат, в которой северный географический полюс и районы, прилежащие к нему, проецируются на квазиэкваториальную область, где масштаб карты остается практически неизменным.

Счисление пути корабля на картах в поперечной цилиндрической проекции ведется с использованием понятия квазикурса. Квазикурс Кq – это направление движения корабля относительно квазимеридиана (рис. 6.6.2).

Квазикурс измеряется углом между северной частью квазимеридиана и направлением диаметральной плоскости корабля. Линия квазикурса на карте поперечной меркаторской проекции изображается прямой. Соотношение между квазикурсом и истинным курсом определяется формулой

ИК = Кq + Q,

где Q – угол между северными частями географического и квазигеографического меридианов (в данной точке), называемый углом перехода.

Из рассмотрения рис. 6.6.2 видно, что если географические меридианы (на рисунке пунктирные линии) на карте в поперечной равноугольной цилиндрической проекции принять за прямые, то угол перехода равен долготе местонахождения корабля, то есть Q = =l. Поэтому приближенно можно принять:

ИК = Кq + l.

Если географическая долгота восточная (l со знаком "плюс"), то есть если корабль находится в восточном полушарии – в точке О, то истинный курс больше квазикурса, и, наоборот, если корабль совершает плавание в западной долготе (на рис. 6.6.2 точка О1), то квазикурс больше истинного курса.

Такое же соотношение и между пеленгом и квазипеленгом (квазипеленг – направление на объект, измеренное относительно квазимеридиана).

При плавании в приполюсных районах все автоматизированные системы счисления (автопрокладчики и автосчислители) переключаются в квазигеографический режим работы.

В высоких широтах, где поверхность моря покрыта льдами, плавание доступно подводным лодкам с атомными энергетическими установками в подводном положении.

В ледовых условиях подводные лодки могут погружаться на глубину только в полыньях и разводьях. Перед погружением необходимо определить место, направление и скорость дрейфа льда.

Опасным для подводной лодки и поэтому ответственным маневром является ее всплытие в полыньях и разводьях. Расчет маневра всплытия должен учитывать величину полыньи, скорость и направление дрейфа льда.

Маневр приледнения допустимо предпринимать только к ровной нижней поверхности льда. При этом скорость подводной лодки должна быть нулевой, лодка должна иметь дифферент на корму и опущенные выдвижные устройства. Носовые (средние) горизонтальные рули должны быть завалены, а рубочные рули поставлены вертикально.

При отрыве ото льда погружаться следует без хода.

При подледном плавании в Гренландском море и в некоторых других акваториях северо-западной Атлантики особую опасность представляют айсберги и их разновидность – ледяные подвижные острова. Длина айсбергов может достигать нескольких миль, а высота некоторых из них достигает свыше сотни метров.

Для безопасности плавания подводных лодок важно знать глубину погружения или осадку айсбергов. Среднее отношение осадки к высоте айсберга составляет число, равное 6,9, то есть седьмая часть общей высоты айсберга находится под водой. Осадка айсбергов колеблется в пределах 40 … 160 м. В Северной Атлантике был зарегистрирован айсберг с осадкой 546 м. Скорость дрейфа айсбергов (по направлению течения) зависит от долготы их расположения и в восточно-атлантической зоне достигает 10 … 22 миль в сутки.

Наибольшее количество айсбергов в северном полушарии наблюдается в Гренландском море, в Датском проливе и в северо-западной части Атлантического океана.

В подводном положении айсберги обнаруживаются с помощью гидроакустического комплекса, а если глубина погружения подводной лодки больше осадки айсберга, то его наличие может быть обнаружено с помощью эхоледомера, так как осадка айсберга всегда значительно больше толщины даже пакового льда.

Подходить к айсбергу на расстояние, меньшее двух миль, крайне опасно, так как гидродинамические или звуковые колебания, исходящие от быстроидущей подводной лодки, могут нарушить его равновесие, и он может завалиться, создав угрозу для подводной лодки.

Айсберги следует обходить. Подныривать под айсберги недопустимо, так как его осадка в разных местах различна.

При вынужденном подходе к айсбергу на дистанцию менее двух миль подводные лодки должны идти самым малым ходом с включенным гидролокатором, чтобы избежать столкновения с подводными выступами айсберга, отходящих от его подводной части иногда на 300 … 500 метров.