Организация, средства и методы обеспечения и контроля навигационной безопасности плавания

6.1. Организация штурманской службы корабля при обеспечении и контроле навигационной безопасности плавания

Непосредственно навигационная безопасность плавания обеспечивается и контролируется в море, в процессе кораблевождения. Кораблевождение, как процесс управления элементами безопасного и целенаправленного движения корабля, реализуется на основе решения навигационных задач и опирается на использование технических средств навигации. К основным навигационным задачам кораблевождения, обеспечивающим безопасное плавание, относятся следующие:

– расчет элементов движения корабля

– курса, скорости и глубины погружения подводной лодки, обеспечивающих перемещение корабля по заданному маршруту в заданный срок;

– счисление пути корабля и анализ его точности; – выбор средств и методов контроля соответствия фактической и заданной траекторий движения корабля;

– определение фактических местоположения корабля (с помощью обсерваций) и элементов его движения, оценка их точности и области вероятных погрешностей;

– анализ навигационной обстановки на основе сопоставления области вероятных погрешностей места и курса корабля и расстояний до ближайших опасностей;

– прогнозирование данных, характеризующих положение корабля относительно заданных объектов, и оценка вероятности безопасного прохода препятствий;

– контроль безопасности прохода участков с навигационными препятствиями с помощью технических средств навигации и наблюдения;

– корректура элементов движения корабля с учетом выявленного влияния гидрометеофакторов, отклонивших фактическое место корабля от расчетного, а также в связи с изменившимися задачами корабля;

– составление обоснованного количественного прогноза безопасности плавания от посадки корабля на мель и от столкновения с надводными и подводными препятствиями при санкционированном отклонении от маршрута, предусмотренного предварительной прокладкой.

Основой решения всех навигационных задач и обеспечения плавания, безопасного от посадки на мель и касания грунта, является непрерывное ведение навигационной прокладки с оценкой точности счислимых и обсервованных мест. Основой обеспечения плавания, безопасного от столкновений, является ведение радиолокационной прокладки всех надводных и подводных целей, обнаруженных в районе плавания корабля. Приоритетными целями являются те, которые наблюдаются в непосредственной близости от корабля. Подразделениями, предназначенными для решения этих задач, является штурманская боевая часть (БЧ-1). Кроме нее, к решению отдельных задач, связанных, главным образом, с контролем навигационной безопасности плавания и с решением задач расхождения с встречными кораблями, привлекаются боевой информационный пост (БИП) или боевой информационный центр (БИЦ) и главный командный пункт корабля (ГКП), который представляют командир корабля и вахтенный офицер. Согласованная и взаимосвязанная деятельность указанных подразделений и должностных лиц по расчету элементов движения корабля и обеспечению навигационной безопасности плавания составляет понятие штурманская служба (служба кораблевождения). Иными словами, штурманская служба – это функциональная деятельность различных подразделений и должностных лиц, направленная как на реализацию навигационных методов кораблевождения, так и на обеспечение навигационной безопасности плавания (на предупреждение навигационных происшествий). Руководителем штурманской службы является командир корабля. На основе данных штурманской боевой части, БИП и своих собственных наблюдений он анализирует навигационную обстановку и принимает решение по назначению курса, скорости и глубины погружения подводной лодки, утверждает режимы работы технических средств кораблевождения и наблюдения за внешней обстановкой, контролирует деятельность вахтенного офицера и вахтенного штурмана. Функциональное предназначение других участников кораблевождения состоит в следующем. Штурманская боевая часть является основным звеном штурманской службы корабля, специально предназначенным для решения всех навигационных задач кораблевождения, связанных с расчетом траектории движения и с обеспечением навигационной безопасности плавания. Это корабельное подразделение обеспечивает и контролирует навигационную безопасность плавания на основе непрерывного анализа текущего и прогнозируемого места корабля и его сопоставления с ближайшими навигационными опасностями, а также на основе вычисления параметров навигационной безопасности плавания и сравнения их с допустимыми значениями. На штурманскую боевую часть возложены также задачи по организации службы времени и гидрометеорологической службы на корабле. Сущность службы времени состоит в обеспечении всех подразделений корабля единым согласованным и точным судовым, московским и гринвичским временем. Задача гидрометеорологической службы состоит в измерении гидрометеорологических элементов, в трансляции их потребителям и в анализе поступающих на корабль синоптических данных, определяющих состояние и прогноз погоды. Свое основное предназначение – решение навигационных задач кораблевождения, обеспечивающих безопасность корабля, – штурманская боевая часть реализует с помощью технических средств навигации в процессе непрерывного ведения навигационной прокладки. Для этого при нахождении корабля в море организуется штурманская вахта. При плавании в узкостях, по фарватерам, в районах с навигационными опасностями, а также по готовности № 1 штурманскую вахту несет старший штурман – командир БЧ-1. При плавании в открытом море, в районах, свободных от навигационных опасностей, и по готовности № 2 штурманскую вахту несут офицеры штурманской боевой части, а в дальних походах и офицеры ракетно-артиллерийской, минно-торпедной боевых частей и других подразделений, сдавшие специальный зачет и допущенные командиром корабля к несению этой вахты. Организатором штурманской вахты является старший штурман корабля. Он же производит инструктаж вахтенных штурманов и контролирует качество их деятельности по кораблевождению в процессе несения штурманской вахты. Боевой информационный пост (центр) – командный пункт радиотехнической боевой части (БЧ-7). На него возложена задача контроля навигационной безопасности плавания в узкостях и вблизи навигационных надводных и подводных препятствий. Здесь с помощью радиолокационных и гидроакустических станций освещается навигационная обстановка (измеряются направления и расстояния до всех наблюдаемых надводных и подводных объектов и выделяются наиболее опасные для кораблевождения), контролируется степень опасности сближения с навигационными препятствиями и вырабатываются рекомендации по предотвращению столкновения с ними и со встречными кораблями и судами. В БИП ведется радиолокационная прокладка путей движения встречных кораблей, а также определяются их элементы движения и производится расчет маневра для уклонения от сближения на опасное расстояние. Боевые информационно-управляющие системы (БИУС), находящиеся на вооружении радиотехнической боевой части, используются для автоматизированной обработки навигационной и радионавигационной информации при определении места корабля, для контроля навигационной безопасности плавания по фарватерам и рекомендованным путям, а также для расчета маневра расхождения со встречными судами и кораблями. Вахтенный офицер является исполнительным представителем главного командного пункта. Он следит за внешней безопасностью корабля, в том числе и безопасностью корабля от посадки на мель или иное препятствие, контролирует следование корабля точно назначенными курсом, скоростью и удержание заданной глубины погружения подводной лодки, а также соответствие параметров навигационной безопасности плавания их допустимым значениям. С помощью имеющихся на ГКП технических средств кораблевождения вахтенный офицер ведет путеисчисление (следит за местом корабля на навигационной карте на основе счисления) и периодически производит обсервации. Докладывает командиру корабля и вахтенному штурману обо всех сомнениях в месте корабля и об опасных сближениях с навигационными препятствиями. Принимает экстренные меры по предотвращению навигационных происшествий, связанных со столкновением корабля с объектами, наблюдаемыми визуально или с помощью технических средств. К решению обеспечивающих задач кораблевождения привлекаются также создаваемые на корабле специальные функциональные формирования, к которым относятся следующие:

– прокладочная группа – создается для оказания помощи вахтенному штурману при плавании вблизи навигационных опасностей. Личный состав этой группы по указанию вахтенного штурмана производит измерение навигационных параметров, осуществляет связь штурмана с взаимодействующим подразделением и фиксирует обстоятельства и навигационные условия плавания;

– астрономический расчет – формируется из корабельных офицеров для измерения высот небесных светил, по которым штурман определяет вероятнейшее место корабля.

Техническую реализацию утвержденного командиром корабля результата решения навигационной задачи по определению безопасных курса и скорости корабля и глубины погружения подводной лодки выполняют операторы по управлению маневрами корабля – рулевые и специалисты электромеханической боевой части, обслуживающие технические средства движения корабля. Функционирование штурманской службы основано на тесном взаимодействии всех групп и постов, участвующих в решении навигационных задач кораблевождения. Сущность взаимодействия состоит в непрерывном обмене информацией, имеющей прямое отношение к выработке навигационных данных, к навигационным условиям плавания и к анализу и оценке навигационной безопасности плавания. Между ГКП, БИП и вахтенным штурманом производится взаимный обмен информацией. Основными вопросами взаимодействия являются следующие:

– элементы движения корабля – изменение курса, скорости и глубины погружения (подводной лодки);

— элементы сноса корабля и их изменение;

— поправки автономных систем счисления; контроль курсов, не предусмотренных предварительной прокладкой;

— время изменения любого элемента движения; сомнения в безопасности или правильности рекомендованных штурманом или БИП элементов движения;

– местоположение корабля – вероятнейшие координаты на заданный момент времени и радиальная СКП вероятнейшего места;

— возможные средства и методы обсерваций;

— время прибытия корабля в заданную точку или в заданный район;

— время очередного поворота на новый курс;

— прохождение заданного рубежа;

— нахождение корабля у кромки полигона или фарватера;

— сомнения в точности местоположения корабля;

– контроль навигационной безопасности плавания – степень безопасности маневра, не предусмотренного предварительной прокладкой;

— допустимые параметры навигационной безопасности;

— численные значения ограждающих навигационных параметров (параметров, соответствующих навигационной изолинии, разделяющей безопасный участок плавания от опасного), измеряемых с помощью РЛС, гидроакустической станции, эхолота или компасного пеленгатора;

— ожидаемое кратчайшее расстояние расхождения с навигационной опасностью или с кораблем: область вероятного местонахождения корабля и отсутствие в ее пределах навигационных опасностей;

— расхождение предвычисленных и фактических навигационных параметров в моменты поворота; прохождение траверзов ориентиров;

— невязки, превышающие их предельные значения;

— обнаружение вблизи корабля объектов, представляющих опасность для плавания;

– навигационная обстановка и условия плавания – открытие и закрытие районов плавания; наблюдаемые искусственные и естественные навигационные ориентиры;

— нахождение в районе плавания судов и их координаты;

— открытие навигационных ориентиров и приближение корабля на дальность радиотехнического или гидроакустического контакта с ними;

— несоответствие положения плавучего ограждения их штатному месту;

— изменение характеристик средств навигационного оборудования;

— состояние погоды и ее прогноз;

— резкое изменение гидрометеоэлементов;

— уменьшение облачности и возможность использования астронавигационных средств и систем;

— время очередного всплытия подводной лодки на перископную глубину;

– режим работы технических средств кораблевождения и наблюдения – время включения и выключения РЛС, гидроакустической станции, эхолота, гидроакустического лага; режим работы навигационного комплекса;

— выход из строя навигационных систем и средств наблюдения;

— поправки радиолокационных и гидроакустических станций;

— изменение параметров работы радионавигационных систем;

— распределение корабельных антенн по радионавигационным средствам и средствам связи;

— возможность использования БИУС для обработки навигационной информации;

— факт рассогласования принимающих навигационной информации;

— степень электромагнитной совместимости радионавигационных систем и других радиоэлектронных средств корабля;

– состояние корабля и его технических элементов

– осадка и водоизмещение корабля;

— положение забортных опускаемых и выдвижных устройств;

— степень готовности средств движения корабля к увеличению скорости до заданных пределов;

— изменение маневренных качеств корабля под влиянием различных факторов.

Кроме взаимного обмена информацией между постами и должностными лицами, реализующими задачи штурманской службы, в процессе кораблевождения выдаются координатно-временные сведения потребителям других боевых частей и подразделений:

– в пост энергетики и живучести корабля– время прибытия корабля в пункт назначения;

–в пост управления размагничивающим устройством корабля – информация о соответствии токов в обмотках РУ табличным значениям, время переключения токов в широтных обмотках и в некоторых случаях – напряженность составляющих магнитного поля Земли.

Организационная деятельность штурманской службы регламентируется руководящими документами ВМФ, основными из которых являются: Корабельный устав ВМФ, Правила (Руководство) организации штурманской службы на кораблях ВМФ, Тактические руководства и Правила штурманской службы (серия выпусков). Особенности штурманской службы на кораблях различных классов излагаются в Указаниях главных штурманов флотов и флагманских штурманов объединений и соединений.

6.2. Содержание деятельности штурманской службы по обеспечению и контролю навигационной безопасности плавания

Основой деятельности штурманской службы корабля по обеспечению навигационной безопасности плавания является непрерывный контроль соответствия фактических и предварительно рассчитанных элементов движения, а также контроль соответствия фактических и допустимых параметров навигационной безопасности плавания. На решение этих основных задач направлена деятельность всех должностных лиц штурманской службы. Командир корабля является должностным лицом, ответственным за безопасность плавания и маневрирование корабля. Он обязан полностью использовать маневренные качества корабля, навигационную технику и средства наблюдения для обеспечения навигационной безопасности плавания в процессе любого вида боевой деятельности корабля. В отдельном плавании только командир корабля имеет право изменить курс, скорость корабля и глубину погружения (на подводных лодках). В походе командир корабля руководит штурманской службой. При этом:

– управляет маневрами корабля и направляет его движение по назначенному маршруту на основании навигационных расчетов, выполненных штурманом, и с учетом оперативно-тактической, навигационно-гидрографической и гидрометеорологической обстановки;

– контролирует параметры навигационной безопасности плавания;

– регулярно лично определяет место корабля в целях обнаружения промахов штурмана, используя для этой цели наиболее доступные и точные средства, в том числе данные БИП и БИУС. Выполнение этой функции особенно важно при подходе к навигационной опасности, при вхождении в зону тумана и во всех случаях, когда требуется надежное знание места корабля;

– для быстрого контроля нахождения корабля в безопасной зоне использует ограждающие изолинии;

– при плавании в открытом море контролирует правильность ведения счисления пути корабля;

– контролирует режимы работы навигационного комплекса и своевременность ввода в них необходимых корректур;

– при малейшем сомнении в правильности места или безопасности курса стопорит ход и продолжает движение только после уяснения обстановки;

– по докладу штурмана принимает решение о возможности включения гидроакустического лага и других корабельных систем, связанных с активным излучением;

– анализирует поступающую на корабль гидрометеорологическую информацию и систематически заслушивает результаты измерения гидрометеэлементов. Во всех случаях, в том числе и при плавании в составе соединения, командир корабля контролирует выполнение всех требований по режиму и правилам плавания, в том числе и Международных правил предупреждения столкновения судов. В сложных условиях плавания (при подходе к берегу, узкости, при понижении видимости, в районе с интенсивным судоходством, при плавании во льдах) оставление ходового мостика командиром недопустимо. В длительных походах при простых условиях плавания на время отдыха командира управление кораблем может быть доверено старшему помощнику командира или иному подготовленному и допущенному к управлению кораблем офицеру. При плавании в узкостях, вблизи навигационных опасностей, в районах интенсивного судоходства, вблизи берегов при приближении к ним, в условиях ограниченной видимости, а также в случаях, когда местонахождение корабля сомнительно, командир корабля принимает меры предосторожности, выработанные морской практикой и установленные международными и местными правилами плавания. Нахождение на борту корабля лоцмана не освобождает командира корабля и лиц штурманской службы от выполнения ими своих обязанностей. Вахтенный штурман – центральная фигура процесса кораблевождения и обеспечения навигационной безопасности плавания. Он вырабатывает элементы движения, необходимые для целенаправленного и безопасного перемещения корабля в водной среде. Опираясь на информацию, получаемую с помощью технических средств кораблевождения и наблюдения и используя вычислительную технику, вахтенный штурман решает весь комплекс навигационных задач, непрерывно контролирует безопасность следования строго по назначенному пути и своевременность прибытия корабля в заданный район. Вахтенный штурман является неформальным помощником командира корабля по кораблевождению. Перед выходом корабля в море офицеры, допущенные к выполнению обязанностей вахтенного штурмана, под руководством командира корабля и с помощью старшего штурмана изучают маршрут перехода и условия в районах плавания. Для этого используются навигационные карты (по возможности с нанесенной на них предварительной прокладкой) и навигационные пособия. При заступлении на штурманскую вахту принимаются следующие сведения: координаты и место корабля на карте, радиальная СКП места, карты с предварительной прокладкой на вахту, ближайшие навигационные опасности и расстояния до них, заданные элементы движения и правильность их удержания, допустимые параметры безопасности плавания (радиальная погрешность, расстояния до опасностей, частота обсерваций, глубина моря и глубина погружения подводной лодки), план коррекции счисления по обсервациям, положение выдвижных и опускаемых забортных устройств, режим работы технических средств кораблевождения и наблюдения, поправки навигационных систем и время их определения, ордер (строй) и место корабля в ордере, наличие других кораблей в пределах радиолокационной видимости и по каким из них ведется радиолокационная прокладка в БИП, соответствие токов в обмотках размагничивающего устройства табличным, приказания командира корабля и указания старшего штурмана. Штурманская вахта начинается с определения места корабля. При сомнении в точности места корабля делается доклад командиру корабля. Основные задачи вахтенного штурмана – расчет элементов движения, соответствующих заданным в предварительной прокладке, и оценка навигационной безопасности плавания – решаются на основе счисления пути корабля в процессе непрерывного ведения навигационной прокладки, а также на основе контроля допустимых параметров навигационной безопасности плавания. Контроль правильности счисления производится с помощью обсерваций. При отклонении обсервованного места от счислимого производится анализ всей имеющейся навигационной информации и анализ навигационной обстановки с целью выявления безопасности дальнейшего следования данным курсом и данной скоростью. Учитывая, что основной причиной несовпадения счислимого и обсервованного мест являются погрешности в учитываемых элементах течения и ветрового дрейфа, деятельность вахтенного штурмана в открытом море должна быть целенаправлена на выявление направления и скорости морского течения и на уточнение угла дрейфа (по показаниям абсолютного и относительного лагов и по невязкам обсерваций). Результаты каждой обсервации анализируются и на этой основе принимаются решения по двум направлениям: решение о необходимости корректуры элементов движения корабля (путевого угла и путевой скорости) и решение по корректуре учитываемых элементов сноса. Решение о необходимости корректуры курса и скорости принимается по величине невязки и области вероятного местонахождения корабля – предельного круга погрешностей: корректура курса необходима, если дальнейшее следование прежним курсом с учетом предельной погрешности места не обеспечивает беспрепятственное прохождение ближайшей опасности с заданной вероятностью. Корректура курса целесообразна также и в том случае, если величина невязки может послужить причиной нарушения утвержденного графика движения корабля по времени и месту. Решение по корректуре элементов сноса корабля принимается тогда, когда величина невязки превышает предельную суммарную погрешность предыдущей и данной обсерваций. В промежутках времени между обсервациями вахтенный штурман уточняет поправку компаса (по восходу и заходу Солнца или иным доступным способом), контролирует соответствие глубин по эхолоту и глубин, нанесенных на карту (с учетом осадки корабля или глубины погружения подводной лодки), проверяет соответствие параметров безопасности плавания их допустимым значениям. Ответственным моментом при ведении навигационной прокладки является процедура поворота корабля на очередной курс. Перед поворотом требуется произвести обсервацию и с ее помощью уточнить поворотные данные: время и отсчет лага начала поворота и поворотный навигационный параметр (пеленг или расстояние до ориентира). Новый компасный курс вычисляется с учетом поправки компаса и ожидаемого суммарного сноса корабля течением и ветром. Непосредственно перед поворотом важно убедиться (визуально или с помощью РЛС) в отсутствии на новой линии пути плавающих объектов, представляющих опасность для корабля. После поворота на новый курс производится обсервация и уточняется компасный курс, заданный рулевому. Об изменении любого элемента движения корабля, не предусмотренного предварительной навигационной прокладкой, о невозможности произвести плановую обсервацию в заданный срок, а также о любом сомнении в месте корабля или в правильности элементов движения делается доклад старшему штурману корабля. Если полученная в результате обсервации невязка превышает допустимое значение, то делается доклад командиру корабля. В процессе несения вахты вахтенный штурман докладывает на ГКП следующую информацию: время очередного поворота и новый курс (за пять минут до поворота, за одну минуту и в момент поворота), изменение поправок навигационных систем, находящихся на ГКП, учитываемые элементы сноса, время прихода в заданный район, время восхода и захода Солнца, время пересечения заданных рубежей и прохода контрольных точек, переход корабля в очередной часовой пояс, пересечение зоны переключения тока в широтной обмотке размагничивающего устройства. Для уменьшения вероятности промахов при решении навигационных задач целесообразно пользоваться методом самоконтроля – повторением измерительных, вычислительных и графических процедур или сличением измеренных величин с их счислимыми значениями. Для выявления неучтенных систематических погрешностей навигационных систем необходимо чередовать использование различных систем коррекции счисления и измерять избыточную навигационную информацию с последующей ее обработкой с помощью вычислительной техники. Для исключения влияния повторяющейся погрешности одной навигационной системы необходимо определять место по ориентирам, расположенным (относительно корабля) более-менее равномерно по всему горизонту. Особенности контроля навигационной безопасности в различных условиях плавания изложены ниже. Вахтенный офицер является лицом, контролирующим внешнюю безопасность корабля, в том числе и безопасность корабля от посадки на мель и от столкновения с другими морскими объектами. Для выполнения функций вахтенного офицера все допущенные к ходовой вахте офицеры перед выходом корабля в море изучают район плавания и маршрут перехода, обращая особое внимание на навигационно-гидрографические, гидрометеорологические и географические условия плавания. При заступлении на вахту вахтенный офицер принимает следующие сведения, имеющие прямое отношение к контролю безопасности плавания: место корабля на навигационной карте, тактический номер корабля (при совместном плавании) и его положение в строю или ордере, состояние и режим работы технических средств кораблевождения и наблюдения, курс, скорость, глубина погружения (для подводных лодок), элементы учитываемого сноса, поправки автономных систем счисления – компаса и лага, время очередного поворота, обстановка в районе плавания (видимые ориентиры, плавучие предостерегательные знаки системы ограждения, наличие в зоне видимости кораблей и элементы их движения), глубина моря и близлежащие навигационные опасности, состояние погоды – видимость, облачность, волнение моря, ветер, режим гидрологии. В процессе несения вахты основной обязанностью вахтенного офицера по кораблевождению является слежение за правильностью удержания заданных курса, скорости и глубины погружения (на подводной лодке) и контроль навигационной безопасности плавания. Для навигационной ориентировки командира корабля, находящегося на ГКП, а также для контроля графика движения корабля по месту и времени вахтенный офицер ведет путеисчисление на навигационной карте по показаниям имеющихся на главном командном пункте навигационных приборов. Счисление уточняется периодическими обсервациями, выполняемыми лично вахтенным офицером. При подходе к навигационным опасностям предвычисляет кратчайшее расстояние до нее и это расстояние сравнивает с допустимым. Периодически сличает глубины по эхолоту и по карте (с учетом отстояния вибраторов эхолота от уровня моря), счислимые пеленги и расстояния до ориентиров сравнивает с измеренными. О существенном расхождении этих данных докладывает командиру корабля и сообщает вахтенному штурману. Вахтенный офицер информирует вахтенного штурмана о следующих событиях: начало и конец поворота и новое значение компасного курса, изменение любого из трех элементов движения – скорости, курса и глубины погружения (на подводных лодках), изменение режима средств движения, перевод управления рулем на другой пост, полученные приказания командира корабля, связанные с предстоящими изменениями элементов движения корабля или места корабля в строю (ордере), появление и скрытие зрительных средств навигационного оборудования, резкое изменение гидрометеорологической обстановки, изменение положения выдвижных и опускаемых забортных устройств – обтекателя гидроакустической станции, тралов, буксируемой антенны, трубки лага, обнаружение объектов, представляющих опасность для корабля, прохождение траверза маяков и знаков, а также моменты прохождения буев и вех ограждения фарватеров или навигационных опасностей. Для выполнения функций по кораблевождению вахтенный офицер должен уметь вести элементарную навигационную прокладку, рассчитывать путевые углы и путевые скорости с учетом сноса корабля, рассчитывать счислимое место на карте, измерять навигационные параметры и определять обсервованное место корабля, оценивать точность места и безопасность проложенного курса, рассчитывать маневр расхождения с кораблями и судами. Взаимодействие вахтенного офицера и вахтенного штурмана является важным условием обеспечения навигационной безопасности плавания корабля. Боевой информационный пост (центр) является органом контроля и обеспечения навигационной безопасности плавания вблизи берегов и при расхождении с встречными кораблями и судами. При плавании вблизи навигационных опасностей БИП определяет место корабля и контролирует безопасность его движения. При обнаружении встречных целей БИП ведет радиолокационную прокладку, определяет элементы движения встречных кораблей и рассчитывает маневр расхождения с ними. Для решения указанных задач используются боевые информационно-управляющие системы (БИУС). Обо всех обнаруженных надводных и подводных объектах, расположенных вблизи корабля, вахтенный офицер БИП докладывает на ГКП и в штурманскую рубку. Основой обеспечения навигационной безопасности плавания является строгое соблюдение предварительно рассчитанных допустимых параметров навигационной безопасности плавания и выполнение заранее обоснованных элементов движения судна по заданному маршруту. Контроль соответствия фактических параметров навигационной безопасности плавания их допустимым значениям производится путем непрерывной оценки реальной навигационной обстановки. Сущность оценки навигационной обстановки состоит в выявлении степени навигационной безопасности корабля в данный момент времени и в ее прогнозировании на ближайший интервал времени. Основное содержание оценки навигационной обстановки сводится к выполнению следующих функций: – оценка положения места корабля, то есть расчет и нанесение на карту счислимого или обсервованного места на данный момент времени и прогнозирование положения места на некоторый заданный момент времени; – оценка точности места корабля – расчет площади вероятного местонахождения действительного места корабля; – сопоставление площади вероятного местонахождения корабля с расстоянием до ближайшей навигационной опасности и с положением на карте других объектов, представляющих опасность для мореплавания; – оценка безопасности проложенной на карте линии пути (c учетом погрешности места) относительно навигационных опасностей; – выявление соответствия положения корабля по времени и месту данным предварительной прокладки; – сравнение фактических параметров навигационной безопасности плавания с допустимыми; – оценка необходимости и возможности уточнения места, течения и элементов движения корабля, выбор средств и способов уточнения навигационной информации; – оценка надежности используемых поправок технических средств кораблевождения. На основе оценки и анализа обстановки принимается решение о необходимости изменения или корректуры элементов движения корабля (курса, скорости и глубины погружения подводной лодки) и принятия дополнительных мер предосторожности. Таким образом, решение задач безопасности кораблевождения опирается на знание места и элементов движения корабля в море, на соблюдение параметров навигационной безопасности плавания, на анализ точности навигационной информации и на объективную оценку навигационной обстановки.

6.3. Способы и средства контроля навигационной безопасности плавания в открытом море и при подходе к побережью

Открытое море – это морское пространство, находящееся за пределами радиотехнической дальности видимости побережья, прибрежных островов и архипелагов. Принято считать, что открытая часть моря начинается при удалении от береговой черты и прибрежных островов на расстояние, превышающее 25 … 40 миль. С навигационной точки зрения, к особенностям открытого моря относятся следующие: большие глубины моря и малое количество ненаблюдаемых навигационных опасностей; слабые, практически неощущаемые приливные течения, а морские течения других видов характеризуются случайно изменяющимися по месту и времени скоростью и направлением; невозможность определения места по наблюдаемым береговым ориентирам; плавание в открытом море совершается, как правило, длительными по времени и большими по протяженности курсами. Эти условия практически исключают вероятность посадки корабля на мель, но не исключают степень риска столкновения с морскими объектами, особенно на рекомендованных океанских путях. Требования к точности плавания в открытом море с большими глубинами диктуются, главным образом, задачами обеспечения высокой эффективности выполнения тактических и боевых задач. Основным способом кораблевождения в открытом море является счисление пути с периодической его коррекцией по обсервациям. Поскольку точность плавания по счислению зависит от точности учитываемых элементов течения, а морские течения обладают случайной изменчивостью, то одной из важнейших навигационных задач в открытом море является задача определения элементов сноса корабля течением. Информация о течениях, содержащаяся в навигационных пособиях, имеет весьма приближенный и вероятностный характер. Тем не менее, при отсутствии других источников информации о течении сведения о них, приведенные в навигационных пособиях, должны быть использованы для повышения точности плавания. Исследования показали, что при правильном использовании Атласов течений в большинстве случаев (75 … 80%) достигается повышение точности счисления. Наиболее надежно элементы морского течения определяются в моменты периодического включения гидроакустического абсолютного лага путем сравнения векторов абсолютной и относительной скоростей. Если абсолютный лаг работает непрерывно, то проблемы определения вектора скорости течения не существует, так как абсолютный лаг вырабатывает пройденное кораблем расстояние относительно поверхности Земли, и если при этом система курсоуказания работает исправно и без систематических погрешностей, то в каждый данный момент будет вырабатываться практически безошибочный вектор путевой скорости корабля. При отсутствии абсолютного лага вектор скорости течения определяется по серии невязок нескольких последовательно выполненных (через интервалы 10 … 20 мин) обсерваций. Используются невязки С¢, измеренные по карте относительно нескорректированных предыдущими обсервациями счислимых точек, находящихся на линии истинного курса. При этом для каждой невязки фиксируется интервал счисления t от момента первой (исходной) до данной обсервации. Расчет направления КТ и скорости vT течения при равноточных обсервациях производится по формулам:

                    (6.3.1)

где i – порядковый номер невязки; ai – направление i-й невязки относительно меридиана.

Для определения вектора скорости течения по обсервациям используются невязки, превышающие предельные погрешности начальной и данной обсерваций, то есть только те невязки, которые проявились на фоне погрешностей обсерваций и поэтому являются результатом воздействия на корабль течения.

Пример.

С интервалами 12 минут выполнены три равноточных обсервации (не считая исходной) и получены невязки относительно соответствующих счислимых мест на линии истинного курса, проложенной от исходной обсервации:

a1 = 123°, С¢1 = 0,8 мили, t1 = 0,2 ч;

a2 = 80°, С¢2 = 1,4 мили, t2 = 0.4 ч;

a3 = 200°, С¢3 = 1,0 мили, t3 = 0,6 ч.

Определить вероятнейшие элементы течения.

Р е ш е н и е:

1. Для подсчета сумм составляют таблицу слагаемых, стоящих под знаками сумм в формулах (6.3.1).

2. Рассчитанные суммы подставляют в формулы (6.3.1) и получают искомый ответ: КТ = 120,97 » 121°; vT = 2,36 уз.

Выявленные элементы течения учитываются в навигационной прокладке в течение срока относительного постоянства течения (0,5 …2,5 ч).

Если обсервации для определения течения производились на одном курсе и при относительном постоянстве ветра, то по формулам (6.3.1) определяется суммарный вектор сноса (за счет сноса течением и ветрового дрейфа).

Равноточные обсервации, выполненные для определения течения (сноса), после вычисления течения используются для определения вероятнейшего места. Для этого они приводятся к моменту последней обсервации и осредняются.

Серия обсерваций для определения элементов течения может быть получена по сигналам РНС дальней и средней навигации («Чайка», «Лоран-С», МАРС-75, «Омега»), а также по КНС.

При плавании подводной лодки в подводном положении в условиях, исключающих даже дискретное включение гидроакустического абсолютного лага, серия обсерваций для определения элементов течения может быть получена по сигналам РНС дальней и средней навигации, принятым на буксируемую антенну. При этом может быть реализован самый точный метод кораблевождения – метод обсервационного счисления.

В отдельных районах, где предварительно произведена съемка геофизических параметров, навигационная безопасность подводной лодки в подводном положении может контролироваться сравнением измеренных и эталонных геофизических параметров.

При маневрировании корабля в ограниченном районе открытого моря элементы течения, выбираемые из навигационного пособия, учитываются после завершения маневрирования. Для этого счислимое место корабля сносится на величину суммарного вектора скорости течения, умноженного на время плавания без учета течения.

Для повышения точности плавания в открытом море целесообразно использовать метод корректируемого счисления. Сущность этого метода состоит в сравнении невязок с предельными погрешностями обсервованного и счислимого мест, в оценке статистической существенности изменения элементов сноса и в последовательном их уточнении.

После каждой обсервации рассматриваются две невязки (рис. 6.3.1): С', измеренная относительно точки А, расположенной на линии истинного курса и соответствующая моменту обсервации, и обычная невязка С, измеренная относительно счислимого места корабля В, расположенного на линии пути.

Невязка С¢ сравнивается с предельной суммарной радиальной погрешностью предыдущей (Мо) и данной (М) обсерваций, то есть с величиной R1 = 2, а невязка С сравнивается с предельной суммарной радиальной погрешностью (Мсч) счислимого и обсервованного (М) мест, то есть с величиной R2 = 2. По знаку сравнения делается суждение о существенности или несущественности изменения учитываемого течения.

Различные комбинации сравнения невязок и соответствующие им выводы относительно изменчивости течения представлены в табл. 6.3.1.

Смысл рекомендации «Осреднить элементы течения», указанной в таблице, состоит в том, что течение, определенное по последней невязке, осредняется с ранее учитываемым течением. Для этого из точки А (см. рис. 6.3.1) проводится невязка Со, делящая невязку С на две равные части. Направление осредненного течения КТ = aо, скорость vT = Со / t, где t – интервал счисления от предыдущей обсервации до данной.

Навигационная прокладка при плавании в открытом море ведется на навигационных картах масштаба 1:200 000 … 1:500 000. В океане при отсутствии путевых карт такого масштаба используются карты-сетки. Оцифровка их меридианов производится при составлении предварительной прокладки и проверяется в море при переходе на карту-сетку.

Таблица 6.3.1

При счислении пути на картах-сетках счислимые координаты корабля каждые четыре часа переносятся на генеральную карту с предварительной прокладкой и проверяется соблюдение графика движения корабля по месту и времени. Особое внимание обращается на отсутствие промахов, возможных при оцифровке меридианов карты-сетки и при переходе с одной карты-сетки (карты) на другую. В некоторых случаях на карту-сетку наносятся по географическим координатам отдельные элементы навигационной обстановки (наиболее близкие к линии пути отличительные глубины, изобаты и т. п.).

При плавании по счислению счислимые координаты регистрируются через каждый час, а также при каждом переходе с одной карты (карты-сетки) на другую. При этом счислимые координаты одной автономной системы счисления должны совпадать (с точностью до предельных суммарных СКП) с координатами, выработанными другой системой.

Счисление контролируется обсервациями. Основными средствами для определения обсервованного или вероятнейшего места корабля в открытом море являются космические навигационные системы (ГЛОНАСС, «Навстар»), радионавигационные системы дальней («Чайка», «Лоран-С») и сверхдальней (РСДН-20, «Омега») навигации, астронавигационные системы и обычные навигационные секстаны.

При длительных по времени курсах обсервации производятся не реже чем через рассчитанные допустимые интервалы времени. При этом за допустимую погрешность места принимается радиальная СКП, заданная командиром корабля или вычисленная в процессе составления предварительной прокладки.

Астрономические обсервации в океане производятся на каждой четырехчасовой вахте (не менее одной обсервации).

Для выявления промахов в обсервациях следует стремиться определять место через короткие интервалы времени с помощью различных навигационных систем. Если при этом предельные радиальные погрешности обсерваций (окружности с радиусами R = 3М) после их приведения к одному моменту имеют общую область пересечения, то все обсервации должны быть признаны качественными, а их разброс обусловлен случайными погрешностями. Осреднять графоаналитическим способом эти обсервации можно только в том случае, если их эллиптические погрешности имеют форму, близкую к кругу [20]. При несоблюдении этого требования расчет вероятнейшего места производится с помощью ЭВМ путем совместной автоматизированной обработки (методом наименьших квадратов) всех линий положения, по которым были получены обсервации.

Графическое осреднение не только допустимо, но и необходимо в тех случаях, когда имеется серия однородных равноточных обсерваций, полученных на коротком интервале времени с помощью одной и той же навигационной системы.

Надежность счисления контролируется путем сопоставления невязки с ее допустимым (предельным) значением. Если невязка превышает допустимую, то необходимо проверить навигационную прокладку от предыдущей обсервации до данной, и если при этом ошибок не окажется, то после повторения обсервации необходимо принять меры к уточнению элементов течения. Все случаи получения невязок, больших предельной, докладываются командиру корабля.

Для контроля отсутствия промахов в навигационной прокладке при плавании в открытом море, помимо обсерваций, используются следующие приемы:

– измерение глубин эхолотом и сравнение их исправленных значений со счислимыми. Систематическое их расхождение свидетельствует о смещении фактической линии пути относительно проложенной на карте;

– пройденное расстояние, рассчитанное по лагу, периодически сравнивается с расстоянием, вычисленным по частоте оборотов движителей. Расхождение этих расстояний не должно превышать 1,5 … 2,0% пройденного расстояния при использовании суммарного счетчика частоты вращения движителей и 3 … 3,8% при вычислении скорости по показаниям тахометра;

– курс по основному курсоуказателю сравнивается с курсами других курсоуказателей, их исправленные поправками значения должны совпадать с точностью до предельной суммарной случайной погрешности, которая определяется по точностным характеристикам используемых курсоуказателей;

– при сильном волнении моря и рыскании корабля направление линии истинного курса, проложенной на карте, должно совпадать с направлением осредненного и исправленного поправкой компаса курса, определенного по курсографу;

– если на различных курсах корабля невязки располагаются вдоль линии курсов, то с большой вероятностью можно предположить о том, что имеется неучтенная систематическая погрешность в поправке лага. Преобладание на различных курсах невязок, перпендикулярных линии курса корабля, свидетельствует о возможной систематической погрешности в системе курсоуказания;

– в моменты видимого восхода и захода Солнца определяется поправка компаса и сравнивается с учитываемой. Расхождение поправок (при отсутствии инерционных погрешностей) не должно превышать их предельной суммарной погрешности.

Подход к берегу (вход в прибрежные воды) должен рассматриваться как сближение с прибрежными банками и отмелями. Поэтому рекомендуется повысить боевую готовность аварийным группам и запасным постам управления рулем и постам технического наблюдения (РЛС, ГАС и эхолот). Навигационная безопасность может считаться в высокой степени гарантированной при возможности производства надежных обсерваций. Если по каким-то причинам в районе плавания такая возможность отсутствует и корабль сближается с побережьем в мало изученном районе по счислению, то в прибрежные воды более безопасно подходить на том участке, на котором малые глубины – банки и отмели – удалены от береговой черты на расстояние Dоп, не превышающее радиолокационной дальности Dб обнаружения берега (рис. 6.3.2). При этом предельная СКП счислимого места (на рисунке она изображена кругом) должна быть меньше расстояния до ближайших опасных глубин (для больших кораблей опасными считаются 20-метровые изобаты, для малых – 10-метровые). В этом случае вход в прибрежные воды обеспечивается надежными обсервациями по береговой черте до подхода к опасным глубинам.

Если же побережье не опознано, то сразу же после обнаружения на экране радиолокатора (или визуально) береговой черты производится ее опознавание. Для этого используются любой из многочисленных способов, изложенных в курсе морской навигации. После надежного опознавания побережья выполняется серия последовательных обсерваций.

Вероятность того, что корабль после определения места находится в безопасном расстоянии от опасной изобаты, ограничивающей недопустимые для судна глубины, вычисляется по формуле

                              (6.3.2)

где d – расстояние от корабля до опасной изобаты; m – СКП обсервации по направлению на опасную изобату.

Если требуется знать вероятность того, что корабль будет находиться в безопасном расстоянии от вышеуказанной изобаты и при этом не выйдет за пределы дальности наблюдения за береговой чертой, то используется формула

                       (6.3.3)

где D – расстояние от линии пути корабля до береговой черты.

Анализируя данную формулу, можно заключить, что для входа в прибрежные воды наиболее безопасными являются те участки, в которых наблюдается максимальное расстояние между границей дальности обнаружения береговой черты и внешней кромкой навигационных опасностей.

На подводной лодке в подводном положении при подходе к берегу рекомендуется рассчитывать безопасные рубежи по глубинам, подходя к которым следует уменьшать глубину погружения.

6.4. Способы и средства контроля навигационной безопасности плавания в прибрежных районах

Прибрежный район – это часть моря, простирающаяся от береговой черты (прибрежных островов или архипелагов) на расстояние дальности видимости наземных ориентиров с помощью современных радиолокаторов. Приближенная ширина прибрежных районов ограничена условной линией, удаленной от берега на расстояние до 40 … 50 миль.

С навигационной точки зрения характерными особенностями прибрежных районов являются следующие: морское дно в прибрежной зоне является подводным склоном материка или прибрежных островов и поэтому глубины в прибрежных районах, как правило, меньше глубин открытого моря. Кроме того, в прибрежной части моря наиболее вероятны различные навигационные опасности в виде отдельных банок и отмелей; наличие четко выраженных морских течений, а в некоторых местах (особенно в районах северных и дальневосточных морей) – сильно развитых приливных течений; возможность определения места корабля самыми простыми и доступными способами – по наблюдаемым (визуально или с помощью радиолокатора) береговым ориентирам, а также с помощью достаточно точных радионавигационных систем ближней и средней навигации; высокая интенсивность морского судоходства, особенно при подходах к проливам и портам.

Основным методом решения навигационных задач в прибрежных районах является счисление пути корабля с систематическим его контролем по обсервациям. На кораблях, оборудованных специальными автоматизированными комплексами измерения и обработки информации, основным методом является обсервационное счисление.

Счисление ведется на навигационных картах крупного масштаба, обеспечивающих достаточный обзор района плавания, нахождение используемых для определения места ориентиров в пределах одного листа карты и минимальные графические погрешности навигационной прокладки. При плавании в непосредственной близости от ненаблюдаемых навигационных опасностей используются карты масштаба 1:50 000 … 1:100 000, а при плавании курсами, расположенными на значительном расстоянии от навигационных опасностей, используются карты масштаба 1:200 000 … 1:250 000.

Учитывая сильную изменчивость прибрежных приливных течений, их элементы необходимо определять не реже, чем через один час. Источники информации о морских течениях те же, что и при плавании в открытом море: Атласы морских течений, сравнение показаний абсолютного и относительного лагов и результаты обработки невязок обсерваций.

Для оценки приливных течений в прибрежных районах используются Таблицы приливных данных, а также информация, содержащаяся на некоторых путевых картах.

В прибрежных районах обсервации производятся через допустимый интервал времени, вычисляемый по второй формуле (3.7.1). Если заданный (директивный) интервал дискретности меньше допустимого, то место определяется через заданные интервалы.

Для определения обсервованного места в прибрежных районах используются радионавигационные системы «Декка», МАРС-75, БРАС и РС-10, «Лоран-С» (на поверхностных радиоволнах), космические навигационные системы, радиолокационные станции и пеленгаторы системы курсоуказания. Точность определения места с помощью круговых радиомаяков значительно ниже других вышеперечисленных систем и средств, поэтому они используются лишь в качестве резервных средств уточнения счислимого места. Астрономические способы определения места при плавании в видимости берегов используются только в случае неопознанной береговой черты (ориентиров) или в условиях ненадежной работы РЛС, РНС и КНС.

Самым простым и доступным способом определения места в нормальную видимость является способ, основанный на пеленговании с помощью пеленгатора компаса искусственных (маяков, знаков) и естественных (вершин гор, мысов) навигационных ориентиров, нанесенных на путевую карту. Для повышения точности и исключения возможных промахов пеленговать необходимо три ориентира. Определение места по двум пеленгам следует считать вынужденным способом, используемым только при отсутствии третьего ориентира.

При пеленговании пеленгатором обычного гирокомпаса (пеленгатором ПГК-2) истинные пеленги могут образовать треугольник погрешностей. Если треугольник чрезмерно большой (сторона с максимальной длиной превышает допустимую погрешность в месте корабля) и при повторной обсервации он не исчез, но и не повторился в своем прежнем виде, то при нахождении корабля на значительном удалении от навигационных опасностей и при уверенности в правильном опознании ориентиров производится качественный анализ условий пеленгования и состава возможных погрешностей в истинных пеленгах, и на основе этого выбирается cпособ нахождения вероятнейшего места: при надежно известной поправке гирокомпаса – способ параллельной стороны, при отсутствии уверенности в точности знания поправки компаса – комбинированный способ [14].

При отсутствии у вахтенного штурмана времени на нахождение вероятнейшего места в фигуре погрешностей за возможное место корабля принимается та точка, которая ближе других к ближайшей навигационной опасности. Сразу же после этого производится обсервация другим способом, не связанным с компасными пеленгами. В этом случае при первой же возможности определяется поправка гирокомпаса. Наиболее простым способом проверки поправки гирокомпаса при плавании в видимости ориентиров является способ сравнения компасного пеленга с направлением любого естественного створа (двух вершин гор, церкви и высокой трубы завода и т. п.) в момент его пересечения. За истинное направление створа принимается направление линии на карте, соединяющей состворенные естественные ориентиры.

После каждой обсервации выполняется анализ навигационной прокладки: сравнение расстояния между двумя последними обсервациями со счислимым расстоянием, пройденным кораблем по линии пути за промежуток времени между моментами этих обсерваций, расчет погрешностей счислимого и обсервованного мест, оценка величины невязки с ее допустимым значением, оценка влияния полученной невязки на навигационную безопасность плавания, оценка необходимости корректуры курса, выявление причин невязки и оценка необходимости определения новых элементов сноса корабля.

При определении места с помощью РЛС по береговым ориентирам на значительных удалениях от береговой черты может возникнуть проблема правильного опознания ориентира – точки на карте, от которой отразился эхо-сигнал, отображенный на экране РЛС. На больших расстояниях на экране РЛС отображаются те участки местности, которые обладают наибольшей отражательной способностью – отвесные каменистые берега, высокие скалы и вершины гор, металлические сооружения, построенные на берегу моря, и т. п. Низкие берега – песчаные пляжи, болотистые заросли – с больших расстояний радиолокатором могут быть не наблюдаемы. В результате картина на экране РЛС становится неадекватной контуру береговой черты. Это может привести к неправильному опознанию отражающей точки на навигационной карте и к грубой ошибке в определяемом месте.

На рис. 6.4.1 мысы А и В при определении места по радиолокационным расстояниям приняты за ориентиры. Фактически же на экране РЛС отображается эхо-сигнал не от точки А, а от точки А¢ (заштрихованный на рисунке низменный участок на экране не наблюдается).

Прокладка расстояний от точек А и В приведет к методической ошибке в месте судна, равной ОО¢ (точка О – место безошибочной обсервации, О¢ – обсервация по неверно опознанному ориентиру А).

Для предотвращения такой ошибки необходимо в момент измерения расстояний измерять также и радиолокационные пеленги  на те же ориентиры. После получения обсервации по расстояниям на карте измеряются пеленги на ориентиры (направление линий О¢А и О¢В). Если эти пеленги не совпадают с измеренными радиолокационными пеленгами и при этом хотя бы одна разность DП = РЛП – П превышает предельную погрешность радиолокационного пеленга (3 … 4°), то делается вывод о том, что по крайней мере один из радиолокационных ориентиров опознан неверно.

В этом случае анализируется степень достоверности опознавания ориентиров, и если при этом один из них определяется однозначно (например, обрывистый мыс В), то обсервованное место принимается в точке пересечения навигационных изолиний пеленга и расстояния, измеренных радиолокатором относительно этого ориентира, то есть в точке О.

Если отражающие точки ориентиров на карте выявить не удается, то одновременно с измерением радиолокационных расстояний и пеленгов производится обсервация другим способом, например, с помощью РНС ближней или средней навигации (РНС БРАС, РС-10, «Декка» или МАРС-75). Относительно полученного места на карте прокладываются исправленные поправками радиолокационные пеленги и расстояния, которые и укажут фактические отражающие точки радиолокационных ориентиров.

При следовании вдоль береговой черты опознавание ориентиров может производиться одновременно с определением места по серии пеленгов и расстояний или по кратчайшим расстояниям до нескольких ориентиров.

Задача опознавания радиолокационных ориентиров значительно облегчается с помощью ранее выполненных зарисовок или фотографий экрана РЛС с идентифицированными эхо-сигналами. При этом важно иметь в виду, что каждая зарисовка или фотография экрана РЛС соответствует вполне определенному положению места корабля относительно ориентиров.

Обсервации по высотам светил при плавании в прибрежной зоне целесообразны только при наличии автоматизированных астронавигационных систем, сопряженных со специализированной навигационной ЭВМ. Измерение высот навигационным секстаном и их обработка с помощью таблиц допускается только в районах, свободных от навигационных опасностей, и при условии, что корабль при этом не выполняет никаких маневров, связанных с расхождением с другими судами и, следовательно, с напряженной работой штурмана.

Резервным способом определения места корабля в прибрежной зоне является способ, основанный на радиопеленговании радиомаяков и радиопередающих станций с известными координатами.

При приближении к навигационной опасности место корабля на карте следует представлять не только точкой, но и площадью круга, в пределах которого находится действительное место судна с вероятностью, не меньшей 0,99. Радиус такого круга приближенно равен трем радиальным СКП места.

При отсутствии времени на расчет радиальной СКП места площадь вероятного местонахождения корабля может быть определена простым графическим приемом (рис. 6.4.2). Для этого помимо обсервованных навигационных изолиний Uo на карте проводятся навигационные изолинии, соответствующие навигационным параметрам Uo ± 3mU (mU – СКП навигационного параметра). В результате образуется многоугольник вероятного местонахождения корабля (на рисунке заштрихованная площадь).

Безопасность от посадки корабля на мель будет обеспечена, если все рядом лежащие навигационные опасности окажутся за пределами заштрихованной области.

С помощью области вероятного местонахождения корабля R производится прогноз возможности беспрепятственного прохода данным курсом участка с навигационными опасностями. Для этого на линии пути берется точка К1 (рис. 6.4.3), расположенная на кратчайшем расстоянии от ближайшей навигационной опасности (опасной изобаты) А, и рассчитывается предельная погрешность места корабля в этой точке Rcч = 3Мсч (Мсч – радиальная СКП счислимого места в точке К1). Через контуры окружностей R и Rcч (R – предельная погрешность последней обсервации в точке К) проводятся касательные к ним, которые образуют границы полосы возможного положения места корабля при его перемещении из точки К в точку К1. Все навигационные опасности, в том числе и опасность А, должны находиться за пределами этой полосы. Если расстояние К1А < Rсч, то производится корректура курса корабля с таким расчетом, чтобы кратчайшее расстояние до ближайшей опасности было больше Rсч.

При подходе к навигационной опасности и при сомнении в имеющихся обсервованном и счислимом местах целесообразно придерживаться правила: место корабля до повторного его уточнения следует считать в той точке, которая расположена ближе к навигационной опасности.

Большим подспорьем в контроле навигационной безопасности плавания в прибрежном районе является эхолот. С его помощью производится сравнение счислимых глубин, считываемых по карте в районе счислимых мест корабля, и фактических глубины моря, измеряемых с помощью эхолота. При этом в показания эхолота следует вводить поправку за углубление его вибраторов, а также учитывать изменение уровня воды под воздействием приливных и сгонно-нагонных явлений. Наиболее эффективен этот способ при пересеченном рельефе дна, а также тогда, когда курс корабля перпендикулярен изобатам.

В некоторых прибрежных районах с интенсивным судоходством и со сложными условиями плавания (на подходах к портам, в проливах) для разделения встречных потоков движения устанавливаются рекомендованные пути, образующие систему установленного движения (с его разделением для противоположных направлений движения). Разделительным рубежом может быть линия, запретная для плавания полоса шириной 0,5 … 3,0 мили (рис. 6.4.4), остров (система островов) или секторы.

Для разделения потоков судов на подходах к портам в качестве зон разделения используются запретные для плавания секторы или окружности.

Все системы разделения движения указываются на путевых навигационных картах. Иногда зоны (линии) разделения и полосы установленного движения обозначаются на местности буями, вехами или даже плавучими маяками.

При подходе к системе разделения движения судов выполняются следующие мероприятия, направленные на обеспечение безопасности плавания: предупреждается ПЭЖ корабля о возможности маневра скоростями; готовится запасной пост управления рулем; включаются радиостанция УКВ и радиолокатор, проверяются средства связи с машинным отделением и баком, определяется место корабля, готовятся якоря к отдаче.

Правила плавания в районах разделения движения с точки зрения безопасности от столкновений определяются МППСС-72 (правило 10). Корабли должны следовать курсом, соответствующим направлению полосы движения. Пересечение полосы движения не рекомендуется.

При плавании в полосе установленного движения используются только те способы и средства обсервации, линейная СКП которых меньше допустимых, вычисляемых по формулам (3.2.5) … (3.2.8).

В ограниченную видимость безопасный подход к берегу может быть обеспечен с помощью береговых РЛС, осуществляющих навигационное ориентирование. Береговой БИП обрабатывает информацию береговых РЛС и через определенные интервалы времени по радио сообщает на корабль его координаты или выдает рекомендации по изменению элементов движения корабля.

При подходах к некоторым портам регулирование движения может быть обеспечено с помощью гражданской системы управления движения судов (УДС). Заблаговременно, до подхода к зоне действия системы УДС, следует изучить правила плавания в зоне, которые изложены в Извещениях мореплавателям или в лоциях. Для обеспечения бесперебойной связи рекомендуется использовать две радиостанции УКВ: одну – для связи на дежурном канале, другую – для связи на рабочем канале оператора системы УДС.

Вход в зону действия системы УДС и порядок очередности входа определяет оператор системы УДС.

Наибольшую опасность при плавании с помощью системы УДС представляют малые суда, которые, как правило, плавают в зоне УДС без связи с оператором этой системы.

Наиболее эффективными способами деятельности вахтенного штурмана по выявлению грубых ошибок в месте корабля являются следующие:

– сравнение измеренных пеленгов или расстояний со счислимыми их значениями. При правильном счислимом месте разность между ними должна быть величиной несущественной (3 … 5° по направлению и 0,5 … 1,0 мили по расстоянию);

– сравнение между собой мест, полученных по автопрокладчику (автосчислителю) и по ручной прокладке. Оба места должны совпадать с точностью до ошибок графики;

– сравнение глубины, измеренной эхолотом и исправленной поправками, и глубин, показанных на карте в пределах окружности, проведенной относительно счислимого места корабля радиусом 1,5 … 2,0 мили. Надежность контроля существенно повышается, если сравнивается серия последовательно измеренных глубин с глубинами, показанными на карте в районе проложенной линии пути;

– сравнение траверзных счислимых и измеренных компасных пеленгов или счислимых и измеренных кратчайших расстояний до навигационных ориентиров;

– сравнение предвычисленных времени и величины поворотного навигационного параметра с их фактическими данными;

– контроль соблюдения допустимых параметров навигационной безопасности плавания, утвержденных командиром корабля;

– сравнение показаний различных курсоуказателей (с учетом их поправок);

– сравнение используемых поправок компасов с поправками, определенными в процессе плавания по пересечению линий естественных и искусственных створов, по восходу или заходу Солнца или на основе высокоточной обсервации, выполненной с помощью РНС или СНС.

Любое сомнение вахтенного штурмана в безопасности места, курса, скорости или глубины докладывается командиру корабля, и одновременно принимаются меры к выводу корабля из опасной ситуации.

В прибрежных водах, как и в открытом море, следует обходить районы рыбной ловли, а также закрытые для плавания районы и полигоны боевой подготовки. При этом следует обращать внимание на сигналы, подаваемые кораблями и судами для обеспечения навигационной безопасности плавания. Основные сигналы включены в МППСС-72 и Международный свод сигналов (МСС-65), а особенности огней и сигналов военных кораблей, подаваемых для безопасности других судов, включены в специальное описание [35].

Плавание подводной лодки в подводном положении совершается в непосредственной близости от морского дна. Поэтому любое увеличение глубины погружения следует рассматривать как поворот в сторону опасности, находящейся в непосредственной близости от корабля.

Одним из важнейших факторов, обеспечивающих безопасность плавания подводной лодки, является контроль глубины погружения и непрерывное ее сопоставление с допустимой, вычисленной для данного участка маршрута движения. Для командира подводной лодки и вахтенного штурмана полезно с помощью карты мысленно моделировать положение подводной лодки на фоне ее глубины и рельефа морского дна – видеть навигационную карту «в глубину» и остерегаться прокладывать курсы через ее белые пятна, так как любой участок морского дна с необозначенными на карте глубинами может оказаться опасным. Поэтому особое внимание уделяется удержанию допустимой глубины погружения и допустимого расстояния до ближайшего возвышения морского дна.

Учитывая интенсивность судоходства в прибрежных районах, а также возможность нахождения в море выставленных или дрейфующих рыболовных сетей, перед всплытием следует обследовать носовые секторы и убедиться в отсутствии на поверхности воды кораблей и других плавающих объектов.

Всплытие подводной лодки на перископную глубину или в надводное положение производится на курсе, направленном в сторону от установленных путей движения. При этом учитываются результаты наблюдения за обстановкой с помощью гидроакустики. Маневр всплытия, рекомендованный боевым информационным постом, должен быть проконтролирован на безопасность вахтенным штурманом.

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.