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
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
– 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
– 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
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 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.
Добавить комментарий