Виды и параметры качки судна. Амплитудно-частотные характеристики судна; резонанс, его виды и способы избежания усиленной качки. Принципы использования штормовых диаграмм.

Качкой судна называются колебательные движения, совершаемые судном относительно положения равновесия. В основном качка возникает под действием гидродинамических сил, обусловленных возмущающим эффектом ветрового волнения.
К вредным последствиям качки относятся: уменьшение скорости судна вследствие увеличения сопротивления воды движению судна и ухудшения режима работы движителей; возникновение добавочных усилий, вызванных силами инерции и ударами волн, что может привести к местным разрушениям корпуса и отдельных устройств судна; нарушение нормального режима работы механизмов, устройств и различных приборов вследствие воздействия сил инерции; заливание палубы, затрудняющее обслуживание механизмов и отдельных устройств, расположенных на палубе и выше нее; ухудшение условий обитаемости судна, вредное физиологическое воздействие на людей, находящихся на судне.

Опасными последствиями качки являются: опрокидывание судна из-за потери остойчивости в результате появления больших углов крена или значительное уменьшение остойчивости вследствие смещения грузов, приема большого количества воды на палубу и т.д.; разрушение (излом) корпуса из-за потери общей продольной прочности.

В зависимости от направления колебаний судна относительно устойчивого положения равновесия различают три вида качки: бортовую - вращательные колебательные движения в поперечной плоскости; килевую - вращательные колебательные движения в продольной плоскости; вертикальную - поступательные колебательные движения относительно плоскости ватерлинии, соответствующей статическому равновесию.

 

Наибольшую опасность при качке судна в море представляет явление резонанса, когда совпадают периоды собственных колебаний судна и периоды волны В этом случае амплитуда качки резко возрастает.

Чтобы избежать резонанс, иногда приходится изменять скорость и курс судна относительно волн.

 

Для уменьшения размахов качки применяют различные успокоители качки. Наиболее простые и распространенные из них - это скуловые кили снижающие амплитуду качки на 25 - 30%.

На пассажирских судах получают распространение активные бортовые рули(крылья).

Для облегчения задачи управления судном в шторм были предложены диаграммы для выбора курса и скорости.

По вертикальной оси верхней части диаграммы отложены длины волн, по горизонтальной — скорости судна на линию бега волн.

Правая часть диаграммы отвечает встречному, а левая — попутному волнению.

Верхняя часть диаграммы содержит кривые, каждая из которых построена для определенного значения кажущегося периода волны.

Нижняя часть диаграммы включает полуокружности с центром, расположенным в начале координат диаграммы, и пучок лучей, исходящих из центра.

Каждая полуокружность отвечает определенному значению скорости, каждый луч — определенному курсовому углу.

Зоны курсовых углов, близких к нулю или 180 °, когда бортовая качка оказывается незначительной даже в условиях резонанса, но можно ожидать усиления килевой качки, отмечены на графике вертикальной штриховкой.

Зона курсовых углов, близких к 90°, когда судно располагается почти лагом к волне и резонанс бортовой качки становится особенно опасным, а килевая оказывается весьма малой, отмечена горизонтальной штриховкой.

На средней линии этой шкалы нанесены величины периода собственных колебаний судна.

Справа от диаграммы помещена шкала степени волнения в баллах.

Диаграмма допускает три входа: по длине волны, по высоте волны и по степени волнения. Для решения этих задач требуется знать период бортовой качки судна Те (собственных колебаний) и длину волны к в районе плавания (на глаз). С помощью этих показаний мы и находим безопасную скорость и курсы.
Период свободной бортовой качки судна является одним из основных аргументов для решения задач на универсальной диаграмме качки. Его можно заменить периодом реальной бортовой качки, который определяется из серии наблюдений или расчетным путем. В момент прохождения стрелки кренометра через <О> в сторону любого борта пускают секундомер.

Остойчивость и плавучесть поврежденного судна. Принципы обеспечения непотопляемости и прочности судна в аварийном состоянии. Требования к остойчивости поврежденного судна в Правилах РС.

Совокупность действий экипажа, направленных на поддержание и восстановление плавучести и остойчивости судна, понимается как борьба за его непотопляемость.

Плавучесть – способность судна поддерживать вертикальное равновесие в заданном положении относительно поверхности воды.

Остойчивость – способность судна, выведенного из положения равновесия воздействием внешних сил, снова к нему возвращаться по прекращении этого воздействия.

Остойчивость и плавучесть морских судов нормируется Правилами классификации и постройки морских судов Морского Регистра Судоходства РФ.

Главным документом, которым необходимо руководствоваться для обеспечения непотопляемости неповрежденного судна, является Информация об остойчивости судна для капитана. В этом документе содержатся требования к критериям остойчивости, предельному количеству и размещению грузов именно для данного судна, сведения о судне, необходимые для расчета остойчивости, и рекомендации по сохранению остойчивости.

В начале Информации приведены:
• общие сведения о судне;
• схемы расположения всех непроницаемых переборок;
• схемы расположения всех отверстий и приводов для их закрытия;
• системы, используемые в ходе борьбы за непотопляемость судна;
• указания, необходимые для поддержания остойчивости неповрежденного судна, достаточной для того, чтобы оно могло выдержать самое опасное расчетное повреждение.

Основной характеристикой остойчивости является восстанавливающий момент, который должен быть достаточным для того, чтобы судно противостояло статическому или динамическому (внезапному) действию кренящих и дифферентующих моментов, возникающих от смещения грузов, под воздействием ветра, волнения и по другим причинам.

Остойчивость судна обычно рассматривают для двух случаев — для неповрежденного и поврежденного состояния

Остойчивость судна обеспечивается его конструкцией, предполагающей безопасность от опрокидывания неповрежденного судна при плавании в допустимых районах и гидрометеорологических условиях, а также гарантирующей необходимый минимум безопасности от опрокидывания при повреждениях, связанных с затоплением отсеков.

 

Различают следующие виды остойчивости:

• статическую и динамическую. статическую если судно при наклонениях до некоторого конечного постоянного угла крена или дифферента не получает значительных угловых ускорений; динамическую — когда наклонения сопровождаются значительными угловыми уско­рениями. • поперечную и продольную; Так же различают остойчивость судна на тихой воде и остойчивость на волнении.

Остойчивость на тихой воде — способность судна противостоять внешним моментам при отсутствии волнения.

Остойчивость судна на волнении — способность судна противостоять внешним кренящим нагрузкам в условиях волнения.

Требования к безопасности реализуются через взаимосвязи с остальными свойствами судна.Помещения судна группируются по степени проницаемости, герметичности и огнестойкости в водонепроницаемые и герметичные отсеки, противопожарные зоны, отсеки, выгородки.

КОНТРОЛЬ И ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НЕПОТОПЛЯЕМОСТИ Непотопляемость судна обеспечивается оперативными действиями (борьбой за непотопляемость) — после получения пробоины.

Комплекс предупредительных мер по сохранению непотопляемости в случае аварии включает следующее: -контроль остойчивости неповрежденного судна, С этой целью в течение рейса нельзя допускать превышения предельного значения водоизмещения. -обеспечение водонепроницаемости корпуса в процессе эксплуатации

обеспечение и поддержание постоянной и немедленной готовности экипажа и технических средств к борьбе за непотопляемость.

На ходу судна в случае получения им статического крена больше 5° следует направить судно к ближайшему берегу (если имеется возможность), отмели или другому убежищу. При увеличении крена (причины его появления неизвестны или неустранимы) экипаж по команде капитана покидает судно.

Основные этапы борьбы за непотопляемость:

-обнаружение поступления воды в корпус. Для своевременного обнаружения поступления воды в корпус судна необходимо измерять уровень жидкости во всех льялах. на стоянке — два раза в сутки; на ходу — каждую вахту; при плавании во льдах — каждый час и при каждом сильном ударе о лед; при аварийных повреждениях корпуса — непрерывно.

В штормовых условиях производить контрольное откачивание воды из льял.

Каждый член экипажа, обнаруживший поступление воды в корпус судна, обязан немедленно любым доступным путем доложить об этом вахтенному помощнику или вахтенному механику;

• прекращение или ограничение распространения воды по судну • определение количества забортной воды• качественная оценка изменения остойчивости в результате повреждения,• восстановление водонепроницаемости (корпуса, водонепроницаемых переборок, палуб, платформ и второго дна);• удаление забортной воды из отсека (отсеков);

После получения информации о поступлении воды внутрь корпуса вахтенный помощник обязан немедленно объявить общесудовую тревогу, доложить капитану и принять меры по выявлению реальной обстановки (наличие крена и дифферента судна, быстрое повышение уровня воды в льялах и т.п.).

По сигналу общесудовой тревоги командиры аварийных партий (аварийных групп) обязаны:• занять свои места согласно расписанию по аварийной тревоге• обследовать аварийный отсек• организовать медицинскую помощь и эвакуацию пострадавших из опасного района;• провести расчет сил и средств• докладывать на ГКП об обстановке и ходе работ.

 

Требования к остойчивости в неповрежденном состоянии в Правилах РС и документах ИМО. Диаграмма статической остойчивости. Ее разновидности, свойства и способы вычисления.

ДИАГРАММА СТАТИЧЕСКОЙ ОСТОЙЧИВОСТИ И ЕЕ СВОЙСТВА

Для определения угла крена, возникающего в результате действия на судно кренящего момента, строят кривую, выражающую зависимость плеч статической остойчивости от угла крена судна. Построение выполняют в прямоугольной системе координат: на оси абсцисс откладывают углы крена (положительные-вправо, отрицательные - влево от начала координат), а по оси ординат - плечи статической остойчивости.

В точках на оси абсцисс, соответствующих конкретным углам крена, восстанавливают перпендикуляры и на них откладывают снятые со специальной универсальной диаграммы отрезки плеч статической остойчивости.

Полученные точки соединяют плавной кривой, которая называется диаграммой статической остойчивости.

На ней можно отметить три точки, характерные для неповрежденного судна, обладающего положительной остойчивостью: точку О (начало координат), определяющую положение устойчивого равновесия; точку А, где плечо статической остойчивости и восстанавливающий момент имеют максимальные значения; точку В, определяющую так называемый угол заката диаграммы.
Диаграмма статической остойчивости строится для конкретного судна. Если у данного судна изменится водоизмещение, то диаграмма статической остойчивости приобретает другой вид.