Учет гидрометеорологических условий при выборе

При попутном ветре воздушное сопротивление уменьшается и скорость судна несколько возрастает, однако при попутном ветре силой 4 балла и более происходит не увеличение, а падение скорости, так как возбуждаемое ветром волнение значительно увеличивает гидродинамическое сопротивление.

Как известно из курса навигации, ветер вызывает дрейф судна. При дрейфе возрастает гидродинамическое сопротивление и скорость судна уменьшается. Одновременно ухудшаются условия работы движителя вследствие косого натекания потока воды. При движении судна с дрейфом возникают дополнительные погрешности в работе гидродинамического лага. Сила давления ветра на судно приложена не к центру тяжести, а к центру парусности надводной части судна и, следовательно, вызывает кренящий и разворачивающий моменты. Кренящие моменты от действия ветра являются основным фактором, учитываемым при нормировании остойчивости судов; судно должно обладать восстанавливающими моментами большими, чем кренящие.

В зависимости от положения центра парусности под действием ветра судно разворачивается либо по ветру (уваливает), либо на ветер (приводится). Чтобы воспрепятствовать развороту судна и удержать его на курсе, приходится перекладывать руль. Однако при большой скорости ветра на определенных курсовых углах уже не удается с помощью руля создать разворачивающий момент, равный или превышающий разворачивающий момент от силы ветрового давления. В этом случае судно теряет управляемость.

Сильный ветер снижает работоспособность людей на судне и, в частности, затрудняет действия судоводителя на мостике. При сильном ветре трудно производить пеленгование, измерять высоты светил. Ветер “слепит” судоводителя.

С целью обеспечения нормальных условий работы на мостике принимают специальные, конструктивные меры по ветрозащите. Степень ветрозащищенности того или иного участка судна оценивается отношением измеренной на нем скорости ветра к скорости кажущегося ветра. Чем меньше это отношение, тем выше качество ветрозащиты. ОГЛАВЛЕНИЕ

ВЫБОР МАРШРУТА

Рис 3.1

Рассмотрим варианты выбора маршрута на примере рейсов из Ла-Манша во Флоридский пролив (рис 3.1). Нанесенный на этом рисунке путь 1 а является ортодромией. После того как судно шло по этому пути два дня, погода ухудшилась. Дальнейшее плавание по дуге боль­шого круга протекало бы при неблагоприятных условиях, поэтому судно отклонилось на юг и следовало по пути 1б. Обход составил 280 миль, однако это окупилось лучшими условиями плавания.

Путь 2а — климатический путь, который длиннее пути 1а на 294 мили, но, как правило, в районе, где он проходит, постоянно сохраняется хорошая погода. После полутора суток пути выяснилось, чти метеорологическая обстановка и долгосрочные прогнозы позволяют рассчитывать на хорошую погоду и в области, лежащей к северу от пути 2а. Планировавшийся до этого обход уже не дает никаких преимуществ по сравнению с более коротким путем, и капитан решил идти севернее Азорских островов по кратчайшему пути, на котором по сравнению с запланированным путем 2а при одинаково хороших условиях погоды экономится 140 миль пути.

В первом случае судно выбрало более длинный путь, чем предполагалось ранее, чтобы воспользоваться лучшими условиями погоды, а во втором отказалось от обхода, так как благоприятная погода позволила продолжить плавание кратчайшим по расстоянию путем. Следует отметить, что принятие подобных решений возможно лишь на основании долгосрочных прогнозов, которые не всегда известны капитанам судов. ОГЛАВЛЕНИЕ

Рис. 3.2 Карта прогноза волнения

На предельное расстояние

Наносим место корабля Ко и центр циклона Цо на один и тот же момент времени (рис. 3). Из точки Цо проводим траекторию циклона и откладываем на ней вектор его скорости Vц. Из точки Цо описываем окружности радиусом R и Vк. При точке Цо строим СВОК, а при точке Kо — СДОК. Анализ обстановки показывает, что ЛОДукл пересекает дугу окружности радиуса R, следовательно, каким бы курсом ни пошел корабль, встреча со штормовой зоной обязательно произойдет. Здесь очень важно, чтобы командир корабля и штурман выбрали наиболее оптимальный, самый безопасный для корабля курс, который проходил бы на предельном (наибольшем) расстоянии (Дпр) от “глаза бури”. В этом будет заключаться при данной гидрометеорологической обстановке правильность маневра.

Рассчитываем оптимальный курс уклонения Кк₁ = ЛОДукл ± 90°, для чего при точке Цо строим скоростной треугольник аЦов₁. По направлению вектора Vк_пр проводим ли­нию до пересечения с ЛОДукл в точке К₁^/, тогда: Ц oK'₁ = ДПр, пеленг выхода на предельное расстояние — Пк_пр, относительное перемещение Sp_пр = KoK'₁.

Из точки Ко проводим курс уклонения Кк₁, параллельный Vк_прНаходим фактическое место корабля и положение центра циклона Ц₁ на момент выхода корабля курсом Кк₁, на предельное расстояние. Для этого из точки К₁ ' проводим линию, параллельную пути циклона до пересечения с курсом Кк₁ в точ­ке К₁. Время маневра уклонения найдем по формуле

При входе в штормовую зону командир корабля, сообразуясь с обстановкой, принимает дальнейшее решение на корректуру курса. Но при этом следует учитывать, что если циклон не изменил параметры движения, то курсом Кк₁, корабль в кратчайший срок выйдет из штормовой зоны в точке К₂.

При необходимости рассчитывается точка и время поворота на курс следования по намеченному маршруту Кк₂. Для чего из точки Цо проводим вектор Vк по направле­нию Кк₂ и строим скоростной треугольник аЦов₂. Направление ав₂ = Кр₂,. Проводим ЛОД₂ параллельно Кр₂ касательно к дуге с радиусом R до пересечения в точке K'noв с ЛОДукл. Из точки K'пов проводим линию, параллельную пути циклона до пе­ресечения с Кк ₁, в точке Кпов. Из нее прокладываем курс Кк ₂ следования по маршруту, Время лежания на курсе Кк ₁, до точки поворота рассчитываем по формуле

Таблица

Командир корабля и штурман должны внимательно следить за выполнением маневра и в случае изменения обстановки (получения новых сведений о тропическом циклоне по радио или местным признакам) немедленно производить перерасчет и корректуру курса уклонения.

Если корабль находится в штормовой зоне циклона. Для быстрой оценки обстановки и принятии решения, целесообразно сделать палетку из оргстекла. Нанести на ней в масштабе караты центр циклона, изобаты и векторы ветра, направление движения зыби и ее величину. С помощью палетки можно быстро сориентировать место корабля относительно центра циклона, оценить обстановку и принять грамотное решение на расхождение. ОГЛАВЛЕНИЕ

Обледенение судов

Обледенение судов – наиболее опасное гидрометеорологическое явление для мореплавателей в высоких широтах, однако при отрицательных температурах воздуха оно может иметь место и в средних широтах, особенно при сильном ветре и волнении, когда в воздухе много брызг. Главная опасность обледенения заключается в повышении центра тяжести судна из-за нарастания льда на его надводной части. Интенсивное обледенение делает судно неустойчивым и создает реальную угрозу опрокидывания.

Соответственно и прогнозируемые синоптические условия, способствующие обледенению, расцениваются прежде всего по присущей им температурно-ветровой характеристике. На метеокарте выявляются барические образования (циклоны и антициклоны), при которых зимой на данную акваторию происходит резкое вторжение холодных воздушных масс воздуха с отрицательными температурами и сильными ветрами северных румбов. Подобные ситуации возникают обычно в тылу молодого циклона и (или) в передней части мощного квазистационарного антициклона. Такие условия наблюдаются зимой в дальневосточных морях нашей страны: там часто бывают порывы холодного воздуха (при сильных северо-западных ветрах) в тылу глубоких циклонов, смещающихся от северных берегов Японии вдоль Курильских о-вов на Берингово море. Кроме того, зимой в передней части Сибирского антициклона холодный арктический воздух постоянно распространяется на юг, отчего в Японском и Охотском морях при малооблачной и даже ясной погоде (столь характерной для антициклонической синоптической ситуации) при северо-западных и западных ветрах часто бывает обледенение судов. В Берин­говом море такое явление наблюдается реже, но зато здесь возникновению силь­ных штормовых северных ветров, дующих несколько суток подряд и вызывающих обледенение судов, способствует соседство Алеутской депрессии.

В Баренцевом и Норвежском морях наиболее типичные случаи обледенения бывают в передней части циклонов — в зонах теплых фронтов или фронтов окклюзии. При этом обледенение может происходить при разных направлениях ветра в зависимости от того, как ориентирован фронт: если в широтном направ­лении — обледенение вызывается северо-восточными ветрами, если по мери­диану — юго-восточными. В частности, в Баренцевом море наиболее интенсив­ное зимнее обледенение кораблей наблюдается в районе Медвежинского тече­ния, а также в прибрежных водах юго-восточной части моря, у Новой Земли и Шпицбергена, где часто дуют сильные южные ветры.

В северной части Норвежского и Гренландском море обледенение возни­кает при штормовых северо-восточных ветрах. В Северной Атлантике — в районе Лабрадорского течения и в прибрежных водах Гренландии и Исландии (в Датском проливе часты случаи обледенения при тумане).

В Северном и Балтийском морях зимой возможно медленное обледенение, однако его вероятность в большинстве районов не превышает 5% и только в юго-восточных частях этих морей вероятность возрастает в январе и феврале: в Северном море — до 10%, в Балтийском — до 15%. ОГЛАВЛЕНИЕ

Шкала заливаемости судна

Токопроводящие покрытия имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с проволочными электронагревателями. Они обеспечивают большую равномерность нагрева, могут наноситься на поверхность любой формы, не так легко поддаются механическим повреждениям, а при небольших повреждениях не выходят из строя. Токопроводящие покрытия наносятся на наиболее важные корабельные конструкции в виде механических пленок (фольга, металлический порошок и др.) и в виде композиций из полимерного связующего материала и электропроводящего наполнителя. При этом стремятся обеспечить гидрофобизацию (пониженную смачиваемость) защищаемой поверхности, поскольку она не только существенно уменьшает силу прилипания (адгезии) льда к поверхности, но и заметно уменьшает энергозатраты на обогрев. В случаях, когда не удается избежать обледенения корабля, прибегают к механическим средствам борьбы. Чем ниже температура воздуха, тем быстрее надо приниматься за механическое удаление льда с палубы и надстроек. Нужно помнить, например, что при температуре воздуха —10° и ниже образующийся на палубе лед остается рыхлым (“ледяная каша”), легко счищается и смывается водой из пожарного шланга лишь в течение первого часа после начала обледенения. Уже через полтора часа он образует прочное сцепление с поверхностями, на которых намерзает, и удаление его резко затрудняется.

Используется также комбинированный метод защиты и борьбы с обледенением — применение тепловых или механических средств и покрытий, уменьшающих адгезию льда к защищаемым поверхностям. С таких покрытий лед скалывается примерно в 1,5—2 раза быстрее, чем с незащищенных мест.

ОГЛАВЛЕНИЕ

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ
В ШТОРМОВЫХ УСЛОВИЯХ И ПРИ ОБЛЕДЕНЕНИИ

В плавании для своевременного обнаружения приближающегося шторма необходимо постоянно следить за гидрометеорологической обстановкой, анализировать гидрометеорологическую информацию, получаемую по радио. Гидрометеонаблюдения, производимые на корабле, и местные признаки погоды.

При получении сведений о надвигающемся шторме (штормового предупреждения или оповещения об установлении штормовой готовности), а также при наличии признаков приближающегося шторма проверяется:

— готовность к действию запасного и аварийного управления рулем;

— надежность крепления палубных устройств, вооружения, грузов и других предметов, которые при качке могут смещаться;

— тщательность герметизации корпуса и надстройки (задраивание иллюминаторов, дверей. Портиков, вентиляционных грибков и тюдю), задраивание клюзов;

— готовность к действию средств борьбы за живучесть, спасательных средств, штормовых лееров.

Кроме того, необходимо:

— исключить наличие свободных поверхностей в цистернах с жидким грузом;

— заполнить забортной водой соответствующие балластные цистерны (отсеки);

— зачехлить неиспользуемые вооружение, устройства;

— повысить готовность аварийных партий;

— на верхних боевых постах личный состав одеть в спасательные жилеты, а на постах, подверженных залива­нию, закрепить с помощью специальных страховочных поясов;

— запретить передвижение личного состава по верхней палубе.

В штормовую погоду, исходя из поставленной задачи, по приказанию командира соединения или по реше­нию командира корабля в одиночном плавании надлежит:

— запретить нахождение и передвижение личного состава по верхней палубе без разрешения командира корабля и без спасательных жилетов;

— по возможности располагать курсы корабля против волны или под острыми углами к ней, двигаясь со скоро­стью, обеспечивающей удержание корабля на избранном курсе, его безопасность и наименьшую заливаемость; использовать для выбора наиболее выгодных сочетаний курса и скорости универсальную диаграмму качки;

— при больших напряжениях корпуса и невозможности поставить корабль носом против ветра и волны лечь на курс по направлению распространения волны и дать ход, обеспечивающий управляемость корабля и отличающийся от скорости распространения волны (ее проекции на курс корабля);

— при невозможности движения или потере управления лечь в дрейф, выпустив с носовой части корабля плавучий якорь или какой-нибудь тяжелый предмет на длинном тросе;

— на подводных лодках при всплытии в перископное положение учитывать возникновение эффекта положительной плавучести при волнении;

— избегать приближения к берегу и к районам, изобилующим навигационными опасностями;

— чаще определять место корабля для исключения больших ошибок счисления, возникающих из-за неточного учета дрейфа и увеличения погрешностей выработки приборами курса и скорости хода при качке.

- если корабль идет курсом по волне, то для его поворота на курс против волны следует сначала уменьшить скорость, а затем, перекладывая руль на 5¸10°, описать пологую циркуляцию на частных последовательных курсах по этапам (по 20¸30°).

- перед началом поворота необходимо объявить о нем по корабельной трансляции для предупреждения несчастных случаев при возникновении большого крена. ОГЛАВЛЕНИЕ

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ
В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОЙ ВИДИМОСТИ

При подходе к зоне ограниченной видимости или внезапно оказавшись в ней надлежит:

а) начать подачу туманных сигналов согласно МППСС

б) включить ходовые огни, а в темное время, кроме то­го, выключить или затемнить огни, мешающие наблюдению;

в) определить наиболее точным способом место корабля;

г) усилить зрительное, слуховое и техническое, наблюдение: открыть радиолокационную и гидроакустическую вахты, проинструктировать и выставить впередсмотрящего установить прямую связь ГКП с ним, оценить окружаю­щую обстановку;

д) в районах интенсивного судоходства повысить боевую готовность БИП (поста ближней надводной обстановки) и аварийных партий, задраить водонепроницаемые переборки, загерметизировать корпус корабля;

е) уменьшить скорость хода до безопасной, авторулевой перевести в режим ручного управления, предупредить вахту, осуществляющую управление режимами использования главных машин, о возможном резком изменении хода;

ж) сличить показания основного и резервного курсо-указателей, произвести отметку времени на лентах прибо­ров автоматической записи курса, скорости и режима paботы машин (если это возможно).

Плавая в условиях ограниченной видимости, необ­ходимо:

а) с особой тщательностью вести счисление пути ко­рабля, определять его место и контролировать работу основного курсоуказателя с помощью резервного, а работу лага контролировать скоростью, рассчитанной по оборотам винтов;

б) внимательно наблюдать за окружающей обстановкой, определять условия расхождения с другими кораблями, используя РЛС, данные БИП (БИУС), и выполнять маневр расхождения с ними, непрерывно контролируя безопасность маневрирования;

в) требовать от всех наблюдателей (радиометристов, гидроакустиков, сигнальщиков и др.) немедленных докладов при обнаружении новых отметок целей на экранах станций, силуэтов кораблей, об услышанных сигналах, изменении направления ветра и волнения, цвета воды и т. д., а также непрерывных докладов от наблюдателей и операторов БИП (БИУС) о целях, пеленг на которые не меняется, о целях, приближающихся к мертвой зоне РЛС или входящих в нее, о целях, элементы движения которых изменились, сделав их опасными;

г) периодически осматривать затененные сектора РЛС (ГАС), отворачивая от назначенного курса или включая вторую РЛС;

д) при любом сомнении в месте и безопасности кораб­ля, при внезапном обнаружении впереди траверза туманных сигналов, силуэта корабля или отметки цели на экране РЛС на расстоянии менее 2 миль уменьшить или застопорить ход и продолжать движение, убедившись, что угрозы для безопасности корабля нет.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УЧЕТ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПРИ ВЫБОРЕ

НАИВЫГОДНЕЙШЕГО МАРШРУТА

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Выбор наилучшего пути для судна в море не может быть осуществлен без учета гидрометеорологических факторов, влияние которых на плавание судов было подробно рассмотрено в предыдущих главах.

Кратчайшие по расстоянию пути не всегда являются кратчайшими по времени вследствие потери скорости при неблагоприятных гидрометеорологических условиях. Наибольшее влияние на скорость судна оказывает волнение и ветер, а также течения, видимость, льды и другие гидрометеорологические факторы. Поэтому в ряде случаев целесообразнее идти не по кратчайшему расстоянию, а прокладывать курс в обход опасных в гидрометеорологическом отношении зон. В связи с этим в практике гидрометеорологического обеспечения выработалось понятие оптимального (наивыгоднейшего) пути. Под термином “оптимальный путь” понимается навигационно-безопасный путь, удовлетворяющий выбранному критерию: наименьшему времени перехода, минимальному расходу топлива и т. д. Чаще всего под наивыгоднейшим путем подразумевается путь, обеспечивающий минимальное время перехода. Поскольку ветер силой 4 балла даже с кормовых курсовых углов уменьшает скорость судна, то, в конечном счете, выбор оптимального пути сводится к тому, чтобы избежать слишком сильного ветра и волнения, учитывая при этом также конструкцию судна, особенности груза и рейса.

При нахождении корабля в непосредственной близости от циклона следует знать, что наиболее опасными зонами являются:

Северо-восточный сектор (I): ветры - штормовые, юго-восточные и восточные со скоростью 22-25 м/сек. (9-10 баллов); осадки - обложные, продолжительные; зимой- метели; сплошная облачность, плохая видимость, температура- заметное повышение зимой и понижение летом.

Северо-западный сектор (II): здесь самая холодная погода по сравнению с другими районами циклона, ветры северо-западные и северные, штормовые со скоростью 18-25 м/сек. (8-10 баллов), видимость хорошая, облачность небольшая или переменная, осадки в виде сравнительно узкой полосы на границах с южным сектором и центральной областью циклона.

Южный сектор (III): ветры преимущественно юго-западные со скоростью до 6-10 м/сек. (4-5 баллов), но у границ этого сектора около фронтов они могут усиливаться до штормового и даже ураганного. Летом в этом секторе обычно жаркая и малооблачная погода, а в северных морях - пасмурная погода с туманами.

Центральная область циклона(IV): ветры штормовые, шквалистые до ураганной силы, часто меняющие свое направление (в центре циклона ветер на непродолжительное время заметно стихает), волнение очень сильное и беспорядочное. Эта область у глубоких циклонов является наиболее неблагоприятной и опасной для мореплавания. ОГЛАВЛЕНИЕ

ВЫБОР МАРШРУТА

Выбор маршрута по климатическим данным. Климатологическое изучение морей и океанов позволяет выбрать такой маршрут перехода, на котором судно может в определенные сезоны рассчитывать на благоприятные в гидрометеорологическом отношении условия плавания. Выбранный на основании климатологических данных маршрут называется климатическим или сезонным путем. Выбор таких путей основывается на осредненных данных о силе и направлении ветра, частоте штормов, направлении и скорости течений, частоте туманов и ледовых условиях.

Климатические пути разрабатываются обычно научными учреждениями, и суда часто ими пользуются. Климатические пути подробно описываются в специальном пособии “Океанские пути мира”. Эти пути в общем случае не являются кратчайшими по расстоянию и часто включают значительные обходы, обусловленные климатическими особенностями. ОГЛАВЛЕНИЕ

Выбор маршрута по данным долгосрочного прогноза. При использовании климатических путей следует иметь в виду, что они только тогда являются оптимальными, когда фактические гидрометеорологические условия совпадают с климатическими. Однако в обширных областях внетропических широт наблюдаются более или менее значительные отклонения фактического состояния погоды от средних характеристик. Поэтому путь плавания должен выбираться с учетом фактической метеообстановки и долгосрочного прогноза, который в идеале должен охватывать весь период рейса. В настоящее время долгосрочные прогнозы ветра и волнения составляются только на 3—5 суток, причем надежность прогноза убывает с каждыми сутками.

При выборе пути по данным долгосрочного прогноза встречаются два случая:

1. Судно следует кратчайшим по расстоянию путем и отклоняется в области с лучшими условиями погоды. Ради лучших условий погоды в этом случае приходится совершать обход, и следует решить, оправдывается ли этот обход более благоприятными условиями плавания.

2. Судно следует по климатическому пути, но существующие гидрометеорологические условия и их предположительное развитие могут вызвать необходимость отклонения от этого пути. При этом может оказаться предпочтительным еще больший обход или, при более благоприятной погоде, более короткий путь

ОГЛАВЛЕНИЕ