Багатьом з нас доводилося переживати на судні штормові умови. В цьому випадку завжди виникають питання: Що робити? Як вивести судно з штормового району? Який курс вибрати, щоб зменшити вплив хвилювання на судно?
Це прості питання, однак, що ведуть до непростим відповідей. В даній статті розглянемо, що саме відбувається з судном в шторм і як воно себе веде.
Динаміка судна в умовах хвилювання Виділяють два режими плавання судна на хвилюванні: перший - коли судно зберігає напрямок руху і лише, при необхідності, зменшує швидкість, щоб уникнути сильних ударів хвиль, заливання або зменшити амплітуду качки; другий, званий режимом штормование. - коли забезпечення безпеки плавання змушує відмовитися від руху в заданому напрямку і підбирати курси і швидкості найбільш сприятливі для судна в переважаючих умовах, зберігаючи, якщо можливо, генеральний напрямок проходження.
Поведінка судна на хвилюванні залежить від форми і розмірів корпусу (включаючи движительно-рульової комплекс), завантаження, швидкості судна, характеру хвилювання і курсового кута між судном і хвилюванням, характеристик вітру, глибини моря і рельєфу дна.
Залежно від курсового кута поширення найбільш значущою системи хвиль по відношенню до судна в практиці судноводіння розрізняють наступні види штормование. проти хвилі, на попутній хвилі, лагом (бортом) до хвилі, хвилювання в щелепу, хвилювання в раковину, а також пірамідальна хвилювання (штовханина), коли напрям хвиль щодо судна визначити практично неможливо.
При русі на хвилюванні судно зазнає коливальні переміщення в шести ступенях свободи: поздовжньо-горізнтальная (surge), поперечно-горизонтальна (sway), ветікальная (heave), бортова (roll), кільова качка (pitch) і нишпорення (yaw), як показано на малюнку.
Характеристика негативних явищ, пов'язаних з рухом судна на хвилюванні При русі на хвилюванні судно може відчувати качку у всіх шести ступенях свободи, а також може бути піддано таких явищ: - динамічні навантаження на корпус судна з огляду на дії перерізав сил і згинальних моментів (shear forces, bending torsion moments), слемінга (slamming); - заливаемости (green water, shipping water); - зниження працездатності екіпажу (стомлюваність пасажирів) (crew performance reduction); - зменшення швидкості (speed loss); - оголення і розгін гвинта (propeller emersion, propeller racing); Крім того, при русі на хвилюванні можуть виникати специфічні явища, які ми опишемо нижче.
Основний / гармонійний резонанс (harmonic resonance) - значне збільшення амплітуд качки судна, що спостерігається при збігу уявного періоду хвилювання і періоду власних коливань судна. Гармонійний резонанс качки може виникати тільки при наявності відновлювальної сили або моменту за відповідною мірою свободи. Найбільш небезпечним вважається резонанс бортовий качки. Резонанси кільової і вертикальної качки самі по собі не є настільки небезпечними явищами, однак можуть супроводжувати ряду інших явищ, таких як слемінг, заливаемости, підвищення міцності навантажень і параметричний резонанс.
Параметричний резонанс (parametric resonance / parametric rolling). У морехідної практиці параметричний резонанс можливий лише в разі бортових коливань. Згідно циркуляру ІМО 1228 можна визначити дві ситуації, в яких виникає цей вид резонансу:
1. Остійність змінюється з удаваним періодом хвилювання, який практично дорівнює власним бажанням періоду бортових коливань, досягаючи свого мінімуму один раз за період бортового коливання. Таким чином, виникає асиметрична качка. Такий вид резонансу може виникнути при досить великій різниці між гаданим періодом хвилювання і власним періодом бортових коливань. Причиною цього є повільне повернення судна в положення рівноваги при виникненні великих кутів крену, коли власний період качки «адаптується» до удаваному періоду хвилювання.
2. Остійність судна змінюється з удаваним періодом хвилювання, який приблизно дорівнює половині власного періоду бортовий качки, досягаючи мінімуму два рази за один власний період. На четвертної кормових і чисто попутних кутах хвилювання, коли здається період хвилі більше істинного, параметричний резонанс виникає тільки при дуже великих значеннях власного періоду бортових коливань, тобто при дуже малій початковій остійності.
Крім того, на зміну остійності в значній мірі можуть впливати вертикальна і кільова качка, що особливо характерно для контейнеровозів, у яких обводи носа і корми значно різняться.
Слемінг (Slamming) - явище гідродинамічного удару в носовій частині корпусу в результаті взаємодії з хвилею. Розрізняють такі види слемінга: - днищевой, при падінні судна корпусом на воду (bottom slamming); - виличної, при ударі вилицею про воду (flare slamming); - накат хвилі, при «заривании» в хвилю носової частини корпусу (wave slap).
Крім того, для суден, які мають малу осадку кормою і щодо плоскодонну кормову частину (таких як швидкісні пасажирські судна і пороми) можливе виникнення кормового слемінга.
Заливаемости (green water, shipping water) - явище потрапляння води на палубу, внаслідок перевищення хвилею надводного борту судна. Брочинг (broaching, wave surfing) - явище захоплення судна хвилею, супроводжуване втратою керованості, розворотом лагом до хвилювання і перекиданням. Виникає при русі судна на значній швидкості на попутному хвилюванні. Найбільш ймовірно при довжині судна близькою до довжини хвилі, і швидкості судна приблизно дорівнює швидкості поширення хвилювання.
Виходячи з вищенаведеного, відзначимо, що різні суду на хвилюванні поводяться по-різному. Однак все ж можна виділити певні загальні закономірності, властиві різним судам при подібних режимах руху. Порівняльну характеристику різних режимів руху щодо хвилювання наведемо в таблиці нижче. Всі параметри висловимо через чотири ступені ймовірності: дуже мала, мала, середня і висока, незалежно від параметрів хвилювання, розмірів і швидкостей судів. З огляду на те, що таблиця охоплює широкий діапазон суден, а також ступеня розвиненості хвилювання, для конкретного судна ймовірності наведених параметрів можуть відрізнятися.
І пам'ятайте, немає нічого сильнішого стихії. Не жартуйте з погодою.
Успіху і спокійного моря, Олександр Пипченко
Оновлення на пошту
контейнери
