Меры по безопасности плавания судна в шторм. Способы штормования. Выбор курса и скорости судна в шторм с помощью универсальной диаграммы качки судна

1. Движение против штормовой волны. Следует выбирать курсы на КУ к волне 30-35˚. При самой высокой волне руль вправо и можно повернуть.

2. При попутной волне. Характерно тем, что судно получает большое рысканье. КУ к волне 135˚. Судно вылазит на гребень, происходит самопроизвольная постановка судна к волне. Скорость ниже скорости волнения, усиление килевой качки.

Признаки опасного воздействия волны – быстрый произвольный крен, длительное зависание и медленное возвращение.

Поворот начинать на малом ходу и ждать прихода больших волн – дается СПХ.

3. Штормование в дрейфе. Условия возможного штормования в дрейфе: l>2В²/h_м, l<0,6В²/h_м.

Потравить 5-6 смычек становых якорей – нос приводит к ветру. Возможно протаскивание якорей по грунту.

4. Штормование лагом к волне. В большинстве случаев является нежелательным. Может допускаться при достаточной остойчивости судна и достаточной удаленности судна от резонансной зоны по бортовой качке.

5. Способ штормования на якоре. Применяется, когда сумма внешних сил, действующих на судно, не превышает держащей силы якоря и место якорной стоянки удовлетворяет условиям безопасности.

Исследования, проведенные Ремезом, показали, что разработанная им диаграмма может быть с достаточной точностью использована как при регулярном, так и при нерегулярном волнении. Входя в диаграмму по среднему кажущемуся периоду, можно успешно определять сочетания курсов и скоростей, отвечающих резонансным режимам бортовой и килевой качки.

Из 3-х возможных входов в диаграмму (по длине волны, по высоте волны, по степени волнения в баллах) при выборе безопасных курсов и скоростей судна следует использовать вход по длине волны.

Билет 8.

1.Учет циркуляции, планирование и выполнение поворота судна, в т.ч. с учетом течения.

Циркуляцией называется траектория движения центра масс судна после перекладки руля на угол d.В зависимости от соотношения сил и моментов различают следующие периоды: 1)маневренный- от начала перекладки руля до конца перекладки (20 с);2)предварительный- время от начала перекладки руля до момента начала поворота судна в сторону перекладки; 3)эволюционный (период неустановившейся циркуляции)- время от момента окончания перекладки руля до момента, когда циркуляция превращается в окружность (до изменения угла курса на 120°). 4)Период установившейся циркуляции. Элементы ц-ции: 1)выдвиг l₁; 2)прямое смещение l₂; 3)обратное смещение l₃; 4)тактический диаметр ц-ции D_т; 5)диаметр установившейся ц-ции D_ц; 6)угол дрейфа b; 7)период ц-ции- время поворота на 360°.

Графические методы учёта ц-ции. Прямая задача:- способ окружности. Дано: т. А-начало поворота, Д_ц..Найти: tпов,Sпов. R_ц=Д_ц/2 Установив параллельную линейку по линии нового ИК, поводим её к окружности. Точка касания- т. конца поворота. Sпов=(pR/180°)*a°, tпов=(T₁₈₀/180°)*a°. Обратная задача: 1.метод окружности: дано:ИК1,ИК2. Найти: т. нач. и конца поворота, элементы поворота. Решение: -проводится биссектриса угла между курсами; -раствором циркуля = Rц находим на бис-се т., при кот. карандаш касался бы обеих курсов. 2.способ 2-х линий: решение: параллельно 1-му и 2-му курсам проводятся линии на расст. = R_ц. Точка пересечения- центр окр-ти Rц (ц-ция). Табличные методы учёта ц-ции. Прямая задача:1.С использованием d: дано: т. нач. поворота.Найти: т. конца поворота, эл-ты пов-та.Реш-е: -рассчит. угол поворота a=ИК₁-ИК₂ ; -из табл. выбираются эл-ты поворота; -рассчитывается ИК_пр=ИК₁+(-)q; -из т. М₁ проводится линия промеж. курса. На ней откладыв. d- т. М₂; -из т. М₂ линия ИК₂. 2.С использованием d₁: решение: -рассчит. a=ИК₁-ИК₂; -по a из табл. выбираем d₁ и др. эл-ты поворота; -из т. М₁ откладываем d₁ по ИК₁- т. В; -из т. В линия ИК₂; -на ИК₂ откладыв. d₁- т. М₂- т. конца поворота. Обратная задача: дано: ИК₁, ИК₂.Найти:т. нач. и конца поворота.1.С использованием d₁: -рассчит. a; -из табл. выбир. d₁,S,t; -от т. пересечения курсов т. В откладыв. d₁ по линии ИК₁ и ИК₂- т. М₁ и М₂. 2.С использованием d: - рассчит. a; -из табл. выбир. d и др. эл-ты; -рассчит. промеж. курс К_пр=ИК₁+(-)q; -из произвольной т. на ИК₁ проводится К_пр и на нём откладыв. d; -из конца d проводим линию, параллел. ИК₁; -т. пересечения с ИК₂- т. М₂- конец поворота; -из т. М₂, параллел. К_пр до ИК₁- т. М₁- т. начала поворота.

Учёт ц-ции с помощью диаграммы поворотливости.Прямая задача: дано: т. нач. поворота.Найти:т. конца поворота, эл-ты пов-та.Решение: -рассчит. a=ИК₂-ИК₁; -на кривой ц-ции, соотв. заданному углу перекладки d, находится т., соотв. углу поворота (т.А); -через т. А и нач. поворота проводится линия- линия промеж. курса; -снимается d=ОА; -угол q; -из т. М₁ ИК_пр и откладыв. d- т. М₂; -из т. М₂ ИК₂.Обратная задача:- рассчит. a; -на кривой ц-ции находим т., соотв. углу поворота (т. А); -в прямоугол. сис. коор. наносим наши курсы:ИК₁-вертикал. ось, через т. А проводится линия под углом a к вертик. оси- ИК₂; -т. пересечения вертик. оси и ИК₂- т. пересечения курсов (т. В); -снимают ВО=d₁, ВА=d₂; -S,t; -на карте из т. пересечения курсов по ИК₁ отклад. d₁, по ИК₂-d₂.Получили т. М₁ и М_2. Учёт течения. При наличии в районе плавания сильного течения, эл-ты кот. известны и учитываются при прокладке, оно должно быть учтено при расчёте т. начала поворота. Для этого вначале находим положение т. В без учёта течения, затем рассчитываем снос судна течением за время поворота D=V_т*t (V- скор. течения, t- время ц-ции) и откладываем от т. В в сторону, противопол. течению, линию D. Проведя из конца вектора D прямую, парал-ную новой линии пути, до пересечения с прежней ЛП, получим т. В_t-начало поворота с учётом течения. КК₂ должен быть заранее рассчитан с учётом течения.

2.Индукционные магнитные компасы. Принцип действия, особенности устройства. Уравнения, описывающие работу компаса.

индукционные компасы (не имеющие картушки).

В ИМК в качестве чувствительного элемента используется индукционный датчик, включающий в себя 2-3 феррозонда. Новые ИД построены на кольцевых ферромагнитных элементах, которые имеют одну обмотку возбуждения и 1 или несколько сигнальных обмоток.

Достоинства:1)С помощью этого датчика можно измерять несколько различных направлений относительно вектора измеряемого поля, что исключено при использовании для стержневых феррозондов. 2) Однородность механических и магнитных параметров сердечника, а также параметров цепи возбуждения обеспечивают низкий уровень шума и высокую стабильность нуля феррозонда . 3) Замкнутость агнитопроводов позволяет создать меньший по размерам датчик. 4) отсутствует необходимость подбора сердечников. Феррозонды питаются синусоидальными или прямоугольными напряжениями. Второе считается более предпочтительнее – получить более устойчивую работу датчика при значительном увеличении коэффициента, что позволяет использовать микромодульные устройства, не требующие значительной настройки. Но в обоих случаях выходные сигналы – это напряжения постоянного тока прямопропорциональны напряженностям измеряемых магнитных полей. 2 способа подвеса индукционного датчика – кардановый и безкардановый.

1. Индукционный датчик, 2.Внутр.кардановое кольцо, 3.наружное кардановое кольцо, 4.Корпус прибора.

Индукционный датчик в 3 устанавливается т.о., чтобы центр масс системы был ниже центра подвеса. В этом случае из-за наличия маятниковости, индукционный датчик располагается в плоскости горизонта и сохраняет своё горизонтальное положение при качке судна. прибор заполняется жидкостью для демпфирования колебаний при внешних возмущающих воздействиях. Наружное кардановое кольцо поворачивается вокруг ОУ, а внутренне – относительно внешнего OZ. Если использовать двухкоординатный датчик, то будут определяться составляющие напряженностей магнитных полей X’ и Y’ которые будет определять: X’=H’*COSKK, Y’= -H’*SINKK, тогда текущее значение курса будет определяться как: КК = - arctg(Y’/X’)- (1)

Чтобы исключить в знаменателе значения нуля, измерение производится от 0 до 45 по ф-ле (1), а от 45 до 90 по формуле: KK = - arctg(X’/Y’)

ИД – индукционный датчик, К-коммутатор, АЦП- аналого-цифровой преобразователь, В- вычислитель, УИ- устройство индикации, Г –генератор(питание). Параметры H’ измеряются индукционным датчиком, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональноеX’ и Y’. Эти напряжения последовательно подключаются в АЦП через коммутатор. А в АЦП формируются цифровые значения параметров X’ и Y’, которые постоянны в (В), где рассчитываются значения КК с использованием формул : КК = - arctg(Y’/X’) и KK = - arctg(X’/Y’). Там же вычисляется значение H’= √(X’)^2+(Y’)^2 , для определения ΔМК à МК= arctg((X’+ΔX)/(Y’+ΔY)). При введении значения d получаем ИК.

3.Влияние перемещения груза, подвешенного груза, свободной поверхности жидких грузов на посадку и начальную остойчивость

В теории начальной остойчивости предполагается, что при малых наклонениях судна восстанавливающий момент можно определять не с помощью ДСО, а приближенно по линейной формуле:

М_в ≈ Р · h₀ sin θ ≈ Р · h₀ · θ , (т · м)

Например, определение угла крена судна от действия постоянного, независящего от угла крена, кренящего момента можно вычислить по формуле:

Так вертикальный перенос груза массы m₁ на расстояние а вверх приводит к смещению вверх центра тяжести судна

Это в свою очередь скажется на метацентрической высоте, которая уменьшится на ту же величину ∆ h = - ∆ Z_g:

h₁ = h₀ - ∆ Z_g = ∆ Z_mo – (Z_Gо + ∆ Z_g) = Z_mo - Z_G1

Смещение груза поперек судна по горизонтали не изменяет величины метацентрической высоты (если до этого груз не поднимался по вертикали), но приводит к образованию кренящего момента:

М_кр = m₁ g (y₂ – y₁) cos θ

где g= 9,81 м/сек², y₂ и y₁ – конечная поперечная и исходная координаты положения груза на судне.

Смещение груза по длине судна приводит к образованию дифферентующего момента М_диф :

М_диф = m g (х₂ – х₁)

Продольный восстанавливающий момент вследствие дифферента судна вычисляется по формуле:

М_в^диф (Ψ) = Р · Н₀ sin Ψ = Р · Н₀ Ψ

где Н₀ – продольная метацентрическая высота,

Ψ - угол дифферента в радианах.

Метацентрическая высота судна, имеющего жидкие грузы со свободной поверхностью всегда уменьшается. Величина этого изменения метацентрической высоты зависит только от момента инерции площади свободной поверхности жидкости i_х относительно продольной оси цистерны, который в большей степени зависит от ширины зеркала свободной поверхности и, в меньшей степени, - от ее продольного размера. Количество жидкости в цистерне начинает влиять, когда её слишком мало или цистерна почти полная, и при крене судна зеркало свободной поверхности резко сокращается по ширине.

Величина этой поправки обратно пропорциональна водоизмещению судна, следовательно, одна и та же цистерна на малом судне может привести к существенно большему снижению остойчивости, чем на большом судне:

Билет 9.