Руководство для капитана по остойчивости в опасных ситуациях

 

Циркуляр Комитета по Безопасности на Море № 1228

11 января 2007

 

1. Комитет по Безопасности на Море (Maritime Safety Committee) на своей восемьдесят второй сессии (с 29 ноября по 8 декабря 2006 года), утвердил «Пересмотренное руководство для капитана для избежания опасных ситуаций при неблагоприятных погодных и морских условиях», изложенных в приложении, с тем чтобы обеспечить капитанов основными данными для принятия решений по управлению судном в неблагоприятных погодных и морских условий, помогая им таким образом, чтобы избегать опасных явлений, с которыми они могут столкнуться при таких обстоятельствах.

2. Правительствам стран-членов организации предлагается довести прилагаемое Пересмотренное руководство до сведения заинтересованных сторон, если они сочтут это целесообразным.

3. Настоящее Пересмотренное Руководство заменяет Руководство для капитана по предотвращению опасных ситуаций при плавании на попутном волнении и волнении с кормовых курсовых углов (MSC/Circ.707).

 

Пересмотренное Руководство для капитана для предотвращения опасных ситуаций в неблагоприятных погодных условиях и волнении моря

 

1 Общие положения

1.1. Неблагоприятные погодные условия, для целей следующих руководящих принципов, включают в себя ветровые волны или сильную зыбь. Некоторые сочетания длины волны и высоты волны, при определенных условиях эксплуатации, могут привести к опасным ситуациям для судов, соблюдающих Кодекс об остойчивости в неповрежденном состоянии (Intact Stability Code – IS Code).

Приведенное ниже описание неблагоприятных погодных условий не должно препятствовать принятию судоводителями разумных мер в менее тяжелых условиях, если это представляется необходимым.

1.2. При плавании в неблагоприятных погодных условиях судно может столкнуться с различного рода опасными явлениями, которые могут привести к опрокидыванию или возникновению большого крена, вызывающего повреждение груза, оборудования и людей на борту. Чувствительность судна к опасным явлениям будет зависеть от фактических параметров остойчивости, геометрии корпуса, размеров судна и скорости судна. Это означает, что чувствительность к опасным явлениям, включая опрокидывание, и вероятность их возникновения в конкретном морском районе могут различаться для каждого судна.

1.3. На судах, оснащенных бортовым компьютером для оценки остойчивости и использующих специально разработанное программное обеспечение, учитывающее основные особенности, фактическую остойчивость и динамические характеристики конкретного судна в реальных условиях плавания, такое программное обеспечение должно быть одобрено администрацией государства флага судна.

Результаты, полученные в результате таких расчетов, следует рассматривать только в качестве вспомогательного инструмента в процессе принятия решений.

1.4. Волны должны наблюдаться регулярно.

Период волны Tw следует измерять с помощью секундомера, как промежуток времени между образованием пенного следа после обрушения гребня волны и его повторным появлением после прохождения волнового желоба.

Длина волны λ определяется либо путем визуального наблюдения по сравнению с длиной корабля, либо путем считывания среднего расстояния между последовательными гребнями волн на радиолокационных изображениях волн.

1.5. Период волны и длина волны λ связаны следующей зависимостью:

формулы 

1.6. Период сталкивания (встречи) с волной Te может быть либо измерен как период килевой качки с помощью секундомер или рассчитывается по формуле:

формула

V – скорость судна в узлах;

– курсовой угол между диаметральной плоскостью судна и направлением на волну (а = 0° означает встречную волну).

1.7. Схема на рисунке 1 может также использоваться для определения периода сталкивания (встречи) с волной.

1.8. Следует также оценить высотузначительных (высоких) волн.

Высота значительной волны определяется как средняя высота волны, самой высокой трети волн.

Иными словами, из 100 последовательно наблюдаемых волн, берут 33-и волны с самой большой высотой и вычисляют их среднюю высоту, как среднее арифметическое значение суммы взятых 33-х волн.

На практике никто, разумеется, не будет считать сотню волн. Достаточно выполнить наблюдение двух трёх серий по 15-ть последовательных волн и вычислить среднюю высоту пяти самых высоких волн. Для практических целей этого будет вполне достаточно.

Высота волны измеряется от впадины до гребня. Гребень волны при обрушении образует так называемые «барашки».

диаграмма

Рис. 1: Определение периода встречи с волной

 

2. Предупреждение.

2.1. Следует отметить, что настоящее руководство для капитана предназначено для всех типов торговых судов. Поэтому, будучи общим по своему характеру, руководство может быть слишком ограничительным для некоторых судов с более благоприятными динамическими свойствами или слишком избыточным для некоторых других судов. Судно может быть небезопасным даже за пределами опасных зон, определенных в настоящем руководстве, если поперечная остойчивость судна недостаточна. Капитанам предлагается использовать это руководство при добросовестном наблюдении за особенностями судна и его поведением в штормовую погоду.

2.2. Кроме того, следует отметить, что настоящее руководство ограничивается опасностями в неблагоприятных погодных условиях, которые могут привести к опрокидыванию судна или сильной бортовой качке с риском повреждения. Другие опасности и риски в неблагоприятных погодных условиях, такие как повреждение в результате слеминга, продольные или скручивающие напряжения, специфическое влияние волн на мелководье или на течении, риск столкновения или посадки на мель, не рассматриваются в настоящем руководстве и должны быть дополнительно рассмотрены при принятии решения о надлежащем курсе и скорости в неблагоприятных погодных условиях.

2.3. Капитан должен удостовериться в том, что его судно отвечает критериям поперечной остойчивости, указанным в упомянутом выше Кодексе IS или эквивалентном ему кодексе. Следует принять надлежащие меры для обеспечения водонепроницаемости судна. Крепление груза и оборудования должно быть перепроверено. Собственный период бортовой качки судна (Tr) должен оцениваться путем наблюдения за колебаниями судна с борта на борт на спокойной воде.

 

3. Опасные явления

3.1. Явления, случающиеся на попутном волнении и волнении с кормовых курсовых углов.

Судно, плывущее на попутном волнении и на волнении с кормовых курсовых углов, сталкивается с волнами с более длительным периодом, чем при встречном волнении, волнении на носовых курсовых углах и волнении в борт, и основные опасности, возникающие в такой ситуации, заключаются в следующем:

3.1.1.  Плавание на гребне волны и брочинг

Когда судно находится на крутой передней части высокой волны на попутном волнении или волнении с кормовых курсовых углов, то скорость судна может увеличиться, за счет движения на волне. Это называется серфингом. В этой ситуации может возникнуть так называемое явление «брочинг», которое создает угрозу опрокидывания судна, в результате внезапного изменения курса и неожиданного большого крена.

3.1.2. Уменьшение начальной остойчивости, когда волна проходит мидель судна (середину длины судна).

При движении судна на гребне волны поперечная остойчивость судна может существенно снижаться ввиду изменения формы подводной части корпуса судна. Это снижение остойчивости может стать критическим для длин волн в диапазоне от 0,6L до 2,3L, где L — длина судна в метрах. В этом диапазоне величина снижения остойчивости почти пропорциональна высоте волны. Эта ситуация особенно опасна на попутном волнении и волнении с кормовых курсовых углов, поскольку увеличивается продолжительность плавания (нахождения судна) на гребне волны, в течение которого у судна будет наблюдаться пониженная остойчивости.

3.2. Резонансная бортовая качка

Сильная бортовая качка может возникнуть, когда собственный период бортовой качки судна совпадает с периодом встречной волны. В случае плавания на попутном волнении и волнении с кормовых курсовых углов это может произойти, когда поперечная остойчивость судна является предельной и, следовательно, период собственной бортовой качки судна становится более продолжительным.

3.3. Параметрическая качка  

3.3.1 Параметрическая качка с большими и опасными амплитудами крена на волнении, обусловлена изменением поперечной остойчивости судна между положением на гребне волны и положением в желобе волны. Параметрическая качка может возникнуть в двух различных ситуациях:

1. Остойчивость зависит от периода столкновения (встречи) с волной Te, который примерно равен периоду бортовой качки судна Tr (соотношение столкновений 1:1). Остойчивость достигает минимума один раз во время каждого периода качки. Эта ситуация характеризуется асимметричной бортовой качкой, то есть, амплитуда с гребнем волны посередине судна значительно больше, чем амплитуда, когда волна проходит корпус судна до или после миделя судна. Из-за тенденции замедленного выпрямления при большой амплитуде, период бортовой качки Tr может совпасть с периодом столкновения с волной на определенном промежутке, так что этот вид параметрической прокатки может происходить с широкой диапазоне периодов встречи с волнами. При волнении с кормовых курсовых углов переход к гармоническому резонансу может стать заметным.

2. Остойчивость зависит от периода столкновения (встречи) с волной Te, который приблизительно равен половине периода бортовой качки судна Tr (соотношение столкновений 1:0,5). Остойчивость достигает минимума дважды во время каждого периода бортовой качки. На попутном волнении или волнении с кормовых курсовых углов, когда период встречи с волной становится больше, чем период волны, это может произойти только с очень большими периодами бортовой качки Tr, показывая предельную поперечную остойчивость судна. В результате получается симметричная бортовая качка с большими амплитудами, опять же с тенденцией совпадения периода качки судна с периодом столкновения (встречи) с волной за счет снижения остойчивости в период нахождения на гребне волны. Параметрическая качка с коэффициентом столкновения 1:0,5 также может происходить на встречном волнении и волнении на встречных острых курсовых углах.

3.3.2. За исключением случаев плавания на попутном волнении и волнении с кормовых курсовых углов, когда изменение остойчивости зависит исключительно от волн, проходящих вдоль судна, часто сильная килевая качка на встречном волнении и волнении с носовых острых курсовых углов, может способствовать изменению величины остойчивости, в частности из-за периодического погружения и всплытия плоской кормовой части и заостренной носовой части на современных судах, особенно океанских контейнеровозах. Это может привести к сильной параметрической качке даже при малых колебаниях поперечной остойчивости судна, вызванных волнами.

3.3.3. Периоды килевой качки судна обычно равны периоду встречи с волнами. Насколько килевая качка судна способствует параметрической качке, зависит от резонанса между килевой качкой и бортовой качкой.

3.4. Сочетание различных опасных явлений

Динамическое поведение судна на попутном волнении и волнении с кормовых курсовых углов очень сложное. Движение судна является трехмерным и различные губительные факторы или опасные явления, такие как дополнительные кренящие моменты, вызванные входом в воду палубы судна, попаданием на палубу морской воды или смещение груза в следствие сильной бортовой качки может произойти в сочетании с вышеупомянутыми явлениями, одновременно или последовательно. Это может создать чрезвычайно опасные комбинации, которые могут привести к опрокидыванию судна.

 

4. Руководство для капитана

Капитану рекомендуется выполнять следующие процедуры управления судном во избежание опасных ситуаций при плавании в суровых погодных условиях.

4.1. Состояние судна

Настоящие руководящие указания применимы ко всем типам обычных судов, плавающих в штормовых условиях, при условии соблюдения ими критериев остойчивости, указанных в Резолюции A.749(18) с поправками, внесенными Резолюцией MSC.75(69).

4.2. Как избежать опасных условий

4.2.1. Плавания на гребне волны и явления «брочинг»

Плавание на гребне волны и брочинг могут происходить, когда угол встречи с волной находится в диапазоне 135°<α<225°, и при этом скорость судна в узлах выше чем:

формула

Для того чтобы избежать плавания на гребне волны и брочинга, скорость судна, курс или оба параметра должны быть выведены за пределы опасной зоны, указанной на рис. 2.

диаграмма

Рис.2: Риск попадания на гребень волны на попутном волнении и на волнении с кормовых курсовых углов.

 

4.2.2. Атаки последовательных высоких волн.

4.2.2.1. Когда средняя высота волны больше, чем 0,8 L и высота значительных волн больше, чем 0,04 L, и в то же время имеет место опасное поведение судна, капитану следует обратить внимание на то, чтобы не заходить в опасную зону, как показано на рисунке 3. Когда судно находится в этой опасной зоне, скорость судна должна быть уменьшена или курс судна должен быть изменен, чтобы предотвратить последовательную атаку высоких волн, которые могут представлять опасность из-за снижения начальной остойчивости, резонансной бортовой качки, параметрической качки или сочетания различных факторов.

4.2.2.2 Опасная зона, указанная на рис. 3, соответствует таким условиям, при которых период встречной волны (Te) почти равен двойному (т. е. примерно в 1,8 — 3,0 раза) периоду волны (Tw) (согласно рис. 1 или параграфу 1.4).

4.2.3.  Резонансной и и параметрической качки.

4.2.3.1. Капитан должен избегать резонансной бортовой качки, которая будет происходить, когда период встречной волны Te почти равен собственному периоду бортовой качки судна.

4.2.3.2. Во избежание параметрической качки на попутном волнении, на волнении с кормовых курсовых углов, на встречном, с носовых курсовых углов или в борт судна, курс и скорость судна должны выбираться таким образом, чтобы избежать условий, при которых период встречи с волной близок к период бортовой качки судна: формул

или период встречи близок к половине периода качки судна:

формула

4.2.3.3 Период встречи с волной  может быть определен по диаграмме, изображенной на рис. 1.  Аргументами для входа служат: скорость судна в узлах – V; курсовой угол встречи — α и период волны — Tw.

 

диаграмма

 

Рис. 3. Риск атаки последовательных высоких волн на попутном волнении и при волнении с кормовых курсовых углов.

 

Таблица символов и сокращений:

Обозначение Описание Единицы измерения
Tw Период волны секунды
λ Длина волны метры
Te Период столкновения с волной секунды
а Угол столкновения (а = 0° — встречное; а = 90° — с траверса правого борта) градусы
V Скорость судна узлы
Tr Собственный период бортовой качки судна секунды
L Длина судна (Длина судна между перпендикулярами) метры

 


Автор перевода и комментариев капитан В.Н. Филимонов

 

5+