Движение судна на волнении. Видимый период волны. Определение характеристик волнения. Слемминг.

Основную опасность для судна при движении в шторм представляет волнение, при котором оно испытывает качку, чрезмерные напряжения корпуса и удары волн. При следовании курсом, параллельном фронту волны, судно испытывает бортовую качку, причем углы крена и стремительность качки могут быть очень велики. Возникающие в таких случаях инерционные силы иногда являются причиной сдвига с фундаментов механизмов и судовых устройств, смещения грузов, что приводит к тяжелым последствиям. Сильные напряжения корпуса судна и удары волн при следовании навстречу волне могут привести к деформациям и трещинам в наборе, наружной обшивке корпуса и палубе судна. Особо опасные напряжения возникают если длина волны близка к длине судна. Оголение винта при подъеме кормы на волне приводит к неравномерности в работе главного двигателя, что вызывает снижение скорости судна и ухудшение управляемости. При равенстве длин попутной волны и судна может возникнуть угроза значительной потери остойчивости. Это возникает из-за того, что при плавании на волнении происходит непрерывное изменение площади действующей ватерлинии, что вызывает изменение остойчивости. Если при встречной волне такое изменение площади WL происходит достаточно быстро, то при попутной волне, особенно при небольшой разнице в скоростях судна и волны, уменьшение площади WL наблюдается в течении длительного времени. Уменьшение остойчивости может привести к опрокидыванию. Наиболее опасным является положение судна на гребне волны. Внешне это проявляется в том, что судно становится более валким, причем углы крена в период бортовой качки достигают больших значений. Судно медленно ложится, выпрямляется, а так же принимает на палубу массу воды. При возникновении такой ситуации следует изменить курс и скорость. Выбор правильного курса и скорости на волнении будет рассмотрен далее.

Мореходность судна существенно зависит от соотношения параметров волн – высоты, длины и периода.

Для определения периода волнения t запускают секундомер тогда, когда на гребне волны находится приметное пятно пены или плавающий предмет, и останавливают его когда пятно или предмет окажется на следующем гребне. Можно наблюдать прохождение гребней волны через визирную плоскость пеленгатора, установленную параллельно фронту волн. На движущемся судне этот способ будет давать кажущийся период волн t’. Для получения более точного значения кажущегося периода волнения рекомендуется замечать время прохождения нескольких гребней волн через визирную плоскость пеленгатора. Тогда кажущийся период определится по формуле: t’=Dt/(n-1).

Связь между кажущимся и истинным периодами определяется зависимостью: , где V – скорость судна, уз.; q – курсовой угол волны (между ДП судна и направлением бега волн).

Из всех элементов волнения инструментально можно измерить только период, остальные элементы определяются через него.

Представим их ниже.

, где l - длина волны; q – КУ бега волны;

- скорость бега волны, м/с.

, где h – высота волны, t - истинный период волн, u – скорость ветра, м/с.

Кроме расчетного способа длину волны на судне можно определить визуально. Для этого следует заметить промежуток времени прохождения гребня одной и той же волны последовательно через две точки (двух наблюдателей) на борту судна, расстояние между которыми известно. , где l – база, q – КУ бега волн, Dt – время.

Направление бега волн определить легко, обычно оно как бы очерчено на поверхности воды параллельными белыми полосами – следом разрушающихся гребней волн. Пеленгуя эти четкие полосы получаем КПсг (следа гребня). Фронт волн перпендикулярен КПсг.

Так же длину волны можно определить по универсальной диаграмме качки (УДК) Ремеза:

1. сориентировав УДК по КПбв, обозначить из центра Nк

2. на линии ККс обозначить точку по величине Vc

3. из этой точки провести вертикальную линию до пересечения с кривой t’

4. на вертикальной линии в центре УДК снимаем l.

Слеминг. Возникает в процессе продольной качки при оголении носовой оконечности и последующем соударении с волной. Большие динамические нагрузки могут привести к серьезным повреждениям конструкций корпуса и оборудования. Особенности слеминга как физического явления определяются в основном совместным выполнением двух условий: оголением днища и входом его в воду с вертикальной скоростью относительно воды, большей , м/с. вероятность ударов тем больше, чем больше высота волн и скорость судна. Наблюдаются они на встречном волнении в широком диапазоне курсовых углов. Поэтому отклонение по курсу от чисто встречного движения не всегда является эффективным средством избежать опасности слеминга. Избежать опасные удары волн легче снижением скорости или увеличения осадки судна носом. Для определения скорости или осадки носом при которых будет отсутствовать явление слеминга рассчитаны и построены специальные таблицы и графики.