Критерии оценки плавания на мелководье (соотношение глубины и осадки).

 

При плавании на Мелководье ряд явлений существенно влияет на условия маневрирования судна. Так, при соотношении глубины моря и осадки судна менее 7 появляются поперечные волны, движущиеся со скоростью судна. При некотором значении скорости связанная с этим потеря мощности составляет около 10%, судно плохо слушается руля, поперечная волна и попутный поток могут разрушить берег, откосы, сорвать со швартовов суда. Другим неблагоприятным фактором, сопровождающим плавание на Мелководье и в узкости, является просадка судов (увеличение осадки), которая зависит от скорости движения судна и может быть равна 0,05-0,07 осадки на глубокой воде. При этом возникает опасность касания днищем грунта. Плавание судов на Мелководье и в узкостях допускается с ограниченной скоростью.

Таким образом, влияние мелководья на поведение судна зависит не только от глубины моря, но и от габаритов судна и его скорости. Существуют различные эмпирические формулы для определения глубины, с которой начинает сказываться мелководье. Согласно одной из формул [1] влияние мелководья на поведение судна наблюдается на глубинах:

(1)

где Нгл - глубина, м;
d - средняя осадка судна, м;
Vс - скорость судна, м/с;
g - ускорение свободного падения, 9.81 м/с2.

Другим критерием оценки влияния мелководья, связанным с изменением картины волнообразования, является “число Фруда” по глубине:

(2)

 

Согласно этому критерию ощутимое влияние мелководья начинает проявляться

при Frн > 0.4 - 0.5.ТОЖЕ

10.9.Влияние канала на управляемость судна ("канальный эффект").

 

Особенности движения судна в канале различаются в зависимости от скорости движения. При движении судна с докритической скоростью в сечении канала, стесненном корпусом, скорость течения жидкости между бортом судна и стенкой канала увеличивается, а уровень ее поверхности понижается. При смещении с оси канала обтекание корпуса становится несимметричным, скорость потока воды между бортом и ближайшей стенкой увеличивается и возникает поперечная сила, которая притягивает судно к ближайшей стенке.

Явление притягивания особенно заметно при отходе судна от стенки канала. В начале движения винт, работающий вперед, интенсивно засасывает воду со стороны носовой части судна. Поскольку приток воды со стороны ближайшего к стенке борта затруднен, уровень воды между бортом и ближайшей стенкой понижается и возникает сила, притягивающая судно к стенке канала.

Рис.84. Эффект берега при плавании судна в канале

Более сложными являются взаимодействие корпуса и стенок канала при движении судна околокритическими скоростями. С началом образования одиночной волны изменяется профиль поверхности воды, обтекающей корпус.

При смещении с оси канала со стороны ближайшей стенки в носовой части судна уровень поверхности воды повышается и возникает избыточное давление, отталкивающее скулу от ближайшей стенки. Одновременно ускоряется поток воды между бортом и ближайшей стенкой, достигая максимальной скорости в корме судна за счет винтовой струи, что приводит к понижению уровня воды, и корма судна стремится притянуться к ближайшей стенке.

Рис.85.Взаимодействие корпуса судна и стенок канала

Для компенсации возникающего момента и удержания судна на прямом курсе в этом случае необходимы несимметричные, смещенные в сторону ближайшей стенки канала перекладки руля. Во время прохода мимо расширений или ответвлений канала, из-за нарушения симметричности обтекания корпуса, носовая оконечность судна будет уклоняться в сторону расширений или ответвлений. Если в это время в расширении стоит какое-либо судно, то это грозит навалом. Средство предупреждения – заранее переложить руль в сторону противоположную расширению.

При прохождении прямолинейных участков, поскольку профиль сечения канала редко бывает симметричным, нос судна будет уклоняться в сторону больших глубин. Это явление называется «эффектом свободной воды». При следовании судна вдоль отлогого берега этот эффект резко усиливается.

Рис.86.Влияние расширения канала на управляемость судна

Рассмотренные ранее явления существенно усиливаются при увеличении скорости судна, что приводит к его резким отклонениям от курса, которые иногда невозможно компенсировать только перекладкой руля. Первым признаком несоответствия скорости движения судна площади сечения канала является ярко выраженная крутая кормовая волна.

 

Рис.87.Влияние рельефа дна канала на отклонение носа судна

Если не уменьшить скорость судна, то при неожиданном уменьшении площади сечения канала увеличивается интенсивность процесса волнообразования, существенно возрастет сопротивление движению, и судно резко потеряет скорость. Тогда кормовая волна нагонит судно и вызовет его отклонение в ту или иную сторону, т. е. судно потеряет управляемость.