Особенности управления судами в каналах

Движение судна в мелководном канале сопровождается теми же явлениями, что и на мелководье, но выраженными в более резкой форме. Из-за дополнительного стеснения фарватера интенсивность волнообразования, проседание и сопротивление движению нарастают быстрее, чем на неограниченном фарватере, причем в каналах с трапецеидальным сечением волнообразование сильнее, чем в каналах с прямоугольным сечением той же площади и глубины. Особенности движения судна в канале при докритических и околокритических скоростях различны. При движении судна с докритической скоростью в сечении канала, стесненном корпусом, скорость истечения жидкости между бортом судна и стенкой канала увеличивается и уровень поверхности понижается. При смещении судна с оси канала обтекание корпуса перестает быть симметричным. Скорость потока между бортом и ближайшей стенкой возрастает еще больше, и возникает поперечная сила, которая притягивает судно к ближайшей стенке. Явление притягивания особенно заметно при отходе судна от стенки канала. В начале движения винт, работая вперед, интенсивно засасывает воду со стороны носовой части судна. Поскольку приток воды со стороны борта, обращенного к ближайшей стенке, затруднен, уровень воды между ними понижается и со стороны противоположного борта возникает сила давления Р (рис. 3.5).

Более сложным является взаимодействие корпуса и стенок канала при движении судна с околокритическими скоростями. С началом образования одиночной волны профиль поверхности воды, обтекающей корпус, приобретает вид, изображенный на рис. 3.6. Если при этом судно смещается с оси канала, со стороны ближайшей стенки в носовой части судна уровень воды повышает ся и возникает избыточное давление Р₁, отталкивающее скулу к противоположной стенке. Одновременно ускоряется поток воды между бортом и ближайшей стенкой, что приводит к еще большему снижению воды в кормовой части судна. Корма под влиянием силы Р₂ притягивается к ближайшей стенке. В такой ситуации, если судно свое- временно не одержать, произойдет навал. То же самое происходит во время прохода судов мимо расширений или ответвлений канала. На pиc. 3.7 представлены схема влияния расширения канала на траекторию движения судна и положение пера руля, перекладываемого с целью предотвращения навала.

Описанные явления могут наблюдаться и в прямом канале, так как полное его сечение редко бывает симметричным. Если, например, глубина у одного берега больше, чем у другого, то судно будет иметь тенденцию уклоняться в сторону приглубого берега. Об изменении глубин судят по характеру волнообразования. Мель обнаруживается с той стороны, где появляется крутая опрокидывающая волна. Хорошо заметная кормовая волна свидетельствует о малом запасе воды под килем. Об уменьшении глубины свидетельствуют также падение оборотов, вибрация кормы и появление за кормой взмученного песка или ила.

Управление судном зависит от очертания канала. В общем случае надлежит держаться действительной оси, добиваясь, чтобы судно управлялось небольшими и симметричными перекладками руля.

Явление отталкивания необходимо учитывать, когда судно проходит изгибы канала. Проходя изгиб, следует держаться внешнего берега. Тогда отталкивание носовой части будет способствовать повороту и не придется значительно перекладывать руль. Если же судно будет держаться внутреннего берега, то может возникнуть опасность отталкивания носа в сторону, обратную повороту.

При движении в канале во время сильного ветра необходимо учитывать реакцию судна на ветер. Если судно самоприводящееся, то лучше держаться ближе к наветренному берегу. Тогда отталкивание наветренной скулы будет в какой-то мере компенсировать стремление судна привестись к ветру. Если судно уваливающееся, то лучше следовать по оси канала.

Одной из причин потери управляемости в канале является несоответствие скорости движения площади сечения канала. Если обороты будут увеличиваться или при неизменных оборотах неожиданно уменьшится площадь сечения канала, усилится волнообразование. Волны у носа и кормы станут круче, возрастет сопротивление, и судно резко потеряет скорость. Тогда кормовая волна нагонит судно и вызовет уклонение его к одному или другому берегу. При чрезмерной скорости усиливаются эффекты отталкивания и притягивания, что также приводит к резким отклонениям от курса. Если не принять своевременные меры к уменьшению отклонения, то может произойти навал на стенку канала. Для предотвращения таких отклонений используются следующие приемы управления. Если отклонение не стремительное, то на одновинтовом судне его исправляют перекладкой руля на противоположный борт. Для усиления эффективности руля обороты надлежит кратковременно увеличить. Стремительные отклонения от курса следует исправлять, используя влияние винта на поворотливость. При уклонении влево необходимо дать задний ход. По мере приближения носовой части к берегу возникнет и будет увеличиваться сила отталкивания, под действием которой судно получит вращение в противоположную сторону и корма покатится влево. Это движение нужно предупредить, своевременно остановив машину. Если движение вправо все же начнется, следует переложить руль лево на борт и дать толчок вперед. При первоначальном отклонении вправо немедленно перекладывают руль лево на борт. А если нос оттолкнется от правого берега, следует дать машине полный назад.

Отклонения кормы к берегу особенно опасны для двухвинтовых судов, так как велика вероятность повреждения винтов. Предупреждать навалы кормой следует переменной работой машин, в том числе и враздрай.

В крайних случаях для предупреждения стремительных отклонений судна от курса следует отдать якорь и одновременно уменьшить ход.

Корабельные волны оказывают вредное влияние на ложе канала, канальные сооружения и могут привести к обрыву швартовов и навалам стоящих у причалов судов. Воздействие корабельных волн на ошвартованное судно заключается в следующем.

Рис. 3.8. Влияние колебательных волнна суда, стоящие в закрытых ответ-влениях канала

Если стоящее у причала судно ошвартовано навстречу движению судна, следующего по каналу, то сначала к ошвартованному судну подойдет носовая волна и оттолкнет его нос к берегу и несколько назад. Затем ошвартованное судно двинется вперед к подошве волны, а к берегу оттолкнется его корма. Когда к носу подойдет кормовая волна, движение вперед прекратится и корма под влиянием подошвы волны получит движение от берега. На заключительной стадии, когда кормовая волна будет проходить мимо кормы ошвартованного судна, оно под влиянием попутного потока двинется назад,

Учитывая вредное влияние корабельных волн, скорость движения судов в каналах обычно ограничивают величиной и лимитируют запас воды под килем. На проходящих по каналу судах необходимо вести наблюдение за процессом волнообразования и своевременно снижать скорость. Уменьшать скорость необходимо постепенно, иначе кормовая волна догонит судно и оно станет неуправляемым.

При прохождении мимо ошвартованных судов надлежит держаться оси канала. Уклоняться к противоположному берегу не следует, так как отталкивание от него может вызвать резкий поворот в сторону ошвартованного судна.

Неожиданным бывает воздействие корабельных волн на суда, находящиеся в закрытых ответвлениях канала (рис. 3.8). Такое закрытое ответвление является своеобразным резонатором. Если момент отражения от стенки ответвления носовой волны совпадает с моментом прохождения мимо ответвления области пониженного давления за кормой судна, то даже при незначительной корабельной волне вдоль ответвления возникает интенсивное течение и швартовы судов могут быть оборваны.

На стоящих у причалов судах должны приниматься меры, предотвращающие обрыв швартовов и навал. С этой целью рекомендуется кратковременно работать машиной и рулем, сдерживая тенденцию судна двигаться так, как это описано выше. В некоторых каналах для пропуска встречного каравана суда приваливают к палам с отдачей якоря. В таких случаях для нейтрализации воздействия корабельных волн дают самый малый передний ход и попеременно перекладывают руль, предотвращая отход от палов носа или кормы судна.