Снятие судна с мели с помощью другого транспортного судна

Если самостоятельные попытки сняться с мели не удаются, судно, севшее на мель, прибегает к помощи судна-спасателя. Следуя на помощь к аварийному судну, капитан спасателя должен получить всю имеющуюся информацию о положении аварийного судна. Первостепенное значение имеют сведения о состоянии глубины в районе аварии. Прежде чем начать спасательные операции, капитан спасателя обязан убедиться, что нет опасности собственной посадки на мель.

Снятие с мели путем простой буксировки. Если подходы к аварийному судну безопасны и расчеты показывают, что тяга на гаке спасателя [определяется по формуле (1.5)] соизмерима с величиной необходимого стаскивающего усилия, следует предпринять попытку снять судно с мели простой буксировкой. При такой буксировке используется стальной канат с разрывным усилием и длиной, обеспечивающими его прочность при случайных динамических нагрузках.

В этом случае судно-спасатель подходит к аварийному судну кормой, отдает якорь и заводит буксир. Отдача якоря имеет двойное назначение: увеличить стаскивающее усилие и придать буксировщику лучшую устойчивость в направлении тяги, которое выбирается в сторону наибольших глубин. Чтобы эффективнее использовать тягу брашпиля и обеспечить максимальную держащую силу якоря, надлежит вытравить возможно большее количество якорной цепи. Крепить буксирный канат следует так же, как при буксировке судов в море. Перед началом буксировки канат во избежание его обрыва обтягивается втугую, для чего вначале выбирают якорный канат. Затем спасатель начинает буксировку, постепенно увеличивая обороты винта и тягу брашпиля. Когда режим двигателя спасателя установится, в работу включаются двигатели судна, сидящего на мели. Для уменьшения коэффициента трения рекомендуется раскачивать судно, сидящее на мели. Эта мера имеет смысл, если судно сидит на мели оконечностью и глубины позволяют направить тягу под большим углом к направлению стаскивания.

Разворот судна, сидящего на мели. В некоторых случаях может оказаться, что направление стаскивания не совпадает с положением диаметральной плоскости судна, находящегося на мели. Тогда, прежде чем буксировать судно, его необходимо развернуть в нужном направлении. Если при этом корпус судна не заглублен в грунт, то за счет плеча усилие, необходимое для разворота, будет меньше, чем усилие стаскивания в направлении диаметральной плоскости аварийного судна. Этим обстоятельством целесообразно воспользоваться, когда у одного из бортов судна имеются большие глубины. Тогда, развернув судно кормой в направлении большой глубины и применив дифферентование, можно будет снять судно с мели с меньшими затратами сил, средств и времени. Прежде чем приступить к этой операции, следует произвести расчеты, чтобы определить плечо l, силу, необходимую для разворота судна, Т_П и точку, вокруг которой будет вращаться судно.

Положим, судно сидит на мели и давление корпуса на грунт распределено равномерно. Обозначив длину касания судна с грунтом через 2а, отстояние. точки приложения стягивающего усилия от точки приложения равнодействующей сил давления (середина длины касания О) через l ₁, расстояние между точкой разворота О₁ и серединой длины касания О через х, найдем выражение для силы Т_п из условий равенства моментов силы Т_П и силы трения. Если судно вращается вокруг точки O ₁ то момент силы трения будет равен сумме моментов сил трения участка касания, лежащего слева от точки О ₁ и участка касания справа от точки О₁. Так как давление корпуса распределено равномерно, равнодействующая сил давления участка слева от точки вращения будет равна

, а справа - . Тогда

,

или

,

откуда

. (8.4)

Величину х определим из условия минимума силы О ₁. Дифференцируя выражение (8.4) по х и приравнивая производную к нулю, получим:

, (8.5)

Из формулы (8.5) следует, что точка вращения О ₁находится справа от середины площади касания. При небольшом протяжении площади касания и большей величине l x 0. Тогда выражение (8.4) упростится:

,

где l можно определить по формуле

l = l₂ +х,

откуда l ₂ — расстояние от точки приложения стягивающего усилия до мидель-шпангоута, м;

х — абсцисса равнодействующей силы давления; определяется из диаграммы осадок по формуле (8.3), м.

При наличии выступов, препятствующих развороту судна, условие равенства моментов запишется в виде откуда

T _п l = f _тр Nl ₃,

откуда

,

где

l = l ₂+ x + l ₃.

Применение рывка. В тех случаях, когда тяга на гаке буксировщика недостаточна, чтобы снять аварийное судно с мели, применяют буксировку рывками. При рывке возникает сила инерции, определяемая выражением (тс)

,

где D — водоизмещение буксировщика при данной осадке, т;

g — ускорение свободного падения, м/с²;

а —замедление скорости буксировщика в процессе рывка,м/с².

Из формулы видно, что сила инерции может намного превысить разрывную прочность каната. Чтобы этого не произошло, необходимо определить допустимую скорость буксировщика, которую ему следует развить к началу рывка.

Во время разгона буксировщик накапливает энергию, величина которой равна, где v — скорость непосредственно перед рывком. Если в начале рывка двигатели будут остановлены, то под действием натяжения каната и сопротивления воды судно начнет тормозить, а запасенная им Кинетическая энергия превратится в потенциальную энергию натяжения каната и работу сил сопротивления воды. При рывке скорость буксировщика и соответственно сила сопротивления воды невелики. Поэтому работой силы сопротивления можно пренебречь. Неучет ее дает некоторый запас при расчете допустимой скорости разгона. Тогда в момент остановки судна будет справедливо равенство

,

или

, (8.6)

где Е_Р1 — потенциальная энергия упругой деформации каната, кгс.

Потенциальная энергия упругой деформации находится из выражения

, (8.7)

где l — длина каната, м;

Т — натяжение в канате, кгс;

Е — модуль упругости, равный 750 000 кгс/см²;

S — суммарная площадь сечения всех проволок*, см².

Подставляя в выражение (8.7) разрывную прочность каната Т _р, получим полную энергию, которую поглотит канат перед разрывом. Тогда

, (8.8)

Чтобы обеспечить судну разгон для рывка, канат кладется на грунт. Пока канат находится на грунте, он практически не оказывает сопротивления движению судна. Горизонтальное натяжение каната можно считать равным нулю. Заметное натяжение возникает в момент отрыва каната от грунта. Этот момент и следует считать началом рывка.

Если для буксировки применяется синтетический канат, то его выбирают на палубу и во время разгона со слабиной травят за борт. В момент выхода на канат, который является началом рывка, судно начинает тормозиться упругой силой каната, полная потенциальная энергия которой

, (8.9)

где Т _p— разрывная прочность каната, кгс;

Δ — процент удлинения каната до его разрыва (выбирается по табл. 8.2);

l — первоначальная длина каната, м. Тогда

. (8.10)

Таблица 8.2

Удлинение каната до его разрыва

Тип каната	Вид полимера	Нагрузка на канат
разрывная	50% от разрывной	30% от разрывной
Плетеный восьмипрядный	Полиамид Полиэфир Полипропилен	43 — 45 35 — 37 33 — 35	35—37 23—25 21—23	28—30 17-19 16—18
Крученый трехпрядный	Полиамид Полиэфир Полипропилен	49 — 50 36 — 38 34 — 36	39—41 25—27 23—25	32—34 19-21 18—20

* Суммарную площадь всех проволок можно получить путем деления разрывной прочности каната на расчетный предел прочности проволок.

Для лучшего понимания явления рывка целесообразно сравнить величины допустимых скоростей разгона буксировщика при применении им стального (штатного) каната и равнопрочного ему синтетического каната. Положим рывок осуществляет грузовое судно, имеющее на данный момент водоизмещение 10000 т. Параметры применяемых канатов: стального — l = 240 м, р = 8 кг/м, d=53 мм, S =7,8 см²; T _р=140 тс; синтетического — восьмипрядный плетеный нейлон, l =240 м; d =80 мм, А=45%; T _р=100 тс. В первом случае получим v _доп = 1,2 уз, во втором — v_доп=5,2 уз.

Сравнивая полученные результаты, легко прийти к выводу, что из-за малой допустимой скорости разгона применение штатного стального каната чревато его обрывом. Напротив, применение синтетического каната позволяет разогнать судно до легко контролируемой скорости (в данном случае 5 уз). Кроме того, рывок, растянутый во времени, более эффективен, так как не вызывает больших сил инерции аварийного судна в момент его страгивания с места.

Обычные транспортные суда в своем снабжении, как правило, не имеют синтетического каната, пригодного для рывка. В таком случае следует применить буксирную линию, состоящую из буксирного каната и синтетической вставки, изготовленной из швартовных канатов. Вставку надлежит включить в один из концов линии. Так как обрыв вставки представляет меньшую опасность, чем разрыв стального каната, ее прочность не должна превышать прочности каната. Допустимая скорость разгона для комбинированной линии будет определяться по формуле

, (8.11)

Например, при использовании штатного буксирного троса и нейлоновой вставки длиной 60 м допустимая скорость разгона будет v _доп=2,9 уз.

Напомним, что выведенные формулы и полученные по ним результаты относятся к случаю, когда двигатели судна в начале рывка останавливаются. Если двигатели не остановить, то кинетическая энергия судна будет восполняться энергией силовой установки, равной работе упора винта на пути торможения. Тогда рассчитанная по формуле (8.11) допустимая скорость разгона окажется завышенной — произойдет разрыв каната, чтобы этого не случилось, ее придется снизить. При большом упоре винта снижение скорости должно быть значительным, в результате чего ее будет невозможно контролировать. С другой стороны, в конце рывка упор винта должен быть максимальным, чтобы после отрыва аварийного судна от грунта оно не остановилось вновь.

При этом, если имеется возможность, разгоняться нужно на минимальных оборотах до скорости несколько меньшей, чем расчетная (или рассчитанной с большим запасом прочности каната). Если такой возможности нет, то разгон следует начинать с места на больших оборотах и при достижении, как и в первом случае, скорости несколько меньшей, чем расчетная, сбросить обороты. К концу рывка обороты нужно увеличить снова с таким расчетом, чтобы максимальный упор развился в момент остановки судна.

Во время рывка развивается сила, равная по величине разрывной прочности буксирного каната. Швартовное оборудование обычных транспортных судов не приспособлено к таким нагрузкам. Поэтому при планировании рывка канат следует крепить к брагам, заводимым за прочные конструкции судна.

Размыв грунта спасателем. Посадка судов на отмели с мягким грунтом сопровождается заглублением корпуса. Во время волнения при наличии течения корпус подвергается еще большему заносу грунтом. Судно может сесть на мель так, что в направлении стаскивания будут находиться недостаточные глубины. В такой ситуации может оказаться, что без предварительного размыва грунта вблизи аварийного судна снять его с мели не представится возможным.

Обычно для размыва грунта используются специальные суда-спасатели, буксиры, ледоколы. Транспортное судно ввиду его большой осадки, длины и недостаточной маневренности можно использовать только в отдельных редких случаях, например для промыва короткого канала, размыва небольших возвышений грунта на пути стаскивания или непосредственно у борта аварийного судна. Поскольку эффективность размыва грунта находится в прямой зависимости от уклона гребного вала, на спасателе создается максимально возможный дифферент на корму.

Для производства работ по размыву грунта судно-спасатель становится на якоря на безопасной глубине и заводит на аварийное судно буксирный канат и стальные швартовы. На аварийном судне места крепления швартовов следует разнести возможно дальше друг от друга; это обеспечит спасателю лучшую устойчивость на курсе и возможность изменять направление струи. После обтягивания якорных канатов и швартовов спасатель дает ход, постепенно увеличивая обороты.

Во время размыва грунта необходимо учитывать следующее:

при размыве канала спасатель должен периодически возвращаться назад и размывать грунт, занесенный в канал;

для увеличения ширины канала следует периодически перекладывать руль с борта на борт или изменять направление струи, разворачивая судно с помощью якорей и швартовов;

при работе в непосредственной близости от места посадка во избежание замыва аварийного судна струю нужно направлять вдоль его диаметральной плоскости под острым углом к ней.

Во время размыва грунта следует периодически контролировать глубины путем промеров и следить за характером струи. Отсутствие в струе частиц грунта свидетельствует о том, что размыв на данном участке закончен.

9. Обеспечение безопасности плавания судов во льдах

К основным видам плавания во льдах относятся самостоятельное плавание транспортного судна и ледокольная проводка судна. К самостоятельному плаванию во льдах допускаются суда, имеющие специальный ледовый класс Регистра СССР, с учетом района плавания и конкретно складывающейся ледовой обстановки.

Ледокольная проводка транспортного судна осуществляется в целях повышения безопасности плавания во льдах, увеличения скорости движения судна. При работе в сложных ледовых условиях ледокольная проводка является единственным видом плавания, обеспечивающим успешную и безаварийную эксплуатацию транспортных судов. Существует два основных способа ледокольной проводки: лидирование и буксировка. Проводка лидированием осуществляется при сравнительно благоприятных ледовых условиях, когда транспортное судно или несколько судов успешно продвигаются по проложенному ледовому каналу. При работе в сильно сплоченном льду и наличии сжатий, когда канал плотно забит битым и тертым льдом, применяется буксировка вплотную. Этот вид буксировки применяется также для увеличения скорости движения простого каравана, состоящего из одного ледокола и одно-двух судов.

Буксировка на коротком — до 50 м и длинном — 50—100 м буксирах при ледокольной проводке применяется редко.