Выбор курса и скорости судна в условиях шторма имеет важное значение для безопасности морских судов любого класса, но особенное значение эта проблема стала приобретать при эксплуатации специализированных судов - лесовозов,контейнеровозов, крупнотоннажных балкеров и т. п.
Величинами, характеризующими качку, являются угол наклонения судна и период, за который совершается одно полное колебание судна.
Качка тем стремительнее, чем больше углы наклонения и меньше период. Качка зависит от загрузки судна (остойчивости), характера волнения, скорости движения судна и курсового угла бега волн.
Колебания судна на тихой воде, возникающие под действием однократно приложенного к корпусу судна момента внешних сил, называются собственными колебаниями. Период собственных колебаний с достаточной точностью можно определить при помощи следующей формулы (капитанская формула):
где h – поперечная метацентрическая высота, м;
f – коэффициент, зависящий от водоизмещения, отношения H/B, коэффициентов общей полноты δ и полноты ватерлинии α, который по рекомендациям ИМО равен:
0,88 – для судов каботажного плавания (кроме танкеров) в балласте;
0,80 – для промысловых судов с полными запасами для открытого моря;
0,95 – для промысловых судов с полными запасами для прибрежного лова;
0,60 – для промысловых судов с полными запасами и с танками для живой рыбы;
0,62 ÷ 1,00 – для транспортных судов (кроме танкеров и газовозов) в грузу.
Практически период собственных поперечных колебаний судна определяется как отношение Т1 = Δt/n, где
Δt – показание секундомера, с.; n – число полных колебаний судна за этот период (обычно за 10 полных колебаний).
Качка для судна опасна в случае возникновения явления резонанса, т. е. период собственных колебаний Т1 совпадает с кажущимся периодом волн τ'.
Влияние резонанса сказывается не только при Т1/τ' = 1, но и в пределе 0,7 ≤ Т1/τ' ≤ 1,3 или Т1/0,7 ≤ τ' ≤ Т1/1,3.
Практически кажущийся период волны может быть рассчитан по формуле:
τ' = Δt/(n – 1),
где Δt – время прохождения нескольких гребней волны, с.;
n – число гребней за это время.
При плавании судна в условиях шторма на попутном волнении или волнении с кормовых курсовых углов характеристики его основных мореходных качеств (остойчивости, качки и управляемости) существенно изменяются.
В определенных случаях эти изменения могут иметь опасный характер и привести к возникновению аварийной ситуации или опрокидыванию судна. Аварии обычно предшествует одно из следующих трех явлений или их комбинация:
1. Значительное уменьшение или потеря поперечной остойчивости при прохождении вершины волны вблизи миделя судна. Наиболее опасным в этом отношении является движение на волнах, длина λ и скорость с которых близки,соответственно, к длине L и скорости V судна.
В этом случае время t пребывания в зоне с пониженной (ниже опасного уровня) остойчивостью может оказаться существенно больше, чем время, необходимое судну для опасного наклонения.
Основными признаками недостаточной остойчивости являются:
неожиданное увеличение крена при нахождении вершины отдельных волн вблизи миделя судна, существенно превышающее значение предшествующих углов статического крена или амплитуд бортовой качки;
длительное наклонение судна на борт;
задержка (зависание) в положении максимального крена и медленное возвращение в исходное состояние.
Брочинг - захват волной, потеря управляемости и неуправляемый самопроизвольный разворот судна лагом к волне.
Брочинг
2. Основным признаком основного или параметрического резонансов бортовой качки являются значительное возрастание амплитуд бортовой качки судна,когда ее период T приблизительно равен (основной резонанс) или вдвое превышает (параметрический резонанс) кажущийся период волны τ’.
3. Захват волной, потеря управляемости и самопроизвольный неуправляемый разворот судна лагом к волне - брочинг. Наиболее опасным является захват на переднем склоне волн. Брочингу в основном подвержены быстроходные или малые суда.
Основными признаками брочинга являются:
значительные колебания скорости за время прохождения волны относительно судна, его тенденция к разгону на переднем склоне попутной волны;
ухудшение устойчивости на курсе и стремление судна развернуться лагом к волне;
увеличение скорости и амплитуд перекладки руля, потребных для удержания на курсе (судно плохо слушается руля).
Для предотвращения брочинга рекомендуется:
иметь скорость менее 0,6 - 0,7 от скорости распространения опасных волн;
не допускать статического дифферента на нос;
в случае опасности захвата судна волной резко сбавить скорость, в критических случаях - кратковременно дать задний ход, чтобы возможно скорее уменьшить скорость до безопасной, не теряя при этом способности управляться.
