НАВАРЕА:
Имеются три типа навигационных предупреждений:
1) предупреждения НАВАРЕА;
2) прибрежные предупреждения;
3) местные предупреждения;
Руководство ВСНП и координация касаются только первых двух из них. В общем случае предупреждения НАВАРЕА содержат информацию, которая необходима мореплавателям для обеспечения безопасного плавания на океанских переходах. В прибрежных предупреждениях распространяется информация, которая необходима для безопасного мореплавания в границах определенного региона. Обычно прибрежные предупреждения предоставляют информацию, достаточную для безопасности мореплавания мористее подходного буя или лоцманской станции, и не ограничиваются информацией по основным судоходным путям. Там, где регион обслуживается службой НАВТЕКС, она обеспечивает навигационными предупреждениями весь район обслуживания передатчика НАВТЕКС. Там, где район не обслуживается службой НАВТЕКС, все предупреждения, касающиеся прибрежных вод в полосе до 250 миль от берега, как правило, включаются в передачи Международной службы сети безопасности системы ИНМАРСАТ.
Местные предупреждения дополняют прибрежные предупреждения, предоставляя подробную информацию в пределах прибрежных вод, включая пределы юрисдикции властей гавани или порта, по вопросам, которые судам, совершающим океанские переходы, в общем случае не требуются.
Навигационные предупреждения каждого вида имеют свою сквозную нумерацию в течение всего календарного года, начиная с номера 0001 в 00-00 часов Всемирного координированного времени 01 января и до 24.00 31 декабря текущего года. Все предупреждения НАВАРЕА, а также прибрежные предупреждения передаются на английском языке. Плата не взимается. Дополнительно предупреждения НАВАРЕА могут передаваться на одном или более официальных языках ООН. Прибрежные предупреждения могут передаваться также на национальном языке, а местные - только на национальном языке как объект национальной службы.
Safety NET:
В состав информации, передаваемой по каналам Safety NET. входят:
• навигационные предупреждения;
• метеорологические предупреждения и метеопрогнозы;
• сообщения о бедствии в направлении берег-судно, информация по поиску и спасанию:
• предупреждения о нападениях пиратов;
• данные по корректировке карт (в стадии разработки) и другая срочная информация. Технически распространение информации Safety NET осуществляется в системе расширенного группового вызова . являющейся в свою очередь частью системы ИНМАРСАТ. Система РГВ обеспечивает автоматическую передачу сообщении всем судам в океанские районы НАВАРЕА, либо в заданные географические районы в виде окружности или прямоугольника. Расписание передач и страна - координатор представлены в GMDSS .
NAVTEX:
НАВТЕКС - международная автоматизированная система передачи в режиме узкополосного буквопечатания навигационной, метеорологической и другой срочной информации, относящейся к прибрежным водам в радиусе до 400 миль от берега. В отличие от предупреждений НАВАРЕА, НАВТЕКС обеспечивает передачу метеорологических прогнозов и всех штормовых предупреждений. НАВТЕКС (навигационный телекс) - это международная автоматизированная система передачи навигационных и метеорологических предупреждений и срочной информации.
Служба НАВТЕКС использует специально выделенную для этих целей частоту 518кГц, на которой береговые станции передают информацию на английском языке, распределив, во избежание взаимных помех, время работы каждой станции по расписанию.
НАВТЕКС является компонентом Всемирной службы навигационных предупреждений (ВСКП), принятой Резолюцией Ассамблеи А.419(Х1), и входит в состав ГМССБ.
29. Требование ИМО к форме и содержанию судовой информации о маневренных свойствах судна. Лоцманская карточка.
Основные свойства конкретного судна относящиеся в первую очередь к его ходкости, поворотливости и инерционно-тормозным хар-кам - маневренные элементы. Информация вывешивается на ходовой рубке в виде таблицы. До 70-х 1 форма и содержание таблицы маневренных элементов определялась в каждой стране национальными правилами. В 1971 Резолюцией А.209 (7) ИМО была принята 1-ая рекомендация, устанавливающая пример набора сведений, подлежащих включению в таблицу маневренных элементов. В 1987 Резолюция А.601 (15) ИМО - новые рекомендации, в соответствии с которыми информация о маневренных характеристик судна состоит из 3-х частей:
- лоцманская карточка;
- таблица маневренных характеристик;
- формуляр маневренных характеристик.
Что должно быть в формуляре маневренных характеристик (ИМО):
1 Общие описания:
1.1 подробные сведения о судне
1.2 Характеристики судна.
2.Маневренные характеристики на глубокой воде:
2.1 Характеристики поворотливости
2.2 Циркуляция
2.3 Поворот с ускорением
2.4 Проверка рыскания
2.5 MOB
2.6 Эффективность подруливания
3. Маневры торможения и изменения скорости в глубокой воде
3.1 Маневр торможения
3.2 Характеристики уменьшения скорости
3.3 Характеристики разгона
4. Маневренные характеристики на мелководье
4.1 Циркуляция
4.2 Проседание
5. Маневренные характеристики в ветре
5.1 Моменты и силы от ветра
5.2 Возмущения удерживания на качке
5.3 Дрейф под действием ветра
6. Маневренные хар-ки на малой скорости.
Прилагается Лоцманская карточка.
30. Циркуляция судна, и ее элементы. Скорость судна и угол дрейфа при циркуляции. Полюс поворота и учет его при выполнении поворотов.
Под поворотливостью судна подразумевается его способность изменять направление движения под воздействием руля (средств управления) и двигаться по траектории данной кривизны. Движение судна с переложенным рулем по криволинейной траектории называют циркуляцией. (Разные точки корпуса судна во время циркуляции движутся по разным траекториям, поэтому, если специально не оговаривается, под траекторией судна -подразумевается траектория его ЦТ.)
При таком движении нос судна (рис.1) направлен внутрь циркуляции, а угол а0 между касательной к траектории ЦТ и диаметральной плоскостью (ДП) называется углом дрейфа на циркуляции.
Центр кривизны данного участка траектории называют центром циркуляции (ЦЦ), а расстояние от ЦЦ до ЦТ (точка О) - радиусом циркуляции.
На рис. 1 видно, что различные точки по длине судна движутся по траекториям с разными радиусами кривизны при общем ЦЦ и имеют разные углы дрейфа. Для точки, расположенной в кормовой оконечности, радиус циркуляции и угол дрейфа — максимальны. На ДП судна имеется особая точка—полюс поворота (ПП), которой угол дрейфа равен нулю, Положение ПП, определяемое перпендикуляром, опущенным из ЦЦ на ДП, смещено от ЦТ по ДП в нос приблизительно на 0,4 длины судна; величина такого смещения на различных судах изменяется в небольших пределах. Для точек на ДП, расположенных по разные стороны от ПП, углы дрейфа имеют противоположные знаки. Угловая скорость судна в процессе циркуляции сначала быстро возрастает, достигает максимума, а затем, по мере смещения точки приложения силы Yo в сторону кормы, несколько снижается. Когда моменты сил Ру и Yo уравновесят друг друга, угловая скорость приобретает установившееся значение.
С погрешностью ±5% можно считать, что скорость транспортных судов на циркуляции с рулем на борту при повороте на 60° составляет 80%, на 90°—73%, на 180° — 58% первоначальной.
Циркуляция судна разделяется на три периода: маневренный, равный времени перекладки руля; эволюционный — с момента окончания перекладки руля до момента, когда линейная и угловая скорости судна приобретают установившиеся значения; установившийся — от окончания эволюционного периода и до тех пор, пока руль остается в переложенном положении. Элементами, характеризующими типичную циркуляцию, являются (рис.2):
-выдвиг l1 — расстояние, на которое перемещается ЦТ судна в направлении первоначального курса с момента перекладки руля до изменения курса на 90°;
-прямое смещение l2 — расстояние от линии первоначального курса до ЦТ судна в момент, когда его курс изменился на 90°;
-обратное смещение l3 — расстояние, на которое под влиянием боковой силы руля ЦТ судна смещается от линии первоначального курса в сторону, обратную направлению поворота;
-тактический диаметр циркуляции DT — кратчайшее расстояние между ДП судна в начале поворота и его положением в момент изменения курса на 180°;
-диаметр установившейся циркуляции Dуст — расстояние между положениями ДП судна для двух последовательных курсов, отличающихся на 180°, при установившемся движении.
Четкую границу между эволюционным периодом и установившейся циркуляцией обозначить невозможно, так как изменение элементов движения затухает постепенно. Условно можно считать, что после поворота на 160—180° движение приобретает характер, близкий к установившемуся. Таким образом, практическое маневрирование судна происходит всегда при неустановившемся режиме.
Элементы циркуляции при маневрировании удобнее выражать в безразмерном виде — в длинах корпуса:
в таком виде легче сравнивать между собой поворотливость различных судов. Чем меньше безразмерная величина, тем лучше поворотливость.
Элементы циркуляции обычного транспортного судна для данного угла перекладки руля практически не зависят от начальной скорости при установившемся режиме работы двигателя. Однако, если при перекладке руля увеличить обороты винта, то судно совершит поворот более крутой, чем при неизменяемом режиме главного двигателя (ГД).
Прилагается два рисунка.
31. Влияние значений параметров корпуса и руля судна на управляемость судна.
На управляемость судна оказывают влияние параметры корпуса, к которым в первую очередь относятся: отношение длины к ширине L/B, коэффициент обшей полноты δ, дифферент, а также форма кормовой оконечности, характеризуемая площадью кормового подзора (площадь подреза кормы) fк.
Площадь fк ограничивается кормовым перпендикуляром, линией киля (базовой линией) и контуром кормы. В качестве критерия подреза кормы можно использовать коэффициент к;
 ,
где d— средняя осадка, м.
Параметр к является коэффициентом полноты площади ДП.
К параметрам руля, существенно влияющим на управляемость, относятся его площадь, форма и размещение.
Форма руля характеризуется его относительным удлинением, определяемым по формуле,
 ,
где h— высота руля по баллеру, м;
Sp— площадь пера руля, м2.
Рассмотрим отдельно влияние каждого из перечисленных параметров на управляемость.
Отношение L/B. Увеличение отношения L/B приводит к росту сопротивления поперечному перемещению (росту поперечной гидродинамической силы Rv), что приводит к уменьшению угла дрейфа на циркуляции и, следовательно, к сохранению высокой линейной скорости, так как лобовое сопротивление при малых углах дрейфа возрастает незначительно. Кроме того, возрастает демпфирующее влияние гидродинамического момента mr, входящего в третье уравнение системы, что приводит к уменьшению угловой скорости w) (скорости изменения курса). Таким образом, суда с относительно большем отношением L/B обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.
Коэффициент . Увеличение приводит к уменьшению силы Ry и уменьшению демпфирующего момента mr, а следовательно, к улучшению поворотливости и ухудшению устойчивости на курсе.
Дифферент. Увеличение дифферента на корму приводит к смещению ЦБС от миделя в сторону кормы, поэтому возрастает устойчивость на курсе и ухудшается поворотливость. С другой стороны, дифферент на нос резко ухудшает устойчивость на курсе — судно становится рыскливым, что усложняет маневрирование в стесненных условиях.
Рис. 2.6. К определению площади кормового подреза:
а—корма с подвесным или полуподвесным рулем; б — корма с рулем за рудерпостом
Коэффициент к. Суда с большим к (малая площадь кормового подреза fk) обладают худшей поворотливостью и лучшей устойчивостью на курсе.
Площадь руля Sp. Увеличение Sp увеличивает поперечную силу руля Pру, но в то же время возрастает и демпфирующее действие руля. Практически получается, что увеличение площади руля приводит к улучшению поворотливости лишь при больших углах перекладки.
Относительное удлинение руля р. Увеличение р при неизменной его площади Sp приводит к возрастанию поперечной силы руля, что приводит к некоторому улучшению поворотливости.
Расположение руля. Если руль расположен в винтовой струе, то скорость натекания воды на руль возрастает за счет дополнительной скорости потока, вызванной винтом, что обеспечивает значительное улучшение поворотливости. Этот эффект особенно проявляется на одновинтовых судах в режиме разгона, а по мере приближения скорости к установившемуся значению уменьшается.
На двухвинтовых судах руль, расположенный в ДП, обладает относительно малой эффективностью. Если же на таких судах установлены два пера руля за каждым из винтов, то поворотливость резко возрастает.
32. Выполнение реверса на судах с различными пропульсивними комплексами. Силы взаимодействия винта, руля и корпуса судна, и учёт их при маневрировании.
Наибольшее распространение на морских судах в качестве главных двигателей имеют: двигатели внутреннего сгорания (ДВС), турбозубчатые агрегаты (ТЗА) и гребные электродвигатели (ГЭД). В качестве движителей используются ВФШ и ВРШ, образующие пропульсивные комплексы: ДВС-ВФШ, ТЗА-ВФШ, ГЭД-ВФШ, а также любой двигатель — ВРШ. Рассмотрим некоторые характерные особенности выполнения реверсов перечисленных пропульсивных комплексов.
Рис. 3.1. Графики торможения теплохода «Серов» с полного переднего хода полным назад
Рассмотрим некоторые характерные особенности выполнения реверсов перечисленных пропульсивных комплексов.
Реверсирование ДВС-ВФШ (двигатель внутреннего сгорания с винтом фиксированного шага). На большинстве теплоходов установлены ДВС, напрямую связанные с гребным валом. Чтобы выполнить реверс, сначала закрывается подача топлива на ДВС. Затем, когда обороты снизятся, из пусковых баллонов в цилиндры подается воздух, проворачивающий двигатель в обратном направлении, после этого впрыскивается топливо, которое в результате сжатия воспламеняется, т. е. происходит запуск двигателя на топливе.
Для большинства теплоходов характерен замедленный реверс при торможении с полного переднего хода. Это объясняется тем, что давление контрвоздуха, подаваемого при реверсе в цилиндры, оказывается недостаточным для преодоления момента, приложенного к винту со стороны набегающего потока воды. Для большинства ДВС уверенный реверс возможен лишь тогда, когда обороты переднего хода вращающегося в турбинном режиме винта (после прекращения подачи топлива) снизятся до значения 25—35 % от оборотов полного переднего хода, что соответствует снижению скорости судна примерно до значения 60—70 % от скорости полного переднего хода. При этом судно длительное время движется по инерции и успевает пройти значительный путь, нередко намного превышающий путь, проходимый судном после запуска двигателя на задний ход.
На рис. 3.1 приведены графики скорости V(1) и тормозного пути, построенные по результатам натурных испытаний теплохода «Серов» водоизмещением 19500 т при торможении с полного переднего хода (Vо—16,4 уз) полным задним ходом (ПХП—ПХЗ).
Если же торможение выполняется при сниженной начальной скорости, например с малого переднего хода, то реверс выполняется быстро за 10—15 с и путь торможения резко сокращается.
Двигатели внутреннего сгорания на заднем ходу развивают практически такую же мощность, как и на переднем.
Реверсирование ТЗА-ВФШ (турбозубчатого агрегата). На турбоходах при торможении используется турбина заднего хода, мощность которой составляет примерно 50% мощности турбины переднего хода (обе турбины имеют общий вал).
Для выполнения реверса с помощью маневрового клапана перекрывается пар на сопла турбины переднего хода и открывается на сопла заднего хода.
Необходимо учитывать, что ротор турбины вращается с частотой порядка нескольких тысяч оборотов в I мин, поэтому его остановка с помощью контрпара, подаваемого на лопатки турбины заднего хода, не может быть выполнена мгновенно. Тем не менее, реверс турбины с полного переднего хода выполняется значительно быстрее, чем на теплоходах, обычно не более чем за 1 мин, но упор винта на заднем ходу сравнительно невелик. Благодаря указанным свойствам тормозные пути турбоходов при торможении с полного переднего хода обычно бывают того же порядка, что и на теплоходах при прочих равных условиях. Однако при малых начальных скоростях тормозные характеристики турбоходов из-за малой мощности турбины заднего хода значительно хуже, чем у теплоходов.
Реверсирование ГЭД-ВФШ (гребных электродвигателей). Существуют различные типы электроприводов на постоянном и переменном токе. Судовые энергетические установки электроходов обычно состоят из нескольких дизель- или турбогенераторов, питающих гребные электродвигатели, что позволяет оперативно варьировать мощностями в зависимости от конкретных условий работы судна. Особенно удобны электроприводы на многовинтовых ледоколах и других судах специального назначения, условия работы которых изменяются в широких пределах.
Реверсирование электродвигателей осуществляется коммутированием питающего напряжения. Тормозные характеристики электроходов обычно несколько лучше, чем теплоходов.
Реверсирование ВРШ (винт регулируемого шага). Изменение направления упора ВРШ происходит в результате поворота лопастей винта без изменения направления вращения двигателя и без снижения частоты вращения.
Эффективность ВРШ при торможении существенно зависит от скорости срабатывания привода поворота лопастей. Механизмы поворота лопастей современных ВРШ, управляемые с мостика, позволяют изменить шаг винта с полного переднего на полный задний ход за 5—10 с, что обеспечивает резкое уменьшение тормозного пути. Суда с такими приводами обладают наилучшими реверсивными характеристиками.
Винт в направляющей насадке по сравнению с аналогичным винтом бед насадки при одинаковой частоте вращения создает силу упора при торможении приблизительно на 15% меньше.
Силы и моменты, возникающие при маневрировании одновинтового судна:
При маневрировании судна возникают следующие силы:
Силы упоры винта Ре ( );
Сила попутного потока В. Возникает за счёт того, что обводы корпуса на корме неодинаковы по высоте и скорость потока за корпусом судна в верхней части больше, чем в нижней. При движении вперёд сила попутного потока смещает корму влево.
Силы реакции воды D. Возникает за счёт того, что лопасти в верхнем положении встречают меньше сопротивления, чем в нижнем. Силы реакции воды всегда направлены по направлению вращения лопастей, то есть из винта правого вращения смещает корму вправо.
Силы взаимодействия винта и руля С. Возникает на п. х. за счёт того, что скорость потока в струе от винта в верхней части меньше, чем в нижней. За счёт этого на руле возникает сила С, которая стремится сместить корму влево при прямо поставленном руле. Её влияние можно уменьшить путём применения клиновидной формы руля и его смещения относительно винта по высоте.
Сила взаимодействия руля и корпуса судна С1. Возникает при работе винта на задний ход. За счёт того, что на правой стороне у винта правого вращения возникает область повышенного давления, а на левой – пониженного. В результате этого сила взаимодействия винта и корпуса судна стремится сместить корму влево.
33. Пассивное торможение. Основные зависимости.
Пассивное торможение выполняется при остановленном двигателе только за счёт сопротивления воды. В общем случае процесс пассивного торможения можно разделить на 2 периода:
от момента подачи команды по машинному телеграфу до момента закрытия топлива на ДВС, пара на ТЗА или выключения питания ГЭД. Первый период длится недолго, от 5 до 10 с.
Длится с момента прекращения подачи топлива (пара) на двигатель до момента полной остановки судна.
Общий вид движения судна при торможении описывается диф. уравнением:
Оно основано на парадоксе Даламбера, когда сумма всех сил равна 0, где:
m - масса судна с учётом присоединённой массы воды по оси X;
m*dV/dt - ускорение ("+" - при разгоне, " - " - при торможении) m dV/dt - сила инерции;
К - коэффициент сопротивления воды;
V - скорость в продольном направлении;
К V2- сила сопротивления воды;
Ре - сила упора винта. При пассивном торможении сила упора Ре=0, тогда диф. управление принимает вид:
 .
Решение диф. уравнения производится путем разделения переменных и интегрирования в пределах от Vo до Vk.
 ,
 ,
 ,
 ,
 ,
Для того, чтобы определить пройденное расстояние необходимо:
 ,
 ,
 ,
 ,
Пассивное торможение выполняется при остановленном двигателе только за счет сопротивления воды.
34. Активное торможение. Основные зависимости.
Активное торможение обеспечивается за счёт реверсирования главного двигателя, после чего создаётся сила упора винта назад. В общем случае процесс активного торможения можно разделить на 3 этапа:
Прохождение команды продолжается от момента подачи команды в МО до момента закрытия топлива на ДВС, пара на ТЗА или выключения питания ГЭД. Первый период длится недолго, примерно 5-10 с.
Пассивное торможение длится с момента прекращения подачи топлива (пара) до момента реверса (15 с).
Активное торможение длится с момента реверса до момента полной остановки судна или снижения скорости до какого-то заданного значения.
При активном торможении диф. уравнение принимает вид:
В процессе активного торможения сила Ре изменяется по закону:
 ,
где Vo - скорость в момент начала торможения.
1) Если Vo>Vpeв, то Vн=Vрев. Vрев - это скорость переднего хода, при которой двигатель внутреннего сгорания уверенно запускается на задний ход. Поскольку Vо>Vрев процесс торможения состоит из 3-х периодов:
1 Прохождение команды tI; (=10с)
2 Пассивное торможение tII при котором происходит падение скорости от Vо доVн.
3 Активное торможение, tIII при котором происходит падение скорости за счет упора винта, работающего на задний ход от Vн до 0
2) Если Vo < Vрев, то процесс активного торможения состоит из 3-х периодов:
1 Прохождение команды tI; (=10c)
2 Время запуска tII главного двигателя на ЗХ, по правилам тех. эксплуатации он составляет 15с.
3 Период активного торможения tIII
Введем обозначения:
а - коэффициент активного торможения
С учетом этого:
Решение этого диф. уравнения зависят только от величины а:
Если a = 1, то:
 ;
Если a < 1, то:
 ;
Если a > 1, то:
Активное торможение обеспечивается за счет реверсирования главного двигателя, после чего создается сила упора винта назад.
35. Влияние водоизмещения судна, его осадки, дифферента и скорости на диаметр циркуляции и тормозной путь.
На быстроходных судах. Когда скорость в м/с не превышает  (g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2. L – длина между перпендикулярами), элементы циркуляции возрастают с дальней шим ростом скорости.
Загруженность судна (соответственно его водоизмещение и осадка) также естесственным образом влияют на манёвренные его характеристики.
36. Влияние ветра и течения на управляемость судна.
На надводную часть судна действует кажущийся ветер, который является суммой истинного Wи и курсового ветра   . Надводная и подводная часть корпуса рассматривается 2-мя свойствами:
Равнодействующая всех сил, всегда смещается к передней кромке крыла по направлению движения.
Направление равнодействующей сил стремится к нормали поверхности.
С удоводитель всегда измеряет кажущийся ветер на движущемся судне. Он характеризуется величиной курсового угла qw и скоростью W. Величина аэродинамической силы, действующей на судно, рассчитывается:
 ,
где Са — коэффициент аэродинамичности
рв - плотность ветра
Sн - площадь проекции подводной части на ДП
W - скорость кажущегося ветра.
Плечо аэродинамической силы в безразмерном виде можно рассчитывать
lо - смещение центра боковой парусности относительно ДП
Разложим Ra на Rax и Ray.
П родольная составляющая Rax вызывает изменение cопротивления, а сила Ray - боковое смещение. Под действием Ray на корпусе судна возникает ветровой дрейф с утлом
При движении корпуса судна с углом дрейфа на подводной его части возникает
гидродинамическая сила:  ,
где Cг безразмерная сила гидродинамической силы
Р - плотность воды
Sп- площадь проекции подводной части корпуса по ДП
V - скорость судна.
Эта сила направлена в сторону противоположную Ra, а её плечо:
 ,
- угол дрейфа
Поскольку моменты аэро и гидро сил направлены в противоположные стороны, то для удержания судна на курсе момент от силы на руле должен быть больше разности Мр>Ма - Mr. По этой причине при носовых курсовых углах судно управляется хорошо.
Управляемость судна при кормовых углах ветра.
При кормовых курсовых углах ветра, точка приложения аэродинамической силы смещается в сторону кормы.
П ри появлении угла ветрового дрейфа по надводной части корпуса судна возникает поперечная гидродинамическая сила Rry - которая направлена в сторону противоположную Ray, но смещается в сторону носа от миделя. В этом случае знаки Ма и Мг совпадают. Для удержания судна на курсе необходимо переложить руль, момент которого должен скомпенсировать сумму Мр>Ма + Mr, по этой причине судно на кормовых курсовых углах ветра управляется плохо.
Потеря управляемости.
При движении постоянным курсом, при отсутствии ветра, судно удерживается на курсе перекладками руля Sтв, вокруг ДП судна Sтв=2 - 3
При движении в условиях ветра, руль приходится перекладывать на некоторый постоянный угол Sкомпенс, который компенсирует действия внешней силы манипулировать рулём этого положения на угол Sв=10-15.
|
