Статья: Снятие судна с мели

dср = (dн + 2d+ dк) / 4, м;

dср.м = (dн.м + 6 dм + dк.м) / 8, м,

где dн, d, dк -- осадки носом, на миделе, кормой до посадки на мель;

dн.м, dм, dк.м -- осадки носом, на миделе, кормой на мели.

В зависимости от уклона грунта, на который село судно и от дифферента, предшествовавшего посадке и скорости судна перед посадкой, могут быть следующие варианты соприкосновения днища судна с грунтом:

-посадка носом (кормой), когда под остальной частью днища имеется запас глубины, позволяющий изменить дифферент перемещением балласта и груза таким образом, чтобы исключить или уменьшить реакцию грунта;

-посадка всей или большей частью площади днища, при которой уменьшение реакции грунта может быть достигнуто только уменьшением водоизмещения (разгрузка, передача жидких запасов на другие суда) или при помощи судоподъемных средств;

-посадка произошла средней частью на небольшое по площади возвышение мели или на камень, например, при быстром уменьшении высоты воды в месте якорной стоянки судна; посадка произошла на точечное возвышение мели расположенное не в ДП, и вызвало крен судна. В любом случае для определения силы реакции грунта необходимо определить осадку носом и кормой, чтобы найти положение ватерлинии в момент посадки судна на мель, а затем рассчитать осадку судна штевнями и среднюю осадку на плаву перед посадкой на мель с учетом расхода топлива, воды и запасов. По грузовой шкале определить потерянное водоизмещение и по формуле (10.5) рассчитать реакцию грунта.

В случае посадки на мель без повреждения корпуса и отсутствия затопленных отсеков, опорная реакция грунта

, кН,

где g -- ускорение свободного падения, м/с2 (с округлением до 10).

Если при посадке на мель повреждена обшивка и через пробоины в отсеки и помещения поступила забортная вода, реакция грунта увеличится на величину, соответствующую массе влившейся воды.

Чтобы снять судно с мели, нужно создать тяговое усилие Тст, превышающее сумму сопротивлений, состоящих из силы трения корпуса судна о грунт Fтр, силы ветрового давления Fветр (когда она направлена в сторону, противоположную направлению тягового усилия Тст), силы сопротивления от ударов волн Fволн:

.

Желание капитана судна, севшего на мель, как можно скорее сняться с мели без посторонней помощи, не всегда может быть осуществимо. Для этого необходимо провести тщательный анализ обстановки и предварительные расчеты, которые в первую очередь направлены на определение давления судна на грунт и необходимого тягового усилия и сравнения его с максимальной силой тяги винта своего судна на заднем или переднем ходу.

Усилие, необходимое для стягивания судна с мели при отсутствии ветра и волнения, зависит от опорной реакции грунта (потерянного водоизмещения) и коэффициента трения корпуса о грунт f:

, кН,

Где f -- коэффициент трения, выбираемый из табл. 10.1.

В тех случаях, когда коэффициент трения корпуса о грунт неизвестен или не определен вид грунта, можно для приближенного определения необходимого стягивающего усилия воспользоваться эмпирической формулой

, кН.

Силу тяги винта нужно взять из паспортных данных судна или воспользоваться формулами, применяемыми в расчетах буксировки судна, глава 9. судно экипаж трение спасательный

Таблица 1 Коэффициент трения при различных видах грунта

При этом нужно учитывать уменьшение силы упора винта на заднем ходу.

В формуле (10.7) по определению тягового усилия, необходимого для снятия судна с мели, не учитывались силы ветрового давления и давления воды. В зависимости от направления действия этих сил они могут создать дополнительное положительное или отрицательное воздействие на работу по снятию с мели.

Сила ветрового давления учитывается только при снятии судна с мели поступательным стягиванием, а при развороте на мели она не учитывается ввиду ее незначительного значения. Сила давления ветра зависит от его скорости, от площади парусности судна, перпендикулярной направлению ветра, и может быть определена с помощью формул, таблиц или графиков (глава 9).

Ниже показан один из способов определения силы ветрового давления Fветр:

, кН,

где РV -- давление ветра, Н/м2, определяемое по графику на рис. 10.3;

Ан -- площадь парусности судна в плоскости, перпендикулярной направлению ветра, определяемая по чертежу расположения судна, м2;

н -- угол между направлением ветра и направлением стягивания, град, который определяется согласно рис. 4.

Рис. 3. Зависимость давления ветра PV от скорости ветра Wветр

Когда сильный ветер направлен в сторону стягивания (рис. 4, а) значению Fветр придается отрицательный знак, т. е. стягивающее усилие Тст можно уменьшить на величину Fветр. В противном случае (рис. 4, б) сила ветрового давления будет препятствовать стягиванию судна с мели.

Действие волн на судно, сидящее на мели, можно представить в виде двух сил: вертикальной силы взвешивающего давления дДвл и горизонтальной силы бокового давления Fвл, стремящейся сдвинуть судно (рис. 5).

Рис. 4. Схемы сил ветрового и бокового волнового давлений

Ударное воздействие волны может достигать очень большого значения в зависимости от высоты и длины волны, направления бега волн по отношению к направлению борта судна и от глубины в районе посадки судна. Если глубина у борта судна резко обрывается (рис. 5, а), волны создают сдвигающее и подъемное воздействия. При пологом уклоне мели (рис. 5, б) крупные волны приобретают форму прибойных волн, которые, сохраняя ударное горизонтальное воздействие, в меньшей мере обеспечивают кратковременный эффект всплывания судна.

Рис. 5. Действие волн на судно, сидящее на мели

При длине волны л больше 0,8 длины судна L максимальное значение вертикальной (взвешивающей) подъемной силы соответствует курсовому углу бега волны дволн = 0°, при л < 0,8L -- курсовому углу бега волны, равному 90° (см. рис. 4).

Горизонтальное боковое давление будет максимальным при дволн = 90°.

В зависимости от глубин в районе посадки судов на мель волны, воздействующие на аварийное судно, делятся на стоячие, разбивающиеся и прибойные.

Расчет силы взвешивающего давления от действия стоячих волн, образующихся на глубинах Нд, превышающих полторы высоты волны hв, на расстоянии от борта не более половины длины волны л и при условии, что средняя осадка судна dc более 1,25hв, выполняется по формуле

, кН,

Где Кв -- волновой коэффициент, равный 3 м/с2 при курсовом угле бега волны 10° и 4 м/с2 при курсовом угле 90° (для промежуточных значений курсового угла определяется линейной интерполяцией);

К5 -- коэффициент, определяемый по графику на рис. 6;

hв -- средняя высота волны, м;

q -- число тонн на 1 см осадки, т/см.

Формула 10.10 применяется при курсовых углах дволн в пределах 10ч170°.

Рис. 6. Графики значений коэффициентов К5

При курсовых углах, близких к ДП (дволн = 0ч10° и 170ч180°), расчет ведется по формуле

, кН,

гдеКс -- коэффициент, определяемый по графику на рис. 7

Расчет силы взвешивающего давления от действия разбивающихся волн , образующихся при условии Нд ? 1,5hв и dc < 1,25hв выполнятся при дволн = 10ч170° по формуле:

, кН,

Где Кл -- коэффициент, определяемый по графику на рис. 8.

Сила взвешивающего давления от действия прибойных волн при дволн = 10ч170° принимается:

, кН.

При курсовых углах дволн = 0ч10° и 170ч180° сила взвешивающего давления от действия разбивающихся волн не учитывается ввиду ее незначительности.

Рис. 7. Зависимость от отношения /L коэффициента Кc от отношения /L

Сдвигающее горизонтальное воздействие волн на судно определяется, как и для взвешивающего вертикального воздействия для случаев стоячих, либо разбивающихся или для прибойных волн.

Расчет силы бокового волнового давления от действия стоячих волн выполняется по формуле

Рис. 8. Графики значений коэффициентов К

Где Кв, К5, hв -- см. формулу (10.10)

Ксн -- коэффициент, равный 1 при дволн = 45ч135°; 0,9 -- при дволн = 30° и 150°; 0,7 -- при дволн = 0ч15° и 165ч180°;

К2 -- коэффициент, определяемый по графику на рис. 10.9

гв -- плотность воды, принимается 1 т/м3;

дволн -- курсовой угол бега волн, град;

нволн -- угол между направлением движения волн и направлением действия стягивающего усилия, град;

L -- длина судна, м;

dср -- средняя осадка судна на мели, м.

Если в месте посадки судна на мель наибольшее боковое давление создается действием разбивающихся или прибойных волн, сила такого давления определяется по формуле

гдеКв, гв, hв, L, дволн, нволн, dср и К -- см. в формулах (10) и (14).

В формулах (10.14) и (10.15) Lsin дволн может оказаться меньше значения В -- ширины судна. В этих случаях значение Lsinдволн нужно заменить значением В.

В расчетах при снятии аварийного судна с мели необходимо откорректировать значение опорной реакции грунта RА на величину полученного взвешивающего давления , , , рассчитанного по одной из формул (10-13):

(или ; или ), кН

гдеR -- опорная реакция грунта (кН) с учетом взвешивающего давления волны.

Требуемое стягивающее усилие Тст при наличии ветра и волнения также необходимо откорректировать на величину силы ветрового давления и силы бокового волнового давления, прибавляя эту величину к Тст или отнимая ее от Тст в зависимости от их направления относительно направления стягивающего усилия (см. главу 9 и формулу 10.9).

Рис. 9. Графики значений коэффициентов К2

В зависимости от характера посадки и наличия средств для снятия судна с мели пользуются различными способами: работой своих машин; откачкой балласта или приемом балласта для изменения дифферента и крена; перемещением груза по длине судна; частичной или полной разгрузкой судна; завозом якорей; буксировкой или разворотом другими судами; использованием судоподъемных средств.

В процессе спасательной операции возникает необходимость выполнения специальных работ по заделке пробоин, откачке воды судами-спасателями, размыве грунта и подготовке каналов в грунте, водолазных работ и подготовке подводных взрывов. Как правило, применяют одновременно несколько способов: дифферентование, разгрузку, размыв, буксировку и др.

2. Снятие судна с мели собственными силами и средствами

Снятие судна с мели без посторонней помощи возможно в тех случаях, когда посадка на мель произошла на малой скорости и, следовательно, потеря плавучести была незначительной или когда при плавании на мелководье предварительно был сделан дифферент на нос судна, а, следовательно, после соответствующей дифферентовки давление на грунт будет уменьшено и при работе на задний ход судно может сойти с мели.

Съемка своими силами возможна, если судно село на мель во время наступления малой воды в районе с большой амплитудой приливно-отливных течений и ко времени наступления полной воды погода (ветер и волнение) не ухудшила положение судна на мели. Снятие с мели работой машины без посторонней помощи возможно и при других обстоятельствах посадки, но при условии, что экипаж сможет обеспечить уменьшение давления судна на грунт или изменить дифферент перебалластировкой и перегрузкой груза, если имеется возможность увеличить осадку кормой с тем, чтобы уменьшить давление на грунт носовой части до значения, при котором упор винта сможет преодолеть сопротивление сил сцепления корпуса с грунтом.

До начала работ по съемке судна с мели необходимо убедиться, что корпус судна не поврежден или повреждения имеют такой характер, что судну не грозит затопление при снятии его с мели. Попытки снять судно с мели рекомендуется делать в направлении, обратном его посадке. Если судно в момент посадки изменило курс или стало разворачиваться при работе машины на задний ход, нужно давать ход на непродолжительное время, наблюдая за изменением курса и останавливая машину, если винт задевает за грунт. Когда несколько попыток снять судно с мели при работе машины на полный задний ход не дают видимого результата, прибегают к попытке раскачать судно на мели попеременными ходами. При работе машины на задний ход руль ставят прямо, а на передний ход -- перекладывают руль на оба борта. Работа машины на задний ход при посадке на мягкий грунт может повлечь за собой засорение системы охлаждения главного двигателя, а при длительной работе винта на задний ход привести к намыву грунта под днищем судна.