Главная › Новости

Сближение судна с причалом, оптимальная скорость судна

Опубликовано: 29.08.2018

После остановки крупнотоннажного судна на траверзе причала на расстоянии от него 100—150 м ( рис. 4 , 6) начинается процесс сближения с причалом, при этом диаметральная плоскость судна должна быть параллельна причальной линии или располагаться под минимальным углом. При посещении порта следует записывать истинный курс судна, стоящего у причала, с тем, чтобы при повторных заходах по величине истинного курса контролировать параллельность диаметральной плоскости судна причальной линии. Скорость движения судна лагом является важнейшим фактором, обеспечивающим безопасность маневра.

Как показано на рис. 4 , после остановки судна буксировщики 2 и 4 со стороны борта, обращенного к причалу, переходят на противоположный борт и, не подавая швартовых, занимают положение, перпендикулярное борту крупнотоннажного судна, и начинают работу на «укол», т. е. толкание судна лагом к причалу. Затем буксировщики 1 и 3, потравив буксирный трос с носовой буксирной лебедки до 70 м, отходят от борта судна и занимают положение перпендикулярно борту судна, работая движителем на самый малый ход «назад», держа все время буксирный трос втугую. Расстояние в 70 м до борта судна необходимо для того, чтобы достичь максимальной силы торможения, так как, если бы буксировщик стоял вблизи борта, особенно груженого крупнотоннажного судна, и работал движителем на задний ход, то сила упора движителей компенсировалась бы силой давления отбрасываемой движителем струи, и сила торможения была бы невелика.

Позиция буксировщиков, направление упора, ука­занное на рис. 4 , б, в дальнейшем сохраняются вплоть до сближения крупнотоннажного судна с причалом вплотную ( рис. 4 , а). Так как буксировщики, рабо­тающие в паре, однотипны, то они обычно поддержи­вают одинаковую частоту вращения, которая в процессе сближения уточняется с тем, чтобы скорость сближения носа и кормы была одинакова.

В начале процесса сближения буксировщики 2 и 4 работают на оборотах полного переднего хода, т. е. сила упора значительно превышает силы упора двух букси­ровщиков, работающих на самый малый задний ход (1 и 3), т. е. 2FП.Х > 2FЗ.Х. После достижения допускаемой скорости сближения с причалом буксировщики 2 и 4 уменьшают обороты движителей до малого хода, т . е. их силы упора выравниваются с силами буксировщиков 1 и 3; 2FП.Х = 2FЗ.Х, и судно, замедляя скорость, движется в сторону причала по инерции. При приближении к причалу на расстояние 3—4 м буксировщики 1 и 3 увеличивают обороты движителей до полного зад-негр хода и их силы упора значительно превышают силы упора буксировщиков 2 и 4, т. е. 2FП.Х < 2FЗ.Х, и начинается процесс торможения скорости сближения с причалом, доводя ее до нуля на расстоянии около 1 м До причала. При этом обороты буксировщиков 1 и 3 и 2 и 4 регулируются в зависимости от скорости сближения судна с причалом. В непосредственной близости от причала подаются носовой а кормовой швартовные концы, а затем шпринги и прижимные. В процессе выбора швартовных тросов судно подводится вплотную к причалу. После закрепления швартовных тросов буксировщики отходят.

Рассматриваемая схема удобна тем, что практически мгновенно позволяет изменять как величину, так и направление управляющей силы, перпендикулярной борту судна, и в распоряжении судоводителя имеется возможность в случае появления ошибок или промахов, внезап­ных порывов ветра или обрывов буксирного троса компенсировать их. Однообразие схемы позволяем быстро приобрести опыт швартовки, а однотипность буксировщиков обеспечивает их взаимозаменяемость в процессе маневра и одинаковую скорбеть сближения носа и кормы.

При швартовке крупнотоннажных танкеров в порту Новороссийск применяется схема из четырех буксиров­щиков, при которой два буксировщика осуществляют буксировку с помощью буксирных тросов, поданных с носа и кормы судна (буксировщики по 2300 л. с.), и два буксировщика располагаются в носовой и кормовой ча­стях судна перпендикулярно борту крупнотоннажного судна, противоположного причалу.

Рис. 1 Схема расстановки буксиров при швартовке танкера

На рис. 1 показана схема расстановки буксиров, а на рис. 2—схема их работы и траектория движения судна при подходе к причалу «Шесхарис» танкера водоизмещением 125 тыс. т после съемки с якоря на расстоянии около 1,5 миль от причала. Цифрами с градусами обозначены углы между диаметральной плоскостью судна и направлением буксирного троса. Режим работы буксиров обозначен на рис. 2 сокращенно:

ППХ — полный передний ход; ПСХ — то же средний; ПСМ — то же малый. Рис. 2 Маневр подхода к причалу теплохода «Маршал Жуков»

На рис. 3 показаны изменения скорости хода судна v курса ΔК, перекла­док руля αр, угловой скоро­сти ω и частоты вращения вала двигателя п при под­ходе этого судна к причалу.

Максимальная скорость буксировки не превышала 3 уз, главный двигатель при подходе к траверзу причала включался для торможения судна на самый малый зад­ний ход в течение 4 мин. При работе двигателя от­клонение носа судна вправо компенсировалось работой буксировщика l (см. рис. 1). Сближение судна с причалом производилось ра­ботой буксиров 2 и 3 на полный передний ход в течение 4 мин, а затем на передний малый ход.

Рис. 3 Характеристики маневра подхода к причалу теплохода «Маршал Жуков»

Судно было остановлено на расстоянии 5—7 м от причала, а затем после подачи Швартовых было подтя­нуто к причалу. Движение судна при сближении с при­чалом лагом носит сложный характер, и его можно рас­сматривать как сумму поступательного перемещения центра тяжести со скоростью v0 и вращения вокруг вертикальной оси, проходящей через ц. т. судна, с уг­ловой скоростью ω.

Контакт судна с отбойными устройствами причала происходит в общем случае в момент t0 под некоторым

v K = v 0 + ω 0 · R Ц . Т                                         ( 1 )

углом а к диаметральной плоскости судна. При этом скорость в точке контакта vk зависит от угловой ско­рости вращения и расстояния Яц.т до центра тяжести судна.

Если вращательное движение ω0 и угол а равны нулю, распределение нагрузки равномерно между отбойными устройствами и поэтому швартовка опасна.

Как показывают исследования, величина угловой ско­рости при сближении с причалом лагом у крупнотон­нажных судов незначительна и не превышает 5—10°/мин, поэтому при расчете динамики сближения с причалом ею можно пренебречь. Тогда на основании системы уравнений ( 31 ) движение судна лагом при сближении с причалом будет описываться уравнением:

m ( 1 + λ 22 ) d   u л d   t = ± 2 F б — R У С Т ( u л u у с т ) 2 ,                                         ( 2 )

где FБ — сила упора, создаваемая буксировщиком перпендикулярно борту («плюс» — при разгоне, «минус» — при торможении); Rуст — сила бортового сопротивления воды при движении лагом в установившемся режиме движения; vуст —скорость движения лагом при установившемся движении; vл — скорость движения судна лагом.

Разделяя переменные и интегрируя уравнение, после несложных преобразований получим следующий закон изменения скорости при разгоне:

u л = u У С Т — 2 u у с т 1 + е α t .                                         ( 3 )

Закон изменения пройденного расстояния Sл при этом будет иметь вид:

S л = u У С Т ( t — 1 2 a   ln   2 e a t / 2 1 + e a t ) .                                         ( 4 )

В этих формулах обозначено

α 2 R У С Т m ( 1 + λ 22 )   u У С Т ,       и л и       α = 4 F б m ( 1 + λ 22 )   u У С Т .

При движении лагом по инерции, когда 2Fб = 0, уравнение движения приобретает вид

m ( 1 + λ 22 )   d   u л d   t = — R У С Т   ( u л u У С Т ) 2                                         ( 5 )

После преобразований получим:

u л = 2 u У С Т 2 + a t ;                                         ( 6 )

S л = 2 u У С Т a ln   ( 1 + 0 , 5 a t ) .                                         ( 7 )

На рис. 4 показаны изменение скорости vл и пройденного расстояния при разгоне танкера типа «Крым» (длина 295 м, средняя осадка 2,0 м, водоизмещение 100 тыс. т) при толкающих усилиях 2FБ, равных 200, 300 и 400 кH. Установившаяся скорость перемещения лагом наступает через 4 мин и равна при толкающем усилий 200 кН 0,12 м/с, при 300 кН —0,16 м/с; при 400 кН —0,20 м/с.

Рис. 4 Графики увеличения скорости и пройденного расстояния теплохода «Крым» в балласте при разгоне лагом

Соответственно танкер проходит 30—40 м. При определении динамики движения судна лагом и режима работы буксиров необходимо учитывать силы, действующие на судно от ветра и течения, которые будут усиливать или ослаблять действие сил упора буксиров. Например, для танкера с приведенными выше характеристиками конечная скорость перемещения лагом при ветре и течении со скоростью 0,10 м/с, которые действуют на тот же борт, что и толкающее усилие 600 кН от двух буксиров, будет равна 0,43 м/с (рис. 5).

Уменьшение толкающих усилий или полное прекращение работы буксиров вызывает снижение скорости, а по истечении некоторого времени его остановку. На рис. 6 приведены графики изменения скорости и расстояния при уменьшении силы упора буксировщиков до нуля, т. е. при пассивном торможении скорости перемещения лагом теплохода «Маршал Жуков». В рассмотренном примере танкер, имевший скорость перемещения лагом 0,20 м/с, остановится через 10 мин после прекращения работы буксиров, пройдя расстояние 32 м.

Рис. 5 Скорости перемещения танкера лагом при течении и ветре (сплошная линия — при приливе со скоростью 0,10 м/с; штриховая — при отливе со скоростью 0,10 м/с) при толкающих усилиях 200 кН (1). 300 кН (2) и 400 кН (3)

Приведенные графики позволяют решать задачу о выборе режима работы буксировщиков при сближении с причалом. В этом случае не следует подводить судно вплотную, надо остановить его на расстоянии 5—6 м, а уже потом осуществлять сближение вплотную с по­мощью буксиров. Для контроля скорости сближения на причалах устанавливаются измерители скоростей швар­товки на специальном табло, в которых указываются как -скорость сближения носа и кормы судна, так и расстояние до причала.

Рис. 6 Изменение скорости движения лагом при пассивном тор­можении груженого теплохода «Маршал Жуков»

Одним из способов измерения скоростей движения лагом при сближении судна с причалом может быть система доплеровских гидроакустических лагов типа «Онега», ДН-10, МХ-8801, TSM-5710 и другие, которые измеряют скорость с погрешностью, не превышающей 1%. На рис. 7 и рис. 8 приведены схема «швартовки и результаты измерений скорости танкера «Таккакура- мару» водоизмещением 271 тыс. т в порту Кинре, за­писанная с помощью гидроакустического доплер-лага типа DN-10 и измерителем скорости на причале. При этом показания последнего были пересчитаны с учетом разницы расположения датчиков скорости на судне. Сравнительные данные показывают, что системы гидро­акустических доплеровских лагов могут с успехом за­менить измерители скорости на причале, вполне при  годны для контроля скорости сближения судна лагом во время швартовки.

Рис. 7 Схема швартовки судна «Такакура-мару» к причалу Кин- ре (Dnp — расстояние до причала, м): 1, 2, 3 — траектории перемещения корпуса судна

По исследованиям, проведенным В. И. Гапоненко в порту Новороссийск, средняя скорость при контакте танкеров водоизмещением от 10 до 80 тыс. т составляет 0,05 м/с. Однако в отдельных случаях скорости при контакте с причалом достигали 0,20—0,34 м/с. Величина угла апр между диаметральной плоскостью судна я причальной линией изменялась от 0 до 4°30′, а среднее значение составило 0°42′. Если нагрузка от навала на причал сосредоточивается на одном или незначительном числе отбойных устройств, возможны случаи повреждения борта или причального сооружения.

Рис. 8 Результаты измерений скорости швартовки судна «Така-кур’е-мару»: (vk — скорость кормы; vH — скорость носа)

На рис. 9 приведены функции обеспеченности основных параметров швартовки танкеров в момент контакта с причалом, полученные В. И. Гапоненко. 50% швартовок произво­дилось в условиях, когда нагрузка на причал не превы­шала 700 кН.

Рис. 9 Функции обеспеченности Р основных параметров навала судна на причал при швартовке: 1 —относительное водоизмещение судна К=W/швWi, 2— скорость о точки контакта судна с причалом, 3 — угол αПР между диаметральной плоскостью судна и причальной линией, 4—нагрузка на причал F

Предельно допускаемая скорость при касании судна к причалу может быть определена по формуле

u П . Д = 2 g   E k k   D c ,                                         ( 8 )

где g — ускорение силы тяжести, м/с; ЕК — критическое значение энергии отбойных устройств, причального сооружения и корпуса судна, Дж; к — коэффициент приведенной массы удара судна; Dc — водоизмещение судна в момент швартовки, т.

На рис. 10 приведены графики для определения ре­комендуемых и предельных скоростей при сближении судна с причалом для судов с различным водоизмещением.

Рис. 10 График для определения рекомендованных и предельных скоростей при сближении судна с причалами: 1 — сквозной конструкции с трапецеидальными резиновыми отбоями, глубина у причала 13 м, 2 — типа вертикальной станки с отбоями из резиновых пакетов с тремя трубами диаметром 300 мм, глубина у причала 11,5 ; 3 — сквозной конструкции с отбоями из резиновых пакетов с тремя трубами диаметром 300 мм, глубина у причала 13 м, 4 — сквозной конструкции с отбоями из двухрядных развесок резиновых труб диаметром 400 мм, 5 — типа вертикальной стенки с отбоями из однорядной развески резиновых труб диаметром 400 мм, глубина у причала 11,5 м

Предлагается к прочтению:

Методы и динамика швартовки судов

Управление крупнотоннажными судами при постановке на якорь, швартовке к монобую