Буксировка аварийного судна в ледовых условиях

Содержание

Введение

1. Краткий анализ ледовых условий на основных транспортных путях
1.1 Распределения льда в мировом океане
1.2 Льды северного полушария
1.3 Льды южного полушария
1.4 Мониторинг ледовой обстановки
2. Самостоятельное плавание транспортного судна во льдах
2.1 Плавание в зоне вероятной встречи со льдом
2.2 Вход судна в ледовую зону
2.3 Выбор благоприятного пути во льдах
2.4 Скорость ледового плавания
2.5 Счисление пути судна во льдах
3. Определение сопротивления движению судна во льдах и скорости буксировки
3.1 Общие положения
3.2 Расчет упора винта буксировщика
3.3 Расчет сопротивления судов
3.4 Чистое ледовое сопротивление движению судна в битых льдах
3.4 Определение максимальной скорости буксировки и силы тяги на гаке
4. Разработка буксирного устройства и кранцевой защиты для обеспечения буксировки аварийного судна транспортным судном
4.1 Буксирное устройство на ледоколах
4.2 Необходимые составляющие
4.2.1 Выбор буксирного троса
4.2.2 Элементы кранцевой защиты
4.2.3 Блок конструкции С.В. Николаева
4.3 Сборка кормовой кранцевой защиты
4.4 Выводы по произведённым расчётам
5. Организация и технические мероприятия взятия аварийного судна на буксир и проводка его по ледовому каналу
5.1 Предварительная подготовка
5.2 Взятие на буксир, крепление и отдача буксира
Заключение
Список использованных источников
Приложения

Введение
Надо признать, что для ледового плавания требуется специальная подготовка. С распадом Балтийского морского пароходства численность российских капитанов, совершающих рейсы в водах Балтики, существенно сократилось. Именно они имели опыт ледового плавания. Сегодня первенство носителей знаний ледового плавания принадлежит капитанам ледоколов. Но эти знания имеют скрытый характер. Для перевода их в разряд явных знаний требуется, чтобы они были, как минимум, опубликованы.

Ледовая аварийность во многом зависит от опыта капитанов и старших помощников проводимых судов. Часто в арктическое плавание направляют людей, ранее во льдах не работавших. Такие судоводители стараются вести плавание осторожно и чаще всего действуют неправильно (с точки зрения тактики ледового плавания), подвергая судно повышенному риску.

Недра российского шельфа арктических морей (за исключением Восточно-Сибирского и Чукотского) содержат более 75% от НСР углеводородов, оцененных на шельфе всех морей страны. При существующих в настоящее время способах добычи нефти и газа в прибрежных районах арктических морей, танкерные перевозки можно считать главным, а порой и единственным способом доставки нефти из района промысла на перерабатывающие предприятия и береговые терминалы. О вероятности возникновения аварий танкеров свидетельствуют статистические данные, характеризующие общее состояние аварийности российских судов, плавающих под российским флагом за десятилетний период.

Немаловажно учитывать большое количество промысловых судов, работающих в районах заполярья.

Также при анализе аварийности судов за последние 10 лет отчётливо прослеживается увеличение количества аварийных случаев в осенние и зимние месяцы, обусловленное ухудшением условий плавания (в т. ч. ледовой обстановкой). В 2008 году 75% аварийных случаев, связанных с посадками судов на мель произошли в ледовых условиях.

На основании вышесказанного можно сделать вывод, что аварийность транспортного флота в условиях ледового плавания довольно высока. Очевидно, что проблема буксировки в ледовых условиях актуальна.

Далеко не всегда имеется возможность использовать для буксировки специально оборудованный ледокол, а буксировка посредством транспортного судна влечёт за собой ряд задач, определение и решение которых является целью моей дипломной работы.

Основные задачи дипломной работы:

выбор методики расчёта, позволяющей в судовых условиях принять решение о возможности аварийной буксировки для конкретной ситуации;

техническая реализация комплекса мероприятий, позволяющих произвести буксировку аварийного судна в ледовых условиях транспортным судном.

1. Краткий анализ ледовых условий на основных транспортных путях
1.1 Распределения льда в мировом океане
Границы возможного ледового плавания в Мировом океане определяются пределами распространения льда в океане, его сезонными и многолетними колебаниями. В связи с этим рассмотрим кратко географические закономерности распространения льда отдельно в северном и южном полушариях.

Предварительно заметим, что в настоящее время морские льды занимают в среднем за год 23,74 млн. км2, или 6,6% всей площади Мирового океана, из них 12,65 млн. км2 (53,2%) приходится на северное полушарие и 11,9 млн. км2 (46,8%) - на южное. Максимальную площадь льды в Мировом океане занимают в октябре (27,74 млн. км2), минимальную - в марте (18,73 млн. км2).

Рисунок 1.1 - Сезонные изменения средних площадей льда (S)

В течение года площади льдов в северном и южном полушариях изменяются в противофазе (рис.1), т.е. максимальной площади льда в северном полушарии в марте (16,11 млн. км2) соответствует их минимальная площадь в южном (2,62 млн. км2). В сентябре наблюдается обратная картина: при минимальной площади льда в северном полушарии (7,95 млн. км2) его площадь в южном становится максимальной (18,82 млн. км2). Из приведенных цифр видно, что в зимний период площадь морских льдов в южном полушарии больше, чем в северном (на 2,71 млн. км2), а в летний период площадь льдов в южном полушарии меньше, чем в северном (на 5,33 млн. км2). Амплитуда сезонных колебаний площади морских льдов в северном полушарии составляет 8,16 млн. км2, что почти в 2 раза меньше, чем в южном (16,20 млн. км2). Столь большая разница в амплитудах объясняется тем, что в северном полушарии значительная площадь льда располагается вокруг Северного полюса, где существенно снижается приток солнечной радиации.

1.2 Льды северного полушария

Особенности географического распространения морских льдов в северном полушарии в марте и сентябре показаны на рисунке 1.2:
Рисунок 1.2 - Распространение морских льдов в северном полушарии: 1 - в сентябре; 2 - в марте
В летний сезон морские льды в северном полушарии располагаются, главным образом, в Северном Ледовитом океане и лишь узкой полосой - вдоль юго-восточного побережья Гренландии, т.е. уже в водах Северной Атлантики. Как это видно на рис.1.2, даже летом распространение льда в Северном Ледовитом океане весьма неравномерно во времени. В июне северные побережья полностью блокированы льдом. Затем таяние заставляет кромку льдов постепенно отступать на север. В отдельные годы в ряде районов (как правило, в восточных частях морей Карского и Лаптевых) она выходит за пределы 80-й параллели. Бывают годы, когда арктические побережья вовсе не освобождаются ото льда - это время от времени происходит в восточной части Карского моря, в море Лаптевых, Восточно-Сибирском, Чукотском и Бофорта морях, а также в ключевых проливах Северо-Западного прохода. В такие годы возможность мореплавания в этих районах полностью зависит от уровня ледокольного обеспечения.
В конце сентября - начале октября фронт образования молодого льда смещается к югу, начинается увеличение площади морских льдов. Первоначально в октябре - декабре приращение площади морских льдов происходит в основном в Северном Ледовитом океане (рис.1.3).
Рисунок 1.3 - Сезонное приращение площади льда (S)
Когда льды в Арктике достигают берегов, приращение площади льда почти прекращается. В январе - марте увеличение площади морских льдов в северном полушарии происходит уже в тихоокеанских морях - Беринговом, Охотском, Японском, в районах Северной Атлантики, Балтийском, Черном, Азовском и Каспийском морях.
Отличительная особенность распределения льда в северном полушарии в зимний сезон - значительное распространение льда на юг у западных побережий Атлантического и Тихого океанов (см. рис.1.3). Так, в Атлантике морские льды можно встретить до широты 46° (район Ньюфаундленда и залива Св. Лаврентия), а в Тихом океане - вдоль азиатского побережья - до широты 43°, причем здесь отдельные бухты и заливы замерзают до широты 37°. Вместе с тем у восточных побережий океанов граница морских льдов располагается в более высоких широтах. Например, в разгар зимы западнее архипелага Шпицберген можно беспрепятственно достичь широты 80°, в Тихом океане по меридиану 180° - широты 60°.
Столь значительная асимметрия в распределении льдов между западными и восточными частями Атлантического и Тихого океанов обусловливается, главным образом, особенностями атмосферной и океанической циркуляции. Воздействие Исландского и Алеутского минимумов атмосферного давления определяет у западных побережий океанов преобладание ветров с северными составляющими, в результате увеличивается перенос холода из Арктики, стимулирующего ледообразование. Эти же ветровые потоки способствуют дрейфу льда на юг. Эти процессы у западных побережий океанов усиливаются благодаря тепловому и динамическому влиянию холодных морских течений: Восточно-Гренландского и Лабрадорского течений - в Атлантике, течения Оя-Сио - в Тихом океане. У восточных побережий океанов на процессы ледообразования воздействуют порожденные Исландским и Алеутским минимумами атмосферного давления ветровые потоки с южными составляющими, а также теплые течения - Северо-Атлантическое и Куро-Сио.
Масштабы ледового плавания зависят не только от площади распространения морских льдов, но в первую очередь от их толщины. Распространение льдов разной толщины в северном полушарии весьма неравномерно как в пространственном отношении, так и во времени. В центральной части Северного Ледовитого океана примерно в районе полюса относительной недоступности (точка, равноудаленная от всех побережий Арктического бассейна (77° с. ш., 150° з. д) находится центр ядра ледяного покрова - наиболее устойчивые во времени многолетние и двухлетние льды толщиной более 2,5 - 3,5 м; их площадь составляет соответственно 3,6 и 3,2 млн. км2.
Эти оценки пока предварительны, они учитывают не только льды Арктического бассейна, но и акваторий, прилегающих к восточному побережью Гренландии. Сюда многолетние льды поступают из Арктического бассейна в системе трансарктического течения, распространяющегося от Берингова пролива через Северный полюс к проливу Фрама (между Шпицбергеном и Гренландией). В самом центре антициклонического круговорота (рис.1.4) льды в течение многих лет могут не выноситься из Арктического бассейна. Возраст некоторых из них, согласно расчетам, - около 20 лет. Эти льды, называемые канадским паком, по мощности превосходят многолетние льды на периферии антициклонического круговорота и в системе трансарктического течения.
Рисунок 1.4 - Схема генерального дрейфа льда в Северном Ледовитом океане
При устойчивых неблагоприятных синоптических ситуациях в отдельные годы многолетние льды в виде отрогов смещаются в районы традиционного ледового судоходства: проливы Канадского арктического архипелага, прибрежные трассы моря Бофорта, пролива Лонга, восточной части Восточно-Сибирского моря. Иногда эти льды устремляются на юг вдоль восточного побережья Северной Земли, блокируя восточные подходы пролива Вилькицкого.
С внешней стороны ядра многолетних арктических льдов располагается пояс однолетних льдов, образование которых начинается в осенний период. К концу зимы толщина этих льдов превышает 2м. По направлению к границе чистой воды толщина льдов постепенно уменьшается. По краям ледяной арктической шапки, окаймляя ее по всему периметру в виде узкой ленты, находятся молодые льды. Конечно, схема распределения льда по толщине, изложенная нами, весьма приближенна. На самом деле общая картина каждый год выглядит гораздо сложнее. На нее влияют господствующие ветры и течения, географическое положение побережий и островов, распространение неподвижного льда вдоль берега (припая). И тогда появляются заприпайные полыньи и прогалины - пространства чистой воды или молодых льдов за кромкой припая.
В замерзающих неарктических морях - Балтийском, Черном, Каспийском, Азовском и дальневосточных, Гудзоновом заливе схема распределения льда по толщине также достаточна сложна. В этих морях концентрируются льды не старше одного года. Так как ледообразование в этих морях начинается в первую очередь у побережий, где мелководно и море выхолаживается быстрее, то толщина льдов здесь увеличивается не только с севера на юг, но и от берега в сторону открытого моря. Учитывая сравнительно незначительные пространства замерзающих неарктических морей, а значит, небольшие горизонтальные градиенты температуры воздуха с севера на юг, в большинстве случаев эффект мелководий в формировании распределения льда проявляется сильнее. На льды замерзающих неарктических морей оказывают воздействие господствующие ветры и течения. Поэтому в этих районах также повсеместно встречаются прибрежные и заприпайные полыньи, обширные разводья среди сплошных льдов и т.п. Особенности такого рода всегда можно увидеть на картах распределения льда или при плавании в этих морях в холодный период года.
Представление о распределении льда в морях Северного полушария не будет полным, если не упомянуть об айсбергах, встречающихся на значительных их пространствах и преподносящих пренеприятные сюрпризы мореплавателям. Согласно современным оценкам ученых, ежегодный "выпуск продукции" арктических ледников в виде айсбергов составляет 4,7х1017 г, из них 4,6х1017 г, или 98%, приходится на Гренландию. Остальные 2% айсбергов зарождаются на других арктических островах - главным образом Шпицбергене, Земле Франца-Иосифа и Новой Земле. Наибольшую опасность для мореплавания представляют гренландские айсберги, которые в системе Лабрадорского течения выносятся в Атлантику на трассы интенсивного судоходства.
"Родина" североатлантических айсбергов - преимущественно западное побережье Гренландии, где ежегодно в среднем образуется около 7,5 тыс. крупных айсбергов. Из них около 5,5 тыс. откалывается от ледников залива Мелвилл и бухты Диско, причем только один ледник Якобсхавн "дает жизнь" более чем тысяче айсбергов. Пути движения большей части западногренландских айсбергов весьма необычны. Сначала течением они увлекаются вдоль побережья на север к проливу Смита, здесь их разворачивает на юг и вдоль восточного побережья Баффиновой Земли и пролива Лабрадор они выносятся в район Большой Ньюфаундлендской банки. На этот путь в среднем уходит около 3 лет. Если в начале "своей жизни" высота западногренландских айсбергов достигает примерно 60 м, то к югу от Ньюфаундленда - около 30 м.
В отдельные годы айсберги достигали широты 39°50'. Такая же картина наблюдается и по долготе. Так, если к востоку от острова Ньюфаундленд на долготе 60° среднегодовое число айсбергов принять за 100%, то на долготе 58° оно составит 96%, на 56° - 90%, на 54° - 60%, на 52° - 36%, на 50° - 22%, на 48° - 6% и на 46° - 1%. Число айсбергов в районе Ньюфаундленда (48° с. ш) от года к году существенно меняется (от 10 - в 1924 г. до 1351 - в 1929 г), но в среднем оно составляет 400. Наибольшее их число приходится на май, наименьшее - на ноябрь-декабрь (рис.1.5). Другими словами, около 80% айсбергов пересекает 48-ю параллель в апреле - июле.
Рисунок 1.5 - Сезонные изменения количества айсбергов (N) к югу от о-ва Ньюфаундленд
В водах северного полушария с точки зрения возможностей ледового плавания можно выделить пять принципиально различных зон:
центральную часть Северного Ледовитого океана, где льды сохраняются в течение всего года;
моря Северного Ледовитого океана (кроме южной части Баренцева моря), заливы и проливы Канадского арктического архипелага, воды у юго-восточного побережья Гренландии - эти районы очищаются ото льдов, но не ежегодно или не полностью, льды здесь можно встретить в отдельные годы в летний период;
юго-восточные районы Баренцева моря, Белое море, северные районы Японского, Охотского, Берингова, Каспийского морей, Дейвисов пролив, заливы Гудзонов и Св. Лаврентия - льды здесь образуются каждую зиму, но летом полностью исчезают;
открытые районы Балтийского моря, южную часть Северного моря, отдельные акватории Баренцева моря, северную часть Желтого моря, воды у побережий Среднего и Южного Каспия, Азовское море и северо-западную часть Черного моря - в этих районах лед образуется не ежегодно, порою один раз в 25 - 30 зим;
воды Северной Атлантики к северу от параллели 40° и к западу от меридиана 45°, где можно встретить айсберги.
В первой зоне (лишь в отдельных ее районах) активное плавание осуществляли только ледоколы. Во второй зоне, за исключением юго-западной части Карского моря, ледовое плавание преимущественно под проводкой ледоколов осуществляется в летний период. В третьей зоне ледовое плавание проходит только в зимний период, причем значительную часть времени без ледокольного обеспечения; в четвертой зоне - лишь в отдельные годы и в большинстве случаев без ледокольного обеспечения. В пятой зоне суда плавают всегда самостоятельно, но при этом от судоводителей требуется соблюдение предельной осторожности, ибо встречи с айсбергами могут кончиться тяжелыми катастрофами.
1.3 Льды южного полушария
Принципиально иначе распределены льды в океане южного полушария. Здесь нет характерной для северного полушария асимметрии в распространении льда у восточных и западных побережий океанов. Льды южного полушария, опоясывая Антарктиду на всем ее протяжении, внешней кромкой в любое время года ориентированы в основном в широтном направлении (рис.1.6). Обусловлено это главным образом наличием у берегов Антарктиды прибрежного антарктического течения западного направления, формирующегося под воздействием восточных ветров. В отдельных районах антарктическое течение прерывается рядом циклональных циркуляций, складывающихся вследствие стационирования атмосферных депрессий в прибрежных районах Антарктиды - морях Уэдделла, Лазарева, Рисер-Ларсена, Космонавтов, Содружества, юго-западной части моря Росса, северной части моря Амундсена, северо-восточной части моря Беллинсгаузена районе островов Баллени.
1 - в марте; 2 - в сентябре; 3 - граница антарктической конвергенции
Рисунок 1.6 - Распространение морских льдов в южном полушарии
Наличие циклональных циркуляции оказывает значительное влияние на формирование ледовых условий в Антарктике: способствует выносу льда, образованию полыней в одних районах и формирует ледяные массивы в других (рис.1.7).
В целом для антарктических льдов характерен генеральный выносной дрейф, т.е. дрейф льда от побережья. Дрейфуя в северные, более теплые районы океана льды интенсивно тают. Вот почему в Антарктике встречаются в основном однолетние и молодые льды, лишь редко в отдельных районах, где формируются устойчивые ледяные массивы, можно встретить двухлетние и многолетние льды. Самые крупные массивы расположены в водах Западной Антарктики: Атлантический массив в море Уэдделла и Тихоокеанский массив в морях Беллинсгаузена и Амундсена. В летний сезон в этих районах наблюдается наибольшее количество льда.
Образование молодого льда начинается в Западной Антарктике во второй половине января, в начале марта - в Восточной Антарктике. Нарастание молодого льда происходит весьма интенсивно, и ледообразование быстро распространяется на север.
Наибольшую площадь в Антарктике льды занимают в сентябре, когда максимальная ширина пояса дрейфующих льдов составляет 1200 миль (море Уэдделла), минимальная - 300 миль (пролив Дрейка).
В течение зимы в прибрежной зоне Антарктиды устанавливается припай, преобладающая ширина которого составляет 15 - 25 миль, изменяясь в пределах от 1 до 50 миль. В октябре-ноябре припай достигает максимальной толщины - 120-200 см.
На антарктическом припае образуются трещины, ширина которых колеблется от нескольких сантиметров и до нескольких метров.
1 - сплоченность льда, баллы; 2 - припай; 3 - полыньи
Рисунок 1.7 Характерная ледовая обстановка в антарктических водах в летний период года.
В антарктических водах преобладают льды, горизонтальная протяженность которых не превышает 100 м, что объясняется воздействием на льды ветровых волн и зыби. Обширные поля, тянущиеся до 10 миль, лишь иногда встречаются в Атлантическом и Тихоокеанском массивах, западной части Балленского массива. Процессы торошения льда в Антарктике выражены слабо, так как здесь преобладает выносной дрейф льда. По этой же причине толщина ровного однолетнего льда к концу зимы в среднем составляет около 140 см.
Безопасность плавания судов в водах Антарктики зависит от распределения айсбергов, которые образуются практически на всем протяжении ледового континента в результате откола краевых участков покровных выводных и шельфовых ледников. По оценкам специалистов, ежегодная "продукция" антарктических ледников составляет 17,8 - 1017 г, т.е. примерно в 4 раза больше, чем арктических. Граница максимального распространения айсбергов на север примерно совпадает с фронтом так называемой антарктической конвергенции - полосы схождения и перемешивания антарктических и субтропических водных масс. Граница конвергенции в секторе Индийского океана располагается на широте 48 - 53°, Тихого океана - на широте 53 - 62°, Атлантического - на широте 47 - 58° (см. рис.1.6).
С удалением от антарктического побережья сплоченность айсбергов уменьшается, что обусловлено как их разрушением, так и эффектом их рассеивания по мере продвижения на север. Средняя длина айсбергов к югу от параллели 65° - 1090 м, к северу от нее - 430 м. Лишь длина отдельных айсбергов превышает 3000 м. Высота айсбергов - в среднем около 40 - 50 м. Вероятность встречи с айсбергами высотой 100 - 150 м сравнительно невелика - около 5%.
Судоходство в антарктических льдах развито сравнительно слабо, тем не менее, эти льды преподносили немало неприятнейших сюрпризов навигаторам. Только за послевоенные годы в Антарктике были зажаты во льдах и попали в вынужденный дрейф ряд судов и ледоколов.
Упомянем лишь некоторые из них. В сезон 1958/59 г. в море Беллинсгаузена английское экспедиционное судно "Джон Биско" около 30 суток было затерто во льдах. В сезон 1961/1962 г. в море Уэдделла при попытке пройти к северо-восточным берегам Антарктического полуострова был зажат льдами и 32 суток находился в вынужденном дрейфе ледокол "Генерал Сан-Мартин".
В 1973 г. в Балленском массиве дизель-электроход "Обь" в течение трех месяцев дрейфовал во льдах по воле ветра и течений. Наиболее же продолжительный вынужденный дрейф произошел в 1890 г., когда бельгийское судно "Белжика" находилось в ледовом плену в течение года. Об этих и других случаях полезно помнить каждому судоводителю, направляющему судно в антарктические воды.
1.4 Мониторинг ледовой обстановки
Для слежения за изменением ледовой обстановки в морях составляют ледовые карты. Важные преимущества космической съемки - повторяемость поступления информации и оперативность обработки - дают возможность фиксировать состояние быстро изменяющихся природных явлений на различные моменты времени. Автоматизированные технологии позволяют отличать льды от облаков и разделять лед по сплоченности.
В результате по спутниковым данным создаются динамические карты ледовой обстановки в период навигации, а также в осенне-зимний и весенний периоды (наступление ледостава, очищение ото льда).
Среди ледовых карт, получаемых по космическим снимкам, выделяют:
крупномасштабные карты и планы состояния ледового покрова масштаба 1: 100 000и крупнее на ограниченных территориях (в заливах, проливах, портах); оперативные ледовые карты масштаба 1: 200 000-1: 300 000; обзорные ледовые карты (среднемесячные, среднедекадные). Такие карты отображают состояние ледяного покрова на пространстве нескольких морей (соответствуют масштабу 1: 7 500 000 и мельче). Они предназначаются для научного исследования, при разработке ледовых прогнозов; специальные карты, характеризующие режим льдов. К ним относятся карты вероятности преобладания льда того или иного возраста, карты среднего и экстремального положения кромок и границ льда, карты средней торосистости, карты разрушенности и т.д. На этих картах в обобщенном виде представляются результаты обработки первичных обзорных и оперативных ледовых карт.
2. Самостоятельное плавание транспортного судна во льдах
2.1 Плавание в зоне вероятной встречи со льдом
При подходе судна к зоне вероятной встречи со льдом основная задача судоводителей - обнаружение кромки льда, с тем чтоб своевременно изменить скорость и направление движения судна. При хорошей видимости лед обнаруживается на достаточно большом расстоянии, тщательные наблюдения за окружающей обстановкой и знание характерных признаков близости кромки льда позволяют заблаговременно предвидеть его появление.
Таким признаком прежде всего является так называемое ледяное небо - эффект, создаваемый белесоватым отсвечиванием или более ярким отблеском льда на низких облаках в той части горизонта, где находится лед. Ледяное небо может появиться на различных расстояниях от судна, но вероятность его обнаружения с больших расстояний увеличивается в пасмурную погоду при низких темных облаках и при значительной площади сплоченного льда. Сначала ледяное небо появляется на горизонте в виде слабого отблеска в форме пятна или узкой полосы, по мере приближения судна к кромке льда отблеск становится выраженным, распространяется по высоте и ширине вдоль линии горизонта. Ледяное небо иногда прерывается участками темного водяного неба - отражения на облаках больших пространств чистой воды среди льда.
При отсутствии облачности над горизонтом обычная сине-голубая окраска чистого неба надо льдом приобретает своеобразный белесоватый оттенок. Обусловлено это большой относительной влажностью воздуха надо льдом и снижением вследствие этого прозрачности. Эффект белесоватости особенно отчетливо проявляется при ветре со стороны льда, когда небо над ним порою даже серебрится. В ясные безоблачные дни (особенно при ветре со стороны льда) в высоких широтах заблаговременному обнаружению кромки льда способствует рефракция, которая значительно приподнимает изображение льда над горизонтом и в два-три раза увеличивает дальность видимости.
Полезно сказать и о других признаках кромки льда. Холодный ветер при ясном небе - признак больших масс льда в той части горизонта, откуда дует ветер. Туман на горизонте в подветренном направлении при ясной погоде и теплом ветре с моря - признак больших масс льда впереди по курсу судна. Надежным предупреждением о близости больших скоплений льда служит появление в значительном количестве морского зверя (моржей, тюленей, нерп) и некоторых видов птиц (кайр, чистиков, морских уток). Это весьма характерно для кромки тающих льдов, где всегда в изобилии планктон, служащий кормом для зверя и птицы.
Для обнаружения льда, особенно в условиях плохой видимости, эффективно использование судового радиолокатора. При плохой видимости судну, находящемуся в районе возможной встречи со льдами, следует уменьшить скорость судна с учетом дальности видимости и величины инерции данного судна. Особая осторожность нужна при подходе к наветренной кромке льда, имеющей резко выраженную границу с чистой водой. В этом случае встреча с тяжелым льдом может произойти совершенно неожиданно. В отличие от наветренной подветренная кромка льда носит более расплывчатый характер и может растягиваться по ветру на значительное расстояние (рис.2.1).
Рисунок 2.1 - Схематическое изображение подветренной (а) и наветренной (б) кромок льда
При использовании радиолокатора надо помнить о том, что ясность изображения льда на экране зависит от его сплоченности, торосистости, разрушенности, форм. Интенсивность эхо-сигналов прямо пропорциональна размерам ледяных образований и степени неровности их поверхности. Как показывает опыт, штурману для обнаружения льда нельзя полностью полагаться на радиолокатор. Бывали случаи, когда на экране радиолокатора не просматривались даже небольшие айсберги, обнаруженные визуально. Поэтому при плохой видимости бдительность в наблюдении за морем должна быть повышена. На бак необходимо выставить впередсмотрящего, у которого больше шансов увидеть светлый отблеск льда впереди судна. В этой ситуации следует убрать лаг и уменьшить ход судна настолько, чтобы при внезапном ударе о льдину судно не получило повреждения.
2.2 Вход судна в ледовую зону
При подходе к кромке льда капитан судна обязан ознакомиться с состоянием льда в пределах видимости, обратив особое внимание на наветренную кромку льда. Для этого лучше всего подойти как можно ближе к кромке: в отдалении даже мелкобитый лед сплоченностью 6-7 баллов может быть оценен как непроходимый. Иногда судно можно направить на разведку вдоль кромки с целью выбора наиболее проходимых участков: разводьев и разрежений (рис.2.2). При волне или зыби с моря желательно найти в наветренной глубокую излучину или выступающий угол кромки, под защитой которых накат слабее и где льдины, как правило, меньших размеров.
Важно, чтобы судно в лёд по возможности под прямым углом к направлению наветренной кромки, особенно при зыби со стороны чистой воды. Вхождение в лёд под острым углом грозит возможным навалом кормы судна на тяжёлый лёд и повреждением винта и руля. Проходить уплотненный лёд наветренной кромки надо на самом малом ходу, предварительно погасив инерцию движения судна. Но входить в сплоченный лед с застопоренной машиной нецелесообразно, так как при этом ухудшается управляемость судна и возрастает риск поломки лопастей винта (вероятность повреждения у неподвижных лопастей больше, чем у медленно вращающихся). Судам в балласте или с неполной осадкой лучше входить в лед при прямом положении руля: это предотвратит его повреждение при резком забрасывании кормы на лед.
Рисунок 2.2 - Схематическое изображение участка наветренной кромки льда, проходимой при самостоятельном плавании судна
Вхождение судна в лед подветренной кромки существенно легче, так как она растянута по ветру отдельными языками мелкобитого льда. В редком или разреженном льду нельзя допускать удара о судно даже небольших льдин. Каждый судоводитель должен знать, что льдина диаметром несколько метров может иметь массу несколько десятков тонн и, как показывает практика ледового плавания, встреча с ней порою может привести к вмятине борта, поломке шпангоутов и даже пробоине. При движении в сторону подветренной кромки сплоченность льда возрастает и в определенных ситуациях он может оказаться труднопроходимым. В таких случаях, не имея надежных данных ледовой авиаразведки, целесообразно воздержаться от дальнейшего движения до уточнения ледовой обстановки и получения рекомендаций.
Как показывает практика ледового плавания, необходимо внимательно проанализировать целесообразность захода судна в лед (особенно, если оно слабо приспособлено для плавания во льдах) при следующих обстоятельствах:
заметном движении льда в районе кромки, особенно при торошении льда; преобладающем значительном дрейфе льда в сторону берега или отмелей и опасности блокирования трассы сплоченным льдом;
условиях ограниченной видимости - в темное время суток, тумане, во время снегопада, пурги;
неблагоприятном прогнозе погоды на ближайшее время, ориентирующем на нажимные ветровые потоки;
периоде интенсивного ледообразования, когда может произойти формирование обширных сморозей молодого и остаточного льда, весьма труднопроходимых для транспортных судов.
2.3 Выбор благоприятного пути во льдах
При отсутствии льда вопрос о выборе благоприятного пути решается традиционно просто: судоводитель самостоятельно и заранее с учетом гидрографических и метеорологических условий определяет, как будут располагаться курсы судна. В ледовом плавании судоводителю, с одной стороны, необходимо выбрать наиболее благоприятный путь во льдах, а с другой - не отклоняться значительно от заранее проложенного курса, чтобы по возможности сохранить нужное общее направление движения. Вместе с тем грамотный судоводитель при выборе благоприятного пути придерживается золотого правила, выработанного практикой ледового плавания: во льдах самый короткий путь по расстоянию - не самый короткий по времени. Следование этому правилу, знание ледовой обстановки и умение маневрировать судном во льдах - основные условия, определяющие успех самостоятельного плавания судна во льдах.
Плавание в редких льдах. Самостоятельное плавание транспортного судна осуществляется в зависимости от характера льда при его сплоченности от 1 до 8 баллов. Движение во льдах сплоченностью 1-3 балла не представляет особых затруднений даже при отсутствии хорошей видимости. Главное в такой ситуации - выбор безопасной скорости движения, которая должна быть тем меньше, чем больше в районе плавания крупных форм льда: полей и их обломков. Особенно опасны столкновения с крупными обломками многолетнего или однолетнего сильно торошенного льда.
Следует помнить, что оценка проходимости льда по его внешнему виду может быть ошибочной. Плотный, мало ослабленный таянием, прочный лед сидит в воде глубоко, его небольшая высота над водой может ввести в заблуждение относительно общей толщины льда. У значительно стаявших сверху или сильно всторошенных льдин нередко наблюдаются подводные выступы - "тараны" или подсовы, могущие при ударе повредить борт судна. Все это означает, что подходить к любой льдине впереди по курсу нужно с большой осторожностью, не допуская ударов корпуса судна о лед при большой скорости движения.
1 - поверхность воды; 2 - верхняя поверхность льда; 3 - подводная поверхность льда
Рисунок 2.3 - Схема удара судна в подводный таран
Общие правила при плавании в редких льдах можно сформулировать следующим образом:
во избежание ударов корпуса судна в подводные выступы льдин (тараны) не следует проходить близко к льдинам, особенно на большой скорости;
необходимо внимательно следить за дрейфом льдин впереди по курсу судна, помня о том, что некоторые из них могут соединяться под водой;
узкие проходы между льдинами надо проходить прямым курсом и поворот делать лишь после того, как корма судна минует узкое место;
при крутом повороте во льдах нужно заблаговременно значительно уменьшить ход;
чтобы избежать ударов руля и винта о лед, целесообразно создать дифферент на корму;
при плавании у отмелых берегов нельзя проходить впритирку к стамухам, так как их подводная часть образуется из льдин-подсовов.
Плавание в разреженных льдах. Значительно меняются правила выбора благоприятного пути при самостоятельном плавании судна во льдах сплоченностью 4 - 6 баллов. В этом случае плавание осуществляется только по разводьям, выбор которых целесообразно определять с мачты с тем, чтобы:
общее направление цепи разводий было по возможности ближе к генеральному курсу судна;
разводья сообщались между собой или разделялись незначительными перемычками сплоченного, но проходимого льда.
При выборе цепи разводий следует руководствоваться приемом, основанным на сравнении кажущейся сплоченности льда впереди судна с кажущейся сплоченностью льда, находящегося на том же расстоянии, но позади судна, где оно только что проходило и была оценена фактическая сплоченность льда. Сопоставляя кажущуюся и фактическую сплоченность позади судна и зная кажущуюся сплоченность впереди, нетрудно оценить фактическую сплоченность льда по курсу судна. Главное требование при этом - не ограничиваться обзором только ближайшей части своего пути. Необходимо иметь уверенность, что выбранные для движения разводья не разделены сплоченным льдом, непроходимым для судна данной ледовой категории.
При плавании по цепи разводий судно в определенных условиях может попасть в "мешок" - разводье, из которого нет выхода (рис.2.4). Избежать этого можно только с помощью систематического и тщательного наблюдения за льдом как визуально, так и с помощью радиолокатора. При этом надо по возможности учитывать косвенные признаки чистой воды и льда за пределами видимости - водяное и ледяное небо. Следует помнить, что попадание судна в "мешок" чревато не только потерей времени, но и общим усложнением ситуации - если произойдет перегруппировка льда под воздействием ветра и течений, судно окажется блокированным со всех сторон сплоченным льдом.
Рисунок 2.4 - Схематическая иллюстрация возможности попадания судна в ледовый "мешок" при выборе пути по цепочке разводий
При переходе судна из одного разводья в другое и наличии сплоченной перемычки льда необходимо изучить ее и найти наиболее слабое место для прохода. Если в пределах видимости путей для обхода сплоченной перемычки не обнаружено, капитан, прикинув прочность корпуса и мощность энергетической установки, может форсировать перемычку.
Он должен при этом руководствоваться следующими правилами:
не пересекать перемычки там, где наблюдается торошение льда;
нужно попытаться найти другой, пусть даже существенно более длинный путь;
не форсировать перемычку на стыках ледяных полей, так как, нарушив установившееся равновесие сил ветра и течений, действующих на ледяные поля, судоводитель рискует подвергнуть судно сжатию;
форсировать перемычку следует по возможности против направления ветра - это облегчит маневрирование судна и позволит избежать его попадания в сжатие;
при встрече с тяжелой для данного судна перемычкой ее форсирование оправдано лишь при уверенности, что подобной перемычки на дальнейшем пути следования не будет; в противном случае лучше выждать улучшения ледовой обстановки или запросить помощь ледокола.
Решение о вызове ледокола принимается с учетом прогноза направления и скорости ветра. При плавании у берега, если ожидаются свежие нажимные ветровые потоки, надо поспешить с просьбой о ледокольной помощи.
В районах с заметными приливо-отливными колебаниями уровня моря следует постараться использовать возможные разрежения льдов под влиянием приливной волны. Четких и однозначных правил о динамике льда в зависимости от фазы прилива не существует, так как на нее в определенной мере влияет направление береговой черты относительно перемещения фронта приливной волны. Однако в принципе можно считать, что в прибрежных районах во время прилива наблюдается сжатие льдов, во время отлива - их разрежение. В районах же, удаленных от берегов, сжатие наблюдается в момент смены отливного течения приливным, а разрежение - при смене приливного течения отливным. Разумеется, указанные правила в наибольшей мере справедливы для сплоченных льдов.
При плавании в разреженных и даже редких льдах нередки отдельные скопления сплоченного льда (пятна). Встреча с ними обязывает судоводителя к следующим действиям:
обход скоплений льда необходимо совершать там, где благоприятнее условия плавания, но при свежем ветре - обязательно с наветренной стороны;
если судно попало в зону скопления льда, границы которого в направлении общего движения не видны, то отклонения от генерального курса целесообразно делать против ветра, так как вероятность встречи с разрежениями больше с наветренной стороны;
во избежание повреждения корпуса судна не рекомендуется направлять его в зону соприкосновения двух ледяных полей (ледяные поля наряду с поступательным имеют и вращательное движение, поэтому в точках соприкосновения двух полей силы взаимодействуя между ними возрастают).
Плавание в сплоченных льдах. В определенных условиях самостоятельное движение транспортного судка в зависимости от его ледовой категории допустимо в сплоченных льдах. Это могут быть и льды сплоченностью 9 - 10 баллов при наличии цепи явно выраженных разводий, ориентированных по генеральному курсу. Самостоятельное движение в таком льду под силу транспортному судну, особенно тогда, когда преобладают мелкобитые и крупнобитые формы разрушенного таянием льда. В любом случае решение о движении через такой лед следует принимать только при благоприятном прогнозе погоды, лучше же всего такое решение согласовать с береговым командным пунктом.

Страницы: 1, 2

Рефераты

Буксировка аварийного судна в ледовых условиях

Буксировка аварийного судна в ледовых условиях