Непотопляемость судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

Непотопляемость судна



1. Общее понятие о непотопляемости

Непотопляемостью называется способность судна после затопления части помещений сохранять достаточную плавучесть и остойчивость. Непотопляемость, в отличие от плавучести и остойчивости, не является самостоятельным мореходным качеством судна. Непотопляемостью можно назвать свойство судна сохранять свои мореходные качества при затоплении части водонепроницаемого объема корпуса, а теорию непотопляемости можно характеризовать как теорию плавучести и остойчивости поврежденного судна.

Судно, обладающее хорошей непотопляемостью, при затоплении одного или нескольких отсеков должно, прежде всего, оставаться на плаву и обладать достаточной остойчивостью, не допускающей его опрокидывания. Кроме того, судно не должно утрачивать ходкость, которая зависит от осадки, крена и дифферента. Увеличение осадки, значительный крен и дифферент повышают сопротивление воды движению судна и ухудшают эффективность работы винтов и судовых механизмов. Судно должно также сохранять управляемость, которая при исправном рулевом устройстве зависит от крена и дифферента.

Непотопляемость является одним из элементов живучести судна, поскольку потеря непотопляемости связана с тяжелейшими последствиями - гибелью судна и людей, поэтому ее обеспечение является одной из важнейших задач, как для судостроителей, так и для экипажа. На практике непотопляемость обеспечивается на всех этапах жизни судна: судостроителями на стадиях проектирования, постройки и ремонта судна; экипажем в процессе эксплуатации неповрежденного судна; экипажем непосредственно в аварийной ситуации. Из такого подразделения следует, что непотопляемость обеспечивается тремя комплексами мероприятий:

- конструктивными мероприятиями, которые проводятся при проектировании, постройке и ремонте судна;

- организационно-техническими мероприятиями, которые являются предупредительными и проводятся во время эксплуатации судна;

- мероприятиями по борьбе за непотопляемость после аварии, направленными на борьбу с поступлением воды, восстановление остойчивости и спрямление поврежденного судна.

2. Принципы обеспечения непотопляемости

Конструктивные мероприятия. Эти мероприятия осуществляются на стадиях проектирования и постройки судна и сводятся к назначению таких запасов плавучести и остойчивости, чтобы при затоплении заданного числа отсеков изменение посадки и остойчивости аварийного судна не выходило из минимально допустимых пределов. Наиболее эффективным средством для использования запаса плавучести при повреждении корпуса, является деление судна на отсеки водонепроницаемыми переборками и палубами. Действительно, если судно не имеет внутреннего подразделения на отсеки, то при наличии подводной пробоины корпус заполнится водой и судно не сможет использовать запас плавучести. Деление судов на отсеки производится в соответствии с частью V “Правил классификации и постройки морских судов” Морского Регистра Судоходства. Ватерлиния неповрежденного судна, применяемая при делении на отсеки, положение которой фиксируется в судовой документации, называется грузовой ватерлинией деления на отсеки. Ватерлиния поврежденного судна после затопления одного или нескольких отеков называется аварийной ватерлинией. Судно утрачивает запас плавучести, если аварийная ватерлиния совпадает с предельной линией погружения - линией пересечения наружной поверхности настила палубы переборок с наружной поверхностью бортовой обшивки у борта. Наибольшая длина части судна, расположенной ниже предельной линии погружения представляет собой длиной деления судна на отсеки. Под палубой переборок понимают самую верхнюю палубу, до которой доводятся поперечные водонепроницаемые переборки по всей ширине судна.

Количество воды влившейся в поврежденный отсек судна определяется с помощью коэффициента проницаемости помещения м - отношение объема, который может быть заполнен водой при затоплении отсека, к полному теоретическому объему помещения. Регламентируются следующие коэффициенты проницаемости:

- для помещений, занятых механизмами - 0,85;

- для помещений занятых грузами или запасами - 0,6;

- для жилых помещений и помещений, занятых грузами, имеющими высокую проницаемость (порожние контейнеры и др.) - 0,95;

- для пустых и балластных цистерн - 0,98.

Важной характеристикой непотопляемости судна является предельная длина затопления, под которой понимают наибольшую длину условного отсека после затопления которого, при коэффициенте проницаемости равном 0,80, при осадке соответствующей грузовой ватерлинии деления судна на отсеки и при отсутствии исходного дифферента, аварийная ватерлиния будет касаться предельной линии погружения.

Важным конструктивным мероприятием по обеспечению непотопляемости является создание прочных и водонепроницаемых закрытий (дверей, люков, горловин), установленных по контуру водонепроницаемого отсека, которые должны хорошо работать при крене, дифференте и морском волнении. Для всех дверей скользящего и навесного типа в водонепроницаемых переборках должны быть предусмотрены индикаторы, находящиеся на ходовом мостике и показывающие их положение. Водонепроницаемость и прочность судна должна быть обеспечена не только в подводной части, но и в надводной части корпуса, так как последняя определяет запас плавучести, расходуемый при повреждении.

Для активной борьбы экипажа за непотопляемость на судне также предусматривается:

- создание судовых систем (креновой, дифферентной, водоотливной, осушительной, перекачки жидких грузов, затопления, спускной и перепускной, балластировки);

- снабжение аварийным имуществом и материалами.

Такие закрытия, системы и механизмы должны иметь соответствующую маркировку, обеспечивающую их правильное использование с максимальной эффективностью. Места сосредоточения аварийных средств называются аварийными постами. Это могут быть специальные помещения или кладовые, ящики и щиты на палубе. К таким постам могут быть выведены устройства дистанционного пуска судовых систем.

Организационно-технические мероприятия. Организационно-технические мероприятия по обеспечению непотопляемости проводятся экипажем судна в процессе эксплуатации с целью предупреждения поступления воды в отсеки, а также сохранения посадки и остойчивости судна, предотвращающих его затопление или опрокидывание. К числу таких мероприятий относятся:

- правильная организация и систематическая подготовка экипажа к борьбе за непотопляемость;

- поддержание всех технических средств борьбы за непотопляемость, аварийного снабжения в состоянии, гарантирующем возможность немедленного их использования;

- систематическое наблюдение за состоянием всех корпусных конструкций в целях проверки их износа (коррозии), замена отдельных элементов конструкций при текущем или среднем ремонте в случае превышения установленных норм износа;

- планомерная окраска корпусных конструкций;

- устранение перекосов и провисание водонепроницаемых дверей, люков и иллюминаторов, систематическое их расхаживание и поддержание всех задраивающих устройств в исправном состоянии;

- контроль забортных отверстий, особенно при доковании судна;

- строгое соблюдение инструкции по приему и расходованию жидких топлива;

- раскрепление грузов по-походному и предотвращение их перемещения при качке (особенно поперек судна);

- компенсация потерь остойчивости, вызванных обледенением судна, путем приема жидкого балласта и проведением мероприятий по удалению льда (скалывание, смывание горячей водой);

Борьба за непотопляемость. Под борьбой за непотопляемость понимается совокупность действий экипажа, направленных на поддержание и возможное восстановление запасов плавучести и остойчивости судна, а также на приведение его в положение, обеспечивающее ход и управляемость.

Борьба за непотопляемость осуществляется немедленно после получения судном повреждения и складывается из борьбы с поступающей водой, оценки его состояния и мероприятий по восстановлению остойчивости и спрямлению судна.

Борьба с поступающей водой состоит в обнаружении поступления воды внутрь судна, осуществлении возможных мероприятий по предотвращению или ограничению поступления и дальнейшего распространения забортной воды по судну, а также по ее удалению. При этом принимаются меры по восстановлению непроницаемости бортов, переборок, платформ, обеспечению герметичности аварийных отсеков.

Рис. 1. Деревянные клинья и пробки: а, б, в - клинья; г, д - пробки



Рис. 2. Прижимные болты: а - с откидной скобой; б, в - крючковые

Малые пробоины, разошедшиеся швы, трещины заделывают деревянными клиньями и пробками - чопами (рис. 1). На пробоины большего размера ставят жесткий металлический пластырь или мат, придавленный щитком. Для их крепления в комплект аварийного имущества входят специальные болты и струбцины, распорные брусья и клинья (рис. 2). Заделка пробоины описанными способами является временной мерой. После откачки воды окончательное восстановление герметичности осуществляется путем бетонирования пробоины - постановки цементного ящика. Успешность заделки пробоины малого размера зависит от места их расположения (надводные или подводные), от доступности пробоины изнутри судна, от ее формы и расположения краев разорванного металла (внутрь корпуса или наружу).

Рис. 3. Металлические пластыри

а - клапанный; б - с прижимным болтом; 1 - коробчатый корпус; 2 - ребра жесткости; 3 - гнездо для раздвижного упора; 4 - патрубки с заглушками для стержней крючковых болтов; 5 - клапан; 6 - рымы для крепления подкильных концов; 7, 8 - прижимной болт с откидной скобой; 9 - гайка с ручками; 10 - прижимной диск.

Рис. 4. Металлический раздвижной упор: 1,8 - подпятники; 2,3 - гайки с рукоятками; 4 - штырь; 5 - наружная трубка; 6 - внутренняя трубка; 7 - шарнир

В смежные с аварийным отсеком помещения, вода может поступать в результате ее фильтрации через различные неплотности (нарушения герметичности переборочных сальников трубопроводов, кабелей и т.п.). В таких случаях герметичность восстанавливают конопаткой, клиньями или пробками, а сами переборки подкрепляют аварийными брусьями, чтобы предотвратить их выпучивание или разрушение.

Мягкие пластыри (рис. 5) являются основным средством для временной заделки пробоин, так как могут плотно прилегать по обводам корпуса судна в любом месте.

Рис. 5. Аварийная струбцина

а - с захватами за шпангоуты швеллерного типа; б - захват для шпангоутов бульбового типа; 1 - струбцина; 2 - прижимной винт; 3 - рукоятки прижимного винта; 4 - гайка-ползун; 5 - стопорные винты; 6 - болты, скрепляющие две планки швеллера; 7- захват

Рис. 6. Пластыри:

а - учебный; 1 - парусина; 2 - прошивка; 3 - ликтрос; 4 - угловые коуши; 5 - кренгельс для контрольного конца; б - шпигованный: 1 - парусиновая покрышка из двух слоев; 2 - мат шпигованный; 3 - прошивка; 4 - коуш угловой; в - облегченный: 1 - коуш угловой; 2 - ликтрос; 3 - карман для рейки; 4 - рейка распорная из трубы; 5,7 - слои парусины; 6 - войлочная прокладка; г - кальчужный: 1,2 - двойной слой парусиновой подушки; 3 - ликтрос пластыря; 4 - кольцо сетки; 5 - шайба парусиновая; 6 - ликтрос сетки

Оценка состояния поврежденного судна и мероприятий по восстановлению остойчивости и спрямлению производится в ходе борьбы за непотопляемость в целях определения угрожающей опасности, возможностей улучшения его положения и выработки способов борьбы за непотопляемость.

Восстановление остойчивости представляет комплекс мероприятий (удаление фильтрационной воды, прием водяного балласта и др.), которые обеспечивают устойчивое равновесие поврежденного судна и увеличивают сопротивляемость его наклонениям.

Спрямлением судна называется устранение или уменьшение до допустимых пределов крена и дифферента.

Судно при затоплении отсеков может потерять как плавучесть, так и остойчивость. Опрокидывание судна может произойти вследствие несимметричного затопления отсеков или наличия больших свободных поверхностей влившейся воды. Процесс гибели судна из-за потери плавучести протекает намного медленнее, чем при потере остойчивости. Потеря остойчивости происходит всегда внезапно и обычно связана с гибелью людей.

При должной организации борьбы за непотопляемость поврежденному судну, обеспечивают остойчивость вплоть до полного расходования запаса плавучести. В соответствии с образным выражением академика А.Н. Крылова, «…необходимо, чтобы корабль тонул, не опрокидываясь».

Для руководства вахтенного помощника капитана на ходовом мостике должна постоянно висеть или находиться под рукой схема, ясно показывающая для каждой палубы границы водонепроницаемых отсеков, расположение в них отверстий и средств их закрытий с указанием расположения органов управления этими средствами, а также устройства для выравнивания любого крена. Кроме того, в распоряжении командного состава должны иметься буклеты, содержащие упомянутую выше информацию

Полноценность руководства борьбой за непотопляемость судна определяет исход аварии. Все лица командного состава обязаны в совершенстве знать устройство и конструктивные особенности судна, мероприятия по обеспечению непотопляемости, действия в аварийных ситуациях и строго их выполнять.

непотопляемость остойчивость спрямление судно



3. Методы расчета непотопляемости

Под расчетом непотопляемости понимают определение параметров посадки и остойчивости судна после затопления одного или нескольких водонепроницаемых отсеков. Эти расчеты можно выполнять двумя теоретически совершенно равноценными методами.

Первый метод заключается в том, что влившуюся воду рассматривают как принятый груз и расчет непотопляемости производится по формулам для приема груза с учетом влияния свободной поверхности воды, если она имеется. Этот метод носит название метод приема груза.

Второй метод заключается в том, что затопленный отсек вместе с заполняющей его водой рассматривают как не принадлежащий судну. Отсек как бы вырезан из судна, наружные обводы которого в этом районе заменены переборками, платформами и палубами, ограничивающим отсек. Водоизмещение судна при этом остается без изменения, изменяется только форма его погруженной части. Этот метод носит название - метод постоянного водоизмещения или метод исключения.

Оба метода основаны на одних и тех же допущениях, поэтому они дают одинаковые окончательные результаты. Практически для вычисления посадки и остойчивости судна при затоплении отсеков, не сообщающихся с забортной водой, применяют метод приема груза, так как в этом случае на судно в действительности принимается неподвижный или жидкий груз. Для расчета результатов затопления отсеков, сообщающихся с забортной водой, лучше применять метод постоянного водоизмещения, так как вода, влившаяся в отсек, проявляет себя как забортная. Если же в этом случае применить метод приема груза, то для отсеков открытых сверху или не залитых целиком, вес принятого груза будет зависеть от посадки судна, так как уровень воды в отсеке будет совпадать с уровнем забортной воды. Учет этого обстоятельства сильно усложняет расчет.



Объем воды влившейся в отсек определяют по формуле

v = м v₀,

где м - коэффициент проницаемости;

v₀ - теоретический объем затопленного отсека, вычисленный по теоретическому чертежу.

4. Классификация затопленных отсеков

При затоплении отсеков судна возможны различные варианты их заполнения. В зависимости от характера затопления различают пять категорий затопленных отсеков (рис. 7):

Рис. 7 Схема классификации затопленных отсеков

I категория (отсеки 1и 6) - отсеки затопленные полностью (имеют или не имеют сообщения с забортной водой);

II категория (отсеки 3 и 5) - частично затопленные отсеки (имеющие свободную поверхность), не сообщающиеся с забортной водой;

III категория (отсек 7) - частично затопленные отсеки, сообщающиеся с забортной водой и атмосферой;

IV категория (отсек 2) - частично затопленные отсеки, сообщающиеся с забортной водой, но не имеющие сообщения с атмосферой (воздушная подушка), т.е. в этих отсеках уровень воды не совпадает с аварийной ватерлинией.

V категория (отсек 4) - отсеки, затопленные частично по кромку пробоины или открытого забортного отверстия.

На практике, рассматривают влияние на посадку и остойчивость судна только первых четырех категорий. Отсеки затопленные по V категории рассматривают как затопленные по II.

К отсекам первой категории относят поврежденные отсеки расположенные ниже ватерлинии (цистерны двойного дна, диптанки), а также неповрежденные отсеки, целиком заполненные забортной водой. Объем таких помещений не значителен (для обычных судов не превышает 15% объемного водоизмещения судна), поэтому опасаться потери судном запаса плавучести, нет оснований. Расход запаса плавучести судна равен объему воды влившейся в отсек. Остойчивость судна при этой категории затопления улучшается (отсеки расположены ниже нейтральной плоскости). Большую опасность для судна представляет несимметричное затопление отсеков, при котором допустимый угол крена не должен превышать 20⁰. Если аварийный угол крена окажется больше допустимого, необходимо принять меры по спрямлению судна. Расчет параметров посадки и остойчивости аварийного судна при затоплении отсеков первой категории, может быть выполнен методом приема малого груза, или по диаграммам КТИРПиХ, Фирсова-Гундобина и др.

К отсекам второй категории относят отсеки, имеющие фильтрационную воду из смежных поврежденных отсеков или через заделанную пробоину. Вода в этих отсеках, может появиться в результате тушения пожаров или частичного затопления из поврежденных судовых систем. Очевидно, что отсеки второй категории, могут находиться ниже и выше ватерлинии. Расчет посадки и остойчивости судна после затопления отсека второй категории выполняют методом приема жидкого груза. Изменение плавучести при затоплении отсека второй категории аналогично изменению плавучести при затоплении отсека первой категории. Учитывая значительные объемы отсеков, которые могут быть затоплены по второй категории, следует опасаться потери судном запаса плавучести. Свободная поверхность ухудшает остойчивость судна, причем потеря остойчивости будет больше в высоко расположенных широких отсеках.

Затопление отсеков по третьей категории, свободно сообщающихся с забортной водой, происходит через пробоину или при аварии забортной арматуры. В отсеке третьей категории вода всегда находится на одном уровне с забортной водой, поэтому ее количество меняется с изменением посадки судна. Параметры аварийного судна при затоплении таких отсеков рассчитывают методом постоянного водоизмещения. Весь отсек исключается из запаса плавучести судна, так как вода может беспрепятственно заполнять надводный объем отсека. Изменение начальной остойчивости определяется влиянием геометрии и координат центра тяжести потерянной площади ватерлинии. Степень падения остойчивости увеличивается с увеличением ширины судна. При затоплении отсеков третьей категории у широких судов (B/d>3,5) следует опасаться как потери остойчивости, так и потери плавучести, а у узких судов - только потери плавучести.

Затопление отсека четвертой категории может возникнуть при поступлении воды через низкорасположенное повреждение при герметичности отсека. При затоплении герметичного отсека четвертой категории потеря запаса плавучести определяется количеством влившейся воды, а потеря остойчивости будет промежуточной между потерями остойчивости при затоплении аналогичных отсеков второй и третьей категорий при равных объемах влившейся воды.

Для отсеков второй, третьей и четвертой категорий при рассмотрении отрицательного влияния свободных поверхностей воды необходимо учитывать изменение не только начальной остойчивости судна, но и остойчивости на больших углах крена.

Таким образом, наибольшую опасность для судна представляет затопление отсеков второй и третьей категории, особенно, если они имеют большую ширину и длину. Велика также опасность затопления высоко расположенных отсеков. Поэтому, в процессе в процессе борьбы с водой, воду из затопленных помещений на верхних палубах необходимо спустить в лежащий ниже отсек.

После заделки пробоины в отсеке третьей категории, он переходит в отсек второй категории. При этом переходе может измениться остойчивость судна. Существенное изменение остойчивости будет происходить в процессе откачки воды из отсека второй категории. Поэтому прежде, чем приступить к откачке воды, следует тщательно оценить остойчивость судна при различных уровнях воды в отсеке.

5. Спрямление поврежденного судна

Повреждение судна с затоплением группы отсеков приводит, как правило, к образованию крена и дифферента, к утрате части запаса плавучести и ухудшению остойчивости. Важнейшей задачей непотопляемости поврежденного судна является:

- восстановление и поддержание его остойчивости;

- спрямление судна (ликвидация или уменьшение крена и дифферента).

Ввиду тесной взаимосвязи обе эти группы мероприятий порой объединяют под общим названием - спрямление поврежденного судна (в широком смысле).

Мероприятия по восстановлению остойчивости и спрямлению поврежденного судна. В первую очередь следует принять меры по восстановлению остойчивости и лишь после того, как будет исключена опасность опрокидывания судна от потери остойчивости, приступают к его спрямлению. Это особенно важно в случаях, когда судно в результате повреждения утратило начальную остойчивость. Об утрате судном начальной остойчивости можно судить по некоторым характерным признакам. К ним относятся:

- затопление больших, широких помещений на палубах и платформах с образованием свободных поверхностей воды;

- наличие крена (более 5⁰) при затоплении симметричных относительно ДП помещений;

- переваливание на противоположный борт и сохранение крена после прекращения действия причин, вызвавших переваливание.

Эти признаки точные, но воспользоваться ими можно далеко не во всех случаях: первыми двумя - из-за трудности получения информации о затоплении, последними - из-за случайности его проявления. Намеренное создание условий, для переваливания судна недопустимо ввиду опасности, которой оно при этом подвергается.

1. Мероприятия по восстановлению остойчивости:

- откачивание воды за борт из помещений, расположенных выше ватерлинии;

- откачивание фильтрационной воды из крупных помещений, имеющих большую ширину;

- прекращение перетекания жидких грузов и забортной воды;

- спуск воды, не сообщающейся с забортной водой, в помещения, расположенные ниже;

- осушение отсеков после заделки пробоин (кроме днищевых отсеков, осушение которых ухудшает остойчивость);

- перекачивание или перепуск жидких грузов в днищевые отсеки;

- перемещение вниз твердых грузов;

- балластировка судна забортной водой;

- удаление за борт высоко расположенных жидких и твердых грузов.

2. Мероприятия по спрямлению судна:

- устранение перетекания жидких грузов и забортной воды на поврежденный борт;

- осушение затопленных отсеков после заделки пробоин;

- перекачивание жидких грузов;

- контрзатопление отсеков;

- откачивание за борт жидких грузов.

При выборе мероприятий по восстановлению остойчивости и спрямлению поврежденного судна следует отдавать предпочтение в первую очередь тем, которые увеличат запас плавучести поврежденному судну, затем таким, которые не изменяют запас плавучести, и в последнюю очередь - связанные с расходованием запаса плавучести. Принцип максимальной экономии запаса плавучести нельзя возводить в догму, учитывая требование - обеспечить сохранение судном остойчивости вплоть до полной утраты им запаса плавучести.

В целях ускорения спрямления рекомендуется комбинированное проведение перечисленных мероприятий. При выборе мер по созданию спрямляющих моментов следует стремиться к одновременному увеличению остойчивости (выбирать для контрзатопления низкорасположенные помещения, избегать увеличения свободных поверхностей даже на промежуточных этапах спрямления). Следует проводить только такие мероприятия, осуществление которых в любой момент можно быстро приостановить.

Задачи и методы спрямления поврежденного судна

Восстановлению остойчивости и спрямлению поврежденного судна должно предшествовать установление его состояния, а именно:

- выяснение района повреждения, состава и характера затопления аварийных отсеков;

- качественная оценка остойчивости (в частности, установление опасности потери судном начальной остойчивости);

- определение посадки поврежденного судна (крена, дифферента, осадки), а также высоты надводного борта;

- определение количества принятой судном забортной воды и остаточного запаса плавучести.

Наиболее полное представление о состоянии поврежденного судна может дать его диаграмма статической остойчивости (ДСО). Чтобы упорядочить рекомендации по спрямлению судна, возможные случаи его повреждения сводят к пяти типовым случаям. Для каждого типового случая приводится ДСО, дается краткий анализ состояния судна после повреждения и на его основе рекомендуются возможные меры по восстановлению остойчивости и спрямлению судна.

Первый случай (рис. 8). Затопление симметрично относительно ДП (И = 0), начальная остойчивость положительная (К_И > 0). Задачи спрямления (в широком смысле) поврежденного судна:

- поддержание и, если необходимо, увеличение остойчивости;

- сохранение и возможное восстановление запаса плавучести;

- уменьшение в необходимой мере дифферента, если такой возник в результате повреждения.

Рис. 8. Первый типовой случай состояния поврежденного судна

Вопросу остойчивости поврежденного судна следует уделять первостепенное значение. Так, при выборе мероприятий по восстановлению запаса плавучести следует, прежде всего, удалять фильтрационную воду из широких и высокорасположенных помещений. К осушению полностью затопленных низкорасположенных отсеков следует прибегать в последнюю очередь, предварительно оценив состояние поврежденного судна и возможное уменьшение ее в результате осушения отсека.

Вследствие большой продольной остойчивости судов их продольное спрямление (уменьшение дифферента) весьма затруднено. Продольное спрямление, безусловно, необходимо в случаях, когда входит в воду верхняя открытая палуба в оконечности судна и возникает опасность потери судном остойчивости. Спрямление в этом случае должно быть доведено, по крайней мере, до выхода палубы из воды.

Создание продольного спрямляющего момента затоплением в оконечности неповрежденных отсеков (контрзатопление), как правило, не рекомендуется, так как приводит к потере значительной части запаса плавучести поврежденного судна. Кроме того осадка судна возрастает, что затрудняет вывод из воды палубы поврежденной оконечности судна. Целесообразно спрямлять дифферент за счет перемещения жидких запасов (топлива, пресной воды) и осушения после заделки пробоин затопленных в поврежденной оконечности отсеков.

Если возникает угроза ухода под воду верхней открытой палубы в оконечности судна, продольное спрямление контрзатоплением совершенно необходимо. Спрямляющие отсеки следует затапливать последовательно, не допуская образования больших свободных поверхностей воды одновременно в нескольких отсеках.

Второй случай (рис. 9). Затопление несимметричное относительно ДП, начальная остойчивость положительная (К_И > 0), судно плавает с креном И₀, вызванным несимметричностью затопления.

Задача спрямления поврежденного судна - ликвидация или уменьшение крена, в результате чего может быть существенно увеличен запас остойчивости.

Рис. 9. Второй типовой случай состояния поврежденного судна

Поперечное спрямление обязательно необходимо при угрозе ухода в воду кромки открытой палубы или затопления внутренней палубы через пробоины в надводном борту. Для спрямления судна достаточно приложить спрямляющий момент, величина которого при И = 0 должна быть равной кренящему моменту затопленных отсеков m_спр = m₀.

Процесс спрямления по мере возрастания спрямляющего момента m_спр от 0 до m₀ показан на рис. 10. Спрямляющий момент можно рассматривать как приращение восстанавливающего момента, вызывающего изменение диаграммы остойчивости поврежденного судна (рис. 10, а), или в качестве внешнего момента, считая диаграмму статической остойчивости неизменной (рис. 10, б).

Рис. 10. Процесс поперечного спрямления судна во втором типовом случае:

а - спрямляющий момент включен в состав восстанавливающего;

б - спрямляющий и восстанавливающий моменты рассматриваются раздельно

Третий случай (рис. 11). Затопление симметрично относительно ДП, начальная поперечная остойчивость отрицательная.

Этот случай может быть при затоплении группы отсеков с образованием больших свободных поверхностей воды и при пустых днищевых цистернах. Прямо положение судна неостойчиво (m₀ = 0, К_И < 0), так как плавать при И = 0 судно не может. Остойчивое положение равновесия судна в этом случае отвечает крену И₀ґ на правый борт или крену И₀ґґ на левый борт. Переход из одного равновесного положения в другое может быть вызван случайными причинами.

Задачей спрямления поврежденного судна в данном случае будет восстановление его начальной остойчивости до положительного значения. Восстановление остойчивости - необходимая и достаточная мера ликвидации крена. Спрямление судна приложением к нему поперечных спрямляющих моментов недопустимо, так как может вызвать переваливание судна. При значительном первоначальном крене переваливание на другой борт может привести к опрокидыванию судна. Восстановление остойчивости следует осуществлять за счет тех мероприятий, которые не нарушают симметричность затопления и нагрузки судна относительно ДП.

Рис. 11. Третий типовой случай состояния поврежденного судна



Четвертый случай (рис. 12). Затопление несимметричное относительно ДП, так что ЦТ затопленных объемов смещен в сторону борта, вошедшего в воду. Начальная остойчивость поврежденного судна отрицательная.

В этом случае крен судна вызван как наличием отрицательной начальной остойчивости, так и несимметричностью затопления.

Если момент от затопленных отсеков m₀ невелик, то для поврежденного судна существуют два остойчивых положения равновесия (рис. 11) с углами крена И₀ґ и И₀ґґ (как и в третьем случае), первый из которых увеличен под действием момента m_0., а второй - уменьшен по той же причине. Судно в этом случае сохраняет способность к переваливанию, что является признаком наличия отрицательной начальной остойчивости. При больших значениях m₀ не бывает остойчивого положения равновесия с креном И₀ґґ в сторону, противоположную действию момента m₀, и способностью к переваливанию (до уменьшения m₀) судно не обладает.

Рис. 12. Четвертый типовой случай поврежденного судна

Задача спрямления та же, что и в предыдущем случае, но метод их решения меняется, так как восстановление остойчивости не приводит к полному спрямлению судна. Оставшийся крен, созданный несимметричностью нагрузки, ликвидируется приложением спрямляющего момента m_спр = m₀. Порядок спрямления иллюстрирует рис. 13.



Рис. 13. Процесс спрямления судна в четвертом типовом случае

Порядок спрямления может быть изменен и спрямляющий момент m_спр приложен к судну до восстановления начальной остойчивости при условии, что его величина не превысит величины момента m₀. В противном случае при спрямлении возможно переваливание судна на противоположный борт. Отсюда важна достоверность величины m₀.

Пятый случай (рис. 14). Затопление несимметричное относительно ДП со стороны вышедшего из воды борта. Начальная остойчивость отрицательная. Подобный случай может иметь место, когда на судне затоплены широкие высокорасположенные помещения с образованием больших свободных поверхностей воды и дополнительно затоплены отсеки со стороны вышедшего из воды борта (например, при попытке спрямить крен, обусловленный отрицательной начальной остойчивостью судна).

Рис. 14. Пятый типовой случай состояния поврежденного судна



Поврежденное судно плавает с начальным креном И₀ґ, обусловленный отрицательной начальной остойчивостью и уменьшенный за счет несимметричности затопления, поскольку момент m₀ действует в сторону, противоположную крену. Особая опасность этого случая в том, что восстановление остойчивости приведет к переваливанию судна без приложения спрямляющих моментов.

На рис. 15 пунктиром показана диаграмма, отвечающая процессу восстановления остойчивости балластировкой. Как только диаграмма коснется оси углов при крене И₁, которому отвечает неостойчивое положение равновесия, произойдет переваливание судна на противоположный борт (до угла И_дин). Спрямление судна в этом случае следует проводить в особой последовательности. Восстановление остойчивости допустимо при выполнении обязательного условия - поддержания у поврежденного судна крена, равного крену до начала восстановления остойчивости И₀ґ. Это обеспечивается намеренным затоплением отсеков на вышедшем из воды борту одновременно с восстановлением остойчивости удалением фильтрационной воды, балластировкой днищевых цистерн и т.п. Такие отсеки принято называть обеспечивающими, как и моменты m_0б, вызванные их затоплением. Для безопасности спрямления достаточно обеспечить равенство m_0б = m₀. Тогда к концу восстановления остойчивости судно будет плавать без крена.

Рис. 15. Схема переваливания судна в пятом типовом случае при восстановлении остойчивости



В тех случаях, когда m₀ неизвестен, обеспечивающие моменты подбираются поэтапно из условия сохранения величины крена в процессе восстановления остойчивости (рис. 16). К концу восстановления остойчивости m_0б будет превосходить по величине m₀. Остаточный крен, вызванный избыточным обеспечивающим моментом m₀ґ, спрямляют за счет осушения части обеспечивающих отсеков.

В тех типовых случаях, когда начальная остойчивость поврежденного судна отрицательная, ее восстановление целесообразно до некоторой доли (20 25%) начальной остойчивости неповрежденного судна.

Во всех случаях, когда крен поврежденного судна продолжает нарастать, первоочередной задачей борьбы за непотопляемость становится одержание нарастающего крена. Достигается это немедленным приложением спрямляющих моментов. Их наращивание должно быть приостановлено с прекращением нарастания крена.

Рис. 16. Процесс спрямления судна в пятом типовом случае

6. Нормирование непотопляемости промысловых судов

Правила классификации и постройки морских судов (часть V) Российского Регистра Судоходства по непотопляемости распространяются на промысловые суда длиной 100 м и более. Суда меньших размеров Регистр рекомендуется конструировать так, чтобы для обеспечения непотопляемости осуществлялось возможно лучшее деление их на отсеки. Так, например, непотопляемость промысловых судов при длине их более 100 м (большие рыболовные траулеры) или меньшей длины с экипажем более 50 человек, обеспечена при затоплении одного любого отсека. Меньшие суда (средние траулеры и сейнеры) также непотопляемы при затоплении одного любого отсека, кроме машинного отделения, длина которого из условия размещения механизмов больше предельной длины затопления.

Деление судна на отсеки считается удовлетворительным, если, во-первых, фактический индекс деления А будет не меньше требуемого индекса R (А R) и, во-вторых, посадка и остойчивость аварийного судна соответствует требования Регистра. Фактический индекс деления А зависит от вероятностей затопления отсека (группы смежных отсеков) и сохранение судна после затопления этого отсека (группы смежных отсеков). Вероятность затопления отсека зависит от его протяженности, положения по длине судна и закона распределения пробоины. Вероятность сохранения судна после затопления отсека в результате аварии, определяется аварийной остойчивостью и осадкой.

Требуемый Регистром индекс деления R зависит от назначения судна, его длины и количества людей на судне. Учитывается также опасность загрязнения окружающей среды при затоплении судна. По этой причине танкеры имеют больший требуемый индекс, чем сухогрузные суда. Минимальное значение индекса R для промысловых судов составляет 0,51.

В соответствии с Правилами Регистра при расчете остойчивости и посадке аварийного судна должны приниматься следующие размеры пробоины: протяженность по длине - 0,33L^2/3 или 14,5 м (в зависимости от того, что меньше); протяженность по ширине (глубина повреждения) - 1/5 ширины судна на уровне самой высокой грузовой ватерлинии деления на отсеки; размер по вертикали - от основной плоскости неограниченно вверх.

Правила Регистра предъявляют к остойчивости и посадке аварийного судна требования, позволяющие ему обеспечивать некоторый уровень мореходности. Начальная метацентрическая высота судна в конечной стадии затопления, должна быть не менее 0,05 м. Угол крена в конечной стадии несимметричного затопления до принятия мер по спрямлению судна не должен превышать 20⁰, после спрямления -12⁰. Диаграмма статической остойчивости аварийного судна должна иметь максимальное плечо статической остойчивости не менее 0,1 м и протяженность участка с положительными плечами не менее 30⁰ при симметричном и 20⁰ при несимметричном затоплении.

Аварийная ватерлиния должна проходить ниже палубы переборок. В процессе и до спрямления судна она должна находиться, по крайней мере, на 0,3 м ниже отверстий в переборках, палубах и бортах, через которые возможно дальнейшее распространение воды по судну.

Для оценки состояния судна после затопления помещений и принятия необходимых мер по сохранению поврежденного судна, используют “Информацию об аварийной посадке и остойчивости судна”.

Информация должна содержать:

- сведения о судне, схематический чертеж его продольного разреза, планов палуб и двойного дна, а также характерных поперечных сечений с указанием всех непроницаемых переборок и выгородок, отверстий в них, характера закрытий этих отверстий и приводов, а также схем систем, используемых при борьбе за живучесть судна;

- сведения, необходимые для поддержания остойчивости неповрежденного судна, достаточной для того, чтобы оно могло выдержать самое опасное расчетное повреждение;

- сводку результатов расчетов симметричного и несимметричного затоплений (для типовых вариантов нагрузки), в которой должны быть приведены данные об исходной и аварийной осадке, крене, дифференте и метацентрической высоте как до, так и после принятия мер по спрямлению судна или улучшению остойчивости, а также рекомендуемые меры для этого;

- сведения по конструктивному обеспечению деления судна на отсеки, использованию аварийных средств, устройств для закрытия отверстий, а также вытекающие из особенностей судна возможные последствия, рекомендуемые и запрещенные действия экипажа при эксплуатации и аварии судна.

Размещено на Allbest.ru