1. Методы и средства счисления пути судна. Погрешности счисления.

Графическое (прокладка) и письменное счисление. 

Сущность прокладки.

  С ч и с л е н и е   п у т и   судна представляет собой учет его движения с целью нанесения на карту места судна или определения его координат. Зная координаты начальной точки и элементы движения судна, рассчитать или получить в результате геометрических построений место судна (счислимая точка). 

  Судно перемещается относительно дна по законам сложного движения.

Точность счисления

Прокладка без учета дрейфа и течения

Прокладка с учетом дрейфа

Прокладка с учетом течения

Прокладка с учетом дрейфа и течения

Учет циркуляции при прокладке

Письменное счисление

 

2. Обобщенный метод линии положения. Навигационные параметры и их градиенты. Погрешности навигационных параметров и линий положения.

Изолинии и линии положения

  Изолиния - геометрическое место точек, соответствующее одному и томуже значению навигационного параметра

3. Методы определения поправок систем курсоуказания. Оценка погрешностей.

Принцип определения поправок любого курсоуказателя ΔК заключается в сравнении компасного направления, измеренного с помощью курсоуказателя, с истинным направлением:

ΔК = ИК – КК; ΔК = ИП – КП

Различают три основных способа определения ΔК:

по створу; 

по сличению курсоуказателей.

по сравнению пеленгов; 

4. Особенности судовождения на внутренних водных путях. Общие закономерности движения судна. Дифференциальные уравнения движения судна.                                             диференциальные уравнения

Судно, представляющее собой тело с определенной массой, будет находиться

в состоянии покоя, пока на него не воздействует какая-либо сила, допустим, движущая сила F , образуемая гребным винтом. При движении судна образуется другая движущая сила, состоящая из двух сил: сопротивления воды R f и сопротивления воздуха Rв . 

Из уравнения движения видно, что масса судна и приращение скорости определяют его инерционные свойства.

5. Характеристика и анализ сил, действующих на судно.

  На корпус плавающего по воде судна действуют постоянные и временные силы. К постоянным относятся статические силы, такие, как вес судна и давление воды на погруженную часть корпуса — силы поддержания. К временным следует отнести силы, появляющиеся при качке судна на взволнованной поверхности воды: силы инерции масс судна и силы сопротивления воды. 

 

Силы, действующие на судно, плавающее на тихой воде, несмотря на равенство их равнодействующих, по длине корпуса распределяются неравномерно. Силы поддержания, как известно, распределяются по длине соответственно погруженному в воду объему корпуса и характеризуются формой строевой по шпангоутам. Силы же веса распределяются по длине корпуса в зависимости от расположения его элементов, таких, как переборки, надстройки, мачты, механизмы, установки, грузы и т. п. Фактически получается так, что на одном участке по длине корпуса силы веса преобладают над силами поддержания, а на другом — наоборот. 
 

Рис. 39. Изгиб корпуса судна, вызванный неравномерным распределением действующих на него сил. 1 — кривая сил веса; 2 — кривая сил поддержания. 

От непропорционального распределения по длине корпуса сил веса и сил поддержания возникает общий продольный изгиб корпуса судна (рис. 39). 

При плавании судна на взволнованной поверхности на его корпус действуют силы поддержания, все время меняющие свою величину на отдельных участках длины судна. Максимального значения эти силы достигают тогда, когда судно идет курсом, перпендикулярным направлению волны, длина которой равна длине судна. При прохождении вершины волны у миделя, в средней части корпуса образуются избыточные силы поддержания с недостатком их в оконечностях. От неравномерного распределения сил поддержания в этом случае получается перегиб корпуса(рис. 40, а). Через короткий промежуток времени судно переходит на подошву волны, при этом избыток сил поддержания перемещается к оконечностям, отчего возникает прогиб корпуса (рис. 40, б). 

Вследствие качки судна, возникшей на волнении, на корпус действуют силы инерции, оказывающие на него дополнительное воздействие, а во время плавания с большой скоростью против крупной встречной волны при ударе днищевой частью носовой оконечности о воду (явление слеминга) возникают дополнительно ударные или динамические нагрузки. 
 

Рис. 40. Продольный изгиб судна на взволнованной поверхности воды: а —па вершине волны; б — на подошве волны. 

 

6. Маневренные характеристики судов и составов, их значение в судовождении.

Маневренность – это способность судна быстро изменять направление и скорость своего движения под действием работы движителей и рулевого устройства.

Маневренность каждого судна зависит от многих факторов, основными из которых являются конструктивные характеристики судна (отношение длины корпуса судна к его ширине, обводы корпуса, парусность, тип движительно-рулевого комплекса и т. д.) и эксплуатационное состояние судна (наличие крена, дифферента, состояние технических средств управления судном, средств автоматики, главных и вспомогательных механизмов и т. д.).

Маневренность судна зависит от степени воздействия на него внешних факторов – ветра, течения, глубины на судовом ходу и т. д. Совокупность эксплуатационно-технических свойств судна, обеспечивающих его перемещение по заданной траектории движения с необходимой скоростью, принято называть маневренными качествами данного судна. Основные маневренные качества (маневренные элементы) судна:
1. ходкость;
2. инерционные свойства;
3. управляемость.

Маневренные качества судна во многом зависят от технической оснащенности средствами движения и управления. Так, например, судно с раздельно управляемыми поворотными насадками по сравнению с аналогичным судном, но со спаренными насадками имеет значительные преимущества в маневренности.

Каждое судно обладает определенными пределами своей маневренности, которые характеризуют его маневренные возможности.

Маневренные качества судна определяют по специальной программе на заводских ходовых испытаниях после постройки, капитального ремонта и модернизации судна, в процессе эксплуатации.

Ходкостью судна называется способность судна развивать заданную скорость при определенной затрате мощности главных двигателей. Это одно из основных маневренных качеств судна.

Ходкость обеспечивается работой главных двигателей судна и характеризуется скоростью его движения.

В зависимости от характера действия гидродинамических сил на корпус судна и соответствующего положения его на ходу относительно поверхности воды различают следующие характерные режимы движения судна, т.е. режим плавания, переходный режим и глиссирование.

7. Элементы циркуляционного движения судов и составов. Поворотливость и устойчивость на курсе судов и составов.

Управляемостью называется способность судна быть поворотливым и устойчивым на курсе. Поворотливостью называется способность судна подчиняться действию руля, а устойчивостью на курсе — способность сохранять заданное направление движения. Вследствие влияния на движение судна различных возмущающих факторов (волн, ветра), для обеспечения устойчивости на курсе требуется постоянное вмешательство рулевого. Таким образом, качества, характеризующие управляемость судна, являются противоречивыми. Так, чем более поворотливо судно, т. е. чем быстрее оно меняет направление своего движения при повороте руля, тем менее оно устойчиво на курсе. При проектировании судна оптимальное значение того или иного качества выбирают в зависимости от назначения судна. Основным качеством пассажирских и грузовых судов, совершающих дальние рейсы, является устойчивость на курсе, а буксиров — поворотливость. Способность судна самопроизвольно отклоняться от курса под влиянием внешних сил называется рыскливостью. Для обеспечения требуемой управляемости в кормовой части судна устанавливают один или несколько рулей (рис. 12). Если на движущемся со скоростью v судне переложить руль на угол α, то на одну сторону руля начнет действовать давление набегающего потока воды — равнодействующая гидродинамических сил Р, приложенная в центре давления и направленная перпендикулярно к поверхности руля. Приложим в центре тяжести судна взаимно уравновешенные силы P1 и Р2, равные и параллельные Р. Силы Р и Р2 образуют пару сил, момент которой МВР поворачивает судно вправо, МВР = Рl, где плечо пары l= GA cosα + a. Схема сил Рис. 12. Схема сил, действующих на судно при перекладке пера руля. Приближенно можно считать, что центр тяжести судна лежит на мидель-шпангоуте, а величина а сравнительно мала. Тогда GA = 0,5L; l=0,5Lcosα и MВР=0,5PLcosα. Силу Р1 разложим на составляющие Q = P1 cosα = P cosα и R = P1 sinα = Psinα. Сила Q вызывает дрейф, т. е. перемещение судна перпендикулярно к направлению движения, а сила R уменьшает его скорость. Элементы циркуляции судна Рис. 13. Элементы циркуляции судна: DЦ – диаметр циркуляции; DТ – тактический диаметр циркуляции; β – угол дрейфа. Таким образом, сразу же после перекладки руля на борт ЦТ судна начнет описывать в горизонтальной плоскости кривую, постепенно переходящую в окружность, называемую циркуляцией (рис. 13). Диаметр окружности DЦ, которую начнет описывать центр тяжести судна после начала установившейся циркуляции называется диаметром циркуляции. Расстояние между ДП до начала циркуляции и после поворота судна на 180° — тактическим диаметром циркуляции DT. Мерой поворотливости судна является отношение диаметра циркуляции к длине судна. Угол между ДП судна и касательной к траектории движения судна при циркуляции, проведенной через центр тяжести судна, называется углом дрейфа β. При движении на циркуляции судно кренится на борт, противоположный перекладке руля, под действием центробежной силы инерции, приложенной в центре тяжести судна, и гидродинамических сил, приложенных к подводной части судна и рулю. Для обеспечения хорошей управляемости на малых ходах (в стесненной акватории, при швартовке), когда обычный руль неэффективен, применяют средства активного управления.

8. Инерционные характеристики судов и составов и их значение в судовождении.

Для судовождения наибольший интерес представляют расстояние и время, не- обходимые для погашения инерции судна или для развития максимальной скорости его движения. Эти параметры принято называть инерционными характеристиками.

К основным инерционным характеристикам судна (состава) относят:

1. торможение;

2. свободный выбег;

3. разгон.

   Торможение – процесс гашения инерции прямолинейного движения судна пу-

тем реверсирования движителей с переднего хода на задний (или наоборот) (рис. 1.3а). Торможение характеризуется величиной тормозного пути и временем тормо- жения. Тормозной путь – это расстояние, пройденное судном с момента подачи ко- манды «Стоп» и реверса движителей до полной остановки судна.

Время торможения – это время, затрачиваемое на процесс полного погашения инерции с помощью работающих движителей.

Выбег – процесс гашения инерции поступательного движения судна под дей- ствием сопротивления воды движению без активного участия работы движителей. Свободный выбег характеризуется расстоянием, которое проходит судно с момента подачи команды «Стоп» до момента полного прекращения прямолинейного движе- ния, и временем, затрачиваемым на этот процесс (рис. 1.3б).

Разгон – процесс достижения судном установившейся скорости при заданном режиме работы движителей.

Разгон характеризуется расстоянием и временем, необходимыми для достиже- ния установившейся скорости движения данного судна (рис. 1.3в) [6].

Рисунок 1.3 – Инерционные характеристики судна

9. Управляемость судов и составов под действием ветра.

 

10. Влияние мелководья на движущееся судно.

 

11. Характеристики движения судна на повороте реки. Соотношение габаритов пути и флота.

 

12. Нормирование управляемости. Международные и национальные требования к маневренным характеристикам судов.

 

13. Управление судами при встречах и обгонах. Требование Правил плавания к процессу расхождения. Гидродинамическое взаимодействие между движущимися судами.

Управление судами при расхождении состоит из следующих основных эле- ментов: определения на судовом ходу предполагаемого места встречи судов, выбора наиболее благоприятного места расхождения, выбора безопасного курса и скорости, согласования действий между судами по их расхождению и обмена отмашками, сближения судов и проследования одного из них мимо другого, вывода судна на курс после расхождения.

Место предполагаемой встречи судов судоводитель определяет визуально по береговым и плавучим ориентирам на местности с использованием навигационной карты этого участка пути. При этом он строго руководствуется информационными знаками, учитывает скорость своего и встречного судов, а также скорость течения на данном участке. Если место предполагаемой встречи окажется неблагоприятным для расхождения, необходимо заблаговременно наметить наиболее безопасное ме- сто расхождения, избрать нужные курс и скорость, с тем чтобы встреча судов про- изошла в намеченном месте.

Суда обязаны принимать все меры к безопасному расхождению, учитывать факторы, которые будут влиять на траекторию движущихся судов в процессе их расхождения: течение, ветер, габаритные размеры судового хода и его форму в плане, габаритные размеры своего и встречного судов, особенности управляемости в данных путевых условиях и др.

Рисунок 1.1 – Расхождение на малых траверзных расстояниях

Согласовав свои действия по расхождению, судоводители встречных судов после обмена отмашками дополнительно изменяют курс в соответствующую сторо- ну и в дальнейшем удерживают суда на параллельных курсах на безопасном рассто- янии от кромок судового хода и на безопасном траверзном расстоянии между бор- тами судов. В момент сближения судов (положение I) возникают сложные гидроди- намические процессы, отрицательно влияющие на управляемость. Для уменьшения отрицательного воздействия гидродинамических сил при расхождении на малых траверзных расстояниях заблаговременно уменьшают скорость судна, повышают

внимание к управляемости судна, чтобы при необходимости не только действовать рулевым органом, но и маневрировать движителями.

Маневр расхождения считается законченным тогда, когда кормовая часть од- ного судна пройдет траверз кормовой части другого, после этого каждое судно плавно отводят от кромки судового хода, увеличивают ход до полного (если его уменьшали), и судно продолжает рейс так же, как при движении в обычных услови- ях плавания.

Рассмотрим гидродинамические явления, сопровождающие процесс расхож- дения судов 1 и 2 на малых траверзных расстояниях без учета мелководья и близо- сти берега. В момент сближения носовых оконечностей (положение I) между скуло- выми частями корпуса образуется зона повышенного гидродинамического давления (показана знаком«+»), вследствие чего возникает сила взаимного отрыскивания су- дов Р . Для удержания судов на прямолинейном курсе рули на непродолжительное время перекладывают в сторону встречного судна.

В процессе дальнейшего движения (положение II), когда носовая оконечность каждого судна окажется примерно на траверзе миделя другого судна, произойдет перераспределение гидродинамических давлений. Со стороны внешних бортов силы давления Р на скуловую часть каждого судна больше, чем с противоположных, так как у миделя каждого судна образуется зона пониженного давления (показано зна- ком «–»). Вследствие разности давлений каждое судно устремится носом в сторону миделя встречного. В этом случае рули перекладывают в противоположную сторо- ну, чтобы не допустить столкновения судов. При прохождении каждым судном тра- верза другого судна (положение III) скорость потока воды между их корпусами рез- ко возрастает и гидродинамическое давление между бортами уменьшается. Вслед- ствие этого образуются силы взаимного присасывания судов, которые могут вызвать удар бортами. Для предупреждения этого явления необходимо удерживать суда по возможности на больших траверзных расстояниях, а в случае появления признаков присасывания кратковременно увеличить частоту вращения движителей и активнее действовать рулевым органом.

Дальнейшее движение одного судна мимо другого сопровождается явлениями, аналогичными тем, которые наблюдались в положениях I и II. В положении IV кор- мовые части судов стремятся сблизиться, а в положении V – отрыскнуть одна от другой. При этом суда стремятся отклониться в сторону от прямолинейного курса. Для удержания их на параллельных курсах (положения IV и V) до полного оконча- ния расхождения необходимо действовать рулевым органом, а в некоторых случаях и движителями.

В связи с тем что плавание по внутренним водным путям происходит, как правило, при ограниченных габаритных размерах судового хода, необходимо учи- тывать в процессе расхождения не только гидродинамические явления, возникаю- щие между корпусами движущихся судов, но и одновременное воздействие на них таких факторов, как мелководье и близость берега. В этих условиях характер и сте- пень влияния гидродинамических сил на движущиеся суда значительно сложнее и требуется учет их комплексного воздействия.

14. Особенности управления судами и составами при прохождении затруднительных участков пути (перекатов, каналов, шлюзов и др)

 

15. Швартовка и якорная стоянка судов и составов.

 

16. Снятие судов с мели

 

17. Управление судами и составами при неудовлетворительной видимости. Сущность радиолокационных методов судовождения на ввп.

 

18. Плавание судна в шторм. Силы, действующие на судно и груз.

 

19. Международные правила столкновения судов в море (МППСС-72). Структура. Правила плавания и маневрирования.

 

20. МППСС-72. Плавания судов при любых условиях видимости

 

21. МППСС-72. Плавание судов, находящихся на виду друг у друга.

 

22. МППСС-72. Плавание судов при ограниченной видимости.

 

23. Использование радиолокационных средств для предупреждения столкновений. Судовые РЛС. Ограничения радиолокационной информации.

 

24. Средства радиолокационной прокладки и их применение. Требования ИМО.

 

25. Буксировка судов. Тяговые расчеты. Расчет буксирных линий и скорости буксировки. Управление буксирующим и буксируемым судами.

 

26. Снятие судна с мели. Способы снятия судна с мели. Расчет усилий для снятия.

 

27. Борьба за живучесть судна. Спасение на море. Управление поврежденным судном.