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.

Рисунок 4.8 – Первый типовой случай состояния поврежденного судна

Первый случай (рис. 4.8). Затопление симметрично относительно ДП (Θ = 0), начальная остойчивость положительная (К_Θ > 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.

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. 4.9). Затопление несимметричное относительно ДП, начальная остойчивость положительная (К_Θ > 0), судно плавает с креном Θ₀, вызванным несимметричностью затопления.

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

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 Θ = 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. 4.10. Спрямляющий момент можно рассматривать как приращение восстанавливающего момента, вызывающего изменение диаграммы остойчивости поврежденного судна (рис. 4.10, а), или в качестве внешнего момента, считая диаграмму статической остойчивости неизменной (рис. 4.10, б).

Рисунок 4.9 – Второй типовой случай состояния поврежденного судна

Рисунок 4.10 – 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. 4.11). Затопление симметрично относительно ДП, начальная поперечная остойчивость отрицательная.

Рисунок 4.11 – Третий типовой случай состояния поврежденного судна

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_Θ < 0), так как плавать при Θ = 0 судно не может. Остойчивое положение равновесия судна в этом случае отвечает крену Θ₀´ на правый борт или крену Θ₀´´ 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.

Четвертый случай (рис. 4.12). Затопление несимметричное относительно ДП, так что ЦТ затопленных объемов смещен в сторону борта, вошедшего в воду. Начальная остойчивость поврежденного судна отрицательная.

Рисунок 4.12 – Четвертый типовой случай поврежденного судна.

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. 4.12) с углами крена Θ₀´ и Θ₀´´ (как и в третьем случае), первый из которых увеличен под действием момента m_0., а второй – уменьшен по той же причине.

Рисунок 4.13 – Процесс спрямления судна в четвертом типовом случае

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 Θ₀´´ в сторону, противоположную действию момента m₀, и способностью к переваливанию (до уменьшения m₀) судно не обладает. 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. 4.13.

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. 4.14). 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).

Рисунок 4.14 – Пятый типовой случай состояния поврежденного судна

Поврежденное судно плавает с начальным креном Θ₀´, обусловленным 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. 4.15 пунктиром показана диаграмма, отвечающая процессу восстановления остойчивости балластировкой. Как только диаграмма коснется оси углов при крене Θ₁, которому отвечает неостойчивое положение равновесия, произойдет переваливание судна на противоположный борт (до угла Θ_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 Θ₀´. 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.

Рисунок 4.15 – 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. 4.16). К концу восстановления остойчивости m_0б будет превосходить по величине m₀. Остаточный крен, вызванный избыточным обеспечивающим моментом m₀´, спрямляют за счет осушения части обеспечивающих отсеков.

Рисунок 4.16 – Процесс спрямления судна в пятом типовом случае

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 удержание нарастающего крена. Достигается это немедленным приложением спрямляющих моментов. Их наращивание должно быть приостановлено с прекращением нарастания крена.