OBSZAR

OBSZAR

MANEWROWAN

MANEWROWAN

IA STATKU NA

IA STATKU NA

KOTWICOWISK

KOTWICOWISK

U

U

Grzegorz Kowalczyk II mgr

MIEJSCE POSTOJU.

MIEJSCE POSTOJU.

Miejsce postoju statku na kotwicy to w przypadkach awaryjnych
miejsce losowe, a podczas zwyczajnej żeglugi — wybrane przez
kapitana lub wyznaczone przez niego na mapie, zgodnie z
miejscowymi przepisami, względnie zalecone przez instytucje
sporządzające mapy i pomoce nawigacyjne lub VTS.

GŁĘBOKOŚĆ MORZA W

GŁĘBOKOŚĆ MORZA W

MIEJSCU KOTWICZENIA

MIEJSCU KOTWICZENIA

Minimalną głębokość zapewniającą bezpieczeństwo
statku w czasie manewrowania i łukowania na kotwicy
oblicza się za pomocą wzoru:

Z

h

T

G







3

2

gdzie:

T - maksymalne zanurzenie statku [m],
h - maksymalna wysokość fali, jaka może

wystąpić na danym obszarze [m]
Z - zapas wody pod stępką plus rezerwa

nawigacyjna [m]

UKSZTAŁTOWANIE I RODZAJ

UKSZTAŁTOWANIE I RODZAJ

DNA

DNA

Ukształtowanie dna ma duże znaczenie dla warunków

pracy i zmian siły trzymania kotwicy. Kotwica trzyma

najlepiej, pracuje w korzystnych warunkach i zwiększa

się jej siła trzymania, gdy dno od kotwicy w kierunku

statku podnosi się i odwrotnie.

Statek łukując na kotwicy lub obracając się na kotwicy

w wyniku zmian na przykład kierunku prądu, zmienia

okresowo swoje położenie w stosunku do miejsca

kotwicy i ukształtowania dna. W związku z tym

warunki pracy, a tym samym siła trzymania kotwicy,

ulegają stałym zmianom.

RODZAJ DNA

RODZAJ DNA

Za dobry rodzaj dna (gruntu) uważa się takie,

w którym kotwica zagłębia się łatwo i głęboko, nie

pełznie na skutek wzrostu sił zewnętrznych

działających na statek, nie grozi jej uszkodzenie

przy rzuceniu, a przy odkotwiczeniu łatwo odrywa

się od dna.

Taki rodzaj dna tworzy glina z domieszką piasku,

gęsty muł i gęsty ił.

Średni rodzaj dna to rzadki ił, ił pomieszany z

piaskiem, drobny i gruby piasek, żwir i muszle.

Nieodpowiednim rodzajem dna są drobne kamienie,

duże kamienie, skały, lawy wulkaniczne i wystające

progi skalne.

SIŁY DZIAŁAJĄCE NA STATEK

SIŁY DZIAŁAJĄCE NA STATEK

NA KOTWICY

NA KOTWICY

Na statek stojący na kotwicy działają przede
wszystkim następujące siły:

• naporu wiatru na nawodną część kadłuba F

w

,

• naporu prądu na podwodną część kadłuba
F

p

,

• wywołane falowaniem, powstałe na skutek
kołysania i myszkowania statku.

Siłę naporu prądu na podwodną część kadłuba można

Siłę naporu prądu na podwodną część kadłuba można

ocenić w przybliżeniu za pomocą wzoru:

ocenić w przybliżeniu za pomocą wzoru:

gdzie:

VP - prędkość prądu [m/s];
B - szerokość statku [m],
T - zanurzenie statku [m].

T

B

V

F

P

P









2

2

,

452

Siłę naporu wiatru na nawodną część kadłuba można

Siłę naporu wiatru na nawodną część kadłuba można

ocenić w przybliżeniu za pomocą wzoru:

ocenić w przybliżeniu za pomocą wzoru:

A

V

F

W

W







2

674

,

0

gdzie:

V

W

– prędkość wiatru [m/s],

A - powierzchnia nawodnej części kadłuba, na którą działa
wiatr [m2]

Siła naporu wiatru

Siła naporu wiatru

Siła wiatru

[°B]

Prędkość wiatru

[m/s]

Siła naporu wiatru

[N/m2 ]

5

8,0 - 10,7

55,52 - 84,75

6

10,8 - 13,8

92,90 - 138,90

7

13,9 - 17,1

148,52 - 210,71

8

17,2 - 20,7

220,33 - 306.56

9

20,8 - 24,4

320,98 - 421,53

10

24,5 - 28,4

441,05 - 579,57

11

28,5 - 33,3

603,60 - 809,52

12

powyżej 33,3

ponad 809,52

SIŁA TRZYMANIA KOTWICY

SIŁA TRZYMANIA KOTWICY

Siła trzymania kotwicy zależy przede wszystkim od rodzaju i masy
kotwicy oraz od rodzaju dna i kąta, jaki tworzy dno z trzonem
kotwicy. Siłę trzymania kotwicy można obliczyć za pomocą wzoru:

87

,

0









K

g

M

F

K

K

Gdzie:

M

K

– masa kotwicy [kg]

g – przyspieszenie ziemskie [m/s]
K – współczynnik siły trzymania kotwicy
0,87 – współczynnik uwzględniający wyporność

kotwicy

W wielu przypadkach dla tego samego rodzaju kotwicy podawane
są różne wielkości współczynnika siły jej trzymania. Najczęściej
dla kotwic Halla wielkość współczynnika siły trzymania podawana
jest ogólnie od 3 do 5, dla kotwic admiralicji od 6 do 8, a dla
kotwic o podwyższonej sile trzymania od około 6 do 10.

Współczynnik trzymania kotwicy

Współczynnik trzymania kotwicy

Rodzaj dna

Współczynnik K

Kotwica Halla

Kotwica o

podwyższonej

sile trzymania

Płaska skała

pokryta cienką

warstwą iłu

1,3

2,8

Ił

2,2

8,0

Piasek

3,2

7,0

Glina

2,6

12,5

Piasek ze żwirem

3,4

7,6

Piasek pomieszany

ze żwirem i gliną

4,8

12,0

Należy pamiętać, że siła trzymania kotwicy zostaje zmniejszona,
jeżeli trzon kotwicy i części łańcucha nie leżą na dnie w jednej linii.
Jeżeli łańcuch jest odchylony od dna o około 10°, to siła trzymania
kotwicy zmniejsza się do około 60%.

Rysunek 1. Położenie łańcucha nie zmniejsza siły trzymania kotwicy.

Rysunek 2. Położenie łańcucha zmniejsza siłę trzymania kotwicy.

Długość łańcucha kotwicznego

Długość łańcucha kotwicznego

niezbędna do bezpiecznego postoju

niezbędna do bezpiecznego postoju

statku na kotwicy.

statku na kotwicy.

Siła trzymania kotwicy osiąga swą wielkość i nie zmniejsza się, gdy

trzon wraz z częścią łańcucha tworzą na dnie linię prostą.

Takie położenie trzonu i łańcucha zależy przede wszystkim od

długości wyluzowanego łańcucha i wielkości sił zewnętrznych

działających na statek.

Długość, a ściśle możliwość wyluzowania niezbędnej długości

łańcucha, uzależniona jest od głębokości morza w miejscu

kotwiczenia i stopnia wytrzymałości łańcucha.

Długość łańcucha określana jest „szeklami” (27,5 metra) w

słownictwie morskim.

Długość łańcucha kotwicznego niezbędna do

Długość łańcucha kotwicznego niezbędna do

bezpiecznego postoju statku

bezpiecznego postoju statku

Głębokość

w miejscu

kotwiczeni

a

Wytrzymałość łańcucha

zwykła

(stal

kat.1)

podwyższona

(stal kat.2)

wysoka

(stal

kat.3)

Długość łańcucha [m]

20

110

125

175

30

137

154

214

40

158

177

245

50

176

198

276

60

194

217

302

70

209

234

326

80

223

250

90

237

265

100

250

280

Sprzyjające warunki hydrometeorologiczne

Sprzyjające warunki hydrometeorologiczne

W sprzyjających warunkach hydrometeorologicznych dla krótkich postojów
niezbędna długość łańcucha powinna odpowiadać 3 do 6 odległościom
mierzonym od kluzy kotwicznej do dna.

W sprzyjających warunkach hydrometeorologicznych dla statków średniej
wielkości, gdy nie występuje falowanie, a rodzaj dna zapewnia uzyskanie
korzystnej wielkości siły trzymania kotwicy, można wyluzować następujące
długości łańcucha: przy głębokości morza wynoszącej około 25 m długość
łańcucha powinna być równa 4—krotnej wartości głębokości, przy 50 m — 3
—krotnej, zaś do 100 m — 2—krotnej.

Niekorzystne warunki hydrometeorologiczne. Luzowanie

Niekorzystne warunki hydrometeorologiczne. Luzowanie

dodatkowej długości łańcucha

dodatkowej długości łańcucha

W praktyce nawigacyjnej przyjęto, że w miarę pogarszania się warunków
pogodowych, w celu zwiększenia siły trzymania kotwicy luzuje się
dodatkowe długości łańcucha. Zasada ta jest w pełni racjonalna, gdy przy
kotwiczeniu wyluzowano niedostateczną długość. Jeżeli przy kotwiczeniu
wyluzowano niezbędną długość łańcucha, to luzowanie dodatkowej długości
nie zwiększy praktycznie siły trzymania kotwicy.

CZYNNIKI HYDROMETEOROLOGICZNE

CZYNNIKI HYDROMETEOROLOGICZNE

Przy wyborze miejsca zakotwiczenia należy przeanalizować

podstawowe czynniki, które warunkują możliwość zakotwiczenia

i bezpieczny postój statku na kotwicy:

• aktualna i prognozowana prędkość i kierunek wiatru oraz

wielkość występującego falowania,

• wielkość sił naporu prądu i wiatru na statek.

Jeżeli czynniki podstawowe i hydrometeorologiczne są sprzyjające,

a obliczona siła trzymania kotwicy jest wystarczająca, wówczas

można zdecydować się na zakotwiczenie.

Promień cyrkulacji

Promień cyrkulacji

Ważną czynnością związaną z oceną przestrzeni jest określenie wielkości
obszaru, w którym będzie poruszał się statek po zakotwiczeniu na skutek
obracania się na kotwicy, pod wpływem prądu i wiatru.
Promień cyrkulacji statku stojącego na kotwicy można obliczyć za pomocą
wzoru:

]

[

max

m

d

L

d

r

nK

PP

K







gdzie :

r

K

– promień okręgu manewrowego [m]

d

max

– maksymalna odległość dziobu statku od

kotwicy [m]

L

pp

– długość statku [m]

d

nK

– składowa nawigacyjna akwenu manewrowego

[m

Maksymalna odległość dziobu

Maksymalna odległość dziobu

statku od kotwicy

statku od kotwicy

]

[

)

(

2

2

max

m

h

H

l

d

K







Gdzie:

l – długość łańcucha kotwicznego [m]
H – głębokość kotwicowiska [m]
h

k

– wysokość kluzy od poziomu wody [m]

Składowa nawigacyjna akwenu manewrowego

Składowa nawigacyjna akwenu manewrowego

Składowa nawigacyjna akwenu manewrowego składa się z:

a) błąd pozycji rzucenia kotwicy
b) niekontrolowanej drogi dryfu na kotwicy
ad. a) błąd kołowy określania pozycji w momencie rzucenia kotwicy na
poziomie ufności 0.95
ad. b) dokładność i częstotliwość określania pozycji oraz prędkość

dryfowania

)

(

)

95

.

0

(

K

K

K

O

nK

t

v

M

d









gdzie:

M0(0.95) – błąd kołowy okr. pozycji w momencie rzucenia

kotwicy [m]

v

K

– prędkość dryfowania statku na kotwicy [m/s]



K

– częstotliwość kontrolowania pozycji [s]

t

K

– czas gotowości maszyny [s]

Ostatecznie promień cyrkulacji

Ostatecznie promień cyrkulacji

przyjmuje postać

przyjmuje postać

)

(

)

(

)

95

.

0

(

2

K

K

K

K

O

pp

K

h

H

l

t

v

M

L

r

















Tak obliczony promień cyrkulacji statku może być podstawą do

wyznaczenia miejsca rzucenia kotwicy.

W kręgu o promieniu równym promieniowi cyrkulacji, który

wykreślamy na mapie z miejsca rzucenia kotwicy, głębokości powinny

być równe lub większe od najmniejszej głębokości kotwiczenia.

W przypadku kotwiczenia w sąsiedztwie innych statków należy

uwzględnić ich promień cyrkulacji, przy czym trzeba wziąć pod uwagę

fakt, że w miarę wzrostu siły wiatru lub prądu statki te mogą

cyrkulować inaczej niż przewidziano i mogą powstać sytuacje grożące

zderzeniom.

nK

d

max

d

Przeciwdziałanie skutkom

Przeciwdziałanie skutkom

dryfu

dryfu

Fakt zauważenia momentu, w którym kotwica przestaje trzymać i rozpoczyna
się dryf statku, ma zasadnicze znaczenie. Aby nie przeoczyć tego momentu,
należy przede wszystkim systematycznie określać i analizować wybrane
pozycje obserwowane oraz warunki; hydrometeorologiczne i wielkości naporu
sił zewnętrznych na statek, jak również obserwować pracę łańcucha
kotwicznego. Niedopełnienie tych obowiązków może skończyć się
zdryfowaniem statku na mieliznę.

Możemy oczywiście przeciwdziałać dryfowaniu statku

Podstawowym warunkiem uzyskania najkorzystniejszej wielkości sił
trzymania kotwicy jest wyluzowanie właściwej długości łańcucha
kotwicznego w czasie kotwiczenia, gdyż luzowanie dodatkowej jego
długości podczas dryfu najczęściej nie przynosi, oczekiwanych
rezultatów. W sytuacji znajdowania się statku w dryfie wraz z
kotwicą skuteczne okazuje się jedynie wykorzystanie drugiej
kotwicy lub pracy silnikiem i sterem.

OBSZAR

OBSZAR

MANEWROWAN

MANEWROWAN

IA STATKU NA

IA STATKU NA

KOTWICOWISK

KOTWICOWISK

U

U

Grzegorz Kowalczyk II mgr