Microsoft Word - ms_smart_instrukcja_rev3_sep09

- 3 -

Spis treści

Wstęp .......................................................................................................................................  4

1. Obsługa programu symulacyjnego PC .............................................................................  6

Informacje ogólne  ....................................................................................................................  6
Funkcje zmiany zobrazowania (i inne) .....................................................................................  7
Panel wskaźników ....................................................................................................................  8
Panel wskaźników środowiska zewnętrznego ..........................................................................  9
Panel sterowania .......................................................................................................................  9
Ogólne kryteria oceny  ............................................................................................................  10

2. Ćwiczenia realizowane w programie symulacyjnym PC ..............................................  12

Ćw. 'k1'. Manewry 'człowiek za burtą' ...................................................................................  13
Ćw. 'k2'. Żegluga na torze głębokowodnym ..........................................................................  17
Ćw. 'k3'. Żegluga w kanale płytkowodnym ...........................................................................  23
Ćw. 'k4'. Wyprzedzanie i mijanie w kanale  ...........................................................................  28
Ćw. 'k5'. Samodzielne cumowanie lewą burtą .......................................................................  32
Ćw. 'k6'. Samodzielne cumowanie prawą burtą .....................................................................  39
Ćw. 'k7'. Samodzielne cumowanie rufą wpierw lewą burtą ...................................................  42
Ćw. 'k8'. Samodzielne cumowanie rufą wpierw prawą burtą ................................................  45

3. Ćwiczenia realizowane na symulatorze wizyjnym  ........................................................  48

Ćw. 's1'. Zapoznanie z symulatorem. Charakterystyki i próby manewrowe. Standardy IMO  49
Ćw. 's2'. Podejmowanie pilota  ...............................................................................................  50
Ćw. 's3'. Kotwiczenie w celu postoju .....................................................................................  51
Ćw. 's4'. Sztormowanie. Akcje ratownicze  ............................................................................  52
Ćw. 's5'. Sytuacje ekstremalne  ...............................................................................................  53

Załączniki ..............................................................................................................................  54

1. Hydrodynamiczne modele ruchu statku programu symulacyjnego  ...................................  55
2. Obsługa wind kotwicznych i cumowniczych w programie symulacyjnym .......................  57
3. Funkcja odtwarzania wykonanych manewrów w programie symulacyjnym  ....................  59

Status i kontrola zmian dokumentu (zarządzanie jakością) ............................................  60

- 4 -

Wstęp

Zgodnie z programem nauczania przedmiotu manewrowanie statkiem (MS) na kierunku

nawigacyjnym studiów dziennych (wszystkie specjalności) i zaocznych (specjalność transport
morski), zajęcia laboratoryjne (1 semestr, 25godzin), polegające na zdobywaniu praktycznych
umiejętności manewrowania przy użyciu symulatorów ruchu statku (komputerowych i
wizyjnych), odbywają się po zrealizowaniu całego cyklu wykładów (teoria i praktyka
manewrowania).

Dla specjalności transport morski studiów dziennych (TM-dzienny) przewidziano 12

spotkań 2 godzinnych oraz pojedyncze spotkanie 1h.

Grupy laboratoryjne dzielą się na pięć zespołów. Członkowie każdego zespołu oceniani

są indywidualnie w zakresie pytań kontrolnych (tzw. wejściówek) oraz wspólnie za
wykonany manewr (wyjątek- osoby nieobecne, p. dalej).

Uczestnictwo w zajęciach jest obowiązkowe. Usprawiedliwione nieobecności nie

zwalniają jednak z konieczności uzupełnienia umiejętności nabywanych w aktualnym
ćwiczeniu. Osoba nieobecna musi odrobić zajęcia w innym terminie i uzyskać samodzielnie
pozytywną ocenę z manewru.

Zajęcia laboratoryjne z manewrowania statkiem obejmują tematykę zebraną w Tab. 1.

Tab. 1. Pełny program laboratoriów MS.

lp. nr

ćwiczenia

stanowisko temat

1 s1

symulator wizyjny

(cała grupa)

Zapoznanie z symulatorem (wizyjnym Norcontrol -
system Norview oraz programem komputerowym
SMART). Charakterystyki i próby manewrowe.
Standardy IMO (manewrowe i informacyjne)

2 s2

symulator wizyjny Podejmowanie pilota. Żegluga w systemach

rozgraniczenia i VTS

program SMART Manewry 'człowiek za burtą'

Żegluga na torze głębokowodnym

Żegluga w kanale płytkowodnym

Wyprzedzanie i mijanie w kanale

7 s3

symulator wizyjny Kotwiczenie w celu postoju

program SMART Samodzielne cumowanie lewą burtą

Samodzielne cumowanie prawą burtą

Samodzielne cumowanie rufą wpierw lewą burtą

Samodzielne cumowanie rufą wpierw prawą burtą

12 s4

symulator wizyjny

(cała grupa)

Sztormowanie. Akcje ratownicze

13 s5

symulator wizyjny

(cała grupa)

Sytuacje ekstremalne

Ćwiczenia na komputerach PC z użyciem aplikacji SMART wykonywane są przez

poszczególne zespoły w kolejności wskazanej w Tab. 1 (uszeregowanie według stopnia
trudności) z uwzględnieniem rotacji wynikającej z przechodzenia kolejnego zespołu na
symulator wizyjny. Szczegóły podaje Tab. 2.

- 5 -

Tab. 2. Kolejność wykonywania ćwiczeń (rotacji zespołów).

nr zespołu

lp.

1 2 3 4 5

-9-

1 1 1 1

3 1 -9-

2 2 2

4 2 2 -9-

3 3

5 3 3 3 -9-

6 4 4 4 4 -9-
7 -10-

5 5 5 5

8 5 -10-

6 6 6

9 6 6 -10-

7 7

10 7 7 7 -10-

11 8 8 8 8

-10-

Z uwagi na specyfikę celów jakie stawia się przed laboratorium MS tzn. nabycie

umiejętności manewrowania, oraz małą efektywność dotychczasowej formy laboratorium,
wprowadzono w programie SMART automatyczną ocenę manewrów, rezygnując
jednocześnie ze sprawozdań, i generalnie zdecydowano się na szkolenie manewrowe w
zerowych warunkach hydrometeorologicznych. Warunkiem zaliczenia ćwiczenia jest
otrzymanie pozytywnej oceny wystawionej przez komputer. Jednakże ocena manewrowania
na symulatorze wizyjnym jest dokonywana bezpośrednio przez prowadzącego.

Ponieważ efektywny czas przeznaczony na manewry jest ograniczony do ok. 80 [min],

zaś poszczególne manewry trwają  średnio 10-18 [min], zaleca się pełną uwagę podczas
ćwiczeń w programie SMART. W przypadku stwierdzenia już na początku,  że przyjęty
sposób manewrowania nie rokuje nadziei na poprawne wykonanie, warto przerwać symulację
i zacząć manewr od nowa. Warunkiem zaliczenia laboratorium są pozytywne oceny ze
wszystkich  ćwiczeń i 'wejściówek'. Dodatkowe terminy do zaliczania należy konsultować z
prowadzącym ćwiczenia.

- 6 -

1. Obsługa programu symulacyjnego PC

Informacje ogólne

Program symulacyjny SMART, ze względu na wykorzystane modele ruchu statku, służy

do prowadzenia badań naukowych nad taktyką manewrową jednostek morskich w zadanych
warunkach ograniczenia hydraulicznego i hydrometeorologicznego akwenu manewrowego.
Tym samym nadaje się on również do prowadzenia szkolenia w zakresie manewrowania
statkiem, szczególnie do nauki jego podstaw. Program SMART jest chroniony prawami
autorskimi. Dane o dostępnych hydrodynamicznych modelach dynamiki manewrowania są
zawarte w załączniku 1.

SMART obsługiwany jest poprzez menu oraz belki narzędziowe (Rys. 1). Te ostatnie są

ruchome i można je ustawić w dowolnym miejscu okna programu.

Menu główne zawiera 4 pozycje:

• 'File'- ładowanie plików startowych,

• 'View'- włączanie belek narzędziowych,

• 'Run'- uruchamianie symulacji,
• 'Help'- informacja o aplikacji SMART.

Domyślnie wyświetlane są trzy belki: systemowa (służąca m.in. do sterowania

zobrazowaniem, 'System Toolbar'), panel wskaźników ('Motion Display') oraz panel
sterowania ('Steering Control'). Inne belki są dostępne po wybraniu odpowiednich pozycji w
menu View:

- panel

wskaźników środowiska zewnętrznego ('Env. Display'),

- panel sterowania windami kotwicznymi i wskaźników pracy łańcuchów kotwicznych

('Anchor Control'),

- panel sterowania windami cumowniczymi ('Mooring Control'),
- panel

wskaźników pracy lin cumowniczych ('Mooring Display').

Wymienione powyżej trzy ostatnie pola obsługi są szczegółowo omówione w

załączniku 2.

identyfikator

akwenu/modelu/ćwiczenia

główne

belka systemowa

panel wskaźników

panel sterowania

Rys. 1. Ekran początkowy programu SMART.

- 7 -

Najważniejsze do pracy aplikacji są funkcje/polecenia (w kolejności ich wywoływania) :

- 'File': - 'Open Area...' -

ładowanie obszaru manewrowego (akwenu) [.MAP] ,

'Open MM...' -

ładowanie matematycznego modelu manewrowania statkiem

własnym (jego hydrodynamiki) [.HDB],

'Open Exercise...' - ładowanie ćwiczenia [.EXC] tj. ustawień początkowych

oraz warunków zewnętrznych,

- 'Run': - 'Start' - uruchamianie symulacji (m.in. licznika czasu),

'Stop' - zatrzymywanie symulacji i automatyczna ocena manewru.

Wszystkie pliki składowe symulacji tzn. obszar manewrowy [.MAP], model

hydrodynamiczny statku [.HDB], oraz ćwiczenie [.EXC] można dowolnie przeładowywać w
trakcie pracy z programem (symulacja musi być zatrzymana). W celu powtórzenia
nieudanego manewru wystarczy wgrać na nowo tylko plik ćwiczenia, akwen manewrowy
oraz model jednostki są bowiem pamiętane.

Format plików [.MAP] oraz [.EXC] jest tekstowy, co umożliwia formułowanie własnych

zadań manewrowych. Temu celowi służy również postać tekstowa plików z kryteriami oceny
manewrowania [.CRI]- przykład zamieszczono w podkatalogu 'User'. Jednakże ze względu na
zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa w przyjętej formie szkolenia
manewrowego, zbiory kryteriów dla ośmiu podstawowych ćwiczeń w programie SMART są
zabezpieczone przed nieuprawnionym dostępem. W obecnej wersji aplikacji pojawiła się
bardzo pożyteczna funkcja odtwarzania wykonanych manewrów (p. zał. 3).

Funkcje zmiany zobrazowania (i inne)

  - Zwiększenie zakresu obserwacji (dwukrotne), domyślna skala: 1 [piksel] = 1[m]
  -  Zmniejszenie zakresu obserwacji (dwukrotne)
  - Przesunięcie ekranowe pozycji statku własnego (kliknięciem należy wskazać

nową pozycję), odpowiadające zmianie środka zobrazowania w technologii
radarowej

- Przejście do zobrazowania ruchu względnego zorientowanego względem północy

(RM/N-UP) i ewentualny powrót, domyślne zobrazowanie - ruch rzeczywisty
zorientowany względem północy

- Jw. lecz zorientowanie względem dziobu (RM/H-UP))
- Przełącznik trybu pracy logu: względem dna ('g')- względem wody ('w')

- Przesunięcie geograficzne pozycji statku własnego (kliknięciem należy wskazać

nową pozycję), nie ma odpowiednika w rzeczywistości

- Symulacja ruchu jednostki w czasie przyspieszonym z pełną rejestracją

parametrów ruchu, sterowań i sił zewnętrznych- opcja udostępniona
Użytkownikowi dla celów naukowo-badawczych w zakresie modelowania
dynamiki manewrowania statku (p. warunki licencji programu SMART), czas
symulacji - 20[min] (licząc od momentu włączenia tego przycisku), nastawy
urządzeń sterujących - aktualne (ostatnio wybrane) polecenia manewrowe, nazwa
pliku tekstowego- 'run_fast00.out', nagłówki kolumn umieszczono w pliku 'User/
fast_output_format.xls'

- Wybieranie punktów mocowania cum - polerów na nabrzeżu (kliknięciem należy

wskazać przybliżoną pozycję żądanego polera)

- 8 -

Panel wskaźników

Wskaźnik Nazewnictwo

polskie

Jednostka

time

czas symulacji

- [gg:mm:ss]

surge velocity

prędkość wzdłużna

- [w], indeks 'g/w' jako

względem 'dna/wody'

heading

kierunek ustawienia dziobu

(kurs rzeczywisty statku)

- [

°]

sway velocities (F, M, A)

prędkości poprzeczne (dziób,

owręże, rufa)

- [w], '+' na prawą burtę,

indeks 'g/w' jako względem
'dna/wody'

drift (at midship)

kąt dryfu (owręże)

- [

°], '+' na lewą burtę

yaw velocity

prędkość kątowa

- [

°/min], '+' na prawą burtę

(propulsion) throttle

nastawa napędu

- [-], jako ułamek nastawy

maksymalnej

rudder angle

wychylenie steru

- [

°] ('+' to starboard)

(M/E) rpm

prędkość obrotowa

silnika/śruby

- [1/min]

(propeller) pitch

skok śruby

- [%], jako procent skoku

konstrukcyjnego

M/E mode

tryb regulatora przeciążenia

silnika głównego

- [0/1], '0'- redukcja obrotów

silnika, '1'- redukcja skoku
śruby

BT throttle

nastawa dziobowego steru

strumieniowego

- [-], jako ułamek nastawy

maksymalnej, '+' na prawą
burtę

If Aground

kolizja z obiektami stałymi i

ruchomymi

- [Yes/No], jako 'tak/nie'

If Fender

kontakt z odbojnicą

- [Yes/No], jako 'tak/nie'

- 9 -

Panel wskaźników środowiska zewnętrznego

'TRUE'- wartości absolutne, 'REL'- wartości względne (bezwymiarowe dla warunków hydraulicznych)

Wskaźnik Nazewnictwo

polskie

Jednostka

current

prąd

[

°] - kierunek, [w] - prędkość, 'P/S'

- oznaczenie kierunku względnego
(liczonego od dziobu) jako 'LB/PB'

wind

wiatr

[

°] - kierunek, [w] - prędkość, 'P/S'

- oznaczenie kierunku względnego
(liczonego od dziobu) jako 'LB/PB',
wartości względne kierunku i
prędkości oznaczają tzw. wiatr
pozorny

wave

falowanie

[

°] - kierunek, [m] - znacząca

wysokość fali, 'P/S' - oznaczenie
kierunku względnego (liczonego od
dziobu) jako 'LB/PB'

depth

głębokość akwenu

[m], wartość względna jako

stosunek głębokości do zanurzenia
[-]

width

szerokość akwenu

[m], wartość względna jako

stosunek szerokości akwenu do
szerokości statku [-]

UKC

zapas wody pod stępką

[m], wartość względna jako

stosunek zapasu wody do
zanurzenia [-]

Panel sterowania (pola list wyboru poleceń manewrowych)

BT - Nastawy dziobowego steru strumieniowego (ang. 'bow thruster').

M/E - Nastawy napędu głównego (ang. 'main engine throttle'), w przypadku śruby

nastawnej (ang. 'CPP') tzw. tryb kombinowany.

- Nastawy steru rufowego (ang. 'stern rudder').

- 10 -

Ogólne kryteria oceny

W poniższej Tab. 4 przedstawiono przyczyny negatywnej (ang. 'non-qualifying') oceny

manewrów (według malejącego umownego priorytetu):

Tab. 4. Rodzaje oceny negatywnej manewru.

Nazewnictwo angielskie

Nazewnictwo polskie

Objaśnienia

User's interference

ingerencja użytkownika

pliki akwenu, modelu i ćwiczenia nie
odpowiadają bazowym plikom kryteriów
- błąd często wynika z braku właściwej
procedury inicjalizacji plików po
zatrzymaniu i ponownym uruchomieniu
symulacji (należy przeładować tylko plik
EXC) bądź użyciu opcji odtwarzania-
historii (trzeba wgrać ponownie wszystkie
trzy pliki)

Control panel activated before startup

aktywacja urządzeń
sterujących przed startem
symulacji

zmiana nastaw steru strumieniowego,
napędu lub steru rufowego zanim
uruchomiono symulację - należy
zachować początkowe ustawienia
przewidziane w pliku EXC

OS position offset

przesunięcie ręczne
pozycji statku własnego

niedozwolone naruszenie dynamiki ruchu
jednostki (przeskok pozycji) w jazdach na
ocenę- opcja używana generalnie do
szybkiego przećwiczenia wybranych
(trudniejszych) elementów (etapów)
manewru jako ocenianego tylko w całości

Activation of 'aground/coll.' state

kolizja z obiektami
stałymi i ruchomymi

zetknięcie z brzegiem, oznakowaniem
nawigacyjnym, dnem (m.in. wskutek
osiadania), innymi statkami,
przekroczenie wytrzymałości odbojnicy -
w takiej sytuacji nie ma praktycznej
możliwości samodzielnej kontynuacji
manewru (należy ponownie uruchomić
ćwiczenie)

Fender contact

dotknięcie odbojnicy

niepożądany kontakt z odbojnicą z punktu
widzenia aktualnych celów
szkoleniowych (np. znaczące ułatwienie
manewru)

Bow thruster operation

użycie dziobowego steru
strumieniowego

patrz jw.

Moorings operation

użycie cum

patrz jw.

Anchor operation

użycie kotwicy

patrz jw.

Violation of manoeuvring practice

naruszenie pozostałych
zasad praktyki
manewrowej

nieprzestrzeganie innych ograniczeń
narzuconych na manewr (podawanych
przy opisie poszczególnych ćwiczeń)
podyktowanych również celami
szkoleniowymi

No action taken

brak działania

zbyt mała aktywność w komendach na
ster i do maszyny

Violation of final requirements

naruszenie końcowego
stanu ruchu jednostki

przekroczenie dopuszczalnego zakresu
końcowych parametrów ruchu
(podawanego przy opisie poszczególnych
ćwiczeń) nie uwzględnionych w ocenach
cząstkowych

Violation of maximum/minimum time naruszenie wymagań

czasowych

czas wykonania manewru (najczęstszy
przypadek- przekroczenie dopuszczalnego
czasu) leżący poza granicami oceny
najniższej

- 13 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k1. Manewry 'człowiek za burtą'

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności wykonywania pełnej pętli Williamsona w momencie wypadnięcia

rozbitka aż do pełnego zatrzymania statku w warunkach bezwietrznej pogody.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

wykładów, ćwiczeń rachunkowych bądź praktyk morskich przewidzianych programem
studiów w odniesieniu do manewrowania statkiem. Szczególny nacisk należy położyć na
szczegółowe problemy manewrowania wymienione i krótko scharakteryzowane w kolejnym
punkcie. Nie należy ograniczać się do poniższego tekstu - obowiązuje znajomość pełnej
literatury przedmiotu według zamieszczonego wykazu.

Zagadnienia teoretyczne

Manewry ratowania rozbitka (podchodzenia) zwane manewrami 'człowiek za burtą' (ang.

MOB - 'man over board') polegają na najdokładniejszym i najszybszym znalezieniu się w
pozycji rozbitka, odpowiedniej redukcji prędkości czy ewentualnym zatrzymaniu statku w
celu opuszczenia łodzi ratowniczej do jego podjęcia. Zatrzymanie statku przy rozbitku jest
szczególnie konieczne w warunkach wiatru i falowania, gdy zachodzi potrzeba osłonięcia
obszaru podejmowania rozbitka od czynników hydrometeorologicznych (ang. 'leeway').

Różne rodzaje manewrów 'człowiek za burtą' są klasyfikowane zasadniczo według tego

czy istnieje opóźnienie w rozpoczęciu manewru.

Jeśli manewr jest inicjowany po pewnym czasie od wypadnięcia rozbitka, zaleca się

stosowanie tzw. pętli Williamsona lub Scharnowa wprowadzających statek na kontrkurs
pokrywający się bezpośrednio ze śladem torowym. Należy pamiętać, że każdy statek ma
specyficzne parametry obu pętli, które wyznacza się podczas prób morskich (stoczniowych
lub eksploatacyjnych). Fakt powrotu statku w swój ślad torowy przy współczesnym rozwoju
nawigacji (wprowadzenie systemu GPS) ma znaczenie już trochę historyczne, gdyż
dysponujemy najczęściej pełną i dokładną trajektorią statku.

Przy akcji natychmiastowej w momencie wypadnięcia człowieka, poleca się szczególnie

manewr pojedynczego zwrotu (ang. 'single turn'), znany również pod nazwą zwrotu o 240[

°]

lub 270[

°], jak również wspomnianą pętlę Williamsona. Należy zaznaczyć, że na danym

statku manewr pojedynczego zwrotu jest skuteczny tylko dla jednej ściśle określonej zmiany
kursu (np. 240[

°] albo 270[°]), co jest zdeterminowane właściwościami manewrowymi

jednostki, a szczególnie położeniem trajektorii cyrkulacji ustalonej względem pozycji
wyjściowej. Dla statków o małej zwrotności początkowej w stosunku do średnicy cyrkulacji
ustalonej najczęściej będzie to manewr zmiany kursu o 240[

°] lub jeszcze mniej. Na

płytkowodziu w wielu przypadkach dojdzie do manewru 270[

°]. Manewry pojedynczego

zwrotu można uogólnić i objąć wspólną nazwą 'zwrotów o kąt

β' (np. [Nowicki, 1999]), gdzie

kąt

β dobiera się dla danej jednostki w drodze prób. Przebieg manewrów jest następujący.

Utrzymując prędkość CN-morska należy wychylić ster na burtę i wprowadzić statek w
cyrkulację. Około 30[

°] przed osiągnięciem zmiany kursu o kąt β trzeba rozpocząć wytracanie

prędkości kątowej przełożeniem steru na środek lub burtę przeciwną. Czas zatrzymania
cyrkulacji powinien być jak najkrótszy. Rozbitek po wejściu statku na kurs różny od
początkowego o kąt

β będzie się znajdował dokładnie przed dziobem.

- 14 -

Najefektywniejszym sposobem wykonania manewru pojedynczego zwrotu przy

utrzymywaniu kontaktu wzrokowego z rozbitkiem jest utrzymywanie początkowego
wychylenia steru na burtę aż do momentu kiedy rozbitek znajdzie się w kącie kursowym ok.
30[

°]. Wówczas należy zacząć wstrzymywanie zwrotu statku, tak by po ustaleniu się kursu

statek kierował się na rozbitka. Taka metoda jest skuteczna w dowolnych warunkach
zewnętrznych. Odległość dziobu statku do rozbitku w momencie zatrzymania zmiany kursu w
manewrze pojedynczego zwrotu wynosi w przybliżeniu 3 długości statku (3L). Dlatego
powinno się bezzwłocznie rozpocząć zatrzymywanie statku (mimo, że spora część prędkości
została wytracona na cyrkulacji).

Jak zostało już wspomniane, w momencie wypadnięcia rozbitka można wykonać również

pętlę Williamsona. Podążając prędkością CN-morska wychyla się ster na burtę. Po odejściu
od kursu początkowego o pewien kąt

α przekłada się ster na burtę przeciwną. Ok. 30[°] przed

kontrkursem należy rozpocząć zatrzymanie cyrkulacji (ster na środek lub burtę przeciwną
zależnie od zdolności manewrowej statku) tak by wejść na kontrkurs. O powodzeniu
manewru (wejście w pierwotny ślad torowy) zasadniczo decyduje kąt

α. Kąt ten należy

wyznaczyć indywidualnie dla każdej jednostki. Dla statków rozwijających znaczne prędkości
kątowe może być on nawet niższy od 30[

°]. Dobrą wskazówką praktyczną przy określaniu

kąta

α jest to, aby po zatrzymaniu zwrotu drugim (przeciwnym) wychyleniem steru statek nie

odszedł od kursu początkowego więcej niż ok. 60[

°]. Należy tutaj pamiętać, że zalecenia

[IAMSAR, 1998] odnośnie kąta początkowej zmiany kursu w pętli Williamsona są bardzo
zgrubne i raczej nie należy na nich polegać. Odległość do rozbitka w momencie wejścia na
kontrkurs jest dłuższa dla pętli Williamsona i wynosi średnio 5 długości statku (5L).
Wydłużenie drogi hamowania jest zatem w pewnych sytuacjach korzystne.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex1_mob

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex1_mob1

Należy wykonać pętlę Williamsona (pierwsze wychylenie steru w prawo), której

początkowa faza wygląda następująco (uwarunkowana właściwościami manewrowymi
modelu 'chem100'):
1. w ciągu pierwszych 5[s] musi zostać wydane polecenie ster 35[

°]PB, statek zaczyna

obracać się w prawo,

2. na kursie w granicach 020

±5[°] należy przełożyć ster w pozycję 35[°]LB,

3. na kursie w przedziale 220

±5[°] trzeba ustawić ster na 0[°],

4. od kursu <190[

°] jest pełna swoboda w manewrowaniu (również w zakresie poleceń do

maszyny), choć najlepiej jest jeszcze przełożyć ster 15[

°]PB do całkowitego zatrzymania

cyrkulacji (mimo spełniania wszystkich kryteriów manewrowych IMO, model ma pewną
dynamiczną niestateczność kursową przejawiającą się m.in. w małej efektywności steru w
pozycji środkowej).

Naruszenie powyższych zasad spowoduje ocenę negatywną manewru i wywoła

komunikat ''Violation of manoeuvring practice". Należy zwrócić również uwagę na ryzyko
innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd - patrz Tab. 4. Są to m.in użycie steru
strumieniowego lub kotwicy. Nieprawidłowe jest także wydanie poleceń manewrowych przed
rozpoczęciem symulacji.

Sytuację początkową przedstawia Rys.2.

- 15 -

14.1[w]

Rys. 2. Pozycja startowa statku w ćw. 1.

Przykładowy poprawny przejazd jest zilustrowany na Rys. 2a w dwojakiej formie -

sylwetki statku są wyświetlane w odstępach czasu co 10[s] (z lewej) oraz w momentach
wydawania poleceń na telegraf lub ster (z prawej).

Rys. 2a. Przykład udanego manewru.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- nastawa telegrafu: 0[-],
- nastawa steru: 0[

°],

- aktualny

skok

śruby: 0[%],

- prędkość wzdłużna (moduł):

≤0.3[w],

- prędkość kątowa (moduł):

≤8[°/min],

- czas

manewru:

≤13[min],

- wzdłużne położenie rozbitka (względem owręża):

≤0.5[L

] tzn. rozbitek musi się znaleźć

między pionami,

- poprzeczne

położenie rozbitka (względem burty):

≤1.5[B] tzn. rozbitek nie może być

dalej niż 1.5 szerokości statku od jego burty (uwaga: rozbitka można podejmować
z dowolnej burty)

- 16 -

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzą:

a) czas manewru, waga 0.33,

≤8[min]- ocena cząstkowa 5, 13[min]- 2,

b) poprzeczne

położenie rozbitka, waga 0.33,

≤0.6[B]- 5, 1.5[B]- 2,

c) wzdłużne położenie rozbitka, waga 0.33,

≤0.1[L

]- 5, 0.5[L

]- 2.

Rozbitka można podejmować dowolną burtą. Rozjechanie rozbitka będzie sygnalizowane

jako 'aground'.

Literatura

[1] Benedict K., Hilgert H.: Mann-über-Bord: Manöverfestlegung zur schnellen Bahnrückführung.

Seewirtschaft, vol. 19, no. 5, 1987.

[2]

International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual (IAMSAR Manual). Vol. III- Mobile
Facilities, IMO/ICAO, London/Montreal, 1998.

[3] Nowicki

A.:

Manewrowanie statkami w warunkach specjalnych. Oderraum, Szczecin, 1992.

[4] Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (podstawy teorii i praktyki). Trademar, Gdynia,

1999.

[5]

Nowicki A., Kabaciński J.: Podstawy manewrowania statkiem (kurs manewrowania na symulatorze).
WSM, Szczecin, 1999.

- 17 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k2. Żegluga na torze głębokowodnym

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności pokonywania wąskich zakrętów na akwenie głębokowodnym

podczas bezwietrznej pogody poprzez wykorzystanie tzw. manewrów silnych.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

Do zmiany kursu (wywoływania prędkości kątowej) powszechnie służy ster rufowy,

będący często jedynym urządzeniem sterującym w dyspozycji nawigatora. Ster jest
umieszczany zawsze za śrubą napędową statku. Taka lokalizacja poprawia efektywność steru
przez wzrost prędkości jego opływu. Nawet w warunkach pływania ustalonego prędkość
strumienia zaśrubowego jest większa od prędkości występującej bezpośrednio za kadłubem
(mniejszej od prędkości statku o wpływ strumienia nadążającego).

Prędkość kątowa

nie jest jedynym wyznacznikiem zwrotności statku. Równie

ważnym, szczególnie ze względów nawigacyjnych, jest promień krzywizny trajektorii środka
ciężkości, który w uproszczeniu wyraża się następująco (wzór jest ścisły dla ustalonego kąta
dryfu-

β= const):

]

rad

[

]

[

, gdzie v

- długość wektora prędkości liniowej statku

lub bezwymiarowo jako:

]

[

, gdzie L- długość statku.

Z punktu widzenia manewrowania na akwenach ograniczonych, im promień krzywizny

jest mniejszy tym lepiej. Idealna sytuacja panuje wówczas, gdy dużej prędkości kątowej
towarzyszy mała prędkość liniowa na cyrkulacji.

Analizując wyniki prób morskich bądź symulacji ruchu i ograniczając rozważania do

aspektów kinematycznych można stwierdzić, że:

a) 'najciaśniejsze' cyrkulacje dla tych samych prędkości ruchu uzyskuje się przy

największych wychyleniach steru- kąt wychylenia steru bezpośrednio wpływa na
prędkość kątową,

b) cyrkulacje przy tym samym wychyleniu steru lecz różnych prędkościach są

porównywalne, choć większej prędkości liniowej towarzyszy proporcjonalnie większa
prędkość kątowa- patrz Rys. 3 i 4 dotyczący modelu 'chem100', gdzie linią ciągła
oznaczono cyrkulacje CN-35[

°], PN-35[°], WN-35[°], BWN-35[°].

Gdyby nie było żadnych innych środków lub metod wspomagania zwrotności statku,

mógłby się on poruszać wyłącznie po względnie łagodnych trajektoriach, odpowiadających
wykresom klasycznych cyrkulacji. Część dróg wodnych byłaby zatem niedostępna dla danej
jednostki.

- 18 -

W związku z powyższym, w praktyce i teorii manewrowania zwraca się mocno uwagę na

manewry silne (ang. 'kick ahead'). Ich istota polega na tym, że przed wejściem w zakręt
statek ma zredukowaną prędkość. W odpowiednim momencie wykłada się ster na burtę (z
powodu długich czasów przekładania płetwy sterowej można stosować nieco mniejsze kąty) i
chwilowo zwiększa się nastawę napędu tzn. obroty silnika głównego lub skok śruby
nastawnej. Należy pamiętać, że po pewnym czasie zacznie rosnąć prędkość liniowa (wskutek
naturalnego przyspieszania), co traktuje się jako niepożądane zjawisko uboczne. Manewr
silny kończy się w odwrotnej kolejności, wpierw powraca się do pierwotnej nastawy napędu,
a dopiero potem samego steru.

Niezwykłe korzyści osiągane manewrami silnymi wynikają zasadniczo z tego, że

prędkość strumienia zaśrubowego, który dominuje w całkowitym opływie steru, jest zależna
przede wszystkim od nastawy napędu (obrotów silnika głównego bądź skoku śruby) i w
znikomym stopniu tylko od prędkości poruszania się statku. Wielkość strumienia
zaśrubowego w ujęciu ilościowym świetnie wyjaśnia tzw. teoria pędnika idealnego.

Silny strumień zaśrubowy wraz z odpowiednim wychyleniem steru decydują o

wartościach sił na sterze i tym samym osiąganych prędkościach kątowych, które przy małych
prędkościach liniowych zapewniają pożądane zachowanie jednostek na zakrętach. Rys. 3 i 4
pokazują dla porównania także kinematykę ruchu podczas stosowania manewrów silnych-
BWN/CN-35[

°], WN/CN-35[°], BWN/CN-15[°], WN/CN-15[°]. Pierwsza część nazwy

odnosi się do początkowej prędkości pływania, druga część oznacza nastawy napędu i steru.
Warto zaobserwować jak istotny zysk wprowadza najskuteczniejszy z manewrów BWN/CN-
35[

°] oraz, że manewry BWN/CN-15[°] i WN/CN-35[°] są niemalże równorzędne.

100

200

300

400

-100

100

200

300

120

160

120

240

360

BWN-35

WN-35

PN-35

CN-35

BWN/CN-35

WN/CN-35

BWN/CN-15

czas[s]

CN-35

BWN-35

BWN/CN-15

WN/CN-35

WN/CN-15

BWN/CN-35

[

°/min]

y[m]

x[m]

WN/CN-15

Rys. 3. Trajektorie środków ciężkości. Rys. 4. Prędkość kątowa w funkcji czasu.

Innym ważnym zagadnieniem uwzględnianym szeroko w manewrowaniu statkiem jest

tzw. chwilowy środek obrotu i jego umiejscowienie na statku.

Istotą kinematyki zwrotu statku jest to, że prędkości kątowej zawsze towarzyszy pewna

prędkość poprzeczna v

środka ciężkości statku. Jest ona skierowana w kierunku burty

zewnętrznej w stosunku do środka cyrkulacji. Przy wstrzymywaniu zwrotu prędkość kątowa
zanika, jednakże przez pewien moment utrzymuje się jeszcze prędkość poprzeczna (spada
wolniej). Z tego ostatniego powodu, dla statków pełnotliwych na równej stępce może
zaistnieć zjawisko ponownego wzrostu prędkości kątowej i stąd zachodzi konieczność
przytrzymania kontrującego wychylenia steru.

- 19 -

Podczas cyrkulacji, tzw. lokalne prędkości poprzeczne na rufie i dziobie statku są inne od

tej istniejącej w środku ciężkości. Na rufie prędkość poprzeczna jest większa, na dziobie zaś
mniejsza. Wynika to z tego, że na rufie składowa lokalnej prędkości poprzecznej pochodząca
z ruchu obrotowego dodaje się do składowej czystego ruchu poprzecznego (równej również
v

), podczas gdy na dziobie jest odwrotnie. Chwilowym środkiem obrotu jest punkt, w którym

lokalna prędkość poprzeczna (i tym samym lokalny kąt dryfu) redukuje się do zera. Złożony
ruch statku, będący w ogólności połączeniem trzech ruchów tzn. ruchu wzdłużnego,
poprzecznego i obrotowego (względem środka ciężkości) można zastąpić dwoma ruchami
składających się z ruchu wzdłużnego i obrotowego względem chwilowego środka obrotu.
Położenie tego ostatniego (odniesionego do środka ciężkości lub owręża) jest określone ścisłą
zależnością kinematyczną:

]

rad

[

]

[

−

lub w mierze względnej jako:

]

[

Chwilowy środek obrotu leży najczęściej po przeciwnej stronie niż miejsce przyłożenia

sił sterujących. Podczas manewrów sterem rufowym lub wskutek bocznego działania śruby
przy hamowaniu aktywnym statku, jest on położony wprzód od owręża. Pozycja chwilowego
środka obrotu jest mniej więcej stała dla danej jednostki, aczkolwiek potrafi się zmieniać w
pewnych granicach. Przedstawia to wykres na Rys. 5 dotyczący modelu 'chem100'
i poprzednio omawianych cyrkulacji i manewrów silnych- położenie chwilowego środka
obrotu mieści się w granicach 0.3

÷0.5 L (bądź 0÷0.2 L liczonych od dziobu). Literatura

przedmiotu często mówi o średnich wartościach dla statków morskich rzędu 0.25

÷0.3 L

mierzonych względem dziobu, co należy traktować raczej orientacyjnie i aktualne wartości
przyjmować np. według parametrów cyrkulacji ustalonej.

0.2

0.4

0.6

120

180

240

300

360

BWN-35

WN-35

PN-35

CN-35

BWN/CN-35

BWN/CN-15

WN/CN-35

WN/CN-15

czas[s]

[-]

Rys. 5. Względne położenie chwilowego środka obrotu.

Znaczenie praktyczne położenia chwilowego środka obrotu w kierunku dziobu jest

ogromne. Przy pokonywaniu zakrętów należy bowiem pamiętać, że rufa porusza się na
większym promieniu i prawidłowym działaniem przed zwrotem jest zejście z osi toru
wodnego w stronę wewnętrzną tak aby 'pomieścić rufę'. Przykładowe zachowanie rufy na
zwrocie ilustruje Rys. 6 odnoszący się do manewru silnego BWN/CN-35

° (model 'chem100').

- 20 -

Ze względu na liczbę czynników jakie należy brać pod uwagę podczas rzeczywistego

manewrowania (m.in. zmienność kształtu drogi wodnej, istniejące warunki pogodowe,
charakterystyka manewrowa jednostki, zaufanie do własnych umiejętności), wypracowanie
konkretnych wielkości nastaw manewrowych i momentów ich zastosowania pozostawia się,
mimo rozwoju współczesnej techniki, wciąż doświadczeniu samego nawigatora, które zdobyć
można jedynie w drodze praktyki.

100

200

300

400

-100

100

200

300

y[m]

x[m]

BWN/CN-35

Rys. 6. Przemieszczanie rufy na zwrocie.

Znajomość ogólnych zasad manewrowania umożliwia jedynie wskazanie możliwości

wykonania danego manewru i ewentualnie przygotowanie jakościowego planu (strategii)
manewru.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex2_gsteer

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex7_berth_aftport1

Należy przepłynąć dość krętym torem wodnym pokazanym na Rys. 7 umiejętnie

wykorzystując prawa rządzące kinematyką zwrotu statku m.in. dotyczące manewrów silnych
i chwilowego środka obrotu. Tor jest oznaczony pławami, do których ze względu na brak
hydraulicznego ograniczenia akwenu można się bezpiecznie zbliżać. Aczkolwiek,
najmniejsze dotknięcie jakiejkolwiek boji jest uważane jako kolizja.

Przykładowy poprawny przejazd jest zilustrowany na Rys. 7a - sylwetki statku są

wyświetlane w momentach wydawania poleceń na telegraf lub ster.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej do 5[w],
2. brak nastaw napędu wstecz (dopuszczalny jest co najwyżej STOP ).

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego lub kotwicy. Nieprawidłowe jest także
wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- kurs:

270

±15[°],

- pozycja

wzdłużna owręża: na wysokości ostatniej pary pław, dokładność

±1[B],

- nastawa steru: 0[

°],

- czas

manewru:

≥14[min] oraz ≤20[min],

- liczba wszystkich poleceń manewrowych (wydanych łącznie na ster i telegraf ):

≤120.

- 22 -

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzą:

a) czas manewru, waga 0.5, 17[min]- ocena cząstkowa 5, 14[min] lub 20[min]- 2,

b) liczba

poleceń manewrowych, waga 0.5,

≤70- 5, 120- 2.

Literatura

[1] Balcer

L.:

Parametry zwrotu jako warunek bezpiecznej żeglugi statku. IV Warsztaty Manewrowania

Statkiem ("Bezpieczeństwo żeglugi w świetle STCW 78- Praktyczne wyznaczanie bezpiecznej
przestrzeni manewrowej w świetle wymogów dokumentacji manewrowej dla kapitana statku"), 20-21.10,
Iława, 1995.

[2] Brix

J.(red.):

Manoeuvring Technical Manual. Seehafen Verlag, Hamburg, 1993.

[3] Dudziak

J.:

Teoria okrętu. Wyd. Morskie, Gdańsk, 1988.

[4] Nowicki

J.:

Określanie punktu obrotu statku przy manewrach wykonanych z małą prędkością. IV

Warsztaty Manewrowania Statkiem ("Bezpieczeństwo żeglugi w świetle STCW 78- Praktyczne
wyznaczanie bezpiecznej przestrzeni manewrowej w świetle wymogów dokumentacji manewrowej dla
kapitana statku"), 20-21.10, Iława, 1995.

[5] Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (podstawy teorii i praktyki). Trademar, Gdynia,

1999.

[6]

Nowicki A., Kabaciński J.: Podstawy manewrowania statkiem (kurs manewrowania na symulatorze).
WSM, Szczecin, 1999.

[7] Wełnicki W.: Sterowność okrętu. PWN, Warszawa, 1966.

- 23 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k3. Żegluga w kanale płytkowodnym

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności poruszania się i wykonywania zwrotów w kanale (z naciskiem na

przeciwdziałanie efektowi brzegowemu i pogorszeniu zwrotności przy pionowym
i

poziomym ograniczeniu akwenu) będących naturalnym uzupełnieniem umiejętności

zdobytych w ćw. k2 ('żegluga na torze głębokowodnym').

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

Akwen ograniczony, pionowo (tj. głębokością)- płytkowodzie, lub dodatkowo jeszcze

poziomo (tj. szerokością)- kanał, przysparza sporo kłopotów w manewrowaniu.

Na względnie małych głębokościach mierzonych stosunkiem h/T (h- głębokość akwenu,

T- zanurzenie statku) i dużych prędkościach ruchu dochodzi wskutek zwiększonego
przepływu wstecznego pod stępką do tzw. zjawiska osiadania (ang. 'squat') lub inaczej
wzrostu zanurzenia. Jednostka zwiększa zarówno swoje średnie zanurzenie

ΔT (ang. 'sinkage')

jak i trym (najczęściej na dziób), skąd przy małym początkowym zapasie wody pod stępką,
h/T

≤1.2, może dojść do dotknięcia gruntu.

Istnieje cały szereg empirycznych metod do szacowania wielkości osiadania,

stanowiących pewne uogólnienie systematycznych badań modelowych. Jednakże metody te
są bardzo przybliżone i ponadto wykazują dużą rozpiętość wyników między sobą, szczególnie
przy większych prędkościach, a więc w najbardziej interesującym zakresie. Przy średnich
głębokościach akwenu (h/T>1.2), dokładność wzorów empirycznych i sam problem osiadania
w rozsądnym przedziale prędkości jednostki i znośnych warunkach hydrometeorologicznych,
nie mają raczej praktycznego znaczenia. Najlepszym dostępnym źródłem informacji o
osiadaniu są oczywiście indywidualne badania modelowe (ich dokładność jest również
ograniczona) dotyczące bezpośrednio danej jednostki lub przynajmniej kadłuba podobnego
geometrycznie. Rys. 8 przedstawia zależność średniego osiadania modelu 'chem100' w
funkcji prędkości statku i głębokości akwenu, dla ułatwienia interpretacji wyrażonego
bezwymiarowo w jednostkach zanurzenia -

ΔT/T.

Pływaniu na małych głębokościach towarzyszy także wzrost oporów ruchu wyrażający

się w osiąganiu mniejszych prędkości. Wbrew oczekiwaniom nie są to duże straty prędkości.
Istnieje silna korelacja między wartościami średniego osiadania

ΔT a oporami ruchu. Przyrost

oporów można bardzo dobrze symulować wprowadzając tzw. prędkość efektywną na
płytkowodziu v

większą od prędkości statku v

> v

) według wzoru Graffa:

−

⋅

- 24 -

Z tak obliczoną prędkością należy wejść do krzywej oporów na wodzie głębokiej. Rys. 9
pokazuje prędkości rozwijane przez model 'chem100' przy różnych nastawach telegrafu.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

[w]

ΔT/T[-]

h/T=1.2

1.7

2.0

2.5

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

telegraf[-]

[w]

h/T=

∞

4.0

2.0 1.5

1.2

1.1

Rys. 8. Średnie osiadanie na płytkowodziu . Rys. 9. Prędkość na płytkowodziu.

Kolejną istotną sprawą podczas manewrowania na płytkowodziu jest pogorszenie

zwrotności

- znacznemu wydłużeniu ulega średnica cyrkulacji wskutek mniejszego spadku

prędkości i mniejszej prędkości kątowej w porównaniu do wody głębokiej, wyraźnie obniża
się kąt dryfu. Aczkolwiek warto zaznaczyć, że przesunięcie czołowe cyrkulacji na
płytkowodziu i wodzie głębokiej są porównywalne. Sytuacja nieco odmiennie może wyglądać
w przypadku manewrów silnych. Zmniejszenie kąta dryfu (ewentualnie prędkości
poprzecznej) jest związane ze znacznym wzrostem poprzecznej siły hydrodynamicznej
(czasami kilkukrotnym) kadłuba, zaś za mniejszą prędkość kątową odpowiada również dużo
większy hydrodynamiczny moment obrotowy kadłuba.

Rys. 10 ilustruje zmianę trzech składowych ruchu modelu 'chem100' w czasie cyrkulacji

CN-35[

°] na płytkowodziu h/T= 1.5 (dla wygody zamieszczono także przypadek akwenu

nieograniczonego). Trajektorię cyrkulacji z wodnicami statku (co 15[s]) przedstawia Rys. 11.

120

180

240

120

180

240

120

160

120 180

240

czas[s]

[w]

β[°]

[

°/min]

h/T=

∞

h/T=

∞

h/T=

∞

h/T=1.5

Rys. 10. Prędkość wzdłużna, kąt dryfu i prędkość kątowa - cyrkulacja na płytkowodziu

Dodatkowe poziome ograniczenie akwenu, jakie pojawia się np. w kanale, powoduje

dalsze pogłębienie wymienionych zjawisk negatywnych występujących na płytkowodziu tzn.
osiadania, utraty prędkości oraz gorszej zwrotności. Ponadto wskutek asymetrii opływu przy
zejściu jednostki z osi kanału (planowanego lub nie) dochodzi tutaj tzw. efekt brzegowy.
Statek doznaje wówczas momentu obrotowego, który stara się zmienić jego kurs w stronę osi
kanału (ang. 'bow out moment'). Składają się na to dwa zjawiska: odpychanie dziobu przez
dziobową falą okrętową (przy małych głębokościach) i/lub przyssanie rufy w wyniku
zwiększonego przepływu między burtą a bliższym brzegiem. Występują one razem,
aczkolwiek różny jest ich udział w całości efektu brzegowego. Pierwsze skutkuje w
poprzecznej sile odpychającej, drugie powoduje przyciąganie.

Prawidłowym przeciwdziałaniem podczas działania efektu brzegowego jest wychylenie

steru w kierunku bliższego brzegu. Za bezpieczne wychylenie steru przyjmuje się kąt rzędu

- 25 -

15[

°]. Jeśli zachodzi konieczność długotrwałego przekroczenia tej wartości, należy albo

odejść od brzegu albo zmniejszyć prędkość.

-100

100

200

300

400

-100

100

200

300

400

x[m]

y[m]

h/T=

∞

h/T=1.5

Rys. 11. Trajektoria cyrkulacji na płytkowodziu.

Praktyka i teoria efektu brzegowego najczęściej mówi o większym wpływie przyssania

rufy- środek wypadkowego parcia jest przesunięty ku rufie, zaś chwilowy środek obrotu jest
na dziobie jednostki. Oprócz negatywnych skutków w postaci trudności wykonywania
zwrotów przy schodzeniu statku do wewnętrznej strony zakrętu (p. ćw. 2), efekt brzegowy
daje czasami pewne korzyści- łagodniejsze zwroty można przeprowadzać bez udziału steru,
wystarczy bowiem lekko zbliżyć się do zewnętrznego brzegu.

Niektóre badania modelowe wskazują, że odpychanie dziobu może mieć miejsce już przy

h/T równym nawet 1.2- np. [Ch'ng i inni, 1993]. Choć reprezentatywność (weryfikacja) tych
danych jest dość ograniczona (nie potwierdzają tego inni badacze), warto podczas
rzeczywistej nawigacji w kanale (lub w pobliżu brzegu) zachowywać dużą ostrożność w
płytkich miejscach. Wykres na Rys. 12 prezentuje ramię działania poprzecznej siły efektu
brzegowego wyrażone w jednostkach długości statku dla modelu 'chem100' przy różnych
prędkościach- wykorzystano tutaj powyższą metodę [Ch'ng i inni, 1993]). Ramię to zostało
określone wzorem:

[

Nm]

[

yEB

zEB

gdzie M

zEB

jest momentem (względem owręża) zaś F

yEB

siłą poprzeczną efektu brzegowego.

-1

-0.5

0.5

1.5

6[w]

9[w]

h/T[-]

L[-]

Rys. 12. Ramię poprzecznej siły efektu brzegowego.

Wartość

−0.5 oznacza, że średnia siła jest 'skupiona' bezpośrednio w rejonie rufy,

natomiast

+0.5, że na dziobie. Bezwzględna wartość ramienia większa od 0.5 świadczy

- 26 -

o istnieniu dodatkowej pary sił tzn. zwiększającej moment obrotowy przy zachowaniu siły
poprzecznej.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex3_ssteer

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex3_ssteer1

Należy przepłynąć kanał pokazany na Rys. 13 (zmodyfikowana wersja toru ćw. 2,

poszerzono odcinki na dwóch najsilniejszych zwrotach) umiejętnie wykorzystując prawa
rządzące kinematyką zwrotu statku m.in. dotyczące manewrów silnych i chwilowego środka
obrotu (patrz 'Podstawowe wiadomości teoretyczne' dla ćw. 2). Zaimplementowano efekty
płytkowodzia i efekt brzegowy. Przyjęto h/T równe 1.5.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej do 6[w],
2. brak nastaw napędu wstecz.

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego lub kotwicy. Nieprawidłowe jest także
wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- kurs:

270

±15[°],

- pozycja

wzdłużna owręża: na wyjściu z kanału, dokładność w granicach

±1[B],

- nastawa steru: 0[

°],

- czas

manewru:

≥13.5[min], lecz jednocześnie ≤19.5[min],

- liczba wszystkich poleceń manewrowych (wydanych łącznie na ster i telegraf ):

≤100.

Rys. 13. Pozycja startowa i kanał ćw. 3.

Przykładowy poprawny przejazd jest zilustrowany na Rys. 13a - sylwetki statku są

wyświetlane w momentach wydawania poleceń na telegraf lub ster.

- 27 -

Rys. 13a. Przykład udanego manewru.

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzą:

a) czas manewru, waga 0.5, 16.5[min]- ocena cząstkowa 5, 13.5[min] lub 19.5[min]- 2,

b) liczba

poleceń manewrowych, waga 0.5,

≤60- 5, 100- 2.

Literatura

[1]

Ch'ng P.W., Doctors L.J., Renilson M.R.: A Method of Calculating the Ship-Bank Interaction Forces and
Moments in Restricted Water. International Shipbuilding Progress (ISP), vol. 40, no.421 (Apr), 1993.

[2] Brix

J.(red.):

Manoeuvring Technical Manual. Seehafen Verlag, Hamburg, 1993.

[3] MacElrevey

D.H.:

Shiphandling for the Mariner. Cornell Maritime Press, Centreville, 1998.

[4] Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (podstawy teorii i praktyki). Trademar, Gdynia,

1999.

[5]

Nowicki A., Kabaciński J.: Podstawy manewrowania statkiem (kurs manewrowania na symulatorze).
WSM, Szczecin, 1999.

[6] Scharnow

U(red.).:

Schiff und Manöver. Seemannschaft B.3, Transpress, Berlin, 1987.

[7] Wełnicki W.: Sterowność okrętu. PWN, Warszawa, 1966.

- 28 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k4. Wyprzedzanie i mijanie w kanale

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności poruszania się w kanale: schodzenie z osi kanału, powrót na środek

kanału, mijanie i wyprzedzanie innych jednostek.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

W trakcie spotkań statków na kursach równoległych i małych odległościach bocznych

dochodzi do tzw. oddziaływań statek-statek (ang. 'ship-to-ship interaction'), z punktu
widzenia manewrowania najczęściej rozpatrywanych jako siła poprzeczna i moment
obrotowy. Reakcje te (w postaci bezwymiarowych współczyników) przedstawia się zwykle w
funkcji wzajemnego wzdłużnego położenia obu jednostek (liczonego względem owręży)
odniesionego do długości statku

Δx' (ang. 'stagger')- np. Rys. 14 i 15.

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

-1

-0.5

0.5

-0.06

-0.03

0.00

0.03

0.06

-1

-0.5

0.5

fySS

[-]

mzSS

[-]

Δx'[-]

przyciąganie

odpychanie

do statku obcego

od statku obcego

moment obrotowy

siła poprzeczna

statek obcy

-0.06

-0.03

0.00

0.03

0.06

-1

-0.5

0.5

-0.2

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

-1

-0.5

0.5

fySS

[-]

mzSS

[-]

Δx'[-]

przyciąganie

odpychanie

do statku obcego

od statku obcego

moment obrotowy

siła poprzeczna

statek obcy

Rys. 14. Mijanie statków- wykresy. Rys. 15. Wyprzedzanie statków- wykresy.

- 29 -

Wartości ujemne

Δx' dotyczą etapu zbliżania, wartości dodatnie opisują oddalanie się

statków. Wartość zero oznacza położenie burta w burtę, wartość

−1 podaje pozycję dziób-

dziób podczas mijania lub dziób(statku wyprzedzającego)-rufa(statku wyprzedzanego) w
manewrze wyprzedzania, itd.. Oddziaływania statek-statek powstają w przedziale
wzajemnego położenia jednostek równym około

±2.0 L, choć najważniejszy zakres obejmuje

wartości

±1.0 L.

Wielkość reakcji statek-statek rośnie wraz ze wzrostem prędkości statku własnego i

obcego, oraz w miarę spadku odległości między burtami i stosunku h/T (głębokości akwenu
do zanurzenia). Innymi kolejnymi czynnikami, które istotnie wpływają na rozważane
oddziaływania są typ i wzajemne rozmiary jednostek (szczególnie długości statków). Oprócz
wielkości samych reakcji, wszystkie wymienione 'parametry' zjawiska zasadniczo zmieniają
również obraz zależności funkcyjnych.

Wykresy poszczególnych składowych oddziaływań tj. siły poprzecznej i momentu

obrotowego najsilniej zależą od typu spotkania. Powszechnie wyróżnia się dwa: mijanie
(przechodzenie na kontrkursach) i wyprzedzanie (przypadki statku własnego jako
wyprzedzającego bądź wyprzedzanego są podobne). Przy takim podziale, w wykresach
oddziaływań można znaleźć kilka wspólnych elementów, noszących jednak ogólny
jakościowy charakter. Ze względu na bardzo nieregularny przebieg siły poprzecznej czy też
momentu obrotowego i dużą liczbę wspomnianych wcześniej czynników, nie udało się do tej
pory znaleźć postaci analitycznej wykresów reakcji statek-statek lub przynajmniej uzgodnić
ilościowo (z wystarczającą dokładnością) wpływ poszczególnych czynników.

Z różnych przyczyn, dużo uwagi w badaniach poświęca się liczbie i wartości ekstremów

zarówno siły poprzecznej jak i momentu obrotowego. Mówią one m.in. ile można
zaobserwować następujących po sobie zmian kierunków oddziaływań i w jakiej kolejności.
Położenie wzdłużne ekstremów jest mniej lub więcej ustalone dla danych jednostek. Choć
należy wspomnieć, że nawet przy podobnych długościach statków, ekstrema mogą leżeć
inaczej na każdym z nich.

Podczas mijania wyróżnia się: w sile poprzecznej- 3 ekstrema (pierwsze odpychanie,

potem przyciąganie i ponownie odpychanie), w momencie obrotowym- 4 ekstrema (pierwsze
jest odchylenie od statku obcego, a potem naprzemiennie).

W manewrach wyprzedzania, według badań modelowych rzeczywistych kształtów

kadłubów jednostek i prac teoretycznych moment obrotowy nie wykazuje dwóch środkowych
ekstremów znanych z mijania. Ostatecznie, podczas wyprzedzania można doświadczyć: w
sile poprzecznej- 2 ekstremów (dla statku własnego wyprzedzanego- pierwsze jest
odpychanie, dla statku własnego wyprzedzającego- pierwsze jest przyciąganie) , natomiast w
momencie obrotowym- również 2 ekstremów (statek własny wyprzedzany- pierwszy zwrot
'od statku obcego', statek własny wyprzedzający- pierwsza tendencja 'do statku obcego').
Sytuacje statku własnego jako wyprzedzanego lub wyprzedzającego są zbliżone do siebie tzn.
w pewnym sensie symetryczne, wystarczy odwrócić oś poziomą wykresów oddziaływań

Warto pamiętać dalej, że z dwóch statków uczestniczących w spotkaniu, większe reakcje

wbrew pozorom doznaje statek wolniejszy. Dlatego zaleca się szczególną ostrożność podczas
przechodzenia np. obok zatrzymanych jednostek. Poza tym statek wolniejszy łatwiej jest
wytrącić z równowagi (mniejsze prędkości to mniejsze opory kadłuba, mniejsza jego
bezwładność) np. spowodować niekontrolowany zwrot, co dodatkowo pogarsza i tak już
trudną sytuację.

W modelu 'chem100' zaimplementowano oddziaływania statek-statek z kontenerowcem o

tej samej długości, w dużej części posługując się badaniami modelowymi [Vantorre i inni,
2002]. Rysunki 14 i 15 przedstawiają właśnie przykład wykresów bezwymiarowych
współczynników siły poprzecznej i momentu obrotowego dla wybranego stosunku prędkości

- 30 -

obu jednostek, odległości między nimi i głębokości akwenu.Według oryginalnych pomiarów
modelowych, nie stwierdzono w sile poprzecznej mijania wydatnego trzeciego ekstremum
(odpychania), zaś w momencie obrotowym wyprzedzania powstało na końcu małe trzecie
ekstremum ('do statku obcego'). Rozważania te ewidentnie świadczą o trudnościach w
wyciąganiu jakichkolwiek daleko idących uogólnień manewrów mijania lub wyprzedzania
np. w odniesieniu do innych statków. Najbardziej charakterystyczne punkty wykresów na
Rys. 14 i 15 zobrazowano graficznie na Rys. 16 i 17.

statek obcy

Rys. 16. Poszczególne etapy mijania statków (model 'chem100'- kontenerowiec).

statek obcy

Rys. 17. Poszczególne etapy wyprzedzania statków (model 'chem100'- kontenerowiec).
Manewr mijania względnie nie stwarza specjalnego problemu nawigacyjnego, głównie z

powodu krótkiego czasu znajdowania się jednostek w bezpośredniej bliskości. Nawet duże
oddziaływania w krótkim czasie nie są w stanie nadać znaczących prędkości poprzecznych
czy kątowych. Przykładowo, dla statków o długościach 100[m] mijanie trwa ok. 0.5[min]
(v

=6[w]), natomiast wyprzedzanie wydłuża się do ok. 2[min] (v

=8[w], v

=5[w]). Czas

oddziaływania jednostek można obliczyć z poniższego wzoru:

, gdzie '

+' przyjmuję się dla mijania.

Do mijania i wyprzedzania na małych odległościach bocznych najczęściej dochodzi w

kanałach i pogłębionych torach wodnych. Należy pamiętać, że na oddziaływania statek-statek
nakładają się wówczas reakcje od bliższego brzegu (efekt brzegowy). Które z tych
oddziaływań dominuje trudno jest czasami ocenić, ani zbliżanie do drugiego statku ani do
brzegu nie jest z reguły wskazane.

Zarówno przy mijaniu lub wyprzedzaniu gdy statki idą burta w burtę powstaje

przyciąganie jednostek, czego nie można zasadniczo zniwelować działaniem steru rufowego.
Ten ostatni zwykle służy do stabilizacji jednostki na kursie (powstrzymywanie prędkości
kątowej). Bezpieczeństwo przejścia obu jednostek obok siebie (szczególnie przy
wyprzedzaniu) będzie zatem zależało od znalezienia właściwego położenia statku własnego
względem bliższego brzegu (wykorzystanie wspomnianego efektu przyssania) bądź kąta
dryfu (wykorzystanie siły poprzecznej generowanej na kadłubie) w celu równowagi sił.

Poza tym, statki poruszają się normalnie w osi kanału. Każdy manewr mijania czy

wyprzedzania musi być zatem poprzedzony zejściem każdego z nich z osi kanału i
przejściową żeglugą przy jedynych oddziaływaniach statek-brzeg. Krytyczne jest tutaj
mijanie- zejście ze środka kanału należy wykonać jak najszybciej (duża prędkość względna
zbliżania się jednostek). Zgodnie z zasadami kinematyki zwrotu (dziobowe położenie
chwilowego środka obrotu i tym samym odchodzenie rufy), rufa przez pewną chwilę może się
znajdować na pasie ruchu jednostki przeciwnej. Dlatego musi być w dyspozycji pewien czas
aby bezpiecznie odejść całą jednostką poza środek kanału.

- 31 -

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex4_shtosh

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex4_shtosh1

Zadanie polega na przepłynięciu prostoliniowego odcinka kanału, w którym mają miejsce

trzy rodzaje spotkań, kolejno- mijanie (lewymi burtami, trzeba zejść w prawo), wyprzedzanie
statku obcego (z jego lewej burty, zmiana kursu w prawo) oraz ponownie identyczne mijanie.
Statki obce poruszają się już poza osią toru. Prędkości statków na kontrkursach wynoszą
7[w], prędkość statku doganianego utrzymywana jest na poziomie 6[w]. Wszystkie jednostki
(w tym statek własny) mają jednakowe szerokości. Przyjęto h/T równe 1.5 oraz szerokość
kanału równą 5 szerokościom statku (5B). Sytuację początkową przedstawia Rys. 18.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej w granicach 7-9.5[w],
2. brak nastaw napędu wstecz.

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego lub kotwicy. Nieprawidłowe jest także
wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- aktualne wychylenie steru: 0[

°],

- zadane wychylenie steru: 0[

°],

- prędkość kątowa (moduł):

≤5[°/min],

- kurs statku: 000

±1[°],

- pozycja boczna względem osi toru:

±8[m],

- czas

manewru:

≤11[min].

7[w]

6[w]

000[

°]/7.8[w]

Rys. 18. Pozycja startowa ćw. 4 (obraz obrócony o 90

°).

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzi tylko:

- czas manewru, waga 1.0,

≤8[min]- ocena cząstkowa 5, 11[min]- 2.

Literatura

[1] Brix

J.(red.):

Manoeuvring Technical Manual. Seehafen Verlag, Hamburg, 1993.

[2] Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (podstawy teorii i praktyki). Trademar, Gdynia,

1999.

[3]

Nowicki A., Kabaciński J.: Podstawy manewrowania statkiem (kurs manewrowania na symulatorze).
WSM, Szczecin, 1999.

[4]

Vantorre M., Verzhbitskaya E., Laforce F.: Model Test Based Formulations of Ship-Ship Interaction
Forces. Ship Technology Research (Schiffstechnik), vol. 49, no. 3 (Aug), 2002.

[5] Wełnicki W.: Sterowność okrętu. PWN, Warszawa, 1966.

- 32 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k5. Samodzielne cumowanie lewą burtą

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności klasycznego samodzielnego cumowania lewą burtą w zerowych

warunkach hydrometeorologicznych.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

Niniejszy manewr- samodzielne cumowanie lewą burtą (LB)- i trzy pozostałe cumowania

wykonywane w ramach laboratoriów z przedmiotu manewrowanie statkiem (ćwiczenia o
numerach 6 do 8) dotyczą przeważnie statków mniejszych i bez dodatkowego wyposażenia
manewrowego (stery strumieniowe, holowniki, napęd dwuśrubowy, nietypowe stery rufowe,
kotwice, odbojnice, cumy- szczególnie szpring dziobowy, itd.). Te ostatnie okoliczności mogą
zmienić istotnie przyjętą strategię cumowania na bardziej optymalną. Zawężenie do małych
jednostek jest spowodowane względami bezpieczeństwa nabrzeży- mniejsze energie
kinetyczne oraz łatwość wzrokowej oceny parametrów ruchu. Aczkolwiek niektóre elementy
samodzielnego cumowania można spotkać w różnym stopniu nawet na większych statkach
i/lub lepiej wyposażonych.

Omawiane manewry samodzielnego cumowania, poza znaczeniem praktycznym dla

właściwych jednostek, pełnią olbrzymią rolę szkoleniową- pokazują jak sobie radzić w
przypadku ograniczonych możliwości technicznych. Rzecz sprowadza się bowiem do
wykorzystania naturalnych właściwości manewrowych statku- jedną z nich jest tzw. boczne
działania śruby

przy pracy śruby wstecz. Różnice w cumowaniu konkretną burtą (przy

prostym podejściu lub w wariancie rufą wpierw) są zasadniczo podyktowane tym właśnie
czynnikiem. Jest to siła poprzeczna generowana w rejonie rufy i skierowana, przy śrubie
konwencjonalnej (o stałym skoku) prawoskrętnej lub nastawnej (o zmiennym skoku)
lewoskrętnej, w lewo. Wywołuje ona zmianę kursu w prawo. Wymienione typy śrub
napędowych są najczęściej montowane, m.in. z nawigacyjnego punktu widzenia. Z tego
powodu przyjął się w szkoleniu manewrowym (i nie tylko) pewien skrót myślowy, niezbyt
poprawny lecz wygodny. Domyślnie przyjmuje się bowiem, że zawsze chodzi o śrubę dającą
przy pracy wstecz zwrot statku w prawo. Taka konwencja będzie zastosowana również w
naszym przypadku.

Jednakże nie wolno zapominać, że zdarzają się statki o przeciwnych kierunkach obrotu

śruby. Jeśli zachodzi potrzeba ustalenia taktyki manewrowania w odniesieniu do śruby
konwencjonalnej lewoskrętnej (lub nastawnej prawoskrętnej), wówczas trzeba pamiętać, że
cumowanie LB wygląda analogicznie do cumowania prawą burtą (PB, p. ćw. 6) ze śrubą
prawoskrętną, i na odwrót. Podobnie jest przy manewrach cumowania rufą wpierw.

Ponadto, dobrze jest zdawać sobie sprawę, że boczne działanie śruby na niektórych

statkach może nie występować lub jego kierunek może być wręcz przeciwny od
oczekiwanego (szczególnie przy śrubie nastawnej i/lub pewnej dynamicznej niestateczności
kursowej jednostki). W przypadku śrub nastawnych bardzo często spotyka się także

- 33 -

gwałtowny zwrot (przeważnie w lewo) przy przesterowaniu śruby na bardzo mały skok do
przodu, bądź skok zerowy, przy względnie dużej prędkości ruchu.

Pod pojęciem bocznego działania śruby, wbrew nazwie, nie należy rozumieć wyłącznie

poprzecznej siły powstającej bezpośrednio na obracającej się śrubie, wskutek np. pionowego
rozkładu ciśnienia hydrostatycznego lub strumienia nadążającego. W rzeczywistości efekty te
są bardzo słabe w porównaniu z najważniejszym chyba zjawiskiem wchodzącym w zakres
bocznego działania śruby- narzucaniem wody i utworzeniem różnicy ciśnień w rufowej części
kadłuba w wyniku normalnego skręcenia strumienia zaśrubowego. Świadczą o tym m.in.
wyniki japońskich badań np. [Fujino. Kagemoto, 1990] lub niemieckich np. [Brix(red.),
1993], pokazujących położenie wypadkowego środka naporu bocznego, które nie odpowiada
pozycji śruby. W przybliżeniu, poprzeczna siła bocznego działania śruby oraz jej moment są
proporcjonalne do naporu śruby wstecz (lub kwadratu obrotów bądź skoku śruby). Siła
poprzeczna często stanowi 0.1 do 0.4 aktualnego naporu śruby, zaś położenie wypadkowego
środka ciśnienia (wyznaczającego ramię jej działania) przypada nawet do 0.3 długości statku
(liczonych od owręża). Współczynniki te nie są jednak stałe, mogą zależeć od obciążenia
śruby i warunków płytkowodzia.

Choć poniżej uwaga będzie już koncentrowana zasadniczo na cumowaniu LB, to

przedstawione wybrane informacje dotyczące zdolności manewrowej jednostki mają
charakter uniwersalny i znajdą niewątpliwie duże wykorzystanie przy pozostałych typach
cumowań. W tym zakresie, prezentowany materiał teoretyczny obowiązuje przy kolejnych
ćwiczeniach.

Cumowanie lewą burtą polega na wykorzystaniu bocznego działania śruby podczas pracy

napędu wstecz (fazy hamowania) do obrotu statku i tym samym do jego równoległego
ustawienia wzdłuż nabrzeża. Literatura przedmiotu dla warunków zerowych otoczenia mówi
o kącie podchodzenia ok. 20[

°] (według niektórych autorów jest to nawet 30°), kierowaniu się

na punkt nabrzeża oddalony 1/3 długości statku od miejsca postoju dziobu, utrzymywaniu
prędkości (rzędu 2-3[w]) umożliwiającej zatrzymanie nastawą około WW-PW na drodze 0.5-
1.0 długości statku. Czasami mówi się, o ograniczeniu prędkości do takiej wartości aby statek
zatrzymać na drodze ok. 1/3 długości statku przy pomocy nastaw WW do PW - powinna one
wówczas wynosić zwykle ok. 1-1.5[w], w takiej również odległości do kei rozpoczynamy
hamowanie aktywne statku. Choć ze względów bezpieczeństwa zaleca się często włączenie
napędu wstecz (choćby minimalnych obrotów lub skoku) wtedy gdy dziób jednostki znajduje
się 1.0 długość statku od nabrzeża.

Faktem jest, że istnieją dość istotne różnice w opiniach poszczególnych autorów. Należy

to przede wszystkim przypisać mnogości czynników determinujących bezpieczny i efektywny
manewr cumowania - założenia (warunki, okoliczności) leżące u podstaw każdego z tych
zaleceń nie są z reguły znane. Nie jest możliwa zatem ich weryfikacja - jednakże aspekty
bezpieczeństwa manewru (w odróżnieniu od efektywności) są z reguły zachowane.

Większość zamieszczanych w literaturze przedmiotu danych jest zatem orientacyjna,

dokładniejsze informacje powinno się uzyskać z analizy zachowania własnej jednostki.
Ponadto, dla danego statku można opracować kilka równorzędnych (zamiennych) strategii
manewrowania- nie ma bowiem tutaj jednoznaczności.

Powstałą prędkość kątową najlepiej można wytracić używając steru i krótkotrwałego

uderzenia napędem do przodu, lub ostatecznie przy pomocy szpringu dziobowego (będącego
pierwszą liną podawaną na ląd, często jeszcze w trakcie ruchu jednostki).

Do sprawnego (optymalnego) przeprowadzenia cumowania LB konieczne jest ustalenie

następujących elementów (parametrów) manewru:
• kierunek (kurs) podchodzenia do nabrzeża- zależy m.in. od wielkości bocznego działania

śruby i zwrotności jednostki, może być także ograniczony ukształtowaniem akwenu
portowego i obecnością zacumowanych statków,

- 34 -

• prędkość początkowa podchodzenia- zależy m.in. od zdolności hamowania statku i

również od siły bocznego działania śruby, duże znaczenie w wyborze prędkości ma
również kompromis między bezpieczeństwem (obniżanie prędkości) i ekonomią manewru
(krótsze czasy),

• miejsce na kei, w które celuje dziób podchodzącego statku- wbrew pozorom nie zależy

od położenia chwilowego środka obrotu lecz od końcowego przesuwania się statku
wzdłuż kei,

• moment/pozycja zapracowania napędu wstecz oraz wartość nastawy- zależy m.in. od

drogi hamowania, bocznego działania śruby i zwrotności statku, celem jest tutaj dążenie
do jednoczesnego zatrzymania statku i jego ustawienia równoległego (nie zawsze jest
możliwe przy użyciu jednej nastawy, czasami trzeba pomóc sobie sterem),

• końcowa prędkość kątowa, tzn. w momencie zatrzymania, nie może być za duża, gdyż

pojawią się kłopoty z jej kompensacją.

Ze względu na dużą liczbę czynników i ich wzajemne powiązania, manewr cumowania

LB można przeprowadzić wieloma równorzędnymi metodami (różnorodność dopuszczalnych
taktyk manewrowania). Próba optymalizacji manewru wymaga przyjęcia kryteriów
optymalizacji- nauce z różnych przyczyn nie udało się do tej pory ich ustalić.

Na zdolność hamowania ruchu wpływa między innymi moc silnika głównego, wartość

nastaw obrotów czy skoku śruby, charakterystyka oporu kadłuba i naporu śruby (inny jest
przy pracy wstecz), szybkość przesterowania silnika lub śruby, wielkość efektu bocznego
działania śruby. O ogólnych właściwościach wytracania prędkości przez statek informuje
morska próba stoczniowa CN-CW (ang. 'crash stop') dotycząca maksymalnej prędkości
i maksymalnej nastawy napędu. Jednakże, poza bezpośrednimi walorami odnoszącymi się do
bezpieczeństwa nawigacji na akwenie otwartym, ma ona dość ograniczone znaczenie w
cumowaniu jednostek, gdzie dominują mniejsze prędkości i mniejsze nastawy napędu. Choć
pewne cechy hamowania istotne z punktu widzenia cumowania można wywnioskować z
przebiegu manewru CN-CW, to jego analiza ilościowa jest utrudniona i często zawodzi.
Celowa jest zatem znajomość charakterystyk hamowania przy mniejszych prędkościach,
drogę zatrzymania w aspekcie praktycznym najlepiej jest wyrażać w długościach statku (L).

Ruch obrotowy podczas hamowania aktywnego (wywołany bocznym działaniem śruby),

razem ze skorelowanym zawsze z nim ruchem poprzecznym, powoduje zwiększenie siły
hamującej (rola bezwładnościowych składowych odśrodkowych) i znacząco zmniejsza
prędkości statku osiągane w ustalonym ruchu wstecz. Wpływ bocznego działania śruby na
spadek prędkości wzdłużnej widać szczególnie dobitnie przy większych prędkościach
początkowych i mniejszych nastawach napędu wstecz. W zakresie prędkości do 4[w], czas i
droga zatrzymania nie zależą od bocznego działania śruby.

Rys. 19abc (przebieg czasowy prędkości wzdłużnej i kątowej) i 20 (trajektorie i końcowe

parametry ruchu) przedstawiają zdolność hamowania z prędkości CN dla różnych nastaw
wstecz przy istnieniu, lub nie, efektu bocznego działania śruby (model 'chem100'). Rys. 19c
zawiera prędkość kątową rozwijaną w czasie hamowania. Zbyt mała różnica między
efektywnością komend CW i PW wynika z kalibracji telegrafu modelu 'chem100' i
zadziałania regulatora przeciążenia silnika (skok CW nie może być osiągnięty przy
prędkościach do przodu z powodu dużego obciążenia silnika, jest możliwy dopiero przy ruchu
wstecz). Rysunek 19a dotyczy abstrakcyjnej sytuacji braku bocznego działania śruby. Ma on
jednak wbrew pozorom duże znaczenie praktyczne- kiedy rzeczywiste boczne działanie śruby
zostanie skompensowane np. sterem strumieniowym, holownikiem czy nawet wiatrem, należy
się liczyć z wydłużeniem czasu i drogi hamowania.

Mimo, że prędkość kątowa przy hamowaniu z dużych prędkości liniowych (Rys. 19c)

osiąga ekstremum, po którym następuje jej spadek, to tej ostatniej fazy raczej nie obserwuje

- 35 -

się podczas hamowania odnoszącego się do mniejszych prędkościach początkowych,
szczególnie dotyczących cumowania- prędkość kątowa często tylko rośnie (ewentualnie
zbliża się do ustalonej wartości).

Wykresy hamowania modelu 'chem100' przy prędkościach 4[w] i 2[w] są zilustrowane na

Rys. 21. Im mniejsza nastawa wstecz, tym prędkość kątowa jest mniejsza, jednakże
przedłużający się czas hamowania powoduje zwiększenie zmiany kursu, co może okazać się
przydatne podczas cumowania.

120 240 360 480 600

czas[s]

[w]

[

°/min]

czas[s]

[w]

CN-PW/CW

CN-WW

CN-BWW

CN-PW/CW

CN-WW

CN-BWW

CN-PW/CW

CN-WW

CN-BWW

Rys. 19. Przebieg hamowania aktywnego- prędkość CN, woda głęboka, model 'chem100':

a) - brak efektu bocznego działania śruby,

b) i c) - z efektem bocznego działania śruby.

-400

-200

200

-200

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

x[m]

y[m]

CW/PW

215[s]

717[m]

315[s]

945[m]

BWW
625[s]

1418[m]

CW/PW

180[s]/102[

°]

39[

°/min]

637[m]/99[m]

240[s]/141[

°]

30[

°/min]

704[m]/199[m]

BWW

390[s]/211[

°]

17[

°/min]

680[m]/326[m]

brak bocznego działania śruby

z bocznym działaniem śruby

Rys. 20. Trajektorie hamowania - prędkość CN, woda głęboka, model 'chem100'.

-100

100

-100

100

200

300

400

-100

100

-100

100

200

x[m]

y[m]

x[m]

CW/PW

80[s]/017[

°]

27[

°/min]

89[m]/-3[m]

130[s]/027[

°]

22[

°/min]

137[m]/-3[m]

BWW

315[s]/063[

°]

15[

°/min]

306[m]/+23[m]

CW/PW

45[s]/006[

°]

19[

°/min]

70[s]/010[

°]

17[

°/min]

BWW

195[s]/023[

°]

12[

°/min]

4[w]

2[w]

Rys. 21. Trajektorie hamowania - prędkość 4[w] i 2[w], woda głęboka, model 'chem100'.

W samodzielnym cumowaniu LB, jak zostało wspomniane, ważne jest położenie

chwilowego środka obrotu

podczas zwrotu wskutek bocznego działania śruby. Pojęcie

chwilowego środka obrotu było już omawiane dość dokładnie w ćw. 2. Z manewrem
hamowania wiążą się jednak pewne osobliwości. Z badań symulacyjnych, Rys. 22, wynika, że
przynajmniej dla modelu 'chem100' chwilowy środek obrotu przemieszcza się z położenia
skrajnie dziobowego (+0.5L liczone od owręża) dla dużych prędkości początkowych ruchu
(CN) do wartości rzędu +0.3L i mniej, spotykanych w podręcznikach z zakresu podstaw

- 36 -

manewrowania.

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

120

240

360

480

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

120

240

360

480

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

120

240

360

480

4[w]

czas[s]

PW/CW

BWW

2[w]

PW/CW

BWW

PW/CW

BWW

[-]

Rys. 22. Chwilowy środek obrotu podczas hamowania- woda głęboka, model 'chem100'.

Ponadto, im większa nastawa wstecz, tym chwilowy środek obrotu zbliża się bardziej do

owręża- prędkość kątowa rośnie szybciej niż prędkość poprzeczna.

Niezwykle interesujące przy wyborze strategii cumowania LB dowolnej jednostki są

wyniki symulacji optymalnego cumowania modelu 'chem100' przy pomocy tylko jednej
nastawy wstecz - Rys. 22a. Pokazuje on jaki powinien być kurs podejściowy i pozycja statku
(względem nabrzeża) w zależności od zastosowanej wielkości nastawy napędu wstecz,
prędkości początkowej i parametrów bocznego oddziaływania śruby. W modelu 'chem100'
standardowo istnieje typ A bocznego działania śruby tj. siła poprzeczna stanowi 10% naporu
wstecz i jest przyłożona na śrubie (w okolicach pionu rufowego). Jednakże Rys. 22a
przedstawia również zachowanie 'chem100' przy zwiększeniu tej siły do 30% - typ B
(zachowanie punktu jej zaczepienia na pionie rufowym) i typ C (przesunięcie punktu
przyłożenia siły poprzecznej o 20%L w kierunku dziobu).

-150

-100

-50

-150

-100

-50

100

-100

-50

-150

-100

-50

100

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

-150

-100

-50

100

x[m]

y[m]

x[m]

y[m]

x[m]

y[m]

4[w]

2[w]

(b/konturów)

BWW

typ A

typ B

typ C

typ A

typ B

typ C

Rys. 22a. Wpływ prędkości i nastawy wstecz na optymalne cumowanie LB.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex5_berth_port

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex5_berth_port1

Ćwiczenie polega na zacumowaniu statku lewą burtą między jednostkami stojącymi przy

- 37 -

nabrzeżu (niezbyt blisko każdej z nich). Przyjęto h/T równe 1.5. Mimo, że urządzenia
odbojowe zamontowane na nabrzeżu są w pełni funkcjonalne (reprezentowane przez odcinki
prostopadłe do linii kei) i ułatwiają w granicach bezpiecznych obciążeń (maksymalne ugięcie
pojedynczej odbojnicy 20[cm], maksymalna reakcja 100[t]) równoległe ułożenie się
jednostki, kontakt z odbojnicą ze względów szkoleniowych jest traktowany jako błąd. W
rzeczywistym manewrowaniu należy dążyć do jak najsłabszego dotknięcia, jeśli w ogóle jest
konieczne podczas ruchu statku- najlepiej jest spowodować kontakt przez dociągnięcie
cumami. Ponadto, na wielu statkach brak jest dokładnych wskaźników dziobu i rufy- dużą
rolę pełni ocena wzrokowa ze skrzydła mostka. Program SMART nie dysponuje taką
symulacją. Dopuszczenie możliwości aktywnego wykorzystywania odbojnicy mogłoby
prowadzić do wyuczenia złych nawyków. Bezpieczna prędkość dobijania, podawana przez
eksploatatorów nabrzeża, dotyczy głównie równoległego zbliżania się statku. Gorzej jest
z punktowym kontaktem i zadziałaniem pojedynczych odbojnic - odpowiednie prace nad
zaleceniami (kryteriami) w tym względzie są już prowadzone. Dlatego w praktyce
cumowania wiele wciąż zależy od doświadczenia kapitana czy pilota, które ciężko jest
zalgorytmizować.

Sytuację wyjściową cumowania lewą burtą przedstawia Rys. 23. Możliwy przebieg

poprawnego cumowania podaje Rys. 24 - sylwetki statku są wyświetlane w momentach
wydawania poleceń na telegraf lub ster.

ok. 4[w]

Rys. 23. Pozycja startowa ćw. 5.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej w granicach od

−0.6[w] do +4.5[w],

2. brak kontaktu z odbojnicą (zaleca się w ostatniej fazie cumowania używanie dużych

powiększeń akwenu).

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego, kotwicy lub cum. Nieprawidłowe jest
także wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- aktualne wychylenie steru: 0[

°],

- zadane wychylenie steru: 0[

°],

- aktualny

skok

śruby: 0[%],

- zadana nastawa telegrafu: 0[-],
- prędkość kątowa (moduł):

≤2[°/min],

- kurs statku: 090

±0.4[°],

- prędkość wzdłużna (moduł):

≤0.1[w],

- czas

manewru:

≤13[min],

- liczba komend (na telegraf i ster):

≤70,

- liczba wydanych nastaw napędu wstecz:

≤12,

- odległość burta-odbojnica:

≤4[m] (grubość odbojnicy wynosi standardowo 2[m]).

- 38 -

Rys. 24. Jeden z możliwych przykładów poprawnego wykonania cumowania lewą burtą.

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzą:

- czas manewru, waga 0.3,

≤10[min]- ocena cząstkowa 5, 13[min]- 2,

- liczba komend (na telegraf i ster), waga 0.2,

≤40- 5, 70- 2,

- liczba wydanych komend napędu wstecz, waga 0.2,

≤6- 5, 12- 2,

- odległość burta-odbojnica, waga 0.3,

≤1[m]- 5, 4[m]- 2.

Literatura

[1]

Brix J. (red.): Manoeuvring Technical Manual. Seehafen Verlag, Hamburg, 1993.

[2] Danton

G.L.:

The Theory and Practice of Seamanship. Routledge&Kegan Paul, London, 1972.

[3]

Fujino M., Kagemoto H.: Prediction of Stopping Manoeuvres. MARSIM & ICSM '90 Proceedings, June
4-7, SNAJ, Tokyo, 1990.

[4] Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (podstawy teorii i praktyki). Trademar, Gdynia,

1999.

[5]

Nowicki A., Kabaciński J.: Podstawy manewrowania statkiem (kurs manewrowania na symulatorze).
WSM, Szczecin, 1999.

- 39 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k6. Samodzielne cumowanie prawą burtą

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności klasycznego samodzielnego cumowania prawą burtą w zerowych

warunkach hydrometeorologicznych.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

Przy cumowaniu PB, przeciwnie do manewru cumowania LB (gdzie aktywnie

wykorzystuje się boczne działanie śruby do rozpoczęcia zwrotu w prawo na kierunek
równoległy do nabrzeża), boczne działanie śruby jest pomocne w czasie fazy hamowania do
wytracenia prędkości kątowej w lewo zainicjowanej wskutek wychylenia steru na lewą burtę i
uderzenia napędem. Idealną sytuacją jest jednoczesne zatrzymanie jednostki, wyzerowanie
prędkości kątowej i pozycja równoległa do nabrzeża. Dlatego ważne jest zgranie wszystkich
czynników odpowiedzialnych za przebieg cumowania PB.

Literatura przedmiotu w odniesieniu do warunków bezwietrznej pogody wskazuje na: kąt

podchodzenia nieco mniejszy niż przy cumowaniu LB, kierowanie się na miejsce cumowania
śródokręcia, stosowanie podobnych ograniczeń prędkości jak przy LB, rozpoczęcie zwrotu w
lewo w momencie znajdowania się dziobu jednostki na wysokości miejsca postoju rufy.
Oczywiście, są to bardzo ogólne uwagi, tym samym przybliżone i nie dające informacji
ilościowych. Wiele bowiem zależy od zdolności manewrowej danej jednostki, ukształtowania
akwenu podejściowego, obecności innych statków w okolicach miejsca cumowania. Może się
zatem zdarzyć, że praktyka cumowania PB na konkretnym statku będzie istotnie odbiegała od
powyższych podręcznikowych zasad. Właściwe ujęcie ilościowe wszystkich parametrów
determinujących przebieg manewru cumowania PB, jak przy każdym innym manewrze, jest
możliwe dzięki długotrwałej praktyce i zdobywaniu doświadczenia.

Wśród elementów samodzielnego cumowania PB należy wyróżnić:

• kąt podejścia- mniejsze wartości niż przy cumowaniu LB są podyktowane koniecznością

dopasowania wielkości zwrotu w lewo (przez wychylenie steru) i jego wstrzymania (przez
boczne działanie śruby), to ostatnie musi wypaść w pozycji równoległej, już z tego
stwierdzenia wyraźnie widać, że nie jest to kąt sztywny i wcale nie oznacza, że będzie
mniejszy niż przy cumowaniu LB,

• prędkość początkową- wydaje się rozsądne ograniczenie prędkości jeszcze bardziej niż

przy cumowaniu LB, potrzebny jest bowiem pewien zapas na uderzenie napędem przy
zwrocie w lewo,

• miejsce na nabrzeżu wskazywane przez dziób jednostki- kierowanie się na środek kei jest

w zamierzeniu spowodowane przesuwaniem się statku wzdłuż kei w okresie
utrzymywania nastaw napędu do przodu przy rozpoczynaniu zwrotu w lewo,

• moment/pozycja oraz nastawy steru i napędu do rozpoczęcia zwrotu w lewo- zależą m.in.

od zwrotności jednostki,

- 40 -

• moment/pozycja oraz nastawy napędu wstecz przy hamowaniu- zależą m.in. od siły

bocznego działania śruby i efektywności hamowania.

Ze względu na brak jednoznaczności (w tym wzajemną zależność) w wyżej

wymienionych zaleceniach, istnieje pewna swoboda w manewrowaniu i warto zdawać sobie z
tego sprawę.

W przypadku ograniczenia przestrzeni manewrowej przez stojące przy nabrzeżu inne

statki, należy uważać przy zwrocie w lewo na niebezpieczny ruch rufy w kierunku do kei
i ewentualnie opóźnić rozpoczęcie zwrotu w lewo do chwili minięcia zacumowanych statków.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex6_berth_stbd

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex6_berth_stbd1

Ćwiczenie polega na zacumowaniu statku prawą burtą między jednostkami stojącymi

przy nabrzeżu (niezbyt blisko każdej z nich). Przyjęto h/T równe 1.5. Kontakt z odbojnicą ze
względów szkoleniowych jest traktowany jako błąd- patrz ćw. 5 (cumowanie LB).

Sytuację wyjściową cumowania prawą burtą przedstawia Rys. 25. Możliwy przebieg

poprawnego cumowania podaje Rys. 26 - sylwetki statku są wyświetlane w momentach
wydawania poleceń na telegraf lub ster.

ok. 4[w]

Rys. 25. Pozycja startowa ćw. 6.

Rys. 26. Jeden z możliwych przykładów poprawnego wykonania cumowania prawą burtą.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej w granicach

−0.6[w] do +4.5[w],

2. brak kontaktu z odbojnicą (zaleca się w ostatniej fazie cumowania używanie dużych

powiększeń akwenu).

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego, kotwicy lub cum. Nieprawidłowe jest
także wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- aktualne wychylenie steru: 0[

°],

- zadane wychylenie steru: 0[

°],

- aktualny

skok

śruby: 0[%],

- zadana nastawa telegrafu: 0[-],
- prędkość kątowa (moduł):

≤2[°/min],

- 41 -

- kurs statku: 270

±0.4[°],

- prędkość wzdłużna (moduł):

≤0.1[w],

- czas

manewru:

≤14[min],

- liczba komend (na telegraf i ster):

≤70,

- liczba wydanych nastaw napędu wstecz:

≤12,

- odległość burta-odbojnica:

≤4[m] (grubość odbojnicy wynosi standardowo 2[m]).

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzą:

- czas manewru, waga 0.3,

≤11[min]- ocena cząstkowa 5, 14[min]- 2,

- liczba komend (na telegraf i ster), waga 0.2,

≤40- 5, 70- 2,

- liczba wydanych komend napędu wstecz, waga 0.2,

≤6- 5, 12- 2,

- odległość burta-odbojnica, waga 0.3,

≤1[m]- 5, 4[m]- 2.

Literatura

[1] Danton

G.L.:

The Theory and Practice of Seamanship. Routledge&Kegan Paul, London, 1972.

[2] Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (podstawy teorii i praktyki). Trademar, Gdynia,

1999.

[3]

Nowicki A., Kabaciński J.: Podstawy manewrowania statkiem (kurs manewrowania na symulatorze).
WSM, Szczecin, 1999.

- 42 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k7. Samodzielne cumowanie rufą wpierw lewą burtą

Cel ćwiczenia

Nabycie praktycznych umiejętności wykonywania manewru cumowania rufą wpierw

lewą burtą przy bezwietrznej pogodzie.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

Cumowanie rufą wpierw, zarówno lewą jak i prawą burtą, jest jednym z trudniejszych

manewrów samodzielnego cumowania statku. Z powodu dłuższego czasu i wzrostu ryzyka
manewrowania związanego z szukaniem kompromisu między bezpieczeństwem
i dokładnością zacumowania, manewr cumowania rufą wpierw wymaga większej uwagi
i doświadczenia nawigatora. Podejście do nabrzeża wiąże się tutaj z jednoczesnym obrotem
statku o 180[

°], tzn. ustawieniem się dziobem do wyjścia. Cumowanie rufą wpierw jest często

praktykowane w wąskich basenach, czy też przy pirsach w warunkach ograniczonej
przestrzeni manewrowej, szczególnie na statkach do przewozu ładunków niebezpiecznych
zmierzających pod załadunek. Zależnie od ukształtowania akwenu portowego można wtedy
tak dobrać kurs początkowy, aby konieczny zwrot wyniósł ok. 90[

°]- patrz np. [Nowicki,

1999]. Cumowanie rufą wpierw realizuje się zawsze przez prawą burtę (zmiana kursu w
prawo), gdyż tylko wówczas kierunek bocznego działania śruby pokrywa się z kierunkiem
siły poprzecznej steru. Istotą manewru jest bowiem naprzemienna praca napędu wstecz (ster
na środku) i uderzeń napędu do przodu ze sterem wychylonym na prawą burtę.

W specyfice cumowania lewą burtą rufą zasadniczo chodzi o odpowiednie prowadzenie

chwilowego środka obrotu statku (położonego niedaleko dziobu) wokół i bardzo blisko
narożnika basenu lub pirsu. Efektem będzie bardzo mała odległość między burtą jednostki a
keją po zakończeniu obracania. Mały ruch wstecz wymagany do 'schowania' dziobu uzyskuję
się przez nieco mocniejszą pracę maszyny wstecz w porównaniu z pracą naprzód.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex7_berth_aftport

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex7_berth_aftport1

Ćwiczenie polega na zacumowaniu statku lewą burtą dziobem do wyjścia przy dostępnej

kei w basenie pokazanym na Rys. 27. Przyjęto h/T równe 1.5. Kontakt z odbojnicą ze
względów szkoleniowych jest traktowany jako błąd- patrz ćw. 5 (cumowanie LB).

Możliwy przebieg poprawnego cumowania podaje Rys. 28 - sylwetki statku są

wyświetlane w momentach wydawania poleceń na telegraf lub ster.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej w granicach

−1.0[w] do +4.5[w],

2. brak kontaktu z odbojnicą (zaleca się w ostatniej fazie cumowania używanie w SMART

dużych powiększeń akwenu).

- 43 -

ok. 4[w]

Rys. 27. Pozycja startowa ćw. 7.

Rys. 28. Przykład poprawnego zacumowania rufą wpierw lewą burtą.

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego, kotwicy lub cum. Nieprawidłowe jest
także wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- aktualne wychylenie steru: 0[

°],

- zadane wychylenie steru: 0[

°],

- aktualny

skok

śruby: 0[%],

- zadana nastawa telegrafu: 0[-],
- prędkość kątowa (moduł):

≤2[°/min],

- kurs statku: 180

±1[°],

- prędkość wzdłużna (moduł):

≤0.1[w],

- położenie (wysunięcie) dziobu względem narożnika basenu:

±15[m],

- czas

manewru:

≤15[min],

- liczba komend (na telegraf i ster):

≤70,

- odległość burta-odbojnica:

≤12[m] (grubość odbojnicy wynosi standardowo 2[m]).

- 45 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k8.

Samodzielne cumowanie rufą wpierw prawą burtą

Cel ćwiczenia

Nabycie praktycznych umiejętności wykonywania manewru cumowania rufą wpierw

prawą burtą przy bezwietrznej pogodzie.

Zakres przygotowania teoretycznego i praktycznego

Zakres ten obejmuje całość przekazanej wiedzy i zdobytych umiejętności podczas

Zagadnienia teoretyczne

Ogólne znaczenie cumowania rufą wpierw zostało wyjaśnione w poprzednim ćw. nr 7.

Cumowanie prawą burtą, bardziej kłopotliwe od cumowania lewą burtą, sprowadza się do
utrzymywania rufy statku bardzo blisko nabrzeża podczas jednoczesnego zwrotu w prawo i
cofania się- rufa ma tendencję do uciekania od kei wskutek dziobowego położenia
chwilowego ośrodka obrotu. Przy krótkim nabrzeżu (brak miejsca na dalszy ruch wstecz i
obrót) może nie dojść do równoległego ustawienia jednostki- dziób będzie odstawał. Jedynym
ratunkiem jest wówczas podanie szpringu dziobowego i dociągnięcie dziobu- manewry
sterem nie powodują bowiem żadnego ruchu dziobu. Innym rozwiązaniem może być
rozpoczęcie obrotu z dala od miejsca cumowania, w ten sposób pozornie 'wydłuża się'
nabrzeże. W przeciwieństwie do cumowania rufą wpierw lewą burtą, przy cumowaniu prawą
burtą dłużej i wydatniej trzeba utrzymywać ruch do tyłu i tym samym nastawy napędu wstecz.

Przebieg ćwiczenia

akwen:

ex8_berth_aftstbd

model:

chem100_35jan03_05

ćwiczenie:

ex8_berth_aftstbd1

Ćwiczenie polega na zacumowaniu statku prawą burtą rufą wpierw w basenie przy

wolnym nabrzeżu- sytuację początkową manewru przedstawia Rys. 29. Przyjęto h/T równe
1.5. Kontakt z odbojnicą ze względów szkoleniowych jest traktowany jako błąd- patrz ćw. 5
(cumowanie LB).

Możliwy przebieg poprawnego cumowania podaje Rys. 30 - sylwetki statku są

wyświetlane w momentach wydawania poleceń na telegraf lub ster.

Jedynymi zasadami, których należy przestrzegać (inaczej manewr nie będzie zaliczony z

powodu stwierdzenia "Violation of manoeuvring practice") są:
1. utrzymywanie prędkości wzdłużnej w granicach

−2.0[w] do +4.5[w],

2. brak kontaktu z odbojnicą (zaleca się w ostatniej fazie cumowania używanie w SMART

dużych powiększeń akwenu).

Należy zwrócić również uwagę na ryzyko innych przyczyn dyskwalifikujących przejazd -

patrz Tab. 4. Są to m.in. użycie steru strumieniowego, kotwicy lub cum. Nieprawidłowe jest
także wydanie poleceń manewrowych przed rozpoczęciem symulacji.

- 46 -

ok. 3[w]

Rys. 29. Pozycja startowa ćw. 8.

Rys. 30. Jeden z możliwych przykładów poprawnego wykonania cumowania prawą burtą.

Warunki końcowe, jakie należy spełnić przed zatrzymaniem symulacji, są następujące:

- aktualne wychylenie steru: 0[

°],

- zadane wychylenie steru: 0[

°],

- aktualny

skok

śruby: 0[%],

- zadana nastawa telegrafu: 0[-],
- prędkość kątowa (moduł):

≤2[°/min],

- kurs statku: 180

±1[°],

- prędkość wzdłużna (moduł):

≤0.1[w],

- położenie (wysunięcie) dziobu względem narożnika basenu:

±15[m],

- czas

manewru:

≤15[min],

- liczba komend (na telegraf i ster):

≤70,

- odległość burta-odbojnica:

≤12[m] (grubość odbojnicy wynosi standardowo 2[m]).

Do ostatecznej oceny (po spełnieniu kryteriów kwalifikujących jw.) wchodzą

(obowiązuje interpolacja liniowa):
- czas manewru, waga 0.3,

≤11.5[min]- ocena cząstkowa 5, 15[min]- 2,

- liczba komend (na telegraf i ster), waga 0.3,

≤40- 5, 70- 2,

- odległość burta-odbojnica, waga 0.4,

≤2[m]- 5, 12[m]- 2.

- 49 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k1.

Zapoznanie z symulatorem. Charakterystyki

i próby manewrowe. Standardy IMO

Cel ćwiczenia

Wskazanie praktycznej potrzeby, nabycie umiejętności wykonywania standardowych i

niestandardowych prób manewrowych oraz oceny zdolności manewrowej statku według
wyników wybranych prób manewrowych.

Zakres przygotowania teoretycznego (literatura)

Poniżej wymieniono podstawowe pozycje literaturowe:

[1]. Artyszuk

J.:

Manewrowanie statkiem - 1. sem. wykładowy (teoria manewrowania). Materiał

niepublikowany (notatki z wykładów), AM, Szczecin, 2006.

[2]. IMO:

Explanatory Notes to the Standards for Ship Manoeuvrability. IMO MSC/Circ.1053, London,

2002.

[3]. IMO:

Provision and Display of Manoeuvring Information on Board Ships. IMO Res. A.601(15), 1987

(także Brix J. (red.): Manoeuvring Technical Manual. Seehafen Verlag, Hamburg, 1993.)

[4]. IMO:

Standards for Ship Manoeuvrability. Res. IMO MSC.137(76), MSC 76/23/Add.1 - Annex 6,

London, 2002.

[5]. Nowicki

A.:

Manewrowanie statkiem w warunkach specjalnych. Oderraum, Szczecin 1992. Str.: 7-14.

[6]. Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (Podstawy teorii i praktyki). Trademar,

Gdynia, 1999 (także Wyd. Morskie, 1978). Str.: 509-535.

- 50 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k2. Podejmowanie pilota. Żegluga w systemach
rozgraniczenia i VTS

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności manewrowania w sytuacjach podejmowania/zdawania pilota oraz

podczas korzystania z systemów rozgraniczenia/VTS.

Zakres przygotowania teoretycznego (literatura)

Zagadnienia do opanowania:

zaplanowanie trasy podejścia do pozycji pilota,
ustalenie wymaganych kursu i prędkości statku na pozycji pilota (w tym burty

podejmowania pilota), uwzględniając ewentualną zmianę sytuacji eksploatacyjnej,

redukcja prędkości do wymaganej,
współpraca z pilotówką podczas jej podchodzenia, kontaktu, oraz odchodzenia w

zakresie manewrów kursem, prędkością, maszyną.

Poniżej wymieniono podstawowe pozycje literaturowe:

[1]. Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (Podstawy teorii i praktyki). Trademar,

Gdynia, 1999 (także Wyd. Morskie, 1978). Str.: 330-332.

[2]. M.P.D.M.
[3]. Wróbel

F.:

Vademecum nawigatora. Trademar, Gdynia, 2002.

[4].

Gucma S., Jagniszczak I.: Nawigacja morska dla kapitanów. Foka, Szczecin, 1997. Str. 188-210.

- 51 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k3. Kotwiczenie w celu postoju

Cel ćwiczenia

Nabycie podstawowych umiejętności manewrowych w zakresie procedury kotwiczenia.

Zakres przygotowania teoretycznego (literatura)

Zagadnienia do opanowania (kotwiczenie klasyczne na jednej kotwicy):

ustalenie pozycji kotwiczenia w danych warunkach hydrometeorologicznych

i nawigacyjnych,

określenie wymaganej długości łańcucha,
wyznaczenie trasy podejścia na kotwicowisko,
zaplanowanie i wykonanie redukcji prędkości,
wybór kursu oraz burty do rzucenia kotwicy,
zatrzymanie statku i kontrola prędkości,

technika opuszczania kotwicy i luzowania łańcucha.

Poniżej wymieniono podstawowe pozycje literaturowe:

[1]. Artyszuk

J.:

Manewrowanie statkiem - 2. sem. wykładowy (praktyka manewrowania). Materiał

niepublikowany (notatki z wykładów), AM, Szczecin, 2006.

[2]. Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (Podstawy teorii i praktyki). Trademar,

Gdynia, 1999 (także Wyd. Morskie, 1978). Str.: 414-431.

[3]. Jurdziński M.: Kotwiczenie dużych statków. Fundacja Rozwoju Akademii Morskiej w Gdyni, Gdynia,

2005.

- 52 -

Nr i tytuł ćwiczenia

k4. Sztormowanie. Akcje ratownicze

Cel ćwiczenia

Nabycie umiejętności określania i wykonywania zmian kursów w warunkach silnego

wiatru i falowania oraz przeprowadzania akcji ratowniczej dla jednostek w dryfie.

Zakres przygotowania teoretycznego (literatura)

Zagadnienia do opanowania:

dobór prędkości w warunkach sztormowych,
powstawanie rezonansu kołysań statku i sposoby jego eliminacji - wykorzystanie

nakresu sztormowego (p. [2] lub [4]),

przeprowadzanie zwrotów oraz utrzymanie kursu w sztormie,
zalety i wady podstawowych technik sztormowania,
określenie i kontrola parametrów dryfu jednostki zatrzymanej i statku własnego,
techniki podchodzenia do statku w dryfie celem podania holu.

Poniżej wymieniono podstawowe pozycje literaturowe:

[1]. Artyszuk

J.:

Manewrowanie statkiem - 2. sem. wykładowy (praktyka manewrowania). Materiał

niepublikowany (notatki z wykładów), AM, Szczecin, 2006.

[2]. Nowicki

A.:

Wiedza o manewrowaniu statkami morskimi (Podstawy teorii i praktyki). Trademar,

Gdynia, 1999 (także Wyd. Morskie, 1978). Str.: 469-492.

[3]. ICS/OCIMF:

Peril at Sea and Salvage (A Guide for Masters). 5th Ed., Londyn, 1998.

[4]. IMO:

Revised Guidance to the Master for Avoiding Dangerous Situations in Adverse Weather and Sea

Conditions. MSC.1/Circ.1228, Jan 11, 2007.

- 55 -

Załącznik1. Hydrodynamiczne modele ruchu statku programu symulacyjnego

chem100_35jan03_05.hdb

typ chemikaliowiec

6000 DWT

stan załadowania pod

ładunkiem

prędkość (90%MCO) [w]

14.0

KADŁUB
długość między pionami [m]

97.40

długość całkowita [m]

103.60

szerokość [m]

16.60

zanurzenie [m]

7.10

wysokość [m]

9.40

przegłębienie [m]

0.00 (równa stępka)

współczynnik pełnotliwości [-]

0.761

SILNIK GŁÓWNY
typ nienawrotny

przekładnia brak

moc (MCO) [kW]

3600

prędkość obrotowa [rpm]

146

ŚRUBA
typ nastawna/lewoskrętna
średnica [m]

4.10

współczynnik skoku [-]

0.8719

STER
typ Schilling

maks. wychylenie [

°]

powierzchnia [m

] 12.3

aspekt [-]

1.51

DZIOBOWY STER STRUMIENIOWY
moc [kW]

400

napór [kN]

- 56 -

chem100_65jan03_05.hdb

typ chemikaliowiec

6000 DWT

stan załadowania pod

ładunkiem

prędkość (90%MCO) [w]

14.0

KADŁUB
długość między pionami [m]

97.40

długość całkowita [m]

103.60

szerokość [m]

16.60

zanurzenie [m]

7.10

wysokość [m]

9.40

przegłębienie [m]

0.00 (równa stępka)

współczynnik pełnotliwości [-]

0.761

SILNIK GŁÓWNY
typ nienawrotny

przekładnia brak

moc (MCO) [kW]

3600

prędkość obrotowa [rpm]

146

ŚRUBA
typ nastawna/lewoskrętna
średnica [m]

4.10

współczynnik skoku [-]

0.8719

STER
typ Schilling

maks. wychylenie [

°]

powierzchnia [m

] 12.3

aspekt [-]

1.51

DZIOBOWY STER STRUMIENIOWY
moc [kW]

400

napór [kN]

- 57 -

Załącznik 2. Obsługa wind kotwicznych i cumowniczych w programie symulacyjnym

A)Obsługa kotwic

Do dyspozycji są dwie kotwice, ulokowane na lewej i prawej burcie. Jedyną zmienną

sterującą jest długość łańcucha w [m] - p. poniższy rysunek panelu 'Anchor Control'
z komentarzem. Parametry kotwic, ich łańcuchów oraz wind kotwicznych właściwych dla
danej jednostki są przechowywane w modelu ruchu [.HDB]. Zawiera on również zależność
siły trzymania kotwicy od rodzaju dna oraz kąta między trzonem kotwicy i dnem. Typ gruntu
ustawia się w pliku ćwiczenia [.EXC], np. wartość 'seabed=0' odpowiada sile trzymania
kotwicy modelu 'chem100' równej 3.5 razy ciężar kotwicy.

Panel sterowania windami kotwicznymi 'Anchor Control'

- zadana długość łańcucha [m]

- aktualna długość łańcucha
- naprężenie łańcucha (przy kluzie)
- kąt poziomy łańcucha (PB

+, LB− )

- kąt pionowy łańcucha przy kluzie (90

° - łańcuch w pionie)

- kąt pionowy łańcucha przy dnie (0

° - łańcuch na dnie)

- stan kotwicy:
HOME - w kluzie, HANG - nad dnem,
DRAG - dragowanie, HOLD - trzymanie, BREAK - urwanie

Podczas symulacji ruchu w każdym kroku czasowym rozwiązywana jest pełna geometria

tzw. krzywej łańcuchowej - podstawowe parametry pracy łańcucha kotwicznego są również
prezentowane w panelu kotwicznym. W dostępnych modelach hydrodynamicznych programu
SMART przejściowo założono położenie kluz kotwicznych na poziomie wodnicy pływania.
Należy to uwzględniać przy wyznaczeniu ilości luzowanego łańcucha, szczególnie podczas
dragowania kotwicy na małych głębokości akwenu. Pozycja kotwicy na dnie jest oznaczona
symbolem

⊕

. Wybieranie i luzowanie łańcucha przebiega ze skończoną prędkością

dostosowaną do mocy windy - nie ma możliwości rzucania kotwicy poprzez zwolnienie
hamulca.

B)Obsługa cum

Wykorzystanie lin cumowniczych wymaga uprzedniego załadowania akwenu ze

zdefiniowanymi polerami na nabrzeżu. Pliki standardowych akwenów do nauki podstaw
cumowania (p. ćwiczenia od nr 5 do 8 niniejszego przewodnika) nie zawierają tych danych.
Przykładowy plik akwenu z polerami '_bollards.map' umieszczono w podkatalogu User.
Długość lin cumowniczych, ich typ i wytrzymałość są ograniczone do wartości
występujących w rzeczywistości na danej jednostce.

Procedura podawania cum przebiega następująco - p. panel 'Mooring control' (opis na

poniższym rysunku). Należy wybrać burtę i numer kluzy według szkicu pokładu statku,
nacisnąć przycisk 'Moor' na belce systemowej i następnie wskazać w oknie symulacyjnym
docelowy poler. Zostanie wybrany poler najbliższy kursorowi. Mocowanie cumy trwa pewien
czas - faza ta jest odnotowana poprzez zacieniowanie pola Status. Winda cumownicza jest

- 58 -

wtedy zablokowana. Cuma już zamocowana na nabrzeżu jest opisana włączeniem przycisku
Status i pojawieniem się w oknie symulacyjnym, co umożliwia zmianę typu cumy (aktualnie
istnieją trzy rodzaje lin o elastyczności odpowiednio 1%, 2% oraz 10%), trybu pracy windy
(początkowym jest zawsze tryb automatyczny jako bezpieczniejszy) oraz jej nastawy
sterującej (w rozumieniu długości lub naciągu cumy). Wykonanie zadanych nastaw jest w
obecnej wersji programu natychmiastowe. Ponadto cumy są traktowane jako biegnące w
kierunku prostym - brak zatem efektu krzywej łańcuchowej wskutek niezerowego ciężaru
jednostkowego liny, aczkolwiek zjawisko to nie jest często istotne.

W dostępnych modelach hydrodynamicznych programu SMART z pewnych przyczyn

przejściowo ustawiono położenie kluz cumowniczych na poziomie wodnicy pływania. To
ograniczenie można łatwo ominąć poprzez zadeklarowanie polerów na nabrzeżu z ujemną
wysokością. Rzucanie cum odbywa się przez naciśnięcie i tym samym skasowanie
zaznaczenia kontrolki Status. W przypadku konieczności wyluzowania większej długości
cumy podczas oddalania się statku od polera na nabrzeżu i trybie pracy automatycznej windy
cumowniczej (regulacja naciągu, wliczając tutaj nawet zerowy naciąg) bądź przekroczenia
wytrzymałości cumy w trybie ręcznym (regulacja długości cumy) - cuma ulega
samoczynnemu zrzuceniu z polera. Gaśnie wtedy również zaznaczenie pola Status. Cumę
można powtórnie podać po zmniejszeniu odległości dzielącej statek do nabrzeża lub
wydłużeniu cumy. Nie czekając na pełne zamocowanie wybranej cumy, dopuszcza się w
programie SMART równoległą obsługę pozostałych wind cumowniczych.

Panel sterowania windami cumowniczymi 'Mooring Control'

stan zamocowania cumy

burta

numer kluzy

nastawa (długość [m] lub naciąg [kN])

typ cumy ('0'- 1%, '1' - 2%, '2' - 10% )

tryb pracy windy

Parametry pracy wszystkich cum razem na jednej burcie są wyświetlane w panelu

'Mooring Display' (p. poniżej). Burtę można zmienić.

Panel parametrów pracy cum 'Mooring Display'

Dane obejmują w kolejności: początkową długość cumy (bez napięcia), wydłużenie w

[m] i [%] długości początkowej, naprężenie w [kN] i [%] wartości maksymalnej (zrywającej,
ang. MBL), kąt poziomy i pionowy w [

°].

- 59 -

Załącznik 3. Funkcja odtwarzania wykonanych manewrów w programie symulacyjnym

Moduł odtwarzania (tzw. historia) zarejestrowanych manewrów (są one kolejno

numerowane i dostępne w formacie tekstowym) jest zaimplementowany w menu
Run/History. Ostatnio wykonany przejazd wskazuje się poleceniem 'Last Run'. Zdecydowanie
się na jeszcze wcześniejsze manewry wymaga wyboru 'Prev. Runs...', gdzie uruchamia się
standardowe okno dialogowe otwierania pliku - należy wybrać katalog i plik. W kontekście
łatwiejszej identyfikacji plików ciekawszych prób manewrów zaleca się indywidualizację
nazw według uznania Użytkownika.

Odtworzenie manewru polega na wykreśleniu w oknie symulacyjnym SMART sylwetek

statku z zadanym krokiem czasowym (domyślnie 5[s], czyli co piątą pozycję) i wyświetleniu
uzyskanej oceny ogólnej (i ocen cząstkowych). Parametry odtwarzania ustawia się na belce
trybu odtwarzania włączanej przez 'Options' - p. poniżej.

Oprócz stałego kroku czasowego ('Fixed'), można wybrać kontury statku w momentach

wydawania komend manewrowych ('Event').

Odtwarzanie wykonanych manewrów powoduje załadowanie do SMART właściwego

akwenu [.MAP] (zarys obiektów stałych np. linii brzegowej, nabrzeży itd.) oraz modelu ruchu
[.HDB] (kontur statku). Po wgraniu pliku ćwiczenia [.EXC] i wyłączeniu opcji odtwarzania
poleceniem 'Remove' można zatem rozpocząć symulację. Jednakże w celu powrotu do trybu
symulacji z automatyczną oceną manewrów należy przeładować wszystkie pliki - powinny
zniknąć oznaczenia '(hist)' w tytule okna aplikacji SMART.