MANEWROWANIE 2
Próby zdolności manewrowych statku
- cyrkulacja w lewo i prawo. Interesują nas max wymiary cerkulacji. Robiąc cyrkulację należy wziąć pozycję i kurs statku - żeby wykreślić maksymalne granice cyrkulacji.
- próba wężowa
Kolejność wykonywania próby (V - full ahead) :
1. Wychylenie steru 20o na jedną z burt.
2. Po zmianie kursu o xo przełożenie steru na burtę przeciwna (również 20o).
3. Przy przejściu statku przez pierwotną linię kursu rozpoczęcie liczenia czasu (pierwsza połówka sinusoidy jest "niereprezentatywna").
4. Obliczamy okres 4-6 pełnych sinusoid. Obliczamy czas średni jednej.
Współczynnik stateczności kursowej "E" obliczamy ze wzoru:
E = Vo * t / Lpp (V w m/sek, Lpp w metrach).
Powyższa próba nazywa się próbą Kempf 'a.
Dla statku optymalnego E = 8.
E=>9 - statek stateczny kursowo;
E<=7 - statek niestateczny kursowo.
Próba spiralna:
Określenie zależności między prędkością kątową zmiany kursu, a wychyleniem steru. Próbę przeprowadza się wprowadzając stetk w pełną cyrkulację - pomiary rozpoczyna się dopiero w fazie 3-ciej cyrkulacji, praktycznie po zmianie kursu statku o 400o. Po wykonaniu 1 cerkulacji zdejmuje się ze steru po 5o, a po osiągnięciu wychylenia 5o mierzy się prędkości kątowe na cyrkulacjach zmniejszjąc wychylenia steru każdorazowo o 1o.
Przy próbie niezbędne jest posiadanie indykatora prędkości kątowej (Rate of Turn Indicator).
`
Wody zamulone - gęstość pow. 1.35 - grunt stały. Problemy ze zmniejszeniem zanurzenia przez zwiększoną gęstość.
Manewry antykolizyjne
Manewr IMO - prawo na burtę. Obszar manewru określa średnica cyrkulacji.
DPS (Dynamic Positioning System)
Schemat ideowy:
Możliwości manewrowe systemu (sterowanie ręczne):
Urządzenia włączone do systemu:
Śruba Grima - śruba swobodnie obracająca się - większa średnica od śruby właściwej.
The Vessel Management
System integrujący sterowanie statkiem z mostku łącznie z DPS-em.
Osiadanie (squat)
Aktualnie porty same limitują prędkości w ramach swojej administracji. Dla danych typów i wielkości/zanurzeń piloci stosują ograniczenia prędkości.
Zapas nawigacyjny : 1'
Przebieg oporów w obszarze otwartym (płytkowodzie o szerokości> 30 B) i w kanale:
Metody określania osiadania:
Badania oparte na badaniach modelowych, ale (w/g Byczyńskiego) nie zawsze
pokrywają się z rzeczywistością.
Metody mają ograniczenia. Porównanie różnych metod daje różne wyniki. Przy
badaniach modelowych można robić tylko interpolację - jakakolwiek ekstrapolacja
może prowadzić do poważnych błędów.
Korzysta się w rezultacie z 2 metod.
1.Graficzne
a) NSP - holenderska
frh - stosunek V statku do V grwawitacyjnej.
Metoda ma ograniczenia - frh zamyka się w przedziale 0.23 - 0.63.
Obliczenia robione dla wsp.peł.kadłuba 0.80 - 0.82.
2. Metoda RFN
Ograniczenia: wsp.pełn 0.825 - 0.830
V = 6 - 16 w
y = 1.1 - 1.4
3. Metoda Schiffa'a - opracowana dla kanału
Opracowane na empirycznych pomiarach za pomocą teodolitu. Stwierdzono błąd w stosunku do metoy - dla bezpieczeństwa należy więc dodać 15 cm do wyniku.
Dla obliczeń przyjmuje się szerokość kanału jest równa 10 szerokościom statku
4. Metoda SOGREHT (francuska) - osiadanie w kanałach.
5. Metoda NPL (brytyjska - 1973 r)
Pozwala na obliczenie osiadania dzioby i rufy dla wsp.pełnotliwości 0.80 - 0.90. Metoda bierze pod uwagę również wymiary statków. Metoda daje optymalne wyniki przy stosunku Lpp/B około 6. Stosunek B/T około 2.6 a 1.1 <= ho/T <= 1.5, oraz głębokościo akwenu do 40 m. Przegłębienia 0.01 Lpp (dziób), 0.05 Lpp rufa. Limit długości 100- 300 m.
Trzy zestawy krzywych.
Metoda empiryczna Barrasa
z = 0.01 * v2 * d [m] na płytkowodziu
Ograniczenie dla d = 0.80 - 0.83
v - [ w ]
z1 = 2 z dla kanału
ograniczenia 1.1<= ho/T <= 1.2
0.06 <= Fow/ Fo <= 0.30
Żegluga w warunkach sztormowych
Statki długie - LOA>150 m. Wystepuje overstress (statyczny przy za-/wyładunku, dynamiczny w morzu na dużej fali).
Dod.elementem pogarszającym sytuację jest korozja i zmęczenie konstrukcji. (Granica "obliczalności" tj zgodności danych ze stanem faktycznym took 14 lat).
Wprowadza sie katodowe metody ochrony zbiorników balastowych oraz tensjometry do pomiarów aktualnych momentów gnących w węzłach statku (najczęściej umieszcza się je na owrężu).
Stwierdzono, że dla dużych statków stanem niebezpiecznym jest 5o B z dziobu. Zaczyna się wprowadzać, oprócz check lists, tensometry, pokazujące faktyczne naprężenia na węzłach konstrukcyjnych.
Sztormowanie to wybór właściwego kursu i prętkości w stosunku do fali. Z tym wiąże się problem tzw fali interferencyjnej.
Slamming - powstają infradźwięki (low frequency) posiadające dużą energię, mogą powodować cięcia blach.
Generalnie pamiętać, że energia rośnie do kwadratu prędkości.
Maks. slamming występuje przy fali l= 0.7 LOA.
Zanurzenie minimalne dziobu, dla uniknięcia slammingu, to 0.045 Lpp.
Wzrost efektów na momentach gnących ocenia się jako +20-30% (przy stanie 7oB).
Ocena właściwej prędkości względem wody (bez czujników tensometrycznych):
- graniczna wielkość ilości wejścia wody na dziobówkę w>= 20/h (umiarkowana moc napędu)
- w<20/h (duża moc maszyn)
- ilość wzdłużnych przechyłów między kolejnymi wejściami wody na pokład
WB - Wolna Burta
WBmin = 0.056 * LOA [m] * (1 - LOA/500) * 1.36/(d + 0.68) (teoretyczne)
Jeżeli liczba przech. wzdłużnych mniejsza od podanych w tabeli, należy rozpocząć sztormowanie.
Im statek jest większy tym trudniejsza ocena momentu rozpoczęcia sztormowania. Jednocześnie skutki zbyt późniego rozpoczęcia są z reguły większe.
Manewry sztormowania.
Zmiana kierunku - najlepszy około 3 rumbów od fali.
Zmiana prędkości - zejście poniżej granicznej liczby przechyłów. Redukcja v (jak wyżej) ma efekt kwadratowy. Połowa prędkości - efekt 4-krotny.
Problem stateczności - istotny szczególnie przy sztormowaniu z falą - następują okresowe redukcje siły sterowania (przy przyspieszeniach prędkości fali) i w związku z tym utrata sterowności. Może to spowodować wywrócenie statku (szczególnie o małym GM).
Zwrot w sztormie.
Statek musi przejść przez fazę burtą do fali. Falowanie jest nieregularne, stąd zwrot w nocy jest ryzykowny - nie można zauważyć i wybrać odpowiedniego momentu do rozpoczęcia zwrotu.
Należy - w momencie rozpoczynania zwrotu - mieć max. możliwą prędkość kątową. Można to zrobić wpierw redukcją prędkości, (mowa o zwrocie z jazdyy z wiatrem na jazdę pod wiatr) a nastepnie dołożeniem obrotów i wychyleniem steru na burtę (duży moment skręcający).
Sztormowanie burtą do fali: można przy zatrzymanej maszynie. Problem - okres kołysań własnych statku musi być wyraźnie różny od okresu fali. Może dojść (jako, że morze faluje nieregularnie) do rezonansu. Dlatego SG musi by w natychmiastowym pogotowiu.
Możliwe, bo fala przechodząca pod kadłubem tworzy front powrotny chroniący statek przd wejściem wody na pokład.
W normalnych warunkach takiego manewru się nie stosuje.
Wymijanie, wyprzedzanie
Tendencje ruchu kadłuba w kanale:
Wymijanie Wyprzedzanie
Żegluga w torach
Możliwość przejścia torem jest związania z jego szerokością (oczywiście głębokością) jak też związane jest z wymiarowaniem przestrzeni manewrowej statku. Oznacza to po prostu, jak zachowuje się statek w wąskim torze, co zależy od jego wymiarów i od jegoi statecznośći kursowej.
"Ilość" miejsca, jaką statek zajmuje zależy od jego prędkości i stateczności kursowej.
Przyjmuje się następujące kryteria manewrowe:
lw = 1,2 B - bardzo dobra stateczność kursowa
lw = 1.6 B - dobra stateczność kursowa
lw = 1.8 B - słaba stateczność kursowa
Minimalna szerokość toru wodnego winna wynosić (na głbokości = T statku) 1.2 B + B statku.
Odległość dwu statków od siebie w czasie mijania, lub wyprzedzania nie powinna być mniejsza niż B statku szerszego + 0.6 B obu statków. Stąd wynika wymiar minimalny toru wodnego:
Wpływ falowania na zanurzenie
Metoda Van Houten'a - graficzny sposów określania wpływu falowania na zanurzenie. Przy wykresach interpolacja jest możliwa, extrapolacja niebezpieczna (badania dla statku ca 15 -60 tt DWT).
Rotterdam - kotwicowisko Emergency - nie wolno tam wchodzić. Kierowane są tam statki, które z różnych względów nie mogą wejść do portu (nieprzewidywalne warunki atmosferyczne, brak znajomości osiadania statku, wpływu falowania itp - dla zbadania tych warunków lub przeczekania).
Tabela munucypalna - Rotterdam. Wchodzi się wysokością fali i okresem fali i kątem kursowym a z boku nośnością statku. Uzyskuje się przyrosty zanurzenia związane z kołysaniem bocznym i nurzaniem - wartości się sumuje i uzyskuje finalną wartość przyrostu zanurzenia.
Żegluga w lodach
Kryteria zwartości
1.Sprawdzić urządzenia nawigacyjne;
2.Sprawdzić i zamknąć drzwi wodoszczelne;
3. Po wejściu w lody - częste sondowanie;
4. Wymienić wodę balastową - przede wszystkim odpompować FW (generalnie odpompować, żeby było miejsce na zamarzanie !
5. Wchodzić w lód pod kątem prostym i steren nidship. Sterem można pracować dopiero po całkowitym wejściu w lody.
Klasy statków :
L1A - arkryczna
L2
L3
L4 - małe lody
Duże statki wyposaża się w sonary dziobowe. Dużą pomocą jest radar:
Przy współpracy z holownikami w rynnie lodowej należy bardzo uważać na komunikację z holownikiem i własną prędkość. Holowniki do pracy w lodach są przystosowane poprzez instalacje balastowe, umożliwiające im łamanie lodu przy pomocy szybkiego przebalastowania,
Holowanie odbywa się na krótkim holu. Najlepiej, jeżeli ma się śrubę nastawną - jeżeli nie to wskazana praca maszyną na minimalnych obrotach wstecz.
MANEWROWANIE 3
Cumowanie
Duże statki (powyżej 80 tt).
Podstawowa zasada przy dojściu dużym statkiem to podejście równoległe. Ustawia się statek równolegle w odległości ok 1/2 B i podaje się liny. Prędkość kątowa powinna być 0. Stosuje się logi doplera, lub pomiar z lądu (podawana prędkość dochodzenia do kei).
W przypadku zbyt szybkiego podejścia następuje podsysanie między keją a statkiem i przyśpieszenie dochodzenia do kei - to dzieje się w ostatniej fazie cumowania.
Prędkość podchodzenia ok. 0.15 - 0.20 m m/s (statki do 150 tt)
0.02 m/s (statki pow. 150 tt.)
Ro-Ro - prędkości podchodzenia niewielka, bo statki o delikatnej konstrukcji.
Wzór na określenie ilości lin potrzebnych do zacumowania w zależności od siły wiatru:
Vw [m/s] =< sqr ( (nn * Q + np * Q) * 10^5/ 58.8 * F)
Vw - prędkość wiatru odpychającego
nn - ilość lin nylon
np - ilość lin poliprop
Q - DOR liny [ t ]
F - powierzchnia nawiewu [m2]
Statek mały
V ok 1 w. Sztuka polega na tym, że oparcie o keję powinno odbyć się bez odbicia.
Cumowanie, odcumowanie (śruba stała)
(Specyficzne manewry to wchodzenie rufą statków typu prom/ro-ro.)
- bez steru strumieniowego
1.Duży statek - ustawienie równolegle ok 1 B od kei, bez żadnej prędkości kątowej.Dopychanie holownikami + linami.
2. Mały statek:
Zasada: można pracować maszyną bez wykorzystywania pełnej mocy. Problem pojawia się przy zbyt małym kącie podejścia - praca wstecz może spowodować uderzenie rufą.
1-wszy szpring.
Szpring powinien być bezwzględnie slack - w przeciwnym wypadku statek uderzy w keję !
Dobrze jest mieć podaną równolegle ze szpringiem rufową.
Można również - jeżeli jest miejsce podchodzić tak, jakby nie było statków przed i za naszym miejscem cumowania.
Kotwica - pomoc przy podchodzeniu (możliwość pracy dowolnie silnikiem i sterem), pomoc przy odejściu, pomoc przy obrotach w wąskich basenach.
Kotwica powinna dragować - rzyca się głębokość basenu + ciut.
Jeżeli można ją zostawić, to może być pomocna przy odejściu.
Cumowanie ze sterem strumieniowym
Tak jak bez steru strumieniowego - ster strumieniowy pomaga przy dochodzeniu równoległym do kei (równoległa praca maszyną i sterem, oraz dopychanie dziobu sterem strumieniowym). Znacznie łatwiejsze cumowanie prawą burta.
Znaczne ułatwienie dochodzenia rufą do nabrzeża (ro-ro, promy).
Cumowanie rufą z rzuconymi kotwiami
Holowanie
Hol krótki ca 30/40 m, Większe statki około 80 m.
Prędkość statku przy podchodzeniu do holowników 2-3 w (max 5 w) - uwaga na statki z gruszką, gdzie z uwagi na falę ciśnieniową przed dziobem sprawność holownika spada o 50%.
Z reguły holownika dziobowego nie widać.
Siła wiatru - max na redzie 6o B - powyżej holowniki z reguły nie wychodzą.
Prędkość holowania: makx 7 w.
na pewno nie może być większa niż maks v holownika rufowego - 3 w
Zwracać uwagę na to, zeby holowniki z napędem klasycznym pracowały na rajtale.
Obliczanie właściwości holu:
siły na holu - od falowania - wzrost 1/6 siły. Przy szarpnięciu holownika siła = ciężarowi holownika.
Uciąg holowników
Siła holownika potrzebna dla statku:
Ph = (2.89 Sp + 20.185 Sw) + 15% (Sp - - pow podwodzia; Sw - pow nadwodzia)
Im bardziej płytko - potrzebna większa moc.
Uciąg na palu Nh = Moc holownika/100 (KM)
Obracanie statku.
Dla statku ca 50 tt przyjmuje się czas obrotu o 180o około 10-15 minut
Manewry ratownicze
Podział : - immediate action
- delayed action
- person missing action (postponed action)
Zwalnianie dużym statkiem.
Spadek obrotów śruby jest mniejszy niż wynikałoby to ze zdjęcia obrotów, stąd, aby się zatrzymać w miarę szybko stosyje się zatrzymanie etapowe (rudder cycling), a na torze wodnym zatrzymanie realizuje się manewrem z odbicie w lewo w pierwszym etapie.
Kolejność manewrów : uzyskanie skrętu - najpierw ster potem maszyna. Zakończenie manewru: najpierw maszyna, potem ster.
Najprostsze wytracenie szybkości to cyrkulacja.
Manewrowanie statkiem z dwoma śrubami.
Dwie metody pracy śrub - wewnątrzskrętne i zewnątrzskrętne.
Na ogół stosowane są śruby nazewnątrzskrętne.
Śruby mogą być stałe lub nastawne.
Z uwagi na przeciwbieżną pracę śrub efekt skręcający jest wyeliminowany.
Manewowanie łatwe wykorzystując momenty przeciwne ciągu śrub. Skręcanie w ruchu naprzód i wstecz może się odbywać używając również różnicy momentów przy pracy obu śrub w tym samym kierunku (obie naprzód, obie wstecz).
Przy śrubach nastawnych w pozycji neutralnej śruba odcina prąd opływowy od śruby. Statek bardzo szybko traci zdolności sterowe. Nagłe zwolnienie działa z podobnym efektem.
Ster przy statku dwuśrubowym ma wzmagające działanie (zwiększanie momentu skręcającego) głównie przy biegu śruby naprzód. Tak praca w różnych kierunkach śrubami jak i dokładanie, lub zdejmowanie momentów poprzez wykładanie sterów powoduje wpływ na punkt obrotu statku (pivoting point) - jest to jakby element DPS-u.
Kotwiczenie
Statek załadowany przy wielkościach powyżej 50 tt nie używa się kotwic do manewrów. Coprawda należy ich użyć w szczególnych warunkachm - awaria.
Prędkość podejścia do kotwiczenie (ww statku) nie powinna być większa niż 0.6 w.
Podchodzenie na prądzie: uwzględnić działanie. Przy dużym statku wpływ prądu może być większy od wpływu wiatru.
Idea : przy zatrzymaniu (w pozycji) statek winien być w linii wiatru.
Duże statki, duża głębokość. Dobry zwyczaj wypuścić obie kotwice (dla sprawdzenia).
Do 20 m można rzucić bezpośrednio.
Wypuścić kotwicę do wody (mniejsza inercja opadania).
Na większych statkach albo do 10 m nad dnem, bądź do końca z windy, powoli.
Kwestia miejsca:
- głębokość (rezerwa nawigacyjna ca 1 m, skok pływu, falowanie). Bezpiecznie powinna być większa o 2/3 od występującego falowania;
- łukowanie : zapas: l łańcucha kotwicznego + 2 LOA
2 kotwice.
Optymalny kąt przy dwóch kotwicach to 60o. (Spadek siły trzymania og 87%).
- przed rzuceniem kotwic należy wyliczyć ile wydać łańcucha aby finalnie rozstaw był 60o
Wleczenie kotwicy - manewr hamowania. Kotwicę rzuca się na 1.5 głębokości. Kotwica trzyma optymalnie, jeżeli trzon kotwicy leży na dnie. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy kotwica utrzymuje się wg krzywej łańcuchowej.
Przy małej głębokości akwenu 5 głębokości, przy większej 3 głębokośći.
Przyspieszenia na kotwicy: obserwowane przyspieszenia spowodowane szkwałami powodują siły rzędu 30% większe od wytrzymałości na zrywanie elementów łańcucha. Stosuje się wówczas:
- stawanie na 2 kotwicach
- wspomaganie maszyną
- wyrzucenie ok 30% łańsucha więcej
Siła trzymania kotwicy zależy od jej wagi i rodzaju (Qk = k x Wk).
Kotwica patentowa typu Hall'a o ciężarze ok 5 ton ma siłę trzymającą (piaskowo-żwirowe dno) około 25 t. Natomiast zadziwiająco dobre wyniki daje kotwuca AC14 bo aż 60 T.
Manewry part2
Strona 7 z 7