Обеспечение остойчивости на больших углах крена

Достаточно точное количественное описание параметров остойчивости на больших углах крена (характеристик диаграммы статической остойчивости) невозможно без использования теоретического чертежа, чертежей или схем общего расположения судна и расчетов нагрузки.

Поэтому на этапе выбора основных элементов судна задача обеспечения остойчивости на больших углах крена решается приближённо, на основании известных общих закономерностей влияния главных размерений, формы корпуса и положения центра масс судна на остойчивость на больших углах крена.

Например, при достаточном для обеспечения начальной остойчивости отношении ширины судна к осадке В/Т, полученном при решении уравнения остойчивости, и слишком малом отношении высоты борта к осадке Н/Т, выбранном, например, из соображений удовлетворения требований к вместимости судна, можно ожидать недостаточной остойчивости на больших углах крена. Однако окончательная оценка влияния выбранных величин В/Т и Н/Т на остойчивость на больших углах крена может быть выполнена только после разработки теоретического чертежа, схемы общего расположения судна и расчётов нагрузки.

В современной практике проектирования судов широко используются системы автоматического проектирования, позволяющие с помощью соответствующего программного обеспечения для ЭВМ производить прямые расчеты остойчивости и вносить необходимые изменения в выбранные параметры формы корпуса, если результаты расчетов оказываются неудовлетворительными.

Обеспечение непотопляемости судна

Общие положения

Непотопляемость – единственное мореходное качество судна, не проявляющееся реально в обычных условиях эксплуатации. Но оно очень важно, так как от степени непотопляемости зависит безопасность людей, находящихся на судна, сохранность самого судна и груза.

Отсутствие проявлений этого качества в обычных условиях эксплуатации затрудняет разработку мер по обеспечению непотопляемости, так как каждая авария выявляет все новые факторы, влияющие на непотопляемость.

Основные причины, по которым приходится рассматривать меры по предотвращению аварий судна, связанных с его возможной гибелью от потери плавучести или остойчивости:

- разрушения наружной обшивки, связанные с касанием грунта, столкновением судов, навалом на лед и т.п.;

- разрушение наружной обшивки, вызванные нарушением общей прочности судна;

- поступление воды внутрь корпуса судна через неплотности люковых закрытий, дверей или через разрушенные волнами палубные конструкции, например, вентиляционные каналы;

- смещение груза или иные причины, вызывающие значительный крен или создающие условия для опрокидывания судна.

Обеспечение непотопляемости усложняется, если имеет место совокупность указанных причин.

Гибель судна может являться следствием двух факторов, касающихся различных мореходных качеств:

- потери плавучести;

- потери остойчивости.

Хотя первопричины в этих случаях могут быть различными, результаты – одинаковые – потеря плавучести, так как при потере остойчивости создаются дополнительные условия для проникновения воды внутрь корпуса судна и для последующей потери плавучести.

Вместе с тем, потеря остойчивости представляет собой гораздо более опасное явление, так как процесс опрокидывания более скоротечен и затрудняет использование судовых средств для спасения людей.

Непотопляемость конкретного судна при аварии зависит от двух факторов:

- конструктивного обеспечения;

- профессиональных действий экипажа судна по борьбе за непотопляемость (человеческий фактор).

Оба фактора дополняют друг друга, и недостатки каждого могут привести к трагическому исходу, несмотря на достоинства другого.

Ниже приводятся примеры гибели судов, связанные с проблемами обеспечения непотопляемости.

1. Конструктивный недостаток и человеческий фактор.

В июле 1956 года в Атлантическом океане в 200 милях на восток от Нью-Йорка произошло столкновение пассажирских лайнеров: итальянского - «АндреаДориа» и шведского - «Стокгольма».

«АндреаДориа» (рисунок 15): - пассажировместимость 1250 человек;

- длина 212 метров;

- скорость 26 узлов.

Рис. 15. Итальянский пассажирский лайнер «Андреа Дориа».

«Стокгольм» (рисунок 16): - пассажировместимость 534 человек;

- длина 160 метров;

- скорость 19 узлов.

Рис. 16. Шведский пассажирский лайнер «Стокгольм»

«Андреа Дориа» шел из Средиземного моря в Нью-Йорк. Навстречу ему из Нью-Йорка в Северную Европу двигался «Стокгольм». В результате нарушений правил плавания суда столкнулись. «Стокгольм» на скорости 19 узлов ударил в борт «Андреа Дория» под прямым углом в район носовых топливных цистерн (рисунок 17).

Рис.17.Схема корпуса «Андреа Дориа» в районе удара «Стокгольма»

Так как рейс «Андреа Дориа» заканчивался, топливо из носовых цистерн было израсходовано. Эти цистерны требовалось заполнить балластом для улучшения остойчивости. Однако для уменьшения затрат на сдачу балластной воды на берег в Нью-Йорке (вода перемешивалась с остатками топлива и такой балласт нельзя откачивать за борт в порту), балласт в эти цистерны не был принят – они были пустыми (человеческий фактор!). Тем самым не был создан запас остойчивости, который мог бы быть использован в случае аварии.

Между цистернами имелся туннель для прохода и обслуживания. Выход из туннеля в его кормовой части проходил через водонепроницаемую переборку в большой отсек, где располагалась судовая электростанция. Отверстие в водонепроницаемой переборке не было защищено водонепроницаемой дверью (конструктивный фактор!).

В результате столкновения были разрушены переборки топливных цистерн правого борта. Произошло несимметричное затопление. Судно быстро накренилось на правый борт на 25 градусов. Вода по туннелю через отверстие в поперечной водонепроницаемой переборке стала поступать в отсек электростанции. Крен судна продолжал увеличиваться (рисунок 18) и через 10 часов после столкновения «Андреа Дориа» затонул с креном 90 градусов на правый борт.

У «Стокгольма» была разрушена носовая оконечность, включая переборку форпика (рисунок 19). Но плавучесть была сохранена. Благодаря симметричному затоплению судно не потеряло остойчивости.

Рис. 18. Утро 26 июля. Крен «Андреа Дориа» достиг 45 градусов.

Рис. 19. «Стокгольм» возвращается своим ходом в Нью-Йорк

«Стокгольм» своим ходом дошел до Нью-Йорка. Был поставлен в док, где ему приделали новую носовую оконечность, и судно плавало еще много лет.

«Андреа Дориа» уже более 50 лет лежит на борту на дне Атлантического океана на глубине всего около 70 метров.

Выводы из этого случая.

1. Гибели «Андреа Дориа» способствовали две причины:

- недостаточное конструктивное обеспечение непотопляемости – отсутствие водонепроницаемой двери в кормовом конце туннеля;

- человеческий фактор - неправильные действий экипажа в период, предшествовавший столкновению судов, – не был принят балласт в носовые топливные цистерны для создания запаса остойчивости и исключения несимметричного затопления.

2. Конструктивное обеспечение непотопляемости «Стокгольма» позволило сохранить судно.

2. Достаточность конструктивного обеспечения непотопляемости и человеческий фактор (опрокидывание французского пассажирского лайнера «Нормандия» в порту Нью-Йорка).

«Нормандия» - один из лучших пассажирских лайнеров, построенных до Второй мировой войны (рисунок 20): - пассажировместимость – 1972 чел.;

- длина – 313,75 метра;

- скорость – около 31 узла.

Рис. 20. Французский пассажирский лайнер «Нормандия»

Во время Второй мировой войны лайнер оказался в Нью-Йорке, где его начали переоборудовать для перевозки войск (рисунок 21).

Рис. 21. «Нормандия» в порту Нью-Йорка.

Во время ремонта на судне возник пожар (рисунок 22).

Рис. 22. Пожар на лайнере «Нормандия» в порту Нью-Йорка

Тушение пожара производилось большим количеством воды. Пожарные не учли, что большое количество воды, находящейся на верхних палубах, снижает остойчивость судна. В результате судно опрокинулось (рисунок 23).

Рис. 23. Пассажирский лайнер «Нормандия» опрокинувшийся

в результате неправильных действий пожарных.

Вывод из этого случая.

При достаточном конструктивном обеспечении непотопляемости к гибели судна привел человеческий фактор - ошибочные действия людей при тушении пожара.