50. Управление буксирными составами и их формирование.

Буксировка судов является одной из наиболее сложных морских операций. Для успешного ее проведения требуется выполнение специ­альных расчетов и применение методов и приемов, выработанных морской практикой.

Существует три вида буксировки: за кормой на буксирном канате, лагом, т.е. борт о борт и методом толкания. Мы будем рассматривать лишь первый вид, применяемый при буксировке в открытом море на вол­нении.

Движение буксирующего и буксируемого судов, т.е. буксирного ка­равана обеспечивается силой упора винта буксирного судна – букси­ровщика. Скорость буксировки при установившемся режиме будет такой, при которой суммарное сопротивление буксировщика и буксируемого объек­та равны силе упора винта буксировщика при данной частоте его враще­ния. Горизонтальная составляющая натяжения буксирного каната равняет­ся силе сопротивления буксирного объекта. Эта сила в каждой точке бук­сирной линии имеет постоянную величину и называется тягой на гаке.

При неустановившихся условиях – разгон из неподвижного состояния, рыскание су­дов, воздействие шквала, рывки при волнении – тяга на гаке может рез­ко возрастать, поэтому буксирный канат должен обладать запасом проч­ности.

Выбор буксировщика и определение скорости буксировки. Если заранее намечена скорость буксировки какого-либо объекта, возникает необходимость выбора буксировщика. Задача сводится к выбору такого судна, упор винта (тяга винта) которого при выбранной ско­рости буксировки был бы больше силы сопротивления его корпуса на ве­личину, равную силе сопротивления буксируемого объекта при заданной скорости, т.е. равную требуемой тяге на гаке Тг. Если существует возможность выбора между морским буксиром и транспортным судном, то предпочтение следует отдавать морскому бук­сиру, так как транспортные суда не приспособлены специально к букси­ровке и менее эффективны в работе.

Тягу винта при разной частоте вращения и силу сопротивления по­лучают по графикам ходовых характеристик в зависимости от выбранной скорости. Эти характеристики представляют собой совокупность графи­ков тяги винта Ре для разных значений частоты вращения n, рас­полагаемой полезной тяги и силы сопротивления R для ряда осадок. По вертикальной оси откладываются перечисленные силы, а по горизон­тальной – скорость судна. Для буксирных судов на ходовых характерис­тиках помимо указанных графиков приводится график тяги на гаке, да­ющий разность между располагаемой тягой и силой сопротивления, а также график буксировочного КПД z . Пример ходовых характеристик для буксирного судна приведен на рис. 9.1.

Если буксировщик известен заранее, то нужно определить скорость буксировки, которую он способен обеспечить. Эта задача также решает­ся с помощью графиков ходовых характеристик буксировщика и графика силы сопротивления буксируемого объекта. Если построить в общих координатах график тяги на гаке буксировщика и график силы сопро­тивления буксируемого объекта, то точка их пересечения укажет ско­рость буксировки.

Рис. 9.1. График ходовых характеристик

Если буксируется судно с застопоренным винтом, то сила сопро­тивления возрастает приблизительно на 30%, а при разобщенном (сво­бодно вращающемся) винте – на 5-10%. В этом случае сопротивление буксируемого oбъeктa Rб.о. определяется по формуле

, Рб.о. = Rк + Rв , (9.2)

где Rк – сопротивление корпуса, определяемое по ходовым характе­ристикам; Rв – сопротивление застопоренного или свободно вращающего винта, принимаемое равным, соответственно, 30 или 5-10% от сопротивления корпуса.

Найденная указанным порядком скорость буксировки будет прибли­зительно оправдываться при отсутствии ветра и волнения.

Если отсутствуют графики ходовых характеристик или информация, их заменяющая, то сопротивление буксировщика и буксируемого судна можно рассчитать приближенно по эмпирическим формулам. Сопротивление трения в кгс определяется по формуле:

, (9.3)

а остаточное сопротивление – по формуле:

(9.4)

где Rf – сопротивление трения, кгс; f – коэффициент трения, выбираемый по длине судна из таблиц, приведенных в учебнике и в «Справочнике капитана»;  – удельный вес морской воды, т/м3 ;  – площадь смоченной поверхности, м3; V – скорость движения, м/с; Rr – остаточное сопротивление, кгс;  – коэффициент полноты водоизмещения; D – водоизмещение судна, т; L – длина судна, м.

При отсутствии таблиц коэффициент трения можно рассчитать по формуле

. (9.5)

Для приближенных расчетов силу упора винта можно принимать равной силе упора на швартовах Ршв, и рассчитывать ее по эмпири­ческой формуле

Ршв = 10 Nв ,где (9.6)

Ршв – сила упора винта (тяга) на швартовах, кгс;Nв – мощность двигателя,подводимая к винту, л.с.

Буксировка бывает простой, когда буксир тянет одно буксируемое судно, и сложной, когда за буксиром идет несколько буксируемых судов или несколько буксиров тянут одно большое плавучее сооружение. Соединение из буксира и буксируемого судна называется караваном, а буксируемые в караване суда — буксирным составом.

Способы сложной буксировки кильватер:

а — одной колонной на отдельных буксирных тросах, подаваемых с судна на судно; б — на общем буксирном тросе; в — «веером».

Крепление буксирного троса на буксирующем катере (а) и на буксируемом судне (б).

Общая брага, заведенная вокруг рубки яхты.

Крепление буксируемого судна при буксировке лагом.

Вариант буксировки лагом, с использованием одного буксирного конца.

Если на буксире гребной винт правого вращения, то буксируемое судно ставится с правого борта буксира.

СПОСОБЫ БУКСИРОВКИ. Существует три способа буксировки: кильватерный, когда буксируемое судно следует за кормой буксира, лагом, когда оба судна располагаются борт о борт, и толканием. Наиболее часто для буксировки маломерных судов применяется кильватерный способ. Буксировка лагом применяется в основном на ограниченных акваториях, где затруднено маневрирование, и при отсутствии волнения. Для буксировки способом толкания необходимы специальные приспособления на носу буксира и корме толкаемого судна. Этот способ буксировки используется в основном на относительно спокойных акваториях при транспортных перевозках грузов.

При кильватерном способе буксировки буксируемые суда могут быть составлены в одну, две, три и даже четыре кильватерные колонны. Правда, буксировка несколькими колоннами может безаварийно осуществляться только в хорошую погоду и на небольшие расстояния. При наличии волнения и сильного ветра буксируемые суда легко сбиваются в кучу и сталкиваются, повреждая друг друга, особенно при изменении скорости или остановке каравана.

Если буксируемых судов немного (2—5), то на небольшое расстояние и в хорошую погоду их можно буксировать «веером». В этом случае каждое судно соединяется своим буксирным тросом непосредственно с буксиром, а длина каждого троса регулируется таким образом, чтобы буксируемые суда не оказались борт о борт, иначе на волнении или при зарыскивании может произойти их столкновение. Последняя рекомендация справедлива и для тех случаев, когда суда буксируются параллельно друг другу кильватерными колоннами.

Буксировка является весьма сложной операцией, требующей от судоводителей буксира и буксируемого судна практического опыта, внимания и осторожности.

Буксирный караван во всех случаях имеет худшую маневренность и меньшую скорость, чем при свободном плавании отдельных судов. А главное, караван в гораздо большей степени чувствителен к воздействию стихийных сил, чем одиночные суда. Сложнее всего буксировка оказывается тогда, когда не приспособленное для этой цели судно буксирует другое, на котором тоже отсутствуют буксирные устройства. Поэтому, чтобы операция прошла успешно, к ней нужно хорошо подготовиться, в особенности если она будет проходить на большие расстояния в открытых водоемах или на реках с сильным течением и многочисленными препятствиями (мосты, шлюзы, переправы и т. п.), затрудняющими плавание.