мореходность 3 балла что это
Оценка мореходности судов на волнении
Для исследования качки и явлений, сопровождающих движение судна на волнении, используют инструментальные измерения, визуальные наблюдения, фото- и киносъемку (рис. 93). Выбор средств исследования зависит от технических возможностей и требующейся точности. Как правило, исследование качки и обусловленных ею ускорений, рыскания, поперечных и продольных колебаний судна, вызванных действием волн, производят с помощью инструментальных измерений. В дополнение к углу отклонения судна от курса регистрируют углы перекладки руля, необходимой для удержания судна на прямом курсе.
Рис. 93. Китобойное судно в Атлантическом океане.
Смешанное волнение — 6—7 баллов, скорость судна
При оценке снижения скорости судна на волнении различают намеренное ограничение скорости капитаном и естественное падение скорости, вызванное увеличением буксировочного сопротивления судна вследствие воздействия волнения и ветра. Первая величина определяется на основании оценки допустимой интенсивности нежелательных или опасных для судна явлений (качка, заливание, слеминг, оголение винтов, разгон двигателя, который может оцениваться по частоте срабатывания автоматической защиты двигателя по оборотам, и т. д.). Ее определение позволяет выявить условия, при которых судно вынуждено изменять скорость или курс, и установить рациональный режим работы пропульсивной установки и движения судна в этих условиях. Вторая величина определяется на основания анализа ходкости судна на волнении, основными эксплуатационными характеристиками которой являются скорость, используемая мощность главной энергетической установки и частота вращения гребного винта. При заданных волновых условиях измерения проводят на двух-трех режимах при поддержании постоянных значений частоты вращения винта, верхний предел которой соответствует максимально возможной используемой мощности двигателя. Естественное падение скорости и снижение средней частоты вращения гребного винта при ходе судна на волнении, обусловленные дополнительным сопротивлением и ограничительными характеристиками двигателя, определяются с помощью паспортной диаграммы ходкости [31, 33]. Выполненная этим методом оценка наибольшей достижимой скорости судна не учитывает отмеченного выше вынужденного ограничения скорости.
Для приближенной оценки естественного падения скорости судна на волнении используют сравнение скорости на тихой воде и на волнении при одинаковой частоте вращения гребного винта или одинаковой мощности, передаваемой на гребной вал. Для сохранения постоянной частоты вращения гребного винта при увеличении буксировочного сопротивления судна требуется некоторая дополнительная мощность. Если ее величиной пренебречь, то первый способ приведет к занижению искомой потери скорости судна на волнении. Второй способ позволяет оценить снижение скорости на волнении с учетом отмеченного обстоятельства. Однако он является более сложным из-за трудностей, связанных с организацией замеров мощности, подводимой к гребному винту судна. Относительное падение скорости судна вычисляют по формуле 
где v0 — скорость судна на тихой воде; v — скорость судна на волнении.
Измерения частоты вращения гребного винта и крутящего момента на валу производят с помощью частотомеров и торсиометров, применяемых при пропульсивных испытаниях судна на тихой воде (см. § 9).
Для измерения скорости судна во время мореходных испытаний обычно используют штатные судовые лаги. При испытаниях судна вблизи берегов измерения скорости могут производиться с помощью фазовых радионавигационных систем типа радиодальномера, радиолага и фазового зонда [4]. Если в районе испытаний имеется неподвижный ориентир, то для измерения скорости судна можно использовать судовые радиолокационные средства. При сопоставлении результатов измерения скорости различными средствами следует иметь в виду, что радиотехнические средства определяют скорость движения судна относительно неподвижного берега, в то время как судовые гидродинамические лаги измеряют скорость судна относительно воды, подверженной действию различных течений. В частности, ветровое волнение всегда сопровождается возникновением поверхностного течения и некоторым горизонтальным переносом частиц воды, участвующих в волновом движении.
Снижение скорости судна за счет встречных течений, вызванных ветром и волнами, определяют следующими приближенными формулами. Проекция скорости ветрового течения на направление ветра 
где u — скорость ветра, м/с; φ — географическая широта места. Для φ = =50 + 70° v1 =0,022 и, уз.
Средняя в пределах осадки судна скорость волнового течения 
где Н3% — высота волны с обеспеченностью 3%, м; (Т — Zc) — погружение центра величины судна ниже ватерлинии, м.
При волнении 5—7 баллов для судна, центр величины которого погружен на 2 м, «2=0,1+0,4 уз.
Для оценки поведения судна на волнении, характеризуемого заливанием и забрызгиванием палуб и надстроек, отсутствуют общепринятые числовые измерители. Поэтому для оценки свойств судна используют словесные описания наблюдаемых явлений, дополняемые киносъемкой и фотографиями наиболее интересных и характерных моментов движения судна на волнении (рис. 94). Весьма полезными в этом случае являются результаты наблюдений испытуемого судна, проводимых на близком от него расстоянии с борта сопровождающего судна. Эти наблюдения позволяют определить, имеет ли место оголение оконечностей, какова протяженность вышедшей из воды части судна, дают возможность оценить высоту всплесков, район подъема брызговых струй и протяженность подверженных забрызгиванию участков судна. В качестве характерных моментов рассматривают заливание палубы волной, вкатившейся через борт в оконечности или среднюю часть судна (рис. 95), образование всплесков воды над палубой при ударе волны в носовую оконечность или борт судна (рис. 96), перетекание воды по палубе и распространение струйно-брызговых потоков над палубой, заливание отдельных частей судна и расположенных на открытых палубах конструкций, устройств или механизмов.
Рис. 94. Всплеск при ударе волны в носовую оконечность судна. Встречное волнение силою 6 баллов, скорость судна — около 10 уз.
Рис. 95. Обрушивание воды на палубу судна после всплеска.
Рис. 96. Вкатывание волны на палубу судна за средней надстройкой.
Движение судна лагом к волне во время шторма силою 7—8 баллов.
При рассмотрении забрызгивания в первую очередь обращают внимание на ухудшение обзора из ходовой рубки, затруднения обслуживания механизмов и устройств, установленных на верхней палубе и других открытых постах, на создание помех в работе навигационной аппаратуры и двигательной установки (например, попадание воды в воздухозаборные каналы).
Оценка заливания и забрызгивания должна учитывать не только внешние условия плавания, но и конструктивные элементы судна, общее расположение судовых помещений и оборудования и другие особенности судна. Примером такой оценки забрызгивания промысловых судов является шкала для определения области обледенения судов [58]. Для ориентировочной оценки заливания и забрызгивания среднетоннажных судов традиционной архитектуры может служить шкала, представленная в табл. 18. В этой шкале предусматривается определенная связь между оценками забрызгивания и заливания и устанавливается соответствие с применяемой в иностранной практике четырехбалльной шкалой для качественной оценки заливания судов, которая также помещена в табл. 18. Взаимосвязанность оценок заливания и забрызгивания, которая может носить характер корреляционной связи, имеет физическое обоснование, так как возникающие при плавании судна на волнении его заливание и забрызгивание, будучи проявлениями одного процесса — взаимодействия судна с набегающими волнами,— тесно связаны между собой и происходят одновременно.
| Оценка, баллы | Характеристика заливания | Характеристика забрызгивания | Качественная оценка | |
| по-русски | по-английски | |||
| 0 | Гребни волн не достигают верхней-палубы. Вода на палубу не попадает | Струи и брызги на палубу не попадают | Сухая палуба | Dry |
| 1 | Гребни волн поднимаются до верхней палубы. Изредка вода вливается на палубу * | Брызговые струи поднимаются над палубой. Редкое забрызгивание носовой части верхней палубы | Забрызгивание | Spray |
| 2 | При встрече судна с волнами образуются умеренные всплески. Волны систематически заливают палубу.** Вода не перетекает через волнолом | Брызговые струи систематически обливают верхнюю палубу и лобовую стенку средней надстройки | Заливание | Wet |
| 3 | При ударах волн образуются высокие мощные всплески, обрушивающиеся на носовую часть палубы. Носовая оконечность зарывается в волну. Вода не успевает стекать с палубы | Плотные брызговые потоки часто обливают носовую оконечность и среднюю надстройку. Брызги распространяются над палубой до кормы | Сильное заливание | Very wet |
** Характеристика заливания зависит от скорости судна. Удары волн, сопровождающиеся всплесками, наблюдаются только при достаточно большой скорости судна, в то время как при невысокой скорости может наблюдаться зарывание носа судна в волну. Поэтому заливание оценивают баллами 2 и 3 при наблюдении по крайней мере одного из указанных признаков.
Оценку степени заливания и забрызгивания целесообразно дополнять указанием частоты повторения рассматриваемых явлений, отнесенной к 1 ч плавания. Повторяемость заливания и забрызгивания служит одним из критериев мореходности, по которому можно сопоставлять различные суда, а также сравнивать экспериментальные данные с теоретическими расчетами. В частности, на основании массового обследования голландских торговых судов было установлено, что увеличение повторяемости заливания палубы до 5—12% (от общего числа колебаний судна при качке) заставляет судоводителей снискать скорость судна [84].
Наиболее тяжелые условия плавания для судов создает развитое ветровое волнение. При ослаблении ветра и перерождении ветрового волнения в зыбь условия плавания облегчаются: прекращаются удары волн, всплески над палубой при встрече судна с гребнями волн становятся низкими и малораздробленными, брызгообразование сильно уменьшается, забрызгивание становится практически ничтожным. Поэтому наблюдения заливания, брызгообразования и забрызгивания судна производят обычно только при плавании на ветровом волнении.
Важной особенностью поведения судна на волнении являются удары волн в днищевую или надводную (при большом развале шпангоутов) часть носовой оконечности корпуса. При ударе волны корпус судна испытывает внезапное увеличение гидродинамической нагрузки, которое вызывает содрогание и довольно медленно затухающую вибрацию корпуса. Удары волн создают дополнительную нагрузку на корпусные конструкции и могут быть причиной нарушений местной и общей прочности судна. Неприятным последствием ударов являются значительные ускорения, наблюдающиеся в носовой оконечности в момент встречи корпуса с волной. Внешним проявлением ударов служит образование мощных всплесков воды, которые поднимаются высоко над носовой оконечностью судна у форштевня, а затем обрушиваются на нее в виде сплошных струйно-брызговых потоков. Эти потоки заливают бак, носовые люки, нередко достигают средней надстройки и иногда наносят повреждения расположенным на палубе конструкциям и устройствам. Удары волн заставляют судоводителей снижать скорость судна на встречном волнении или изменять курс. Кроме словесных описаний, фотографий и киносъемки для характеристики ударов используют указание частоты повторения ударов во времени. Помимо субъективных ощущений наблюдателей удары могут быть отмечены по резким всплескам на записях акселерометров, преобразователей гидродинамических давлений, расположенных в днищевой части носовой оконечности судна, и электрических тензометров, предназначенных для регистрации напряжений от общего изгиба корпуса, В качестве специального индикатора оголения днища может служить воздушная трубка с контактом, который замыкается, когда местное давление на днище равно атмосферному [90]. На записях качки удары не фиксируются. Оголение оконечности не является обязательным условием возникновения удара, поскольку все описанные выше явления у судов с большим развалом носовых шпангоутов могут наблюдаться без предшествующего им выхода киля из воды. На судах средних размеров удары наблюдаются при волнении не менее 6 баллов и курсовом угле волны 0—45° (встречное волнение). Сила и частота повторения ударов увеличиваются при уменьшении осадки судна носом, что имеет место в условиях балластного перехода. При полном водоизмещении удары той же силы наблюдаются при более сильном волнении.
При оценке приспособленности судна к плаванию в штормовых условиях обращают внимание на герметичность и водонепроницаемость закрытий люков, дверей, иллюминаторов, приемных и вытяжных отверстий вентиляционных каналов. Оценивают возможность безопасного для экипажа выхода из надстроек и рубок на палубу и сообщения по открытым переходам между надстройками и отсеками судна. Определяют защищенность персонала, несущего вахту на открытых постах, от брызг и ветра. Обращают внимание на рациональность конструкции и исправное действие шпигатной системы, предназначенной для быстрого стока воды с палубы судна. Кроме того, на оценку приспособленности судна к плаванию в штормовых условиях влияют результаты проверки работы судовых механизмов и устройств при плавании на волнении с учетом возможности их нормального обслуживания экипажем судна. Одновременно проверяют работу санитарных систем и отсутствие задымления открытых палуб, надстроек и внутренних судовых помещений, которое возможно при попутном ветре.
Рейтинг мореходности CE
Оглавление
содержание
С введением маркировки CE гидроциклы, которые используются в Европейском экономическом пространстве в спортивном и развлекательном плавании, также подпадают под действие так называемых «гармонизированных» правил.
Категории дизайна
Мореходные качества прогулочного судна делятся на четыре категории, обозначаемые буквами от A до D. Им присваивается сила ветра и высота волн, которые судно должно безопасно выдерживать при полной загрузке. Изготовитель спортивного катера должен объявить отнесение к соответствующей категории не позднее момента размещения на рынке. Каждый компонент, установленный на лодке, также должен соответствовать директиве.
| категория | Сила ветра (по шкале Бофорта ) | Значительная высота волны | описание |
|---|---|---|---|
| А. | более 8 | более 4 м | Предназначены для длительных путешествий, в которых могут возникать погодные условия с силой ветра более 8 баллов (шкала Бофорта) и значительной высотой волн более 4 м (например, в открытом море), и эти лодки могут в значительной степени выжить самостоятельно, но только в экстремальных условиях. погодные условия (например, ураганы ). |
| Б. | до 8 включительно | до 4 м включительно | Предназначен для поездок, в которых возможны погодные условия с силой ветра до 8 включительно и высотой волн до 4 м включительно (например, за пределами прибрежных вод). |
| С. | до 6 включительно | до 2 м включительно | Предназначен для поездок, в которых возможны погодные условия с силой ветра до 6 баллов включительно и высотой волн до 2 м включительно (например, в прибрежных водах, больших заливах, эстуариях, озерах и реках). |
| Д. | до 4 включительно | до 0,3 м включительно | Предназначен для рейсов, в которых могут возникать погодные условия с силой ветра до 4-х включительно и значительной высотой волн до 0,3 м включительно, а иногда и высотой волн не более 0,5 м, например, из-за проходящих судов (например, в охраняемых прибрежных водах, небольших заливах, на небольших озерах, узких реках и каналах). |
Иногда после буквы указывается число. Это максимальное количество людей, разрешенное для соответствующей зоны вождения. При необходимости после этого следуют дальнейшие буквенно-цифровые комбинации. Таким образом, «A6B7C10D12» будет кораблем, на котором 6 человек смогут безопасно пересечь открытое море. Когда морской район станет более безопасным, большему количеству людей будет разрешено путешествовать.
Для каждого судна производитель должен предоставить руководство для капитана (руководство по эксплуатации) и, при необходимости, руководство по техническому обслуживанию двигателя на языке, понятном конечному потребителю.
Исключения
Некоторые типы лодок освобождены от требований к маркировке. К ним относятся:
Определение силы волнения и ветра
Объективная характеристика волнения и ветра — основных факторов, определяющих внешние условия плавания судна, — является одним из наиболее важных элементов мореходных испытаний судов.
Неточное определение условий плавания искажает оценку мореходности судна и существенно понижает точность и ценность результатов испытаний. В практике мореходных испытаний обычно применяют упрощенный способ описания волнения, который сводится к определению его интенсивности (степени, или силы) и указанию типа волнения.
До 1954 г. в Советском Союзе степень волнения в процессе мореходных испытаний оценивалась по шкале состояния поверхности моря [5]. Практическое использование этой шкалы осложнялось отсутствием указаний о том, какая высота волны из всего многообразия волн, наблюдаемых на поверхности моря, должна быть выбрана в качестве определяющей. Поэтому при оценке интенсивности нерегулярного морского волнения, помимо размеров волн, учитывали внешний вид поверхности моря, ориентируясь на указанные в шкале признаки для определения состояния поверхности моря. Внешний вид морской поверхности зависит главным образом от силы ветра и плохо отражает влияние на размеры волн таких важных (с точки зрения волнообразования) факторов, как продолжительность действия ветра, длина его разгона, образование и распространение зыби, глубина моря. Поэтому данная шкала не обеспечивает однозначной оценки силы волнения.
С 1954 г. в СССР при мореходных испытаниях судов используют единую шкалу для оценки интенсивности волнения на морях, озерах и крупных водохранилищах.
| Высота волн, м | Степень волнения, баллы | Характеристика волнения |
| 0—0,25 0,25—0,75 0,75—1,25 1,25—2,0 2,0—3,5 3,5—6,0 6,0—8,5 8,5—11,0 11,0 и более | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | Слабое Умеренное Значительное » Сильное » Очень сильное » Исключительное |
Шкала предусматривает оценку степени волнения только по одному параметру, в качестве которого принята высота волны с обеспеченностью 3%. Эта высота определяется как расстояние от подошвы до вершины волны без учета вторичных волн, соответствующих относительным экстремумам волнового профиля. При заданной степени волнения характерная высота волны может изменяться в пределах некоторого диапазона.
Необходимо подчеркнуть, что высота волны не позволяет однозначно определить волновые условия в отношении их влияния на мореходные качества судна, поскольку результат воздействия волн на судно зависит не только от их высоты, но также и от периода, определяющего длину волн. В этом плане наиболее совершенным методом описания морского волнения является энергетический спектр волн (см. § 32). При отсутствии средств определения спектра волн оценку степени волнения обязательно следует дополнять определением среднего периода волн и типа волнения. Вызванное ветром морское волнение всегда является нерегулярным и трехмерным. В зависимости от стадии развития ветровое волнение подразделяется на развивающееся, развитое (или установившееся) и затухающее. Корреляционная зависимость между средним периодом и характерной высотой волн, установленная на основании наблюдений на различных морях и океанах, представлена на рис. 82. В среднем эта зависимость согласуется с формулой
где k=3,1÷3,3 — для развитого ветрового волнения.
После прекращения ветра волновое движение продолжается по инерции, но вследствие вязкости воды постепенно затухает. На этой стадии морское волнение называется зыбью. В результате интерференции ветровых волн и зыби возникает смешанное волнение. В образовании смешанного волнения может участвовать одна или несколько систем зыби, распространяющихся в разных направлениях.
Кроме типа волнения, указывают его направление. Оценку направления распространения волн производят визуально по компасу с точностью 5—10° и обозначают румбом, от которого бегут волны. Например, направление волн, распространяющихся по азимуту 235°, обозначают так: NOtO (норд-ост-тень-ост).
Рис. 82. Зависимость среднего периода волнения от высоты волн.
1 — развитое (установившееся) волнение; 2 — развивающееся волнение; 3 — затухающее волнение; 4 — область редко встречающихся значений периодов волн.
В зарубежной практике оценку степени волнения обычно связывают с силой ветра, определяемой по шкале Бофорта. В табл. 15 представлена шкала степени волнения, согласованная с энергетическим спектром Пирсона-Московица. В качестве характерной высоты волны в этой шкале используют значительную высоту H1/3, которая равна среднему значению 1/3 наибольших в данной последовательности волн
где Dζ — дисперсия волновых ординат.
Таблица 15. Соотношение между силой ветра и характеристиками волнения (по Пирсону-Московицу)
Считается, что зафиксированные в действовавших в СССР до 1954 г. шкалах высоты волн, именуемые средними, фактически должны пониматься как волны с обеспеченностью 5—20%, т. е., как нетрудно проверить, они примерно соответствуют значительным высотам H1/3 [55].
Как правило, при определении степени волнения в процессе мореходных испытаний используют регистрирующие приборы, которые позволяют получить распределение высот и периодов волн по частоте их повторения и, следовательно, однозначно определить высоту волн с обеспеченностью 3% и средний период волн. Но иногда, в частности при наблюдениях за мореходными качествами судов в эксплуатационных условиях, ограничиваются визуальной оценкой степени волнения. Регистрируемые визуально элементы волн зависят от методики наблюдений.
В качестве визуальной оценки высоты волн Нвиз используют высоту преобладающей системы волн. Величина Нвиз, а также получаемая на основе инструментальных измерений высота с обеспеченностью 3%, являются случайными величинами (первая — по способу определения, а вторая — вследствие ограниченной продолжительности исходной волнограммы). Поэтому между оценками Нвиз и H3% существует только статистическое соответствие, т. е. определенным значениям Яви з соответствует совокупность значений и регрессионные зависимости характеризуют лишь средние соотношения между ними. Анализ таких зависимостей обнаруживает различия в оценках высот наблюдателями на малых и больших судах, которые имеют, видимо, психологическую природу и заключаются в завышении крупных волн на малых судах и занижении низких волн на средних и больших судах (рис. 83). По оценкам на больших судах при слабом волнении H3% : Нвиз = 1,3÷1,45, при сильном волнении (H3% =7÷8 м) — указанное отношение равно 1,15—1,20 [55].
Рис. 83. Зависимость между визуальной и инструментальной оценками высоты волн.
Визуальные оценки периода волн, выполненные с помощью секундомера, как и оценки высот, обладают большим разбросом, что определяется очень малым числом волн, которые может проследить наблюдатель вследствие группового движения видимых волн. По данным, полученным отечественными и иностранными океанографическими судами, отношение Т виз к среднему периоду волн Т убывает от 1 при малых периодах волн (3—4 с) до 0,75— 0,85 при больших периодах (7—8 с). Кроме высоты и периода волн при визуальных оценках определяют длину волн, однако это сопровождается значительными ошибками.
В качестве характеристик ветра рассматривают его силу и направление. Силу ветра определяют по 12-балльной шкале Бофорта в зависимости от средней скорости ветра на стандартной высоте 6 м над уровнем моря (табл. 16). Для приближенного определения скорости ветра на разных высотах можно использовать табл. 17, заимствованную из работы [55].
| Балл | Характеристика ветра | Скорость ветра на высоте 6 м над уровнем моря, м/с | |
| средняя | при шквале | ||
| 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | Штиль Тихий Легкий Слабый Умеренный Свежий Сильный Крепкий Очень крепкий Шторм Очень сильный Жестокий Ураган | 0—0,5 0,6—1,7 1,8—3,3 3,4—5,2 5,3—7,4 7,5—9,8 9,9—12,4 12,5—15,2 15,3—18,2 18,3—21,5 21,6—25,1 25,2—29,0 Больше 29,0 | 1,0 3,2 6,2 9,6 13,6 17,8 22,2 26,8 31,6 36,7 42,0 47,5 53,0 |
Таблица 17. Профиль скорости ветра над морем при нейтральной стратификации
ветра в течение 2 мин относительная погрешность может достигать 10— 15% [15].
Анемометр на движущемся судне измеряет скорость кажущегося ветра. Для определения истинной скорости ветра необходимо знать скорость судна и угол между направлением кажущегося ветра и диаметральной плоскостью судна. Простейший способ определения истинной скорости ветра — графическое построение треугольника скоростей, в котором известны две стороны и угол между ними, а искомой величиной является третья сторона, определяющая истинную скорость ветра. Для упрощения указанного построения используют имеющийся в наборе штурманского инструмента круг П. А. Молчанова.
Направление ветра определяют визуально по судовому компасу или с помощью флюгера, поворот которого относительно диаметральной плоскости судна можно регистрировать дистанционно [53]. Направление ветра обозначается так же, как и направление волнения.