Основные способы использования буксиров при швартовных операциях.
Для оказания помощи транспортным судам при выполнении швартовных операций используются специальные буксиры-кантовщики, обладающие при небольших размерах не только значительной тягой на гаке, но и высокими маневренными качествами.
В последнее время все большее распространение получает установка на таких буксирах в качестве движительно-рулевой группы винтов в раздельно-поворотных насадках, крыльчатых движителей и винторулевых колонок.
На рис. 14.1 приведены эпюры равнодействующих сил (упора винта и силы на руле) для различных типов винторулевых комплексов.
Буксир (рис. 14.1, а), у которого маневренно-движительный комплекс состоит из одного винта и руля, может осуществлять эффективное маневрирование только при наличии хода. Более повышенными маневренными качествами обладает буксир, имеющий два винта и один или два руля (рис. 14.1,6). Хотя у него, как и у одновинтового буксира, равнодействующая упора винтов находится в ДП или вблизи, но за счет работы винтов враздрай возможно создание вращающего момента при отсутствии хода у буксира.
Резко улучшаются маневренные качества буксировщика при установке на нем ВРШ в раздельно-поворотных насадках (рис. 14.1, в). Такие буксиры, получившие наибольшее распространение в отечественных портах, могут двигаться с любым углом дрейфа как с одновременным разворотом, так и без него. Однако полезная тяга на гаке у этих буксиров будет неодинаковой в различных направлениях.
Этот недостаток компенсируется установкой крыльчатых движителей или двух винторулевых колонок (рис. 14.1, г). Следует отметить, что при использовании двух последних видов маневренно-движительных комплексов крепление буксирного троса можно осуществлять на корме буксировщика без ухудшения его маневренных качеств. Это в
Рис. 14.1. Полярная диаграмма тяговой силы буксира при различных типах маневренно-движительного комплекса:
ч — одновинтовой буксир; б — двухвинтовой буксир; в — двухвинтовой буксир с раздельно-поворотными насадками; г — буксир с крыльчатым движителем
Рис. 14.2. Способы использования буксиров:
а — буксировка с помощью буксирных тросов; б—буксировка лагом; в — буксировка способом
«пуш—пул»; г — буксировка способом на укол
I — транспортное судно; 1, 2, 3 — буксиры
значительной мере повышает безопасность работы буксира-кантовщика, так как исключается создание опрокидывающего момента, и буксирный трос может располагаться под любым углом к ДП буксира.
Вполне понятно, что тип маневренно-движительных комплексов буксиров будет оказывать влияние на выбор оптимальной схемы их использования. Морской практикой выработано несколько способов (схем) использования буксиров при выполнении ими буксирно-кантовочных операций с транспортными судами.
Первый способ заключается в буксировке и развороте судна с использованием коротких буксирных тросов, крепящихся к гаку буксировщиков (рис. 14.2, а). Эта схема использования буксиров имеет следующие характеристики: при движении на прямых курсах, буксиры работают поочередно, носовой — для движения вперед, кормовой — для торможения судна; при развороте транспортного судна используются оба буксира одновременно, но при этом разворачивающий момент возрастает медленно и достигает своего наибольшего значения только после того, как буксиры займут новое положение и их тяга станет перпендикулярной ДП судна.
Для разворота судна вокруг его центра тяжести требуется предварительно погасить инерцию поступательного движения судна.
Рассматриваемый способ использования портовых буксиров получил наиболее широкое распространение. Это объясняется широким диапазоном работ, которые могут выполняться буксировщиками без какого-либо перевооружения, а также простотой способа и сравнительной быстротой его исполнения. Кроме того, к достоинствам этой схемы следует отнести и то, что буксировщик в этом случае при выполнении буксировочно-кантовочных работ не имеет прямого контакта с бортом транспортного судна. Тем самым исключается возможность повреждения окраски или даже самого борта.
В то же время нельзя не отметить и ряд недостатков и трудностей, возникающих при применении указанного способа.
Так как буксировщик не связан жестко с транспортным судном, для изменения направления движения последнего требуется предварительное маневрирование самого буксировщика, что не позволяет быстро достичь необходимого эффекта (особенно, если маневренно-движительный комплекс буксира состоит из винта и руля). Следовательно, общее время маневра
Для маневрирования самого буксировщика требуется дополнительная свободная акватория, которая с появлением крупнотоннажных судов не всегда имеется. Поэтому в некоторых случаях (как, например, при свежем отжимном ветре) он не в состоянии подвести судно вплотную к причалу без дополнительного перестроения или использования швартовных катеров.
Если транспортное судно в соответствии с требованиями порта или по техническим причинам не может работать своей машиной, то для торможения судна возникает необходимость прибегать к помощи второго буксира. При этом расходы увеличиваются, что не всегда целесообразно экономически. Кроме того, необходимо, чтобы первый буксир был более мощным, так как он должен при необходимости осуществлять буксировку не только транспортного судна, но и второго буксира. Это объясняется тем, что второй буксировщик часто выполняет роль своеобразного гидродинамического руля, повышающего маневренность системы судно — буксиры. При этом тяга первого буксира должна соответствовать условию
Мощность второго (кормового) буксира подбирается из условия обеспечения торможения (остановки) транспортного судна на заданном расстоянии. Учитывая, что тормозной путь системы транспортное судно—буксиры будет зависеть как от мощности второго буксира, так и скорости буксировки, решение уравнения движения системы будет зависеть от поставленных начальных условий и может быть неоднозначным. Поэтому уравнение движения системы в процессе торможения принимает вид
Это уравнение может решаться:
относительно заданного тормозного пути SТ при известных значениях скорости буксировки V и тяги второго буксира Рб2;
Относительно скорости буксировки V при заданных значениях Ре2 и допустимого значения SТ доп:
При втором способе буксировщики швартуются к борту транспортного судна (рис. 14.2,6), для чего на последнем в районе швартовки буксиров должны быть кнехты или прочные утки. Это позволяет одному буксиру выполнять как движение вперед, так и торможение транспортного судна и его разворот без перемены позиции относительно буксируемого судна.
Отрицательной стороной этого способа является наличие постоянного контакта с бортом транспортного судна, что особенно нежелательно для судов со светлой окраской. Кроме того, выполнение кантовочных работ при этом способе менее эффективно, чем в первом случае, так как уменьшается разворачивающий момент, создаваемый буксиром из-за того, что плечо разворачивающей силы заметно уменьшается и будет примерно равно полусумме ширины транспортного судна и буксира.
Указанный способ чаще всего применяется при перешвартовках небольших транспортных судов на портовых акваториях, а также как дополнение к первому способу при работе с крупнотоннажными судами, когда для управления ими требуется использование большой группы буксиров.
Более совершенным вариантом использования буксиров для работы у борта судна является способ пуш — пул, при котором буксир швартуется к транспортному судну таким образом, что он может изменять свое положение относительно борта швартуемого судна (рис. 14.2, в). Для этого с носа буксира через один клюз подают два швартовных троса (или с транспортного судна на буксир), которые фиксируют положение форштевня буксира и в то же время позволяют ему занимать положение под любым углом к ДП транспортного судна. На буксирах с винторулевым комплексом в дополнение к указанным носовым швартовым можно подавать оттяжки с кормы. Это позволяет буксиру без перемены своего места у борта транспортного судна выполнять любой маневр, требуемый условиями швартовных операций: буксировку судна, его торможение, раскантовку и т. д.
Указанный способ использования буксиров особенно эффективен при маневрировании на очень стесненных акваториях, постановках судов к угловым причалам.
К недостаткам способа следует отнести то, что буксир имеет постоянный контакт с корпусом транспортного судна и на нем должно быть дополнительное швартовное оборудование в местах швартовки буксиров. Кроме того, применение указанного способа ограничивается высотой надводного борта транспортного судна, что существенно уменьшает его использование в тех случаях, когда он особенно необходим.
Способ работы на укол буксиры обычно используют для поджатия судна к причалу. Поэтому этот способ часто является заключи
тельным этапом первого, и к нему приступают, когда судно уже выведено на траверз места швартовки. Если для этого используется только один буксир, то он для перемещения транспортного судна лагом должен упираться носом несколько впереди миделя последнего. При использовании двух буксиров их обычно устанавливают у оконечностей Цилиндрической вставки швартуемого судна. При этом для плавного подвода к причалу крупнотоннажного судна без развития больших инерционных сил буксиры должны работать попеременно, двигая то носовую, то кормовую оконечности судна (рис. 14.2, г). Очередность работы буксиров нужно организовать таким образом, чтобы в последний момент толкание осуществлял буксир, находящийся у оконечности, противоположной первоначальному контакту судна с причалом.