CC BY
173
УДК 621.391.6.656.621 А. Н. Анисимов,
канд. техн. наук, доцент, Мурманский филиал СПГУВК
ОБ АВАРИЙНОЙ ПОСАДКЕ И ОСТОЙЧИВОСТИ РЕФРИЖЕРАТОРНОГО СУДНА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОНИЦАЕМОСТИ ГРУЗА
ON THE EMERGENCY LANDING AND THE STABILITY OF VESSEL WITH A CHANGE IN THE COEFFICIENT OF THE PERMEABILITY OF THE LOAD OF THE REFRIGERATOR VESSEL
В статье рассматривается вопрос изменения коэффициента проницаемости рефрижераторного груза в аварийной ситуации при затоплении грузового отсека, что, в свою очередь, приводит к изменению аварийной остойчивости и посадки судна, отличающейся от типовых случаев в Информации капитану об аварийной остойчивости.
The article examines a problem of a change of the coefficient of the permeability of refrigerator load in the emergency with the flood of cargo hold, which leads in turn to a change in the emergency stability and fitting the vessel of that differs from the standard cases in the information to captain about the emergency stability.
Ключевые слова: коэффициент проницаемости, аварийная посадка и остойчивость судна, рефрижераторный груз.
Key words: coefficient of permeability, emergency landing and the stability of vessel, refrigerator cargo.
НЕПОТОПЛЯЕМОСТЬ как мореходное качество, характеризующее аварийное состояние судна, несамостоятельна и включает в себя такие мореходные качества, как плавучесть и остойчивость судна. В расчетах аварийной посадки и остойчивости судна используется коэффициент проницаемости помещения ц, который представляет собой отношение объема, который может быть заполнен водой при полном затоплении помещения, к полному теоретическому объему помещения. При этом осадка деления на отсеки а соответствует грузовой ватерлинии деления судна на отсеки.
В зависимости от типа и размеров судна на его борту Правилами Регистра требуется наличие таких документов, как Информация об аварийной посадке и остойчивости судна, Информация о последствиях затопления отсеков (принимается к сведению), Схемы борьбы за живучесть и др. Эти документы должны быть одобрены Регистром судоходства, должны позволять капитану учитывать при эксплуатации судна требования, связанные с делением на отсеки, и оценивать состояние судна при затоплении отсеков, должны со-
держать информацию о результатах расчета с указанием критических факторов и сведений, принятия необходимых мер по сохранению поврежденного судна и прочего, с учетом принятых Правилами Регистра коэффициентов проницаемости помещений ц [1].
В Правилах Регистра (ч. IV. Остойчивость) при определении начальной метацент-рической высоты в расчетах аварийной остойчивости поврежденного судна поправки на влияние свободной поверхности жидкого груза, судовых запасов и балласта учитываются таким образом, как и в расчетах неповрежденного судна. Коэффициент проницаемости учитывается при определении количества поступившей воды в грузовое помещение по формуле
РV = (1)
где р^^ — вес влившейся забортной воды в аварийное помещение;
V — геометрический объем воды в грузовом помещении;
уж — удельный вес забортной воды, поступившей в аварийный отсек;
ц — коэффициент проницаемости трю-
Выпуск 3
Выпуск 3
ма с конкретным типом груза или без груза.
В общем случае изменение метацентри-ческой высоты на влияние свободной поверхности высчитывается по формуле г у
X • ж
зн
А ’
(2)
где ¡х — момент инерции аварийного помещения относительно оси абсцисс;
Д — весовое водоизмещение судна.
В расчете амплитуды качки 01г коэффициент проницаемости также учитывается в виде исправленной метацентрической высоты на влияние свободной поверхности жидкого груза
01г = ШкХХ^Я, (3)
где к — коэффициент, учитывает влияние скулового и брускового киля, при отсутствии килей к = 1;
Х1 — безразмерный множитель, определяется в зависимости от отношения ширины к осадке;
X = /(В/а);
Х2 — безразмерный множитель, определяется в зависимости от коэффициента полноты судна;
X = /(С);
г — параметр определяют по формуле г = 0,73 + 0,6(г& - а)/а. Значение г не должно приниматься больше 1;
S — безразмерный множитель, определяется в зависимости от района плавания судна и периода качки.
Т = 2сВ/Л,
где с = 0,373 + 0,23В/а - 0,043Ь^ /100;
— длина судна по ватерлинии;
Н — исправленная метацентрическая высота (с поправкой на свободные поверхности жидких грузов).
В Правилах Регистра (ч. V. Деление на отсеки):
— в Разделе 1.6. Коэффициент проницаемости отмечается, что в расчетах аварийной посадки и остойчивости судна коэффициент проницаемости затопленного помещения принимается: для помещений, предназначенных для сухих запасов, — ц = 0,6; для грузовых помещений, включая рефрижераторные при выполнении специального расчета проница-
емости, коэффициент проницаемости груза должен приниматься равным ц = 0,6;
— в Разделе 2. Вероятностная оценка деления судна на отсеки в расчете аварийной остойчивости для определения вероятностного индекса s. коэффициент проницаемости сухогрузных трюмов должен приниматься равным ц. = 0,7.
Уровень непотопляемости судна определяется допустимым вероятностным индексом деления на отсеки А — при получении бортовой пробоины вследствие столкновения или навала. Допустимая степень деления судна на отсеки определяется требуемым индексом деления на отсеки Я, то есть должно выполняться условие
А > Я.
(4)
Допустимый вероятностный индекс А определяется по формуле
(5)
где Ж — вероятность затопления отсека или смежных отсеков при получении бортовой навигационной пробоины;
5 — вероятность сохранения судна при затоплении отсека или смежных помещений.
Вероятность Ж затопления отсека, ограниченного поперечными переборками, равняется
Ж = ар,
где а — значение, которое определяет влияние на указанную вероятность положения отсека по длине судна с учетом закона распределения абсцисс середины пробоины;
р — определяет влияние протяженности отсека с учетом закона распределения длины пробоины.
Суммирование ведется по номерам всех отсеков и групп смежных отсеков, результаты затопления которых оценены расчетами аварийной посадки и остойчивости. В свою очередь требуемый индекс деления на отсеки определяется по формуле 250
Я = 1--
(6)
+ 375
где N = N + Ы2,
Ы1 — число людей, обеспеченных мес-
тами в спасательных шлюпках из общего числа людей на борту судна в рейсе;
N2 — число людей (включая экипаж), которых разрешено перевозить на судне в превышение N;
Ls — длина деления судна на отсеки; для грузового судна наибольшая теоретическая длина проекции судна на уровне или ниже палубы, ограничивающей максимальную вертикальную протяженность затопления, H .
J г ’ max
В расчетах, выполненных для определения вероятности s(sx, s2, s3), где s1, s2, s3 определяются при осадках d1, d2, d3, коэффициент проницаемости грузового помещения ц принимается не более 0,95 и не менее 0,60 и рассчитывается по формуле
ц = 1 - 1,2(d - d0)/ds - 0,05(d - d)/(ds - do), (7)
где: d0 — наименьшая эксплуатационная осадка, соответствующая наименьшей возможной в эксплуатации загрузке судна с учетом жидких грузов, включая балласт;
ds — осадка деления на отсеки, соответствующая грузовой ватерлинии деления на отсеки.
Вероятность для данного отсека принимается равной s' = 1, если аварийная посадка и остойчивость при затоплении отсека при осадке d. отвечала Требованиям к элементам посадки и остойчивости поврежденного судна и Дополнительным требованиям к посадке и остойчивости судна Правил Регистра.
Однако вероятность принимается равной s. = 0 для любого затопления, вследствие которого:
— во время промежуточной стадии затопления или при спрямлении угол крена более 20о или угол, при котором отверстия входят в воду, через которые происходит распространение воды;
— в конечной стадии затопления входит палуба переборок, включая район расположения затопления отсека или отсеков;
— в конечной стадии затопления угол крена более 12о и др. [1].
На основании вышеизложенного можно предположить, что коэффициент проницаемости для аварийного грузового отсека, как для случая расчета аварийной остойчивости, так и в определении уровня непотопляемости
судна, занимает одну из ключевых позиций. Возвратимся к коэффициенту проницаемости для грузовых помещений, включая рефрижераторные, который Правилами Регистра устанавливается равным ц = 0,6. Следует отметить, что практика участия, анализа и разбора аварийных ситуаций транспортных рефрижераторных и рыболовных судов показывает, что коэффициент проницаемости мороженого груза рефрижераторных помещений не всегда отвечает величине, установленной Правилами Регистра.
Проблема заключается в том, что на практике полученная пробоина мгновенно не заделывается и поступившая забортная вода за минуты не откачивается. Необходимы многие часы, чтобы все случившееся проанализировать, мобилизовать людей (это только на берегу при отработке тревог все быстро делается и все наизусть знают, что и как делать, чтобы продемонстрировать начальству ловкость и умение с тем, чтобы получить благодарность или побыстрей все закончить и разойтись по своим личным делам), произвести разведку аварийного отсека, определить место и размеры повреждений, обсудить и принять решение по методу заделки пробоины, определить могущие возникнуть трудности и методы и пути их преодоления, приготовить аварийное имущество и подручные средства, приступить к заделке и т. д. Это только малая часть основных положений в процессе борьбы за живучесть судна, требующих немалого времени. Но вы не сможете поставить, например, пластырь на ходу, необходимо погасить ход, определить место и направление дрейфа, позволяют ли глубины встать на якорь и пр. Все эти вопросы безопасной навигации также требуют времени. И вполне понятно, что психология человека при отработке аварийных ситуаций на берегу в корне разнится от психологии человека, попавшего в действительную аварийную ситуацию.
Анализируя процесс борьбы за живучесть с получением пробоины, например в трюме, можно предсказать, что изменение осадки судна в сторону увеличения может прекратиться, если производительность осушительных средств справляется с количеством поступающей воды. Однако если по
Выпуск 3
Выпуск 3
замерам льяльных колодцев вода продолжает поступать с одновременным осушением аварийного трюма и осадка судна увеличивается, это подтверждает значительные размеры пробоины или малую производительность осушительных систем по каким-либо причинам. В полностью загруженном рефрижераторном помещении ни размеры повреждений, ни месторасположение их изнутри определить невозможно. Мы можем только ориентировочно предположить, где находится пробоина лишь при условии, если груз пакетированный и есть возможность использовать пространство между палубой и грузом на высоте бимса, с тем чтобы пробраться к месту предполагаемого места повреждения борта. Однако это настолько опасно, что попытка определения вероятного места повреждения не может быть поставлена капитаном на одни весы со стоимостью человеческой жизни в мирное время. Этот прием настолько же нереален, поскольку палеты мороженой продукции имеют положительную плавучесть и последние с поступлением воды будут всплывать и упираться верхней частью в палубу и выступающие подпалубные балки: бимсы, стрингеры и пр. В случае наличия не палетизированного груза в аварийном помещении последний заполнит вверху все под палубное пространство набора.
С дальнейшим поступлением воды в поврежденное помещение уже не попасть, так как оно будет почти полностью затоплено. Можно предположить, что в скором времени осушительные насосы начнет «срывать» и уровень воды в трюме начнет расти в силу физического изменения состояния груза. Это произойдет в тот момент, когда в трюме начавшаяся дефростация мороженого груза и повреждение упаковки (размокшая картонная тара) будут причиной забивания решеток колодцев и клапанов всасывающих трубопроводов. В этой ситуации некоторый оптимизм может придать наличие на борту погружного насоса. Необходимо отметить, что все это происходит за часы, не превосходящие десяток. Ситуация борьбы за непотопляемость будет стабилизироваться только тогда, когда экипаж сможет поставить пластырь на пробоину. Однако местоположение пробоины ниже ватерлинии в грузовом помещении с
рефрижераторным грузом предлагаемыми в литературе «инструментальными» методами определить невозможно в силу вышеотмечен-ных причин. Место повреждения может быть установлено на интуитивном уровне при тщательном анализе информации, полученной от непосредственных свидетелей. При всей драматической ситуации, при неработающей стационарной судовой осушительной системе и постоянно работающем погружном насосе в момент, когда уровень воды по замерам льяльных колодцев в трюме начнет убывать, можно с уверенностью сказать, что пластырь поставлен удачно и правильно.
В дальнейшем, с появлением возможности осмотреть аварийный трюм изнутри, обнаружим, что рефрижераторного груза как такового там нет. Есть сплошная масса де-фростированного груза, когда-то замороженного в теле (рыбы) до -18 оС, в расползающихся ящиках, частично сохраняющих на плаву первоначальную форму и размеры. Приходится только удивляться скорости дефростации при забортной воде, допустим около 20 оС. В данной ситуации о коэффициенте проницаемости помещения с грузом когда-то мороженой рыбопродукции ц = 0,6 говорить некорректно. Анализируя состояние этой «пульпы» из забортной воды, разной по ассортименту рыбы и картонной упаковки, правильнее говорить о массе с каким-то своим коэффициентом объемного веса и 100 %-ной свободной поверхностью. В виду перехода твердого замороженного груза в другое физическое состояние можно предположить, что коэффициент проницаемости трюма можем брать равным ц = 0,95, который может быть и завышен, но в безопасную сторону.
В первом приближении объемный вес «пульпы» можно определить следующим образом. Согласно формуле (1) определяем количество поступившей в поврежденный трюм забортной воды с коэффициентом проницаемости ц = 0,6 согласно Правилам Регистра и объемным весом уж для забортной воды по району плавания. Зная по отгрузочным документам вес груза брутто О (включая картонную упаковку) в аварийном помещении, найдем общий вес «пульпы» (груз, вода, тара) после затопления отсека, который составит
О'= О + р. (8)
По известной формуле из Теории корабля определим объемный вес «пульпы» уя в аварийном помещении
1п = О /V. (9)
Данная величина объемного веса, на наш взгляд, более объективно будет отражать ситуацию в расчетах аварийной посадки и остойчивости судна, используя ее в формулах (2) и (3).
В выполняемых расчетах для определения вероятности 5. (7) коэффициент проницаемости аварийного трюма с «пульпой» следует брать, видимо, равным ц. = 0,95, что, в свою очередь, не противоречит Правилам Регистра.
К сожалению, имеющиеся результаты расследования аварий и гибели рыболовных судов в последние годы по разным причинам и в штормовых условиях уважаемыми «аварийными экспертами» не принимается в расчет.
Все вышеотмеченное проанализируем с точки зрения организации и проведения мероприятий по борьбе за живучесть аварийного судна. Общеизвестно, что мероприятия по борьбе за живучесть судна базируются на трех основных принципах: конструктивные мероприятия; организационно-технические; борьба за непотопляемость при аварии.
Конструктивные мероприятия. Эти мероприятия, направленные на обеспечение непотопляемости. К ним относятся такие, как: достаточное количество водонепроницаемых переборок, делящих судно на герметичные изолированные отсеки, препятствующие распространению воды по судну; назначение определенной высоты надводного борта, обеспечивающего необходимый запас плавучести, который, в свою очередь, компенсирует потерю сил плавучести с нарушением герметизации и поступлением воды; и другие, которые осуществляют на стадиях проектирования и постройки судов. Основным конструктивным принципом деления на отсеки считается принцип «слабого звена», суть его заключается в том, чтобы плавучесть судна утрачивалась раньше, чем остойчивость. Данный принцип объясняется тем, что процесс потери плаву-
чести судном довольно продолжительный, длящийся часы и десятки часов, в то время как опрокидывание судна из-за потери остойчивости происходит внезапно и порой с потерями человеческих жизней. Поэтому деление на отсеки производится таким образом, чтобы судно тонуло не опрокидываясь [2].
Рациональное проектирование судовых устройств и систем, снабжение средствами борьбы за непотопляемость и тому подобное также входит в комплекс конструктивных мероприятий. Но все стационарные системы откачки и осушения аварийного отсека с «двухфазным» грузом, каковым является груз мороженой рыбопродукции, становятся нерациональными и неэффективными на определенном этапе борьбы за живучесть судна. Практика показывает, что с определенного момента в борьбе за непотопляемость судна ввиду изменения структуры груза и упаковки происходит забивание решеток колодцев и всасывающих патрубков. Этот факт подтверждает, что на стадии конструктивной разработки изготовления стационарных систем осушения вероятность качественного физического изменения груза из твердого состояния в состояние «пульпы» и влияние этого изменения груза на производительность осушительных средств не учитывались. Поэтому в направлении усовершенствования и конструктивных изменений устройств фильтрации и забора воды из затопленного помещения лежит огромная область исследований, разработок и практического применения. Такой тип груза, который влияет на эффективность работы стационарных балластно-осушительных систем в силу изменения своего физического состояния, в еще большей степени будет влиять при крене, дифференте, волнении, и прочем, то есть при факторах, сопутствующих аварийной ситуации.
Следует отметить, что какими бы мощными ни были водоотливные средства, они становятся эффективными только после заделки пробоины. Бороться с вливающейся водой при незаделанной пробоине бесполезно. На небольшой глубине 5 м, например, через пробоину площадью около 1 м2, за 1 час вливается 36 000 м3 забортной воды. Отсюда становится ясно, что временной фактор заделки
Выпуск 3
Выпуск 3
пробоины является основным в мероприятиях сохранения плавучести судна и сохранения груза, пусть даже частичного. Анализ аварий и гибели рыболовных судов показывает, что даже правильное понимание конструктивных особенностей судна экипажем, но непонимание скрытого фактора в изменении состояния груза (переход из твердого состояния в «пульпу») приводит к неправильному прогнозированию поведения судна в аварийной ситуации и неправильному принятию решений, что может являться причиной гибели судна и людей.
Рис. 1. Кривая предельных длин отсеков с учетом коэффициента проницаемости
Правилами Регистра требуется, чтобы непотопляемость пассажирских и промысловых судов была обеспечена при затоплении двух любых смежных отсеков. Обеспечение непотопляемости сводится к тому, чтобы при затоплении смежных отсеков судно погружалось не глубже предельной линии погружения, отстоящей на 76 мм ниже бортовой линии палубы переборок. Для этого специальными методами рассчитывают и строят кривые предельных длин отсеков, ординаты которых представляют собой наибольшие длины отсеков, которые может иметь судно. Назначенные по конструктивным соображениям длины отсеков проверяются с использованием этой кривой. С уменьшением коэффициента проницаемости ординаты кривых предельных длин отсеков увеличиваются, соответственно и длины отсеков могут быть увеличены, верхняя кривая на рис. 1. Из рисунка видно,
что с учетом коэффициента проницаемости ц = 0,6 длина отсека I. может быть увеличена до величины I Применительно к обсуждаемой проблеме, возникающей с «двухфазным» грузом при затоплении отсека, когда в силу изменения физического состояния груза из твердого в «пульпу» коэффициент проницаемости увеличивается и может достигать максимального значения, существующая конструктивная длина отсеков может оказаться завышенной. О последствиях возможного влияния завышенной длины отсека на расчеты аварийной посадки и остойчивости судна говорит статистика аварийности рыболовных судов. Это предположение может являться серьезным заявлением на проведение тщательных исследований и расчетов в установлении предельных длин отсеков рыболовных и рефрижераторных судов на стадии проектирования и постройки, а также проверки расчетов существующих Информации капитану об аварийной посадке и остойчивости.
Организационно-технические меро-
приятия. Организационно-технические мероприятия, направленные на обеспечение непотопляемости судна, складываются в основном:
— из подготовки экипажа в тренажерных центрах по программам в соответствии с требованиями МК СОЛАС-74;
— технической учебы и тренировок экипажа на борту судна по борьбе за живучесть;
— непрерывного технического ухода и контроля: за корпусом судна и его герметизацией; грузом, его креплением и состоянием; судовыми механизмами, своевременной заменой отдельных элементов, проведением ремонта; водонепроницаемыми закрытиями, дверями, люками, горловинами, крышками трюмов и пр.; поддержанием окрашенных поверхностей в рабочем состоянии; балластировкой судна и устранением свободных поверхностей жидких грузов; поддержанием в состоянии использования технических и подручных средств борьбы за непотопляемость и др.
Из неполного перечня организационнотехнических мероприятий считаем необходимым остановиться на подготовке экипажей в береговых учебно-тренажерных центрах (УТЦ) по борьбе за живучесть судна в соответствии с требованиями МК СОЛАС-74. Не-
смотря высокую техническую оснащенность УТЦ, на качественно высокий уровень подготовки экипажей по борьбе за живучесть судна и отработку методов выживания на море, в аварийных ситуациях с судами мы имеем трагические случаи, травмы, потерю и гибель людей. В чем же дело? Почему члены экипажа, прошедшие стандартную медицинскую комиссию, одинаковую подготовку в УТЦ и одинаково аттестованные, попадая в экстремальные условия по-разному воспринимают нестандартные ситуации. С позиций теоретических исследований психофизиологического состояния человека, психологии и тактики риска, получения информации обработки и принятия решений информации о поведении и правильном поведении человека в экстремальных условиях довольно много. На примере успешно функционирующего с вполне качественной подготовкой одного из УТЦ Северного бассейна продемонстрируем несколько фактов в подготовке экипажей по программе подготовки выживания на море в соответствии с МК СОЛАС-74, которые, как нам кажется, частично дают ответ на поставленные вопросы.
Например, базовая подготовка по программе МКСОЛАС-74. После прослушивания теоретического курса переходят к практической тренировке. Перед тем как одевать гидрокостюмы, спасательные жилеты для отработки навыков выживания в воде (бассейне), инструктор инструктирует и интересуется о здоровье на данный момент, и в том числе о тех, кто не умеет плавать. Как всегда бывает, хоть один не умеющий плавать да найдется в группе или специально слукавит и скажет, что не умеет плавать. Соответственно инструктор не допускает его к тренировке в силу перестраховки, мало ли что может случиться. Тогда получается ситуация, прямо противоположная основным принципам подготовки экипажей судов в соответствии с МК СОЛАС-74. Человек, которому в первую очередь необходимо проверить себя и подготовиться (морально, психологически, физически и пр.) к ситуации, близкой к экстремальной при попадании в воду, не допускается и не проходит этого испытания. Личного восприятия внешней среды («вторичной») бассейна
УТЦ и ее влияния на организм «ученик» не испытывает и не приобретает навыка, и память не фиксирует никаких ощущений. И теперь предположим, что человек попадает в реальные («первичные») аварийные условия, во много раз более жесткие и агрессивные. Можно спрогнозировать, что «знакомого» физического, психологического, морального и прочих ощущений и влияния их на организм человек не вспомнит, и охватившая его стихия будет чуждой и вызовет страх и незнакомые ощущения, панику. Отсюда судорожные поиски, методом проб и ошибок, правильных действий и поведения в этой агрессивной среде могут не дать положительных результатов. Для выживания в условиях реальной агрессивной среды ему будет не хватать навыков, приобретаемых в условиях «второй природы» — УТЦ. Недостаток физиологического восприятия окружающей среды и не испытанное человеком состояние управления своими поведением, эмоциями, чувствами, а также возможная морально-психологическая травма могут сформировать в человеке скрытое чувство трусости, страха, паники и пр. Морально-психологическая травма может быть приобретена в момент отстранения «ученика» от тренировки на УТЦ, как следствие состояния нерешительности или стыда, которое ученик не смог перебороть в себе и потребовать у инструктора, настоять, чтобы он прошел эту тренировку. Из отмеченного можно предположить, что уже на стадии тренажерной подготовки формируется «потенциальная жертва» непредвиденных аварийных ситуаций, связанных с оставлением судна или при борьбе с поступлением воды, заделкой пробоины аварийного отсека и пр. Даже при успешном одевании гидрокостюма, жилета и при нахождении в воде в реальной ситуации оставления судна его может охватить паника и страх ввиду неиспытанных и непережитых ощущений и отсутствия в памяти правильных приемов и навыков в самоорганизации поведения, что приводит к неправильной оценке ситуации и действиям, результатами которых может быть трагический исход.
Рассмотрим другой пример. Перед подготовкой по борьбе с пожаром инструктор так же инструктирует группу и для работы в АСВ
Выпуск 3
Выпуск 3
отсеивает ученика, который носит очки, так же в силу перестраховки и во избежание могущих возникнуть непредвиденных ситуаций. Процесс отстранения воспринимается учеником видимо так же, как уже описывалось в предыдущем примере. На первый взгляд ситуация кажется аналогичной вышеотме-ченной для «потенциальной жертвы» нестандартной ситуации. Однако на самом деле все может сложиться более трагично и с большей вероятностью летального исхода. При направлении на судно и распределении в аварийную партию или группу он может быть расписан АСВистом. Если смоделировать ситуацию пожара и использование этого «подготовленного» члена экипажа в борьбе с пожаром в составе группы АСВистов, то в лучшем случае мы можем предположить, что его выведут из горящего отсека, не потушив пожар, и он останется жив, в худшем — можно потерять человека (и не одного) и не ликвидировать пожар. Но однозначно утверждать, что очаг пожара будет успешно локализован и потушен, надежды мало.
С приведенными примерами можно поспорить, ссылаясь на проводимые на судне тренировки и техническую учебу. Так в большинстве случаев и бывает, техническая учеба и практическая отработка задач по борьбе с пожаром в разных судовых помещениях прививает навыки тренирующимся. Но ситуацию задымленного, тем более открытого огня на судне не создашь, и то, что действия человека, не испытавшего на себе влияние температуры, дыма и других факторов пожара, будут эффективными, маловероятно.
Из вышеотмеченного вытекает еще одна проблема — это соответствие физического состояния здоровья члена экипажа, оцененного медкомиссией как могущего работать в АСВ, его морально-психологическому состоянию готовности работать в снаряжении пожарного с АСВ. В последнее время раздается много нареканий на качество проведения медицинских профосмотров, однако, как мы видим из отмеченного, проблема заключается уже не в физическом состоянии здоровья человека, а в морально-психологическом. И это состояние, с которым он вышел в море, не врожденное, не приобретенное в семье или других случаях, а
приобретенное на УТЦ недостаточной подготовленностью или отсутствием подготовки. Можно предположить, что изменения в морально-психологическом, психическом состоянии человек приобрел не на всю оставшуюся жизнь и они могут быть устранены при последующих тренировках в УТЦ или в случае успешного участия в экстремальных ситуациях и др.
Понятно, что все отмеченное в первую очередь касается молодых моряков, с несфор-мировавшейся психологией моряка-профес-сионала, которым не хватает «запаха моря» и романтики, не хватает чувства границ риска и самоиспытания в необычных сложных условиях. Можно предположить, что из-за имеющего место сегодня такого дифференцированного отношения к членам экипажей при подготовке на УТЦ летальные исходы в различных аварийных ситуациях весьма возможны.
История многолетнего опыта практической работы на разных типах судов в различных районах Мирового океана демонстрирует случаи, когда отменные моряки и высококвалифицированные специалисты не умеют плавать, но они не боятся моря, воды и это не мешает им качественно выполнять свои профессиональные обязанности. Моряки, подвергающиеся морской болезни, вопреки своему недугу сутками стояли на руле на мостике, стойко переносив превратности шторма и не показывая даже вида. В обыденной размеренной судовой жизни члены экипажа, пользующиеся очками, без страха, качественно и грамотно работали в АСВ при разведке и тушении пожаров и пр. Общеизвестно выражение, что профессионализм приходит с годами, можно сказать точнее — приходит с годами и с успешной практикой участия в нестандартных ситуациях.
Борьба за непотопляемость после аварии. Под этим мероприятием понимают действия экипажа по поддержанию и восстановлению плавучести и остойчивости поврежденного судна, а также приведение в состояние, позволяющее хотя бы ограниченно использовать его по назначению. Она складывается из организации экипажа и проведения действий по борьбе с поступлением воды, по восстановлению остойчивости и спрямлению поврежденного судна. Из всех мероприятий
в борьбе за непотопляемость судна борьба с поступлением воды в аварийный отсек является основной и главной в цепи действий экипажа на протяжении всего процесса борьбы за живучесть судна. В процессе затопления рефрижераторного трюма с грузом мороженой рыбопродукции мы имеем различные картины посадки и остойчивости судна с учетом коэффициента проницаемости отсека.
Рис. 2. Затопление отсека I, III и IV категории:
1 — водонепроницаемая палуба;
2 — решетчатая проницаемая палуба;
3 — пробоина корпуса;
4 — платформа;
ЖЬ — ватерлиния (ВЛ) неаварийного судна; Ж1Ь1 — ВЛ отсека IV категории;
Ж2Ь2 — ВЛ отсека III категории;
Ж3Ь3 — ВЛ отсека I категории
В первоначальный период в процессе затопления отсека, когда груз сохраняет свое твердое состояние и поступающая вода откачивается судовыми стационарными средствами, по типу затопления отсек можно отнести к IV категории [2] рис. 2. Здесь нужно оговорить следующие ситуации касательно уровня воды в отсеке:
— остается постоянным, когда производительность средств откачки равна количеству поступающей воду;
— уменьшается, когда производительность осушения выше производительности поступления;
— увеличивается, когда отливные средства не справляются с количеством поступающей воды в отсек. В этом случае мы имеем отсек, заполненный неполностью, вода
в нем сообщается с забортной водой и уровень воды в отсеке не совпадает с уровнем забортной воды. Иногда в литературе [2] подобные герметические отсеки с низкорасположенными повреждениями относят к отсекам IV категории. В данный период затопления потеря запаса плавучести определяется количеством поступившей воды в отсек. Потеря остойчивости определяется промежуточной между потерей остойчивости при одинаковом затоплении аналогичных отсеков II и III категории.
В процессе дальнейшего поступления и повышения уровня воды в отсеке ввиду того, что отливные средства не справляются в силу начинающегося процесса перехода груза и тары из состояния твердого в состояние «пульпы», в силу чего и происходит забивание решеток колодцев и всасывающих патрубков дефростированной рыбой и расплывшейся картонной тарой. В этом состоянии отсек неполностью заполнен, сообщается с забортной водой, уровень воды в отсеке совпадает с уровнем забортной воды и количество влившейся воды изменяется в процессе изменения осадки, крена и дифферента аварийного судна, рис. 2. В этой ситуации по характеру затопления отсек относится к III категории и исключается из запаса плавучести. Изменение начальной остойчивости определяется геометрией и координатами центра тяжести (ЦТ) потерянной площади ватерлинии. В общем случае изменение осадки вычисляется по формуле
5dv = у/(Б - я), (10)
где £ — площадь исходной ватерлинии;
я — площадь ватерлинии в поврежденном отсеке;
V — объем затопленного отсека;
Ьdv — изменения средней осадки.
При вычислении крена и дифферента в практических расчетах пользуются методикой расчета для отсеков II категории. Поправку метацентрической высоты определяют по формуле
С
Ы\
</ +
V 2
-п--------
где V — потерянный объем;
Выпуск 3
Выпуск 3
V — исходное объемное водоизмеще-
ние;
d — исходная средняя осадка; к — исходная метацентрическая высота. Важная конструктивная особенность транспортных рефрижераторных судов и некоторых рыболовных — это наличие в трюмах водонепроницаемой палубы, как правило, первой от главной палубы.
Анализируя далее процесс затопления трюма, можно предположить, что забортная вода полностью затопит поврежденный отсек до водонепроницаемой палубы (рис. 2). В этом случае затопление можно рассматривать как затопление отсека I категории, то есть как прием груза, равного весу влившейся в отсек воды (1) с координатами х у г соответствующими координатам центра тяжести объема отсека. В этом случае новое весовое водоизмещение судна определяется как
АП = А + р.
(12)
а поправку метацентрической высоты определяют по формуле
5Нр = ((р)1 АП) у + М. — Н-г)
2
(13)
знак поправки Ькр определяется знаком при р (прием или снятие груза) и величиной г
С момента установки «пластыря» прекращается поступление воды в поврежденный отсек и судно приобретает установившиеся элементы посадки и остойчивости. Согласно нормам Регистра в зависимости от длины судна в аварийном снабжении имеется соот-вет-ствующего типа и размера «пластырь». При установке «пластыря» на соизмеримую по размерам пробоину (на какой бы глубине она ни находилась и как бы точно его ни поставили) просачивание воды из-под шкаторин и полотна «пластыря» в корпус будет происходить. Опасным в этом случае является состояние самой пробоины по краям. Если это рваная по краям пробоина с выступающими острыми краями, высока вероятность повреждения «пластыря» и еще большее количество просачивающейся воды будет поступать в отсек. Со временем можно предположить, что ситуация с откачкой воды из аварийного отсека будет неблагополучна. Ввиду де-фростации груза мороженой рыбопродукции,
разрушающейся и разбухшей картонной тары всасывающие патрубки и решетки колодцев будут забиты и осушительные балластные насосы будет «срывать». Такие мероприятия, как создание искусственно небольшого крена на противоположный поврежденному борту, значимого эффекта не дадут. В этой ситуации неоценимую помощь может оказать погружной насос, который устанавливается в выгородке кормовой части трюма. По мере убывания воды в выгородке и по замерам льял насос опускается на тросе все ниже и ниже, постепенно до самой платформы в целях избежания забивания всасывающего патрубка взвешенными дефростированной рыбой и размокшей картонной тары. По мере откачки воды из отсека приобретенный судном дифферент будет уменьшаться и судно будет возвращаться к близким к первоначальным параметрам посадки и остойчивости. Груз из твердого состояния когда-то мороженой продукции по мере осушения трюма будет переходить в состояние дефростированной массы рыбопродукции и размокшей картонной тары — «пульпы». В случае, когда отсек затоплен неполностью и вода уже не сообщается с забортной водой, это рассматривается как затопление отсека
II категории.
Изменение плавучести при затоплении отсека II категории рассматривается как при затоплении отсека I категории с дополнительным учетом влияния свободной поверхности «пульпы» в отсеке. Изменение остойчивости определяется отрицательным влиянием свободной поверхности. Предполагается, что это влияние будет существенным ввиду значительной разности удельного веса «пульпы» от удельного веса морской воды. С учетом формулы (2) поправка к метацентрической высоте отсека II категории с грузом в состоянии «пульпы» будет определяться
(14)
где уя — объемный вес «пульпы», определяемый по формуле (9).
Анализируя формулы (2) и (14) видим, что поправки к метацентрической высоте от влияния свободной поверхности всегда отрицательны и пропорциональны моменту
инерции свободной поверхности забортной воды и «пульпы». Значительно превосходящий объемный вес «пульпы» объемный вес забортной воды демонстрирует значительное отрицательное изменение метацентрической высоты судна с грузом в отсеке в состоянии «пульпы» от затопленного груза в твердом состоянии.
В дальнейшем для обеспечения безопасного мореплавания необходимо принять меры по восстановлению остойчивости и спрямлению судна. В ряде изданий считается, что восстановление остойчивости должно предшествовать спрямлению судна. С этим нельзя не согласиться, например, в случае затопления части помещений, как следствие борьбы за живучесть судна при тушении очага пожара. В свою очередь при борьбе за непотопляемость судна при получении пробоины и симметричном затоплении отсека можно предположить, если аварийная ситуация позволяет, что восстановление остойчивости и спрямление судна проводится и происходят одновременно с работами по прекращению поступления и откачке воды, с минимально возможным расходованием запаса плавучести. По данным затопления отсеков производится оценка остойчивости, и если есть сомнения, проводятся мероприятия по ее восстановлению. Рассматривающийся в литературе [2] общий принцип при проведении мероприятий по спрямлению поврежденного судна и восстановлению его остойчивости, который должен быть направлен на минимальное расходование запаса плавучести, видимо, в большей степени можно отнести к несимметричному затоплению достаточно больших отсеков.
Таким образом, из вышесказанного можно сделать некоторые предположения. Прежде всего практическим опытом подтверждается, что некоторые продовольственные грузы в условиях принятой технологии транспортировки в твердом замороженном состоянии с изменением окружающей среды (воздуш-ная-водная) и температуры (плюсовая) в силу затопления помещения могут переходить в другое физическое состояние — «пульпы». Такой тип продовольственных грузов можно охарактеризовать как грузы «двухфазового» состояния. Можно предполагать и Теория ко-
рабля это подтверждает, что поврежденный отсек с таким типом груза будет наименее опасным и характеризуется как отсек I категории. Наиболее опасным будет являться отсек
III категории. Однако проведенный выше анализ затопления аварийного отсека и его влияния на изменение посадки и остойчивости судна показал, что отсек II категории представляет значительную опасность. В частно -сти это обосновывается из изложенного выше следующим:
— состояние рефрижераторного груза из твердого почти полностью переходит в состояние «пульпы» со своим неизвестным коэффициентом объемного веса, во много превышающим объемный вес морской воды;
— изменение физического состояния груза из твердого в «пульпу» неизбежно приводит к изменению коэффициента проницаемости помещения. Использовать в расчетах аварийной посадки и остойчивости судна коэффициент проницаемости ц = 0,6 уже не совсем корректно и в безопасную сторону можно брать его равным ц = 0,95;
— временной параметр в борьбе за непотопляемость судна, и в первую очередь время заделки пробоины в помещении с «двухфазным» грузом, является первостепенным, поскольку с переходом груза из твердого состояния в состояние «пульпы» даже незначительные воздействия внешней среды, такие как ветер, может значительно повлиять на аварийную посадку и остойчивость судна;
— при полном осушении отсека масса дефростированного груза и размокшей тары не будет представлять собой ранее описанное состояние «пульпы». Такое «другое» состояние жидкой фазы — «пульпы» более вязкое, оно станет возможным ввиду способности «пульпы» к усадке при откачке воды из аварийного отсека. В конечном итоге это приводит к тому, что с усадкой появляется свободная поверхность обезвоженной «пульпы», по влиянию на остойчивость и посадку судна схожая с влиянием сыпучих грузов, со своим неизвестным углом естественного откоса. Методов по предотвращению усадки «пульпы» и исключения влияния свободной поверхности на остойчивость на сегодня не существует.
Выпуск 3
Список литературы
1. Правила классификации и постройки морских судов / РМРС: РД №2-020101-061. — СПб.,
2011.
2. Кацман Ф. М. Теория и устройство судов: учебник / Ф. М. Кацман [и др.]. — Л.: Судостроение, 1991. — 416 с., ил.
УДК 658.517.4:656.62 М. А. Федосеева,
Новосибирская государственная академия водного транспорта;
М. К. Романченко,
канд. техн. наук, Новосибирская государственная академия водного транспорта
ЗАЩИТА ОТ ШУМА НА СУДАХ РЕЧНОГО ФЛОТА
PROBLEM QUESTIONS OF PROTECTION AGAINST NOISE ON RIVER TRANSPORT
В статье проводится анализ условий обитаемости на судах речного транспорта, исследуется эффективность применения современных систем виброизоляции. Выявляются наиболее эффективные способы снижения структурного шума в помещениях.
In article the analysis of conditions of a habitability on courts of river transport is carried out, efficiency of application of modern systems of vibrating insulation is investigated. The most effective ways of decrease in structural noise in premises come to light.
Ключевые слова: звуковая вибрация, средства виброизоляции, уменьшение структурного шума, упругий элемент.
Key words: sound vibration, means of vibrating insulation, reduction of structural noise, elastic element.
<4
*
Н
Ш
АИБОЛЬШЕЕ значение среди вредных факторов на речном флоте имеет вибрация и сопутствующие ей явления инфразвука и структурного шума. К основным источникам шума на судне можно отнести главные двигатели и винторулевой комплекс.
Действие вибрации негативно сказывается на надежности работы и самочувствии членов экипажа. Под постоянным воздействием вибрации, а именно в таких условиях находится экипаж, развиваются нервно-соматические заболевания, нарушаются функции сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата. На речных судах
в связи с небольшим водоизмещением судна повышается собственная частота с 10...22 Гц до 18...45 Гц, которая наиболее тяжело переносится экипажем судна.
Замеры вибрации на судах систематически проводятся сотрудниками Центральной государственной санитарной инспекции на (водном и воздушном) транспорте, нормативным документом являются Санитарные нормы вибрации на речных и озерных судах СН № 1103-73. Как показывает анализ уровня вибрации, приведенный в работе [2, с. 14-16], он превышен на 70 % судов: в машинном отделении превышение на 5-9 дБ; в жилых и пассажирских помещениях — от 15 до 20 дБ; в служеб-
