Воздействие сил ветра и течения на судно

Всех приветствую дорогие друзья. В этой статье мы продолжим разбираться в теме Управления судном, а именно “Силы воздействия ветра и течения на судно”.

Если вы пропустили две предыдущие части, переходите по ссылкам:

Часть 1 – https://educationmarine.co/499Alx6
Часть 2 – https://educationmarine.co/3ARjHWt

Читайте статью или смотрите видео, чтобы узнать, как использовать ветер и течение себе на пользу, а не бороться с ними. ⬇️ 🚢

Как я описывал ранее, для того, чтобы уметь предугадывать поведение судна, нам очень важно разобраться во всех силах, которые воздействуют на судно. Самое сложное, это учитывать внешние силы, такие, как ветер и течение.

Считается, что скорость течения в один узел подобна силе ветра в 20-30 узлов, направленных в борт.

Понятно, что это очень условно.

Судно в грузу и судно в балласте — это абсолютно разные суда. Контейнеровоз с большой площадью парусности и балкер в грузу — это тоже очень разные суда в отношении воздействия на них ветра. Это соотношение скорости течения в один узел, которое примерно подобно силе ветра в 20-30 узлов — это такое среднестатистическое соотношение.

Как мне сказал однажды один капитан: “Старайся использовать ветер и течение с выгодой для себя, а не борись с ними”. Ветер и течение — это твой друг, а не враг. Понятно, что это звучит очень громко. Очень часто возникают ситуации, когда, как бы ты ни старался, но ветер и течение, не могут быть твоими “друзьями”, и никак нельзя извлечь из них выгоду для себя при выполнении маневра. Но, тем не менее, нужно выстраивать стратегию маневра так, чтобы не прилагать больших усилий для борьбы с этими силами. Потому что очень часто внешние силы, такие как ветер и течение, могут быть намного выше возможностей вашего судна.

Поэтому стратегия выполнения маневра очень сильно зависит от преобладающих условий ветра и течения. Очень важно, до и перед швартовыми операциями, постановкой на якорь, изучить погодные условия, как работает ветер, как работает течение. С ветром попроще, можно посмотреть на анемометр, с течением сложнее.

Давайте начнём разбираться в вопросе, как же использовать ветер и течение с выгодой для себя? Давайте разберем с вами классический вариант. Мы идём на швартовку левым бортом против ветра.

Швартовку лучше всего выполнять против ветра или течения. Если у вас судно идет по течению, по ветру, то желательно на этом судне развернуться и швартоваться уже против ветра и течения, если, такая возможность присутствует.

Итак, мы идём против ветра и мы хотим пришвартоваться левым бортом. У нас обычное стандартное судно с фиксированным винтом правого шага и у нас даже нет носового подруливающего устройства (bow thruster). Как же нам быть? Нам поможет в этом всём ветер.

Мы отклоняем курс судна влево и теперь ветер работает не чётко в нос, а в правую скулу.

Давайте посмотрим, как сила ветра будет нам помогать двигаться лагом к причалу.

Выше приведена наша сила ветра и мы её можем разложить на две составляющие:

На продольную составляющую или “braking force”. В данном случае это та сила, которая будет тормозить наше судно. Эта сила нам очень выгодна, потому что мы можем подрабатывать машиной на малом ходу вперёд, чтобы удерживать судно на курсе, но при этом, если у нас ветер достаточной силы, он будет компенсировать работу машины. Ветер будет удерживать судно в одном и том же продольном положении.

И также в данном случае сила ветра имеет поперечную составляющую, которая будет направлена влево. Потому что у нас ветер в правую скулу. Именно эта поперечная составляющая силы ветра будет стремиться смещать наше судно влево к причалу.

Нам всё равно каким-то образом нужно удерживать курс судна. Мы это будем делать с помощью пера руля и подработкой машиной вперёд. Будем давать машиной толчки вперед, чтобы удерживать необходимый курс судна.

При этом встречный ветер нам будет тоже в этом случае благоприятен. Мы даем толчок машиной вперёд, у нас появляется Propulsion Force. Но судно не будет особо разгоняться вперёд, потому что если у нас сильный встречный ветер, Propulsion Force будет компенсировать Braking Force ветра.

Мы сможем удерживать курс судна, при этом не набирая особый ход вперёд. Если бы у нас ветер был направлен с кормы, то мы бы наоборот с этим ветром боролись. Он бы наоборот разгонял наше судно вперёд, что совсем неблагоприятно, когда мы идём на швартовку.

Поперечная составляющая силы ветра это хорошо, когда нам нужно идти лагом к причалу. Но в то же время нам не нужно удариться об причал, контакт с причалом должен произойти мягко.

Соответственно перед тем, как мы уже подойдем близко к причалу, нам нужно выйти на такой курс, чтобы на нас уже не так сильно воздействовал ветер в борт. Нам нужно уменьшить эту поперечную составляющую ветра, которая нам помогает двигаться лагом к причалу.

Как мы это делаем? Мы изменяем курс носом на ветер.

Если мы изменим курс носом на ветер, поперечная составляющая силы ветра очень сильно уменьшится. Таким образом, мы уменьшим скорость сближения с причалом.

Ну и также не забывайте, что у нас ещё и курс судна направлен к причалу, судно имеет инерцию переднего хода, еще из-за этого фактора мы сближаемся с причалом. Поэтому в какой-то момент времени нам нужно будет выйти на курс, параллельный к курсу причала, чтобы уменьшить скорость сближения с причалом.

Давайте ниже разберем , а что будет, если у нас нос окажется дальше от причала, чем корма?

Если мы, переложив перо руля право на борт и переработав машиной вперед, окажемся вот в таком положении, то в данном случае ветер уже будет стремиться нас отталкивать от причала. Это уже будет манёвр “отшвартовки” на встречном ветре.

Мы отбили нос, даём машиной ход вперёд и у нас поперечная составляющая силы ветра будет стремиться смещать судно, в данном случае от причала вправо.

При этом мы не будем набирать большой инерции переднего хода, поскольку работа машиной вперед, Propulsion Force, будет компенсироваться продольной составляющей силы ветра.

Сейчас мы с вами разобрали пример, как использовать ветер с выгодой для себя.

Давайте рассмотрим другие примеры, которые показывают нам, насколько важно учитывать воздействие ветра и течения при маневрах.

Представим, что мы работаем уже на судне с винтом регулируемого левого шага и с носовым подруливающим устройством (bow thruster).

Классический маневр швартовки на таком судне, это когда мы подходим кормой к причалу, подаем кормовой продольный, а затем прижимаем всё судно к причалу, используя носовое подруливающее устройство (bow thruster) и немного подрабатывая машиной вперёд.

Давайте рассмотрим, как в данном случае использовать ветер и течение с выгодой для себя, или хотя бы, не прикладывать существенных сил для борьбы с ним.

Как мы видим, в данном случае ветер воздействует в правый борт. Логично предположить, что он будет сносить судно влево. А нам нужно удерживать движение кормой, примерно к красному Bollard.

Что будет делать ветер? Как он будет воздействовать на судно?

Он будет смещать нас, всё больше и больше влево.

В данном случае, если мы выберем неправильную изначальную позицию сближения с причалом, мы можем оказаться не в очень хорошей ситуации.

Но мы изначально выбрали позицию, когда наше судно находится выше на ветер. Зачем? Потому что мы понимаем, что нас ветер будет сносить влево. Мы всегда успеем сместиться влево. Просто будем сближаться с причалом медленнее и подождём, когда ветер нас снесёт влево. Но при этом двигаться лагом вправо, это для нас сложно. Потому что нам нужно будет противодействовать ветру. А у нас, допустим, не такой уж мощный подруль.

Давайте ниже рассмотрим пример, когда мы неправильно выберем изначальную позицию. Мы не учтем воздействие на нас ветра и выберем начальную позицию сближения с причалом слишком низко на ветер.

Тусклыми линиями показана наша изначальная позиция (как было показано в первом примере), когда мы были повыше на ветер. А сейчас, скажем, мы не учли ветер и оказались слишком низко.

Мы сближаемся с причалом, но ветер нас всё время сносит влево, и мы можем оказаться вот в такой небезопасной ситуации.

Да, если это не сильный ветер, мы переложим, допустим, руль лево на борт, дадим машиной толчок вперёд. Мы будем работать под рулём на 100%, тогда, возможно, мы немного лагом проедем на ветер. А если это сильный ветер, тогда ничего у нас не получится. И нам просто придётся давать ход машиной вперед, чтобы просто отбить корму от серого судна и уходить на следующий круг. Или же мы немного дадим ход машиной вперед, поднимемся на ветер, займем правильное положение. И попробуем опять подойти к причалу.

Рассмотрим другой вариант, когда ветер работает в левый борт.

Мы понимаем, что ветер будет нас всё время сносить вправо. Поэтому изначальную позицию мы выбираем выше на ветер, более влево. Поближе к серому судну.

Швартовка правым бортом. Сильный отжимной ветер и сильное попутное течение.

Ниже приведен пример неправильной позиции при сильном течении, которое работает в левый борт. Пунктиром указано, где наше судно должно быть пришвартовано.

Мы не учли воздействие течения и выбрали изначальную позицию сближения с причалом слишком низко по течению. То есть ближе, к оранжевому судну.

К чему это может привести? К тому, что течение нас просто навалит на оранжевое судно.

Вот почему очень важно оценивать воздействие ветра и течения при выполнении маневра.

В ситуации, если мы окажемся слишком близко к серому судну, в этом нет ничего страшного. Почему? Потому что, мы просто сбавим ход сближения с причалом и подождём, пока течение нас отнесет от судна, стоящего по корме.

А вот с оранжевым судном такой вариант не сработает, потому что течение сносит нас на него.

Давайте рассмотрим ещё один очень хороший пример того, как нужно использовать ветер и течение с выгодой для себя, а не бороться с ними.

Перед нами стоит задача зайти в шлюз.

Сейчас судно идет по ветру и течению, а значит, мы не особо можем контролировать скорость судна. То есть мы или поставим ручку телеграфа в положение 0, чтобы не сильно разогнаться, но тогда мы никак не сможем контролировать курс судна. Нам всё равно нужно подрабатывать машиной вперед, чтобы удерживать судно на курсе. А помимо этого, нас ещё будет сносить ветер и течение вперёд. Однозначно мы не особо сможем контролировать скорость судна, мы будем ехать слишком быстро, а это совсем не подходит для захода в шлюз. В шлюз надо заходить очень и очень медленно.

Секрет безопасного захода в шлюз, это очень маленькая скорость. Вот это самое главное правило захода в шлюз.

Давайте сейчас попробуем проиграть маневр захода в шлюз на высокой скорости и просто попробуем сходу, как говорится “лихо” зайти в шлюз. Чем это закончится?

У нас сейчас избыточная скорость. Мы начинаем заходить в шлюз. Нас начинает теперь ветер и течение сносить лагом на правую стенку шлюза. Мы с этим пытаемся бороться подрулем. Но из-за избыточной скорости, подруль не сильно эффективный, да и при наличии течения в 1-1,5 узла и подрулем мы не сможем эффективно работать, это однозначно.

Закончится это тем, что мы навалим на правую стенку шлюза.

Вот это вариант, когда мы боремся с ветром и течением, когда ветер и течение работают в левый борт. Но вряд-ли получится побороть стихию.

Теперь разберем пример, когда ветер и течение помогают нам при выполнении данного маневра

Мы идём по ходу. У нас попутный ветер и течение.

Дальше мы хотим их использовать с выгодой для себя. Для этого мы разворачиваемся против ветра и течения. И вот теперь уже ветер и течение нас не разгоняют, а наоборот тормозят.

То есть мы сможем уже контролировать скорость судна. И при этом ещё удерживать судно на нужном для нас курсе. Мы уже сможем медленно “подкрадываться” к шлюзу на малом ходу, медленно, и работать машиной на ветер и течение, а не подрулем.

Машина у нас мощная. Машина может перебороть любой ветер и течение, а подруливающее устройство, нет. Вот так на малом ходу, медленно удерживая нос судна на нужном для нас курсе. Мы заходим в шлюз.