Дипломная работа: Буксировка аварийного судна в ледовых условиях
В антарктических водах преобладают льды, горизонтальная протяженность которых не превышает 100 м, что объясняется воздействием на льды ветровых волн и зыби. Обширные поля, тянущиеся до 10 миль, лишь иногда встречаются в Атлантическом и Тихоокеанском массивах, западной части Балленского массива. Процессы торошения льда в Антарктике выражены слабо, так как здесь преобладает выносной дрейф льда. По этой же причине толщина ровного однолетнего льда к концу зимы в среднем составляет около 140 см.
Безопасность плавания судов в водах Антарктики зависит от распределения айсбергов, которые образуются практически на всем протяжении ледового континента в результате откола краевых участков покровных выводных и шельфовых ледников. По оценкам специалистов, ежегодная "продукция" антарктических ледников составляет 17,8 - 1017 г, т.е. примерно в 4 раза больше, чем арктических. Граница максимального распространения айсбергов на север примерно совпадает с фронтом так называемой антарктической конвергенции - полосы схождения и перемешивания антарктических и субтропических водных масс. Граница конвергенции в секторе Индийского океана располагается на широте 48 - 53°, Тихого океана - на широте 53 - 62°, Атлантического - на широте 47 - 58° (см. рис.1.6).
С удалением от антарктического побережья сплоченность айсбергов уменьшается, что обусловлено как их разрушением, так и эффектом их рассеивания по мере продвижения на север. Средняя длина айсбергов к югу от параллели 65° - 1090 м, к северу от нее - 430 м. Лишь длина отдельных айсбергов превышает 3000 м. Высота айсбергов - в среднем около 40 - 50 м. Вероятность встречи с айсбергами высотой 100 - 150 м сравнительно невелика - около 5%.
Судоходство в антарктических льдах развито сравнительно слабо, тем не менее, эти льды преподносили немало неприятнейших сюрпризов навигаторам. Только за послевоенные годы в Антарктике были зажаты во льдах и попали в вынужденный дрейф ряд судов и ледоколов.
Упомянем лишь некоторые из них. В сезон 1958/59 г. в море Беллинсгаузена английское экспедиционное судно "Джон Биско" около 30 суток было затерто во льдах. В сезон 1961/1962 г. в море Уэдделла при попытке пройти к северо-восточным берегам Антарктического полуострова был зажат льдами и 32 суток находился в вынужденном дрейфе ледокол "Генерал Сан-Мартин".
В 1973 г. в Балленском массиве дизель-электроход "Обь" в течение трех месяцев дрейфовал во льдах по воле ветра и течений. Наиболее же продолжительный вынужденный дрейф произошел в 1890 г., когда бельгийское судно "Белжика" находилось в ледовом плену в течение года. Об этих и других случаях полезно помнить каждому судоводителю, направляющему судно в антарктические воды.
1.4 Мониторинг ледовой обстановки
Для слежения за изменением ледовой обстановки в морях составляют ледовые карты. Важные преимущества космической съемки - повторяемость поступления информации и оперативность обработки - дают возможность фиксировать состояние быстро изменяющихся природных явлений на различные моменты времени. Автоматизированные технологии позволяют отличать льды от облаков и разделять лед по сплоченности.
В результате по спутниковым данным создаются динамические карты ледовой обстановки в период навигации, а также в осенне-зимний и весенний периоды (наступление ледостава, очищение ото льда).
Среди ледовых карт, получаемых по космическим снимкам, выделяют:
крупномасштабные карты и планы состояния ледового покрова масштаба 1: 100 000и крупнее на ограниченных территориях (в заливах, проливах, портах); оперативные ледовые карты масштаба 1: 200 000-1: 300 000; обзорные ледовые карты (среднемесячные, среднедекадные). Такие карты отображают состояние ледяного покрова на пространстве нескольких морей (соответствуют масштабу 1: 7 500 000 и мельче). Они предназначаются для научного исследования, при разработке ледовых прогнозов; специальные карты, характеризующие режим льдов. К ним относятся карты вероятности преобладания льда того или иного возраста, карты среднего и экстремального положения кромок и границ льда, карты средней торосистости, карты разрушенности и т.д. На этих картах в обобщенном виде представляются результаты обработки первичных обзорных и оперативных ледовых карт.
2. Самостоятельное плавание транспортного судна во льдах
2.1 Плавание в зоне вероятной встречи со льдом
При подходе судна к зоне вероятной встречи со льдом основная задача судоводителей - обнаружение кромки льда, с тем чтоб своевременно изменить скорость и направление движения судна. При хорошей видимости лед обнаруживается на достаточно большом расстоянии, тщательные наблюдения за окружающей обстановкой и знание характерных признаков близости кромки льда позволяют заблаговременно предвидеть его появление.
Таким признаком прежде всего является так называемое ледяное небо - эффект, создаваемый белесоватым отсвечиванием или более ярким отблеском льда на низких облаках в той части горизонта, где находится лед. Ледяное небо может появиться на различных расстояниях от судна, но вероятность его обнаружения с больших расстояний увеличивается в пасмурную погоду при низких темных облаках и при значительной площади сплоченного льда. Сначала ледяное небо появляется на горизонте в виде слабого отблеска в форме пятна или узкой полосы, по мере приближения судна к кромке льда отблеск становится выраженным, распространяется по высоте и ширине вдоль линии горизонта. Ледяное небо иногда прерывается участками темного водяного неба - отражения на облаках больших пространств чистой воды среди льда.
При отсутствии облачности над горизонтом обычная сине-голубая окраска чистого неба надо льдом приобретает своеобразный белесоватый оттенок. Обусловлено это большой относительной влажностью воздуха надо льдом и снижением вследствие этого прозрачности. Эффект белесоватости особенно отчетливо проявляется при ветре со стороны льда, когда небо над ним порою даже серебрится. В ясные безоблачные дни (особенно при ветре со стороны льда) в высоких широтах заблаговременному обнаружению кромки льда способствует рефракция, которая значительно приподнимает изображение льда над горизонтом и в два-три раза увеличивает дальность видимости.
Полезно сказать и о других признаках кромки льда. Холодный ветер при ясном небе - признак больших масс льда в той части горизонта, откуда дует ветер. Туман на горизонте в подветренном направлении при ясной погоде и теплом ветре с моря - признак больших масс льда впереди по курсу судна. Надежным предупреждением о близости больших скоплений льда служит появление в значительном количестве морского зверя (моржей, тюленей, нерп) и некоторых видов птиц (кайр, чистиков, морских уток). Это весьма характерно для кромки тающих льдов, где всегда в изобилии планктон, служащий кормом для зверя и птицы.
Для обнаружения льда, особенно в условиях плохой видимости, эффективно использование судового радиолокатора. При плохой видимости судну, находящемуся в районе возможной встречи со льдами, следует уменьшить скорость судна с учетом дальности видимости и величины инерции данного судна. Особая осторожность нужна при подходе к наветренной кромке льда, имеющей резко выраженную границу с чистой водой. В этом случае встреча с тяжелым льдом может произойти совершенно неожиданно. В отличие от наветренной подветренная кромка льда носит более расплывчатый характер и может растягиваться по ветру на значительное расстояние (рис.2.1).
Рисунок 2.1 - Схематическое изображение подветренной (а) и наветренной (б) кромок льда
При использовании радиолокатора надо помнить о том, что ясность изображения льда на экране зависит от его сплоченности, торосистости, разрушенности, форм. Интенсивность эхо-сигналов прямо пропорциональна размерам ледяных образований и степени неровности их поверхности. Как показывает опыт, штурману для обнаружения льда нельзя полностью полагаться на радиолокатор. Бывали случаи, когда на экране радиолокатора не просматривались даже небольшие айсберги, обнаруженные визуально. Поэтому при плохой видимости бдительность в наблюдении за морем должна быть повышена. На бак необходимо выставить впередсмотрящего, у которого больше шансов увидеть светлый отблеск льда впереди судна. В этой ситуации следует убрать лаг и уменьшить ход судна настолько, чтобы при внезапном ударе о льдину судно не получило повреждения.
2.2 Вход судна в ледовую зону
При подходе к кромке льда капитан судна обязан ознакомиться с состоянием льда в пределах видимости, обратив особое внимание на наветренную кромку льда. Для этого лучше всего подойти как можно ближе к кромке: в отдалении даже мелкобитый лед сплоченностью 6-7 баллов может быть оценен как непроходимый. Иногда судно можно направить на разведку вдоль кромки с целью выбора наиболее проходимых участков: разводьев и разрежений (рис.2.2). При волне или зыби с моря желательно найти в наветренной глубокую излучину или выступающий угол кромки, под защитой которых накат слабее и где льдины, как правило, меньших размеров.
Важно, чтобы судно в лёд по возможности под прямым углом к направлению наветренной кромки, особенно при зыби со стороны чистой воды. Вхождение в лёд под острым углом грозит возможным навалом кормы судна на тяжёлый лёд и повреждением винта и руля. Проходить уплотненный лёд наветренной кромки надо на самом малом ходу, предварительно погасив инерцию движения судна. Но входить в сплоченный лед с застопоренной машиной нецелесообразно, так как при этом ухудшается управляемость судна и возрастает риск поломки лопастей винта (вероятность повреждения у неподвижных лопастей больше, чем у медленно вращающихся). Судам в балласте или с неполной осадкой лучше входить в лед при прямом положении руля: это предотвратит его повреждение при резком забрасывании кормы на лед.
Рисунок 2.2 - Схематическое изображение участка наветренной кромки льда, проходимой при самостоятельном плавании судна
Вхождение судна в лед подветренной кромки существенно легче, так как она растянута по ветру отдельными языками мелкобитого льда. В редком или разреженном льду нельзя допускать удара о судно даже небольших льдин. Каждый судоводитель должен знать, что льдина диаметром несколько метров может иметь массу несколько десятков тонн и, как показывает практика ледового плавания, встреча с ней порою может привести к вмятине борта, поломке шпангоутов и даже пробоине. При движении в сторону подветренной кромки сплоченность льда возрастает и в определенных ситуациях он может оказаться труднопроходимым. В таких случаях, не имея надежных данных ледовой авиаразведки, целесообразно воздержаться от дальнейшего движения до уточнения ледовой обстановки и получения рекомендаций.
Как показывает практика ледового плавания, необходимо внимательно проанализировать целесообразность захода судна в лед (особенно, если оно слабо приспособлено для плавания во льдах) при следующих обстоятельствах:
заметном движении льда в районе кромки, особенно при торошении льда; преобладающем значительном дрейфе льда в сторону берега или отмелей и опасности блокирования трассы сплоченным льдом;
условиях ограниченной видимости - в темное время суток, тумане, во время снегопада, пурги;
неблагоприятном прогнозе погоды на ближайшее время, ориентирующем на нажимные ветровые потоки;
периоде интенсивного ледообразования, когда может произойти формирование обширных сморозей молодого и остаточного льда, весьма труднопроходимых для транспортных судов.
2.3 Выбор благоприятного пути во льдах
При отсутствии льда вопрос о выборе благоприятного пути решается традиционно просто: судоводитель самостоятельно и заранее с учетом гидрографических и метеорологических условий определяет, как будут располагаться курсы судна. В ледовом плавании судоводителю, с одной стороны, необходимо выбрать наиболее благоприятный путь во льдах, а с другой - не отклоняться значительно от заранее проложенного курса, чтобы по возможности сохранить нужное общее направление движения. Вместе с тем грамотный судоводитель при выборе благоприятного пути придерживается золотого правила, выработанного практикой ледового плавания: во льдах самый короткий путь по расстоянию - не самый короткий по времени. Следование этому правилу, знание ледовой обстановки и умение маневрировать судном во льдах - основные условия, определяющие успех самостоятельного плавания судна во льдах.