Во время шторма судно подвергается сильному действию
ветра и волнения, что требует особых мер по управлению
судном.
Ветер вызывает дрейф судна, крен и изменение скорости, что
зависит от направления и силы ветра, формы и размеров судна,
в частности от осадки, крена и дифферента судна, размеров обдуваемой поверхности, положения центров парусности и сопротивления воды.
Ветровой дрейф увеличивается с усилением ветра, уменьшением осадки и скорости, увеличением парусности и достигает наибольших значений при курсовых углах ветра 50—60°. Крен появляется при курсовых углах ветра 30—120°, имея наибольшее
значение при 60—80°. Особенно опасен шквалистый ветер. При
курсовых углах ветра до 110—120° уменьшается скорость ветра.
Наибольшее уменьшение скорости бывает при курсовых углах
ветра 25—35°. При попутном ветре скорость может значительно
увеличиться.
На волнении судно подвергается качке, заливанию и забрызгиванию палуб и мостика, сильным динамическим нагрузкам на
корпус. При этом снижается скорость, ухудшается управляемость,
а в районах с низкой температурой возможно обледенение. Особенно опасным является случай резонансной качки, т. е. совпадения периода качки с периодом собственных колебаний судна. Период качки т зависит от длины волны Л, скорости судна V, курсового угла направления гребней волны а и может быть определен по формуле
Период собственных колебаний судна определяется по формулам:
при бортовой качке
где В —ширина судна, м;
h — поперечная метацентрическая высота, м;
с — эмпирический коэффициент (для грузовых судов в полном
грузу с = 0,8; для пассажирских — с = 0,77—0,87);
при килевой качке
где Х — коэффициент вертикальной полноты судна;
Т — осадка судна, м.
Практически опасными считаются близрезонансные режимы
качки, когда соблюдаются условия
Из приведенных выше формул видно, что выводить судно из резонансного режима качки можно изменением курса и скорости,
т. е. менять период качки т, что удобно определять с помощью
универсальной штормовой диаграммы Ю. В. Ремеза.
Во время качки судно испытывает огромные динамические нагрузки. Сила удара волны в перпендикулярную направлению волн
поверхность ориентировочно определяется
Для истинного периода волны т=6—1 0 сек сила удара волны
достигает 3—10 т/м², что очень опасно для палубных грузов и многих палубных устройств судна.
Встречная волна вызывает потерю скорости, достигающую
40—50%, а для тихоходных судов — до 60—80%. В результате заливания палубы водой остойчивость судна уменьшается. При температуре воздуха от —4 до —10°С и воды от —1 до +1°С наблюдается интенсивное обледенение.
Каждое судно должно быть подготовлено к шторму еще до выхода в плавание. Понятие «штормовые условия» зависит от конкретных условий плавания и технических данных судна. Независимо от продолжительности и района плавания и ожидаемой погоды
судно всегда должно быть готово к встрече и преодолению шторма. Для этого тщательно проверяют исправность рулевого устройства, осушительной и других систем судна, надежность крепления
спасательных шлюпок, якорей, грузовых стрел. Особое внимание
уделяется найтовке палубного груза и креплению крышек грузовых
люков.
Получив информацию о приближении шторма, на судне проводят следующие мероприятия: оповещают о надвигающемся шторме
экипаж и пассажиров, усиливают наблюдение за гидрометеорологической обстановкой, уточняют место нахождения судна, проверяют внешнюю и внутрисудовую связь. Независимо от объема и
качества предшествующей подготовки до начала шторма следует
провести дополнительную техническую подготовку к его преодолению: проверить водоотливные средства и льяльные сетки; задраить горловины, люки и двери, выходящие на открытую палубу;
закрыть световые люки и иллюминаторы; закрыть чехлами отверстия вентиляционных дефлекторов и развернуть рефлекторы-раструбы по ветру; проверить водонепроницаемые двери; проверить и
дополнительно закрепить палубный груз и различные палубные
устройства; проверить исправность действия штормовых портиков;
шпигатов и других водосточных отверстий; закрыть якорные клюзы заслонками, забить ветошью или зацементировать; особенно
тщательно проверить надежность и водонепроницаемость трюмных
закрытий.
Должна быть сделана оценка опасности от ожидаемых штормовых условий для данного судна в данном районе плавания, после чего принимается конкретное решение о курсе и скорости судна. При этом возможны решения: следование через штормовую
зону, уклонение от встречи с ней, уход в порт-убежище, постановка на якорь, маневрирование короткими галсами под укрытием
берега. Эти решения предварительные, так как обстановка может
измениться, но во всех случаях судно должно быть готово к худшему.
Современные суда водоизмещением. 10 000 т и более, имеющие
надежные машины и правильно загруженные, успешно выдерживают штормовое плавание почти на любых курсах при силе ветра
до 6—7 баллов. Те же суда в балласте и при тех же условиях часто
вынуждены прекращать плавание и переходить к штормованию.
В общем случае к маневрам по управлению судном при штормовом плавании относятся изменение скорости и курса с целью
недопущения резонансной качки и заливания палубы водой. Обычно судно продолжает штормовое плавание до тех пор, пока это
возможно, а затем переходит к штормованию, чтобы при улучшении обстановки продолжить плавание.
Наиболее распространенными способами штормования являются: против волны и ветра, кормой к волне и ветру; лагом к волне, в дрейфе без хода, на якоре. Выбор способа штормования зависит от комплексной оценки следующих факторов: штормовые
условия; навигационные условия плавания (глубины, опасности);
размеры, конструктивные и архитектурные особенности судна;
мощность главных машин; степень и характер загрузки судна (палубный груз, дифферент, осадка, остойчивость, наличие свободных
балластных емкостей и т. д.) ; род груза (вероятность его смещения, намокания, порчи); соотношение элементов судна и элементов волны; наличие судовых запасов; вероятность обледенения при
плавании в районах Арктики и Антарктики.
Из всех способов штормования следует выбирать такой, при
котором судно:
двигается по крайней мере не в сторону навигационных опасностей;
испытывает наименьшие удары волн и динамические нагрузки;
меньше заливается водой и забрызгивается;
не испытывает резонансной бортовой или килевой качки;
не остается в море без топлива и других необходимых запасов.
Способ штормования против волны рекомендуется в том
случае, если судно:
сохраняет за счет сильных машин или смещения центра парусности достаточную управляемость при таком курсе;
достаточно остойчиво, имеет прочную конструкцию носовой
части и обводы, обеспечивающие хорошую всхожесть на волну;
имеет длину в полтора-два раза больше длины волны, а бортовая качка представляет наибольшую опасность.
Этот способ не рекомендуется, если судно в балласте или мало
загружено; имеет большой дифферент на нос или корму, большую
парусность, центр которой смещен к носу; машины слабые или
ненадежные.
Штормование в положении кормой на волну и ветер
рекомендуется для судов, которые сохраняют в этом положении управляемость, в том числе и за счет смещения центра
парусности к носу. К ним могут относиться суда:
имеющие прочную и высокую кормовую часть и длину в полтора и более раза большую длины волны;
короткие, с прочной кормовой частью, скорость которых меньше скорости волны, но больше скорости орбитального движения
частиц воды в профиле волны;
длинные, узкие и низкие, скорость которых значительно превышает скорость волны.
В положении кормой на волну и ветер не рекомендуется штормовать судам, плохо управляемым в этом положении, тихоходным
судам с открытой низкой кормой, судам со слабой конструкцией
рулевого устройства или с малой остойчивостью, малым судам с
небольшой осадкой.
Штормование лагом к волне мало распространено, так как
имеет большие недостатки, основным из которых является сильная
бортовая качка. Штормовать лагом к волне приходится судам
с большим дифферентом, которые не могут штормовать первыми
двумя способами. Не рекомендуется штормовать этим способом
судам с большой парусностью, малой остойчивостью и значительным постоянным креном.
Штормование судов в дрейфе без хода осуществляют, как правило, при невозможности использовать другие способы. Различают
пассивный и активный дрейф. При пассивном дрейфе судно более
всего подвержено действию ветра и волнения. Активный дрейф
осуществляется в основном в положениях бейдевинд, галфвинд
или фордевинд, что в некоторой степени похоже на первые два
способа штормования. В этом случае на малых судах или судах,
потерявших управление, с носа или кормы выпускают плавучий
(штормовой) якорь.
На глубинах до 100—150 м вытравливают якорь-цепи (якоря
предварительно отклепывают), которые удерживают судно за
счет трения о грунт. На больших глубинах можно дрейфовать с
вытравленными якорями.
Для успокоения волнения применяют масло, выпускаемое из
парусиновых мешков или шпигатов, расположенных выше поверхности воды. Наилучший эффект при этом дают рыбий и тюлений
жир, затем скипидар, растительные масла. Масло растекается по
поверхности моря в виде пленки толщиной около 1/10000 мм,
но этого уже достаточно, чтобы сгладить гребни волн, представляющие опасность для судна. Расход масла около 2-3 л
в 1 ч.
Штормование на якоре имеет смысл, если якоря хорошо держат.