Вопрос 4. Опишите основы теории выбора наиболее выгодного (оптимального) пути плавания; штурманские способы выбора наиболее выгодного в гидрометеорологическом отношении маршрута.

   Ответ:

   Существует два способа выбора оптимального пути — штур­манский способ и способ плавания оптимальным путем по реко­мендациям береговых гидрометеорологических центров.

    Штурманский способ применяют при выборе оптимального пути судоводителями непосредственно на судне. За основу прини­мают плавание по дуге большого круга (ортодромии) как кратчайшее расстояние для перехода. Однако, ортодромия может считать­ся оптимальным путем, если с учетом складывающейся гидроме­теорологической обстановки плавание по ней оказывается крат­чайшим не только по расстоянию, но и по времени. Так как путь по ортодромии уводит судно в более высокие по сравнению с лок­содромией широты, где вероятность встречи со штормами возрас­тает, а попутные течения не всегда совпадают с направлением пути, то иной, более длинный путь, может оказаться более выгодным и безопасным.

    При выборе пути в судовых условиях пользуются стандарт­ными климатическими путями, разработанными на основе мно­голетнего опыта мореплавания, которые приведены в официаль­ном справочном руководстве, издаваемом ГУНиО  «Океанские пути мира» (аналогичное английское изда­ние "Ocean Passage for the World") и Гидрометеорологическими картами рекомендованных путей (аналогично английскими "Routing Charts" и картами США "Pilot Charts").

    Рекомендации «Океанских путей мира» основаны преимуще­ственно на качественном анализе и не позволяют сделать количе­ственное сравнение предполагаемых вариантов. В отличие от них ежемесячные Гидрометеорологиические карты рекомендованных путей позволяют рассчитывать ветроволновые потери скорости судов на переходе, ожидаемую продолжительность перехода, ве­роятность встречи с опасными гидрометеорологическими явлени­ями (штормы и ураганы, айсберги и дрейфующие льды, опасность обледенения и т.п.), и тем самым количественно сравнить предпо­лагаемые варианты.

    Выполняя расчет оптимального пути с помощью Гидрометео-рологиических карт, используют эмпирические формулы, позво­ляющие оценить потерю судном скорости от прогнозируемого вол­нения.

    На кормо­вых курсовых углах ветра силой 3-4 балла может наблюдаться приращение скорости до 5-8%, однако при дальнейшем усилении ветра и волнения скорость вновь начинает падать из-за увеличе­ния гидродинамического сопротивления и ухудшения работы греб­ного винта.

    Нужно учитывать также необходимость вынужденного сни­жения скорости судна. Так, на крупнотоннажных танкерах и бал­керах в грузу при встречном ветре 7-8 баллов и волнении 5-6 бал­лов скорость снижают на 20-30%, а при ветре 8-9 баллов и волне­нии 6-7 баллов - до 40%.

    Следует, однако, иметь в виду, что руководство «Океанские пути мира» и Гидрометеорологические карты не заменяют лоций и других пособий и не освобождают судоводителей от их использо­вания. Как «Океанские пути мира» так и Гидрометеорологичес­кие карты составлены на основе средних многолетних данных и не всегда могут соответствовать реальным погодным условиям в районе перехода, особенно сейчас, в период потепления, и активи­зации в связи с этим неблагоприятных стихийных явлений.

    Более эффективным является способ выбора оптимального пути по рекомендациям береговых гидрометеорологических цен­тров. Такой выбор производится с учетом прогноза погоды и со­стояния моря, а также основных закономерностей изменения ско­рости судов от ветра, волнения и течений. Этот способ имеет ряд преимуществ перед штурманским:

    - во-первых, потому, что его выполняют по единой методике на основании большого количества тщательно проанализированной гидрометеорологической инфор­мации;

    - во- вторых, из одного центра может осуществляться про­водка большого количества судов; в третьих, этот способ не исклю­чает возможности корректировки пути капитаном судна в зависи­мости от конкретных погодных условий плавания и других при­чин изменения маршрута судна.

    Для расчета оптимального пути используют математическую модель, включающую дополнительное сопротивление движению судна от регулярного и нерегулярного волнения, аэродинамичес­кого сопротивления от ветра, сопротивление от руля, косого нате-кания воды на корпус из-за ветрового дрейфа. Расчет проводят для каждого рейса с использованием заранее подготовленной инфор­мации о судне, включающей большое количество параметров (дли­на, ширина, коэффициент полноты водоизмещения и др.), и пере­менной информации, включающей текущую осадку, метацентрическую высоту и другие параметры.

    Для обеспечения безопасности мореплавания при выборе оп­тимальных маршрутов, помимо естественных ветроволновых по­терь скорости судна от увеличения сопротивления среды, матема­тическая модель предусматривает расчет снижения скорости для избежания резонансной бортовой и килевой качки, гидродинами­ческих ударов (днищевого и бортового слеминга), заливаемости и др. негативного влияния штормового моря.

    Эффективность расчета оптимальных путей существенно за­висит от точности и заблаговременности прогнозов полей ветра и волнения. В настоящее время их выдают не более чем на 72 часа, что затрудняет расчет оптимального пути сразу на весь маршрут плавания судна.

    Береговые прогностические центры для расчетов путей опти­мальными путями используют метод изохрон, предложенный Р.Джеймсом (Англия), метод динамического программирования, разработанный профессорами Н.Н.Моисеевым и Н.К.Буровым (Российская Федерация) или метод вариационного исчисления, предложенный проф. В.Г. Сизовым (Украина). В среднем, счита­ют, что выигрыш времени, при использовании централизованной проводки судна в океанском плавании составляет от 3 до 7%, с обес­печенностью 75%.

 

 

Л ітература

1. Стехновский Д.И., Зубков А.Е. Навигационная гидрометеорология: Учебник для судоводителей специальностей мореходных училищ. – 2-е издание, пере раб и доп. – М. Транспорт, 1977. – 264 с.

2. Гордиенко А.И., Дремлюк В.В. Гидрометеорологическое обеспечение судовождения, М. Транспорт, 1989. –  240 с.

3. Кисельов В.П. Метеорологія та океанографія для судноводіїв. - Одеса, ЛАТСТАР, 2001.

4. Железный Г.М.и др. Судоводителям: что должен знать судоводитель: практическое пособие. - Одесса, 2005.

5. Стехновский Д.И., Васильев К.П. Справочник навигационной гидрометеорологии, Транспорт, 1976 г., 165 с.

6. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 9, часть 3. Гидрометеорологические наблюдения, производимые штурманским составом на судах, Л., Гидрометеоиздат, 1971 г.

7. Метеорология: Учебник/ Гуральник И.И., Дубинский Г.П., Ларин В.В., Мамиконова С.В., 2-е издание, перераб и доп., Л., Гидрометеоиздат, 1982 г.

8. Зубков А.Е. Предсказание погоды на море по местным признакам, з-е издание, перераб. и доп., М. Транспорт, 1970 г.