Непотопляемость и принципы ее обеспечения

 

Живучестью называется способность судна в достаточной мере сохранять и восстанавливать свои мореходные качества и обеспечивать безопасность находящихся на борту людей и сохранность груза при аварийных ситуациях.

Живучесть судна обеспечивается:

- непотопляемостью;

- взрыво- и пожаробезопасностью;

- живучестью судовой техники;

- подготовленностью экипажа к борьбе за живучесть судна и действиями по ее поддержанию и восстановлению.

Непотопляемостью называется способность судна оставаться на плаву после затопления части отсеков, сохраняя при этом остойчивость и частично другие мореходные качества.

Непотопляемость обеспечивается запасом плавучести, который равен внутреннему объему надводной части корпуса, имеющей водонепроницаемые закрытия. Пробоины в корпусе выше ватерлинии, а также открытые иллюминаторы в надводной части снижают запас плавучести, так как водонепроницаемый надводный объем уменьшается до нижней кромки этих отверстий.

Судно удовлетворяет требованиям непотопляемости, если проектными расчётами подтверждено, что при затоплении на судне регламентированного Регистром числа отсеков:

- аварийная ватерлиния не пересекает предельную линию погружения и проходит ниже неё;

- метацентрическая высота до принятия мер по её увеличению составляет для судна в не накренённом положении не менее 0,05 м;

- угол крена после несимметричного затопления отсеков до принятия мер по спрямлению судна и до срабатывания перетоков не превышает 15° для пассажирскихсудов, 20° для непассажирских судов (за исключением газовозов, нефтеналивных судов, химовозов при затоплении двух и более отсеков), 25° для газовозов, нефтеналивных судов, химовозов при затоплении двух и более отсеков;

- угол крена при несимметричном затоплении после принятия мер по спрямлению судна и срабатывания перетоков не более 7° для пассажирских судов при затоплении одного любого отсека; 12° для пассажирских судов при затоплении двух и более смежных отсеков и не для пассажирских судов; 17° для газовозов, нефтеналивных судов, химовозов;

- аварийная ватерлиния в процессе спрямления судна проходит не менее чем в 300 мм ниже отверстий в переборках, палубах, бортах;

- диаграмма статической остойчивости поврежденного судна имеет достаточную площадь участков с положительными плечами. После спрямления судна значения максимального плеча статической остойчивости не менее +0,1 м. Протяженность части диаграммы с положительными плечами не менее 30° при симметричном затоплении, 20° при несимметричном затоплении;

- время спрямления крена до 7 и 12° для пассажирских судов не превышает 10 минут, для прочих судов - 15 минут.

Непотопляемость судна обеспечивается следующими мероприятиями:

- конструктивными мероприятиями, осуществляемыми при постройке судна;

- организационно-техническими мероприятиями, осуществляемыми в процессе эксплуатации судна;

- мероприятиями по борьбе за непотопляемость, осуществляемыми после получения судном повреждения корпуса.

Конструктивные мероприятия. Эти мероприятия осуществляются на стадиях проектирования и постройки судна и сводятся к назначению таких запасов плавучести и остойчивости, чтобы при затоплении заданного числа отсеков изменение посадки и остойчивости аварийного судна не выходило из минимально допустимых пределов. Наиболее эффективным средством для использования запаса плавучести при повреждении корпуса является деление судна на отсеки водонепроницаемыми переборками и палубами. Действительно, если судно не имеет внутреннего подразделения на отсеки, то при наличии подводной пробоины корпус заполнится водой и судно не сможет использовать запас плавучести. Деление судов на отсеки производится в соответствии с частью V “Правил классификации и постройки морских судов” Морского Регистра Судоходства. Ватерлиния неповрежденного судна, применяемая при делении на отсеки является грузовой ватерлинией деления на отсеки. Ватерлиния, соответствующая наибольшей осадке, при которой еще выполняются требования, предъявляемые к делению судна на отсеки, фиксируется в судовой документации и называется самой высокой грузовой ватерлинией деления на отсеки. Ватерлиния поврежденного судна после затопления одного или нескольких отеков называется аварийной ватерлинией. Под палубой переборок понимают самую верхнюю палубу, до которой доводятся поперечные водонепроницаемые переборки по всей ширине судна. Длина деления судна на отсеки – наибольшая длина части судна, расположенной ниже палубы переборок (для пассажирских судов).

Количество воды влившейся в поврежденный отсек судна определяется с помощью коэффициента проницаемости помещения μ – отношение объема, который может быть заполнен водой при затоплении отсека, к полному теоретическому объему помещения.

В расчетах аварийной посадки и остойчивости должны приниматься следующие коэффициенты проницаемости:

- для помещений, занятых механизмами, электростанциями, а также технологическим оборудованием на рыболовных и рыбообрабатывающих судах – 0,85;

- для помещений, предназначенных для сухих запасов – 0,6;

- для жилых помещений, а также для пустых помещений, включая порожние цистерны – 0,95;

Значения коэффициентов проницаемости помещений могут быть приняты меньшими, чем указано, лишь в том случае, если выполнен специальный расчет проницаемости, одобренный Регистром.

Важным конструктивным мероприятием по обеспечению непотопляемости является создание прочных и водонепроницаемых закрытий (дверей, люков, горловин), установленных по контуру водонепроницаемого отсека, которые должны хорошо работать при крене, дифференте и морском волнении. Для всех дверей скользящего и навесного типа в водонепроницаемых переборках должны быть предусмотрены индикаторы, находящиеся на ходовом мостике и показывающие их положение. Водонепроницаемость и прочность судна должна быть обеспечена не только в подводной части, но и в надводной части корпуса, так как последняя определяет запас плавучести, расходуемый при повреждении.

Для активной борьбы экипажа за непотопляемость на судне также предусматривается:

- создание судовых систем (креновой, дифферентной, водоотливной, осушительной, перекачки жидких грузов, затопления, спускной и перепускной, балластировки);

- снабжение аварийным имуществом и материалами.

Такие закрытия, системы и механизмы должны иметь соответствующую маркировку, обеспечивающую их правильное использование с максимальной эффективностью. Места сосредоточения аварийных средств называются аварийными постами. Это могут быть специальные помещения или кладовые, ящики и щиты на палубе. К таким постам могут быть выведены устройства дистанционного пуска судовых систем.

Организационно-технические мероприятия. Организационно-технические мероприятия по обеспечению непотопляемости проводятся экипажем судна в процессе эксплуатации с целью предупреждения поступления воды в отсеки, а также сохранения посадки и остойчивости судна, предотвращающих его затопление или опрокидывание. К числу таких мероприятий относятся:

- правильная организация и систематическая подготовка экипажа к борьбе за непотопляемость;

- поддержание всех технических средств борьбы за непотопляемость, аварийного снабжения в состоянии, гарантирующем возможность немедленного их использования;

- систематическое наблюдение за состоянием всех корпусных конструкций в целях проверки их износа (коррозии), замена отдельных элементов конструкций при текущем или среднем ремонте в случае превышения установленных норм износа;

- планомерная окраска корпусных конструкций;

- устранение перекосов и провисание водонепроницаемых дверей, люков и иллюминаторов, систематическое их расхаживание и поддержание всех задраивающих устройств в исправном состоянии;

- контроль забортных отверстий, особенно при доковании судна;

 - строгое соблюдение инструкции по приему и расходованию жидких топлив;

- раскрепление грузов по-походному и предотвращение их перемещения при качке (особенно поперек судна);

- компенсация потерь остойчивости, вызванных обледенением судна, путем приема жидкого балласта и проведением мероприятий по удалению льда (скалывание, смывание горячей водой).

Рисунок 4.1 − Схема классификации затопленных отсеков

Классификация затопленных отсеков. При затоплении отсеков судна возможны различные варианты их заполнения. В зависимости от характера затопления различают пять категорий затопленных отсеков (рис. 4.1):

I категория (отсеки 1 и 6) – отсеки, затопленные полностью (имеют или не имеют сообщения с забортной водой);

II категория (отсеки 3 и 5) – частично затопленные отсеки (имеющие свободную поверхность), не сообщающиеся с забортной водой;

III категория (отсек 7) – частично затопленные отсеки, сообщающиеся с забортной водой и атмосферой;

IV категория (отсек 2) – частично затопленные отсеки, сообщающиеся с забортной водой, но не имеющие сообщения с атмосферой (воздушная подушка), т.е. в этих отсеках уровень воды не совпадает с аварийной ватерлинией.

V категория (отсек 4) – отсеки, затопленные частично по кромку пробоины или открытого забортного отверстия.

На практике, рассматривают влияние на посадку и остойчивость судна только первых четырех категорий. Отсеки затопленные по V-ой категории рассматривают как затопленные по II-ой.

К отсекам первой категории относят поврежденные отсеки, расположенные ниже ватерлинии (цистерны двойного дна, диптанки), а также неповрежденные отсеки, целиком заполненные забортной водой. Объем таких помещений не значителен (для обычных судов не превышает 15% объемного водоизмещения судна), поэтому опасаться потери судном запаса плавучести нет оснований. Расход запаса плавучести судна равен объему воды, влившейся в отсек. Остойчивость судна при этой категории затопления улучшается (отсеки расположены ниже нейтральной плоскости). Большую опасность для судна представляет несимметричное затопление отсеков, при котором допустимый угол крена не должен превышать 20⁰. Если аварийный угол крена окажется больше допустимого, необходимо принять меры по спрямлению судна. Расчет параметров посадки и остойчивости аварийного судна при затоплении отсеков первой категории, может быть выполнен методом приема малого груза или по диаграммам КТИРПиХ, Фирсова-Гундобина и др.

К отсекам второй категории относят отсеки, имеющие фильтрационную воду из смежных поврежденных отсеков или через заделанную пробоину. Вода в этих отсеках может появиться в результате тушения пожаров или частичного затопления из поврежденных судовых систем. Очевидно, что отсеки второй категории могут находиться ниже и выше ватерлинии. Расчет посадки и остойчивости судна после затопления отсека второй категории выполняют методом приема жидкого груза. Изменение плавучести при затоплении отсека второй категории аналогично изменению плавучести при затоплении отсека первой категории. Учитывая значительные объемы отсеков, которые могут быть затоплены по второй категории, следует опасаться потери судном запаса плавучести. Свободная поверхность ухудшает остойчивость судна, причем потеря остойчивости будет больше в высоко расположенных широких отсеках.

Затопление отсеков по третьей категории, свободно сообщающихся с забортной водой, происходит через пробоину или при аварии забортной арматуры. В отсеке третьей категории вода всегда находится на одном уровне с забортной водой, поэтому ее количество меняется с изменением посадки судна. Параметры аварийного судна при затоплении таких отсеков рассчитывают методом постоянного водоизмещения. Весь отсек исключается из запаса плавучести судна, так как вода может беспрепятственно заполнять надводный объем отсека. Изменение начальной остойчивости определяется величиной потерянной площади ватерлинии (S и J_x). Степень падения остойчивости увеличивается с увеличением ширины судна, так как r = ,   а J_x = kLB³. При затоплении отсеков третьей категории у широких судов (B/d > 3,5) следует опасаться как потери остойчивости, так и потери плавучести, а у узких судов – только потери плавучести.

Затопление отсека четвертой категории может возникнуть при поступлении воды через низкорасположенное повреждение при герметичности отсека. При затоплении герметичного отсека четвертой категории потеря запаса плавучести определяется количеством влившейся воды, а потеря остойчивости будет промежуточной между потерями остойчивости при затоплении аналогичных отсеков второй и третьей категорий при равных объемах влившейся воды.

Таким образом, наибольшую опасность для судна представляет затопление отсеков второй и третьей категории, особенно, если они имеют большую ширину и длину. Велика также опасность затопления высоко расположенных отсеков. Поэтому, в процессе борьбы с водой, воду из затопленных помещений на верхних палубах необходимо спустить в лежащий ниже отсек.

После заделки пробоины в отсеке третьей категории, отсек переходит во вторую категорию. При этом переходе изменяется остойчивость судна. Существенное изменение остойчивости будет происходить в процессе откачки воды из отсека второй категории. Поэтому прежде, чем приступить к откачке воды, следует тщательно оценить остойчивость судна при различных уровнях воды в отсеке.

 

 

Вопросы для самоконтроля

1. Что включает в себя понятие живучесть судна?

2. Дайте определение непотопляемости и чем она обеспечивается?

3. Назовите категории затопления отсеков и их влияние на плавучесть и остойчивость судна?

4. Перечислите требования Регистра к непотопляемости судов.

 

Литература: [1] стр. 178-188

[2] стр. 94-122

[4] стр. 145-163