Капитану о прочности корпуса судна (Максимаджи А.И.) - часть 11

гораздо  сложнее.  Однако  эта  протяженность  менее  важна  для
оценок прочности, так как она  всегда больше, чем расстояние
между  шпангоутами.  По  этой  причине  нагрузки  по  длине
судна  считаются  распределенными  равномерно.  Выделяются
только  носовой,  средний  и  коpмoвoй  районы,  для  которых
расчетные нагрузки имеют различные значения.

§ 18. Ледовые паспорта

Назначение и содержание, ледовых паспортов.

Прочность  корпуса  судов  ледового  плавания  определяется
Правилами  постройки  в  зависимости  от  категории  ледового
усиления 

(табл. 4.4—4.6)

. Из этих таблиц ясно, что

укрупненные требования Правил постройки не могут охватить
всех  особенностей  нагрузок,  которые  реально  встречают  суда
при  эксплуатации  в  районах,  отвечающих  их  категории.
Возникает  необходимость  в  обеспечении  капитана  допол-
нительной информацией о безопасных режимах

Таблица 4.4. Районы и сезоны плавания судов в зависимости от категории

ледовых усилений

Категория

ледовых

усилений

Самостоятельное плавание

Плавание под проводкой

ледокола

УЛА

В летне-осенний период навигации
во всех районах Мирового океана

 Определение возможных

сроков и районов плавания,
а также режимов плавания
является компетенцией
судовладельца

УЛ

В летне-осенний период навигации в
Арктике в легких ледовых условиях
и круглогодично в замерзающих
неарктических морях

Л1

В летний период навигации в
Арктике

 

в разреженных битых льдах

и круглогодично в замерзающих не-
арктических морях в легких ледовых
условиях

Л2

В мелкобитом разреженном льду
неарктических морей

       ЛЗ

В мелкобитом разреженном льду
неарктических морей

163

движения  в  зависимости  от  окружающих  условии  и  технического

состояния корпуса. Эта задача решается в так называемых «ледовых

паспортах».

Таблица 4.5. Максимальная нагрузка на набор ледового пояса (по

Правилам Регистра СССР), Н/мм

2

Водоизмещение, тыс. т

Район усилении

Ледовая

категория

1

3

5

10

15

20

УЛА

1,

 

72

2,

 

35

2,

 

85

4,

 

06

4,

 

62

5,

 

13

УЛ

0,

 

88

1,

 

19

1,

 

45

2,

 

07

2,

 

52

2,

 

62

Л1

0,

 

65

0,

 

89

1,

 

08

1,

 

54

1,

 

75

1,

 

95

Л2

0,

 

54

0,

 

73

0,

 

88

1,

 

26

1,

 

43

1,

 

58

Носовой

ЛЗ

0,

 

45

0,

 

61

0,

 

74

1,

 

06

1,

 

21

1,

 

33

УЛА

1,

 

05

У Л

0,

 

57

Л1

0,

 

39

0,

 

49

0,

 

53

0,

 

53

0,

 

53

0,

 

53

Л2

0,

 

26

0,

 

33

0,

 

38

0,

 

40

0,

 

40

0,

 

40

Средний

ЛЗ

0,

 

18

0,

 

21

0,

 

24

0,

 

27

0,

 

30

0,

 

33

УЛА

1,

 

47

УЛ

0,

 

57

Л1

0,

 

31

0,

 

40

0,

 

42

0,

 

42

0,

 

42

0,

 

42

Л2

0,

 

17

0,

 

21

0,

 

25

0,

 

25

0,

 

25

0,

 

25

Кормовой

ЛЗ

0,

 

09

0,

 

11

0,

 

12

0,

 

13

0,

 

15

0,

 

17

Ледовые  паспорта  составляются  для  конкретной  серии  судов.

Методика  их  разработки  была  предложена  Лабораторией  ледовой

прочности  ААНИИ  и  предусматривает  использование  как

результатов  расчетных  оценок  льдопроходимости  судов,  так  и

данных  натурных  испытаний [5]. Поэтому  ледовые  паспорта  могут

разрабатываться  только  в  специализированных  организациях  (НИИ,

КБ).

Основными 

параметрами, 

регламентируемыми 

ледовым

паспортом,  являются:  безопасная  возможная  скорость  движения,

минимальная безопасная дистанция проводки и способность корпуса

выдерживать ледовые сжатия.

164

Таблица 4.6. Максимальная нагрузка на обшивку ледового пояса (по

Правилам Регистра СССР), Н/мм

2

Водоизмещение, тыс. т

Район усилений

Ледовая

категория

1

3

5

10

15

20

УЛА

1,

 

72

2,

 

35

2,

 

85

4,

 

06

4,

 

62

5,

 

13

УЛ

0,

 

88

1,

 

19

1,

 

45

2,

 

07

2,

 

52

2,

 

62

Л1

0,

 

65

0,

 

89

1,

 

08

1,

 

54

1,

 

75

1,

 

95

Л2

0,

 

54

0,

 

73

0,

 

88

1,

 

26

1,

 

43

1,

 

58

Носовой

ЛЗ

0,

 

45

0,

 

61

0,

 

74

1,

 

06

1,

 

21

1,

 

33

УЛА

1,

 

25

1,

 

58

1,

 

79

2,

 

02

2,

 

31

2,

 

57

УЛ

0,

 

63

0,

 

81

0,

 

91

1,

 

04

1,

 

18

1,

 

31

Л1

0,

 

39

0,

 

34

0,

 

57

0,

 

70

0,

 

79

0,

 

87

Л2

0,

 

26

0,

 

33

0,

 

38

0,

 

44

0,

 

50

0,

 

55

Средний

ЛЗ

0,

 

18

0,

 

21

0,

 

24

0,

 

26

0,

 

30

0,

 

33

УЛА

1,

 

76

2,

 

22

2,

 

50

2,

 

83

3,

 

26

3,

 

59

У Л

0,

 

63

0,

 

81

0,

 

91

1,

 

08

1,

 

18

1,

 

31

Л1

0,

 

31

0,

 

40

0,

 

49

0,

 

59

0,

 

63

0,

 

70

Л2

0,

 

17

0,

 

21

0,

 

25

0,

 

28

0,

 

32

0,

 

35

Кормовой

ЛЗ

0,

 

09

0,

 

11

0,

 

12

0,

 

13

0,

 

15

0,

 

17

Безопасной  возможной  скоростью  называют  максимальную

скорость, которую судно развивает в данных ледовых  условиях при

автономном  плавании  или  при  движении  за  ледоколом,  не  получая

ледовых  повреждений.  Она  определяется  как  меньшая  из  двух

скоростей  судна—достижимой  и  допустимой.  Достижимая—

скорость,  которую  судно  может  развивать  в  данных  ледовых

условиях при работе энергетической установки на полную мощность

(определяется  льдопроходимостью).  Допустимая—скорость,  с

которой  судно  может  двигаться  в  данных  ледовых  условиях,  не

получая ледовых повреждений (определяется прочностью корпуса).

В ледовый паспорт включаются основные характеристики судна,

влияющие на его льдопроходимость, ряд диаграмм для определения

безопасной  возможной  скорости  движения  при  самостоятельном

плавании  и  при  плавании  под  проводкой  ледокола,  а  также

рекомендации по выбору ледоколов для

165

проводки и назначению безопасной дистанции при проводке.

В  некоторые  ледовые  паспорта  дополнительно  включаются

специальные  рекомендации  для  судоводителей,  учитывающие
специфические 

вопросы 

льдопроходимости 

судов

рассматриваемой  серии,  а  также  критерии  безопасности  при
ледовых 

сжатиях, 

в 

качестве 

которых 

указываются

максимальная  толщина  льда,  выдерживаемая  корпусом  во
время сжатия.

Диаграммы    безопасной    возможной    скорости  строятся

последовательным  нанесением  на  график  достижимой  и
допустимой  скоростей  в  функции  от  характерных  параметров
ледовых  условий:  толщины  льда  и  его  сплоченности.
Безопасная  возможная  скорость  определяется  как  огибающая
минимальных значений этих двух скоростей.

Опыт  эксплуатации  показал,  что  при  самостоятельном

движении  судна  в  сплошном  льду  безопасная  возможная
скорость всегда определяется достижимой скоростью. В случае
самостоятельного  плавания  в  мелкобитых  льдах,  за  ледоколом
и  в  дрейфующих  льдах  в  различных  условиях  лимитируется
либо достижимая, либо допустимая скорость.

Естественно,  что  ледовый  паспорт  не  может  охватить  все

реальные  случаи  эксплуатации  судна  во  льдах.  Поэтому  в  нем
даются  рекомендации  по  параметрам  безопасного  движения
судна  для  наиболее  характерных  условий,  в  качестве  которых
обычно  принимают  самостоятельное  плавание  судна  в  сплош-
ном,  природном  мелкобитом  и  природном  крупноби-том  льду;
плавание судна под проводкой ледокола в каналах, пробитых в
сплошном льду и в дрейфующих льдах.

В  случае  самостоятельного  плавания  регламентируется

только  безопасная  возможная  скорость  в  зависимости  от
толщины  льда,  торосистости,  толщины  и  плотности  снежного
покрова.  При  плавании  под  проводкой  ледокола  кроме
безопасной  возможной скорости  указывается  также  безопасная
дистанция.

Диаграммы 

безопасной 

возможной 

скорости 

для

самостоятельного  плавания  строятся  либо  в  функции  от
толщины  ровного  сплошного  льда,  либо  в  функции
сплоченности мелкобитого или крупнобитого природного льда.
Для случая плавания в канале за ледоко-

166

лом  эти  диаграммы  представляются  в  функции  от  толщины
льда.  В  первом  случае  даются  дополнительные  указания  по
учету  торосистости,  заснеженности  и  режима  движения,  во
втором—указания  по  учету  сплоченности  льда,  режима
движения и выбору безопасной дистанции.

Поправки  на  торосистость  имеют  общий  характер  и

представляются  в  виде  увеличения  расчетной  толщины  льда

( табл. 4.7)

. Поправки на заснеженность

Таблица 4.

 

7. Поправки к толщине льда на

торосистость Δh, см

Самостоятельное плавание

Крупнобитый дрейфующий лед

сплоченностью 7—8 баллов при

толщине

h, cm

Плавание в канале за ледоколом при

толщине льда h, см

Т

оро

сист

ос

ть

,

ба

ллы

Сплошной

лед

(припай.
большие

поля)

40

60

80

100

40

80

120

160

200

2

10

10

13

17

20

5

8

11

15

20

3

22

20

28

35

45

10

18

28

36

45

4

40

35

50

62

—

18

31

48

63

75

5

64

50

75

—

—

25

50

74

95

—

дифференцируются  в  зависимости  от  плотности  и  высоты
снежного  покрова  h

c

.  Значения  поправки  увеличиваются  с

ростом  толщины  льда  и  могут  быть  определены  по
приближенным формулам:

Плотность снега ρ

с

•10

-3

,

кг/см

3

Уменьшение скорости Δv уз при

h

c 

≥ 5 см

0,10

(h

Л

/45) (0,15 h

с

 -0,25)

0,25

(h

Л

 /45) (0,40 h

с

 -0,50)

0,35

(h

Л

 /45) (0,75 h

с

 –1,25)

Диаграммы 

строятся 

применительно 

к 

работе

энергетической установки в морском режиме.  При плавании в
маневренном  режиме  безопасная  скорость  уменьшается
примерно  на 2 уз.  Примеры  типовых  диаграмм  безопасных
возможных  скоростей  для  самостоятельного  плавания  и
плавания в канале за ледоколом приведены на

 рис. 4.7

 и 

4.8.

Корректировка  допустимых  скоростей  на  техническое

состояние 

корпуса. 

Корпусные 

конструкции 

судов,

плавающих во льдах, подвергаются особо

167

Рис. 4.7. Диаграммы для определения безопасной
возможной  скорости  судна  с  грузом  (а)  и  балластом  (б)
при самостоятельном плавании в ровном сплошном льду и
большой плотности снега. 1 - h

CH 

= 0 см; 2 — h

CH

 = 5 см; 3

h

CH

 =10см; 4— h

CH

 = 15 см.

интенсивному  износу.  Он  обусловлен  как  прямым  ме-
ханическим  истиранием  при  контакте  со  льдом,  так  и
повышенными  скоростями  коррозии  в  условиях  нарушения
сплошности  лакокрасочной  защиты.  В  указанных  условиях
интенсивность  изнашивания  в  несколько  раз  превышает
среднестатистические  значения,  характерные  для  судовых
корпусов,  не  имеющих  постоянного  контакта  со  льдами.
Среднегодовая  скорость  износа  судов  ледового  плавания
колеблется  от 0,1  до 0,55 мм/год.  Для  ледового  пояса  эти
цифры со-

168

ставляют 0,3—0, 55 мм/год, а для носовой части—более 0,45
мм/год, достигая на некоторых участках 0,8 мм/год.

Износ  обшивки  и  набора  существенно  уменьшает

местную  прочность  корпуса.  Это  необходимо  учитывать  при
выборе  допустимой  скорости  движения  судна  во  льдах.
Приближенные  оценки,  выполненные  в  статье [20] на
основании  зависимостей,  выведенных  в  работе  [17],
позволяют  считать,  что  допустимая  скорость,  вычисленная
для нового корпуса, должна

Рис. 4.

 

8. Диаграмма для определения безопасной возможной скорости

судна с грузом (а) и балластом (б) при плавании в канале за ледоколом в

крупнобитом льду и обломках полей сплоченностью 7—8 баллов.

1—морской режим (достижимая скорость); 2—маневренный режим (достижимая

скорость); 3— ограничение на удар носовой части о льдины (допустимая скорость).

169

уменьшаться  в  зависимости  от  степени  износа  его  связей
умножением на меньший из двух коэффициентов a

δ

 или a

ω

:

.

a

)

W

/

W

(

,

a

)

/

(

0

13

/

24

0

t

0

t

0

13

/

48

0

t

0

t

ω

δ

υ

υ

υ

υ

δ

δ

υ

υ

=

=

=

=

                      (4.1)

В формулах 

(4.1)

 v

t

  и  v

o

—допустимые  скорости

соответственно  для  судна,  находящегося  длительное  время  в
эксплуатации,  и  для  нового  корпуса;  a

δ

  и  a

ω

  —

коэффициенты,  пропорционально  которым  уменьшается
допустимая  скорость,  определенная  для  нового  корпуса,  в
зависимости  от  относительного  износа  наружной  обшивки
δ

t

/δ

о

  и  набора  W

t

/W

o

.  Значения  коэффициентов  a

δ

  и  a

ω

приведены на

 рис. 4.9

.

В  ледовых  паспортах,  имеющихся  на  судне,  графики  для

определения  допустимой  скорости  должны  периодически
корректироваться 

(после 

каждого 

очередного

освидетельствования  корпуса)  с  учетом  приведенных  выше

зависимостей.

Безопасная   дистанция. На

рис. 4.10

 дана типовая

диаграмма  для  определения
безопасной 

дистанции 

при

движении 

за 

ледоколом.

Безопасная 

дистанция 

L

б

включает 

следующие 

со-

ставляющие:  S

c

—путь  судна  со

скоростью 

установившегося

движения;  Sт—путь  судна  за
время активного

Рис. 4.10. Безопасная дистанция при движении за ледоколом.

170

Рис. 4.9. Коэффициенты от-
носительного   уменьшения

безопасной скорости при из-

носе корпуса 

δ

t

/δ

о

.

торможения; S

m

 — дистанция безопасной остановки;

S

л

 — остановочный путь ледокола.

В зависимости от условий движения они могут изменяться

в  достаточно  широких  пределах.  Особенно  это  касается
остановочного  пути  ледокола  и  дистанции  активного
торможения, которые зависят от многих причин, включающих
как  начальную  скорость,  ледовую  обстановку,  так  и
индивидуальные особенности судов и ледокола 

( рис. 4.11)

.

Путь  судна  на  участке  установившегося  движения

определяется  начальной  скоростью  и  временем  от  по-
ступления  информации  о  торможении  ледокола  до  начала
активного  торможения  судна,  которое  составляет  от 20 до 50
с.  Дистанция  безопасной  остановки  может  приниматься
равной  от 40 до 50 м.  Время  активного  торможения  зависит
как  от  видимости,  четкости  действия  команды,  так  и  от
отлаженности  системы  сигнализации.  Для  кардинального
решения  вопроса  о  безопасной  дистанции  необходимо
оборудовать суда и  ледоколы  системами  автоматического  со-
провождения целей и контроля за дистанцией между судами.

Ледовое  сжатие.  В  качестве  расчётной  интенсивности

внешних  нагрузок  при  ледовых  сжатиях  принимается
интенсивность 

равномерной 

статической 

нагрузки,

вызывающей  в  бортовых  конструкциях  корпуса  напряжения,
равные  пределу  текучести  материала.  Если  нагрузку  такой
интенсивности  приложить  к  кромке  ледяного  поля,  то  можно
определить

Рис. 4.11. Тормозной путь в канале, проложенном в сплошном льду

толщиной h, м (с переднего хода на «стоп»).

171

критическую  толщину  льда,  с  уменьшением  которой  будет
возникать  его  разрушение.  Эта  толщина  льда  отвечает
предельной (в случае ледового сжатия прочность корпуса еще
обеспечивается).  Ледовое  поле  меньшей  толщины  будет
разрушаться раньше, чем корпус, а при большой толщине льда
возможно разрушение корпуса.

Если борт судна имеет слабо наклоненные обводы (8—10°

к  вертикали),  то  ледяное  поле  при  сжатиях  разрушается,  как
правило,  от  изгиба.  В  случае  меньшего  наклона  бортов
разрушение льда происходит вследствие потери устойчивости
ледяного 

поля. 

При 

вертикальных 

обводах 

судна

интенсивность  критической  нагрузки  (на  1  м),  вызывающей
потерю  устойчивости  ледяного  поля,  можно  определить  по
формуле

[

]

)

1

(

12

/

gEh

q

2

3

Л

kp

µ

ρ

−

=

,               (4. 2)

где ρ—плотность морской воды; Е—модуль Юнга;

h

л

—толщина ледяного поля; μ—коэффициент Пуассона.

Разрешая  формулу (4.2) относительно  толщины  льда,

найдем

),

g

E

/(

q

)

1

(

12

h

2

2

Л

ρ

µ

−

=

                    (4. 3)

где  q—интенсивность  нагрузки,  вызывающая  в  бортовых
конструкциях  нового  корпуса  напряжения,  равные  пределу
текучести материала.

Расчеты по формуле 

(4.3)

 применительно к нагрузкам,

регламентируемым Правилами Регистра СССР 

(см. табл. 4.5)

,

позволяют  получить  предельную  толщину  ледяного  поля,
сжатие 

которого 

могут 

выдержать 

корпуса 

судов,

спроектированные на определенную ледовую категорию.

Ледовая категория.

УЛА

УЛ

Л1

Л2

ЛЗ

Критическая толщина льда

(в метрах) при

водоизмещении, тыс. т:

1.

1,45

0.96

0.74

0.56

0,44

10.

1,45

0,96

0,91

0.75

0.58

С  увеличением  наклона  бортов  предельная  толщина  льда

увеличивается  примерно  на 2 % на  каждый  градус  наклона
борта.

172

§ 19. Рекомендации, вытекающие из опыта

эксплуатации

Характерные  повреждения,  их  причины  и  меры

предупреждения.  Опыт  эксплуатации  судов  в  ледовых
условиях  показал,  что  наиболее  подвержены  повреждениям
связи,  расположенные  в  районах,  прилегающих  к  ледовому
поясу,  охватывающие  носовую  часть  и  переход  носового
заострения  в  цилиндрическую  вставку.  Главная  причина
повреждений  этих  районов — сочетание  ослабления
прочности  вследствие  повышенной  интенсивности  износа  с
возникновением  пиковых  значений  ледовых  нагрузок  при
неоптимальной  посадке  судов  в  балласте.  Для  эффективного
снижения 

повреждаемости 

необходимо 

соблюдение

следующих условий:

постоянное наблюдение за техническим состоянием связей

корпуса 

в 

указанных 

районах 

и 

заблаговременное

обнаружение и ремонт конструкций с повышенным износом;

использование  в  практике  эксплуатации  рекомендаций

ледовых  паспортов,  разработанных  с  учетом  фактического
состояния обшивки и набора корпуса;

обеспечение  в  балласте  такой  посадки  судна,  чтобы  пики

ледовых  нагрузок  не  приходились  на  наружную  обшивку
ниже ледового пояса.

Рекомендации по  рациональной  балластировке  некоторых

типов судов в условиях ледового плавания сведены в 

табл.

4. 8.

В  последние  годы  все  шире  применяют  методы

буксировки судов вплотную «на усах» или толканием судов в
виде  «тандема».  Так,  в  тяжелую  навигацию  1983  г.  было
предложено во избежание заклинивания ледоколов, имеющих
шероховатые  корпуса,  толкать  суда  типа  «Норильск»  с
новыми  гладкими  корпусами  по  системе  «тандем».  Скорость
проводки  увеличилась,  но  ценой  массовых  повреждений
корпусов  судов  типа  «Норильск»,  которые  не  были
приспособлены  к  таким  условиям  эксплуатации.  Поэтому
такой  способ  проводки  допустим  применительно  только  к
судам, имеющим необходимое конструктивное оформление  и
подкрепление корпуса.

Буксировка  вплотную  «на  усах»  судов,  водоизмещение

которых превышает водоизмещение ледоколов,

173

Таблица 4. 8. Характерные повреждения корпусов некоторых серий судов, их причины и

рекомендации по предупреждению

Рекомендуемые мероприятия по

снижению повреждаемости

Тип судна

Характе

рные

поврежд

ения

Повреждаемые

конструкции

Расположение

Причины повреждений

Осадк

а 

нос

ом

в 

балласт

е, 

м

Заполнение танков

2, 5

«Повенец»
«Пионер»

135—214 шп. ниже
балластной ВЛ, у
второго дна 110—166
шп.

Слабый бортовой набор,
повышенный износ набора,
неправильная балластировка

Пробои-
ны,
трещины

Бортовая
обшивка и
набор
Днищевая
обшивка

У судов типа «Повенец»:
форпик, танки 1 и 2 обоих
бортов, балластно -
топливный танк 3 и
топливный танк 8 У судов
типа «Пионер»: форпик,
танки 1—4

3, 5

«Бело-морсклес» Трещин

ы

Наружная
обшивка

124—155 шп. выше
второго дна

Конструктивные недостатки
набора

Форпик, балластные танки 1
и 2 обоих бортов

То же

3, 5

Пробои-
ны,
трещины

20—46 шп. ниже
кромки ледового пояса

Форпик, балластные танки
1—4, балластно-топливные
танки 1, 2

Неправильная балластировка
(ледовые нагрузки на
участках ниже ледовых под-
креплений)

«Волголес»
«Малояро-
славец»
«Сибирь-лес»
«Крымск»

«Влас Нич-ков»
«Николай
Новиков»

Пробои-
ны,
трещины,
бухтины с
потерей
устойчи-
вости
набора

Форпик в районе
балластного
танка 1,
топливные танки
2 и 4, балластные
танки 3 и 5

От кормовой перебирки
трюма 2 (119 шп.) до фор-
штевня, от второй
платформы до уровня
200—300мм выше второго
дна

Набор форпика танков 1, 2, 3, 4 и
5 по прочности не соответствует
ледовому классу судов, слабый
фор-штевень. Большая ширина
корпуса

3,

 

0 Форпик, балластные танки 1, 3,

5, топливные танки 2 и 4. Сле-
дует эксплуатировать суда в
районах, отвечающих их
реальной прочности, за ледоко-
лами, ширина корпуса которых
не менее чем на 10 % больше
ширины корпуса этих судов.
Подкрепление корпусов

«Амгуема»

Вмятины

Наружная
обшивка

Район второго дна 14—33
шп.

4,

 

5 Форпик, танки 1 и 2 обоих

бортов

Снижение прочности корпуса в
связи с повышенным износом.
Отсутствие в районе
повреждений промежуточных
шпангоутов

«Норильск»

То же

То же

Соблюдать осторожность при
движении задним ходом во
льдах

Район МКО, скула (ПВУ),
форпик, обшивка выше ле-
дового пояса

Относительно малая прочность
наружной обшивки в корме при
движении задним ходом во льдах.
Недостатки конструкции ПВУ

приводит  к резкому  увеличению  усилии  в  буксирных  концах.
Наблюдались 

случаи 

деформирования 

фундаментов

буксирных  лебедок  и  частые  обрывы  буксирных  тросов.  Во
избежание  такого  рода  явлений  необходимо  применять
буксировку  вплотную  только  судов,  водоизмещение  которых
меньше или соизмеримо с водоизмещением ледокола-буксира.

Обледенение.  В  период  осенне-зимней  навигации  суда,

плавающие  в  Северных  морях,  могут  подвергаться
значительному обледенению 

(табл. 4.9)

. Обледенение

возможно при низкой температуре воздуха

Таблица 4.

 

9. Гидрометеорологические условия,

вызывающие брызговое обледенение

Обледенение

Температура воздуха,

o

С

Скорость

ветра, м/с

Скорость

нарастания

льда, т/ч

Медленное

Ниже —3 От 0 до —3

9 Любая

1,5

Быстрое

От —3 до -  8

9—15

1,5-4,0

Ниже —3

15

» -8

9

4,0

Таблица 4.10 Периоды возможного обледенения судов

Акватория

Период

Повторяемо

сть, %

Северо-западная Атлантика

15.

 

12—15.

 

03

92

Норвежское и Гренландское моря

15.

 

12—31.

 

03

77

Северная Атлантика

15.

 

12—15.

 

04

92

Баренцево море

01.

 

01-15.

 

03

78

Балтийское море

15.

 

12—01.

 

03

85

Район Ньюфаундленда

01.

 

01—15.

 

03

79

Беpингово море

01.

 

12—31.

 

03

70

Охотское море

01.

 

12—31.

 

03

70

Японское море

01.

 

12—01.

 

03

85

Северо-западная часть Тихого океана

15.

 

12—31.

 

03

79

Арктические моря (Карское,

15.

 

06—15.

 

11*

100

Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское)

* Если имеются участки чистой воды.

176

и  сильном  ветре  в  результате  забрызгивания,  парения  и
осадков 

(табл. 4.10)

. Опасным последствиям обледенения

способствует расположение на верхней палубе груза, особенно
металлических  конструкций,  являющихся  дополнительным
накопителем  льда.  Поэтому  не  рекомендуется  перевозить
металлические  грузы  на  открытых  палубах  в  указанный
период навигации.

Г л а в а   5

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ПРОЧНОСТЬЮ

-

КОРПУСОВ

СУДОВ В ЭКСПЛУАТАЦИИ

§ 20. Причины появления приборов для

контроля прочности

Техническая  необходимость  наблюдения  за  проч-

ностью.  За.  последние  годы  характер  работы  транспортных
судов претерпел существенные изменения. Суда стали одним
из  элементов  единой  транспортной  системы,  что  повлекло  за
собой  увеличение  их  размеров,  повышение  скоростей,
уменьшение  времени,  отводимого  на  грузовые  операции,
обеспечение  движения  судов  по  строгому  расписанию.  Все
шире при строительстве корпусов транспортных судов приме-
няют  стали  повышенной  прочности  (СПП),  а  необходимый
объем поддерживающего ремонта определяют с помощью так
называемых  специальных  норм  допускаемых  износов,
учитывающих индивидуальные особенности корпусов судов и
реальные  остаточные  резервы  прочности.  Одновременно
наблюдается 

тенденция 

повышения 

автоматизации

управления судном и сокращения числа членов  экипажа.  Все
эти  тенденции  развития  современного  транспортного  флота
приводят к необходимости усиления контроля за прочностью
корпуса.

Важнейшей  характеристикой,  определяющей  размер

судна,  является  его  длина.  Сравнительно  за  короткий
промежуток времени с 60-х до 80-х годов эта характеристика
у  построенных  судов  непрерывно  увеличивалась,  достигнув
сначала 250—300 м,  а  затем  у  ряда  зарубежных  судов
решительно перешагнула

177

350-метровый  рубеж.  Появились  проекты  судов,  имеющих
длину,  близкую  к 500 м.  С  увеличением  размеров  судна  при
прочих равных  условиях возрастают  масса  грузов  и  отстояние
их  ЦТ  от  миделя,  равно  как  и  вероятность  неравномерного
распределения  грузов  по  длине.  Это  приводит  к  абсолютному
увеличению нагрузок от общего изгиба корпуса на тихой воде,
которое  можно  оценить  при  проектировании  и  постройке
судов,  и  к  относительному  их  возрастанию,  которое  заранее
предусмотреть  трудно,  а  можно  надежно  учесть  только  в
эксплуатации в результате постоянного контроля.

Стремление  уменьшить  долю  времени  эксплуатации,

приходящуюся  на  стоянку  судна  в  порту,  когда  оно
превращается  в  дорогостоящий  плавучий  склад,  вызвало  к
жизни  новые  типы  судов,  приспособленных  к  перевозке
грузов  в  контейнерах  и  лихтерах.  Контейнер  и  лихтер—
средства,  позволяющие  доставлять  укрупненные  комплекты
грузов  от 20 до  1000  т  от  «двери  изготовителя»  до  «двери
потребителя» 

без 

нарушения 

упаковки 

и 

при

последовательном 

использовании 

различных 

видов

транспорта: 

морского, 

речного, 

железнодорожного,

автомобильного.

На  судно  могут  одновременно  грузиться  контейнеры  или

лихтеры,  поступившие  от  различных  предприятий,  имеющие
одинаковые стандартные габаритные размеры, но содержащие
грузы  существенно  разной  массы  (плотности).  Вероятность
возникновения  неравномерной  загрузки  по  длине  и  ширине
судна  при  этом,  очевидно,  возрастает,  а  следовательно,  воз-
никает  ситуация,  при  которой  возможно  появление
сверхнормативных  нагрузок  как  от  изгиба  корпуса  в
вертикальной  плоскости,  так  и  от  кручения.  С  целью
предотвращения  перегрузок  по  указанным  выше  причинам
необходим 

контроль 

за 

напряженностью 

корпуса.

Аналогичная 

ситуация 

характерна 

и 

для 

судов,

предназначенных для перевозки грузов  высокой  плотности,  и
для  судов,  у  которых  неравномерная  загрузка  является
нормальным 

эксплуатационным 

состоянием. 

Отсюда

повышенные  требования  к  расчетному  контролю  и  контролю
приборами  за  нагрузками,  действующими  на  корпуса  такого
рода судов.

Борьба  за  скорость—постоянная  тенденция  в  развитии

транспортного флота, которая прослеживается

178

всю его историю. Это борьба за быстрейшую оборачиваемость
судов,  сокращение  времени  «грузы  в  пути»,  повышение
эффективности перевозок. В то же время повышение скорости
(к  настоящему  времени  она  достигла  у  водоизмещающих
транспортных  судов 35 уз)  сопровождается  как  увеличением
действующих  на  корпус  судна  традиционных  нагрузок,  так  и
появлением  новых  их  составляющих,  которые  при  малых
скоростях  полностью  отсутствовали  или  были  пренебрежимо
малы. С ростом скорости существенно возрастают вероятность
появления  и  значение  нагрузок  от  слеминга,  заливаемости,
ударов  волн  в  развал  борта,  волновой  вибрации,  растут
изгибающие  моменты,  вызванные  волной,  создаваемой
движением судна.

Принудительное  снижение  скорости  или  изменение

курсового  угла  в  тяжелых  штормовых  условиях  с  целью
уменьшения 

нагрузок 

на 

корпус, 

выполняемое 

без

объективного  контроля  приборами  за  ними,  неизбежно
приводит к субъективным решениям, зависящим от характера и
степени  осторожности  судоводителя,  и,  следовательно,  не
всегда оптимальным.

Судно—транспортное  средство,  в  котором  корпус  играет

роль  тары.  Уменьшить  массу  корпуса—значит  повысить  при
прочих 

равных 

условиях 

технико-экономическую

эффективность работы судна.  Отсюда  постоянная  тенденция  к
уменьшению  размеров  связей  корпуса  за  счет  применения
материалов  большей  прочности.  Однако  при  использовании
высокопрочных 

материалов, 

например 

СПП, 

и

соответствующем уменьшении поперечных сечений элементов
конструкций корпуса неизбежно усиливается влияние износа и
коррозии на ослабление прочности.

В случае интенсивности изнашивания, скажем, 3 мм  за 20

лет, лист наружной обшивки при строительной толщине 20 мм
потеряет 15 % прочности,  а  лист  толщиной  10  мм—уже 30%.
Поэтому  значение  контроля  приборами  за  напряженностью
корпуса возрастает с возрастом судна и более важно для судов,
построенных из СПП, чем для судов, построенных из обычной
углеродистой стали (ОУС).

Если  корпус  судна  ослаблен  износом,  необходимость

повышенного контроля за действующими  на него нагрузками
очевидна. В случае же применения

179