 |
|
Способы и средства контроля навигационной безопасности плавания в узкостях и на фарватерах
Узкостями считаются акватории, в которых ограничена свобода маневра корабля близлежащими навигационными опасностями – берегами, малыми глубинами, банками, минными заграждениями, бонами, молами и прочими объектами, представляющими препятствие для прохода корабля.
К узкостям относятся шхерные районы, проливы и плесы в островных архипелагах, районы с большим количеством опасных глубин, гавани, рейды, бухты, небольшие заливы, проливы, фиорды, районы с минными или сетевыми заграждениями.
Фарватер – это полоса безопасного направленного движения с гарантированной вероятностью отсутствия в ее пределах навигационных опасностей. Плавание по фарватеру, как и в узкости, связано с ограничением свободы маневра и в этом смысле фарватер может считаться узкостью.
Навигационные условия в узкостях характеризуются следующими особенностями: наличием большого количества наблюдаемых и ненаблюдаемых (подводных) навигационных опасностей, ограничивающих свободное для плавания пространство, извилистостью участков свободного прохода, переменными течениями, изменчивостью и перепадами глубин.
Эти особенности предопределяют два основных требования к кораблевождению в узкостях: оно должно осуществляться с повышенной точностью, а все операции по ведению навигационной прокладки – измерения навигационных параметров и их обработка, графические построения на карте и анализ навигационной обстановки – должны производиться наиболее быстрыми способами и приемами.
Из традиционных способов навигации в наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет метод кораблевождения, называемый методом практически непрерывных обсерваций с использованием карт с сеткой навигационных изолиний.
Сущность метода практически непрерывных обсерваций состоит в том, что на коротких курсах, свойственных плаванию в узкостях, обсервации производятся практически беспрерывно, одна за другой. Во всяком случае, на каждом курсе, даже самом коротком, должно быть не менее двух обсерваций – одна в начале курса, другая перед поворотом на очередной курс. При этом производится контроль нахождения корабля на предварительно проложенной безопасной линии пути. Первоначально каждый новый курс задается рулевому с учетом ветрового дрейфа и рассчитанного в предварительной прокладке течения. При смещении двух последовательных обсерваций с этой линии пути (за счет отличия фактических элементов сноса от учитываемых) производится корректура курса.
Обсервации наносятся на карту с сеткой навигационных изолиний и с проложенными в процессе предварительной прокладки линиями пути корабля. При плавании в узкости используются карты крупного масштаба: при подходе к узкостям – 1:100 000, в узкостях масштаб карты должен быть не мельче 1:50 000.
Для определения места рекомендуется использовать только высокоточные обсервации, средние квадратические погрешности. Во многих случаях этим требованиям удовлетворяют обсервации, получаемые с помощью радиолокационных расстояний, по трем компасным пеленгам, а также радионавигационные обсервации, выполняемые автоматизированно с помощью РНС "Декка", БРАС, РС-10 и среднеорбитальных КНС ГЛОНАСС и "Навстар". Если при использовании указанных систем используется приемоиндикатор, вырабатывающий обсервованные географические координаты, то на крупномасштабную навигационную карту целесообразно заблаговременно нанести дополнительную более подробную сетку прямоугольных географических координат.
Все путевые навигационные карты, используемые в узкостях, должны быть подняты в навигационном отношении.
Для контроля навигационной безопасности плавания в узкости используется метод навигационного ориентирования (лоцманский метод).
Сущность навигационного ориентирования состоит в контроле нахождения корабля в безопасной зоне с помощью измерения одного навигационного параметра. Для этого в процессе предварительной подготовки к плаванию на картах выделяются безопасные зоны и их границы обозначаются ограждающими или опасными навигационными изолиниями (рис. 19).
Рис. 19 Безопасные зоны и их границы обозначаются ограждающими или опасными навигационными изолиниями на картах
Ограждающая изолиния – это навигационная изолиния, соответствующая предельному безопасному численному значению навигационного параметра и, следовательно, являющаяся линией, разделяющей безопасную зону плавания от опасной.
В качестве ограждающих навигационных изолиний используются линии пеленгов, расстояний, изобаты и гиперболы РНС.
Методом контроля нахождения корабля в безопасной зоне с помощью ограждающих (опасных, предупредительных) навигационных параметров чаще всего пользуются командиры кораблей и вахтенные офицеры.
Для ориентирования в узкости используются следующие средства навигационного оборудования:
– линейные створы, образуемые двумя ориентирами или знаками. Створные объекты могут быть обозначены специальными средствами НГО (знаки, маяки) и предметами береговой обстановки (вершины гор, трубы заводов, мачты, башни и т.п.). Корабль находится на линии створа, если оба створных знака (объекта) наблюдаются на одной вертикали. Направление избранных створных предметов измеряется по направлению линии, проведенной на карте через эти предметы;
– створные радиомаяки – радиопередающие устройства, излучающие радиосигналы направленного действия: о нахождении судна на линии радиоствора, обозначенной на карте, судят по непрерывному радиосигналу, принимаемому от створного радиомаяка. При отклонении корабля с линии радиоствора характер радиосигнала изменяется. В настоящее время штатные створные радиомаяки в основном демонтированы. Однако в некоторых случаях могут быть развернуты маневренные специальные радиопередающие станции, выполняющие функции створных радиомаяков;
– ведущий электрический кабель, проложенный на грунте вдоль оси фарватера или рекомендованного пути. По знаку и величине вертикальной составляющей электромагнитного поля, измеряемой на корабле с помощью специальной переносной бортовой аппаратуры, определяется его положение относительно кабеля и, следовательно, относительно рекомендованной линии пути;
– отдельные навигационные ориентиры, относительно которых на карте проложены ограждающие изолинии. Измеряя навигационный параметр относительно ориентира и сравнивая его со значением ограждающего, делается вывод о том, в какой зоне (опасной или безопасной) находится судно.
Навигационная безопасность плавания в узкостях обеспечивается предварительной подготовкой к походу, во время которой производится обоснованный выбор методов кораблевождения, средств и способов обсерваций, обеспечивающих необходимую точность плавания, а также расчет всех допустимых параметров навигационной безопасности – скорости хода, глубины моря, кратчайшего расстояния до ближайших ориентиров и т.д.
К основным мерам предосторожности при подходе к узкости относятся:
– повышение боевой готовности корабля или отдельных подразделений (аварийных групп, запасных и аварийных постов управления рулем, постов технического и зрительного наблюдения), задраивание водонепроницаемых переборок;
– уточнение места корабля и производство обсерваций, обеспечивающих требуемую (допустимую) точность плавания, расчет площади вероятного местонахождения корабля и ее сопоставление с расстояниями до навигационных опасностей, сличение курса по основному и резервному курсоуказателям, согласование по времени самописцев курса, глубины и скорости, проверка согласованности принимающих навигационной информации в постах, обеспечивающих навигационную безопасность плавания;
– обеспечение постов радиолокационного и гидроакустического наблюдения картами или планшетами узкости с нанесенными на них линиями пути и пронумерованными ориентирами, относительно которых будут измеряться навигационные параметры;
– уменьшение скорости до безопасной, приготовление якорей к отдаче;
– установление прямой связи ходового мостика (ГКП) с постами управления машинами и рулем;
– предупреждение ПЭЖ о возможности частого изменения скорости и о запрещении переключения источников электрического питания, обеспечивающих работу средств управления кораблем и технических средств кораблевождения;
– установление связи с оперативным дежурным, организующим использование береговых РЛС для навигационного ориентирования;
– подъем (в районах с малыми глубинами) всех забортных подъемно-опускных устройств.
Курс подхода к узкости целесообразно располагать перпендикулярно линии, соединяющей края наиболее узкого участка входа в стесненный район. При этом предельная погрешность места должна быть меньше кратчайшего расстояния от линии пути до ближайшей навигационной опасности.
В течение всего времени плавания в узкости производится непрерывный контроль глубины под килем с помощью эхолота. При этом заранее проинструктированный оператор эхолота должен докладывать о подходе корабля к ограждающей изобате, а также о всех фактах резкого изменения глубины.
При повороте на очередной курс необходимо убедиться в отсутствии на линии нового пути объектов и кораблей, представляющих опасность для плавания.
Циркуляцию в наиболее узких местах необходимо рассчитывать с учетом угла дрейфа на циркуляции, то есть с учетом того, что корма корабля во время поворота выступает за пределы кривой циркуляции, вычерченной на карте. При больших углах поворота учитывается снос корабля течением в период выполнения циркуляции. Течение, направленное в сторону поворота, увеличивает радиус циркуляции, течение же, направленное в сторону, противоположную стороне поворота, радиус циркуляции уменьшает. Также влияет на циркуляцию и сильный ветер: если поворот совершается на ветер, то диаметр циркуляции за счет дрейфа уменьшается, если поворот под ветер – увеличивается.
Команда на руль должна подаваться с учетом мертвого промежутка, то есть с упреждением, равным времени выполнения команды рулевым и исполнительным двигателем рулевого устройства. Поворот на новый курс необходимо совершать на поворотном пеленге (если выбран ориентир на траверзных курсовых углах) или на поворотном расстоянии (если ориентир на острых курсовых углах). При этом поворотные значения измеряемых навигационных параметров уточняются по результатам обсервации за 5 … 7 минут до поворота.
При изменении скорости следует учитывать время отработки команды реверсивными устройствами.
При следовании по створу производится периодический контроль местоположения корабля на линии створа по дополнительно измеренному навигационному параметру, изолиния которого составляет с линией створа угол, близкий к прямому.
В условиях сильного течения или дрейфа при следовании курсом, не обеспеченным створом или ведущим кабелем, корабль должен управляться по пеленгу на приметный ориентир, расположенный на остром курсовом угле (рис. 20). При этом назначенный пеленг должен совпадать с направлением безопасной линии пути. Не рекомендуется при сносе задавать управление рулем по курсовому углу на ориентир, в том числе и равному нулю ("держать ориентир по носу"), так как при сносе линия фактического движения судна непременно отклонится от намеченной безопасной линии пути и поэтому удержание ориентира на постоянном курсовом угле без учета сноса корабля в определенных условиях может привести к аварийной ситуации.
Рис. 20 Предметный ориентир для управления судном
При движении на участках, огражденных плавучими предостерегательными знаками, моменты прохождения буев и вех отмечаются на карте и сравниваются с предвычисленными. При расхождении этих моментов принимаются меры к производству дополнительной обсервации. Определять место корабля по буям и вехам совершенно недопустимо, так как они могут быть снесены со своих штатных мест, указанных на карте.
Следует избегать сближения с встречным кораблем на изгибах рекомендованных путей. Обгон других судов и кораблей допустимо производить только на прямолинейных участках пути и при наличии свободной от опасностей акватории.
При расхождении с встречными кораблями не следует забывать о близлежащих навигационных опасностях. В таких случаях силами и средствами ГКП, штурмана и БИП организуется двойной контроль: ГКП и БИП обеспечивают безопасность расхождения, штурман при этом контролирует безопасность от посадки корабля на мель или от касания грунта.
Плавание по фарватеру является частным случаем плавания в узкости. Все расчеты, связанные с навигационной безопасностью плавания, так же, как и для плавания в узкости, производятся в процессе предварительной навигационной подготовки. Для определения места корабля используются только те средства и способы, точность которых соответствует допустимой погрешности, вычисляемой по формулам (9) … (11). Для контроля этих величин непрерывно уточняются по обсервациям не только место корабля, но и отклонение фактической линии пути от намеченной. При плавании по узким фарватерам дополнительно контролируется и величина фактического угла сноса корабля течением и ветром. Этот угол не должен быть больше допустимого.
При следовании по фарватеру двухстороннего движения следует придерживаться правой стороны.
При плавании по фарватеру, состоящему из нескольких колен, необходимо учитывать возможные погрешности не только по перпендикуляру к оси фарватера, но и погрешности, направленные вдоль линии пути, так как эти погрешности могут быть причиной выхода корабля за пределы ширины фарватера после его поворота на очередное колено.
В настоящее время в практику обеспечения навигационной безопасности плавания в узкостях широко внедряются электронные системы отображения карт и информации (ЭСОКИ).
Эти системы известны и под другими названиями, например, английский термин системы "Система индикации электронных карт и информации" (ECDIS – Electronic Chart Display and Information System); в ВМФ России эти система называется "Электронная навигационная информационная система" (ЭНИС). Морская Международная организация ИМО в конце 90-х годов закончила цикл рассмотрения различных аспектов создания и внедрения этих систем и приняла стандарт их электронных и картографических характеристик.
Внедрение на корабли систем ЭНИС обеспечивает навигационную безопасность плавания на основе новой информационной технологии кораблевождения.
Электронный прокладчик системы отображает все необходимые элементы морской навигационной карты в нужном масштабе, а также путь корабля в реальном масштабе времени. На нем высвечивается вся оперативная информация, необходимая для обеспечения безопасности плавания (предварительная прокладка, положение встречных кораблей и судов, фарватеры, рекомендованные пути, системы разделения движения судов, запретные для плавания районы и т.п.).
Поскольку система автоматически связана с курсоуказателем, лагом и датчиками координат корабля – с радиолокатором, радионавигационной системой или с космической навигационной системой, – то на электронном прокладчике ЭНИС отображается линия фактического перемещения корабля, определяемая по практически непрерывным обсервациям.
При использовании системы в узкостях, помимо наглядной графической информации о навигационной обстановке, система непрерывно выдает следующие данные:
– текущие географические координаты корабля;
– дату и текущее время;
– курс по компасу, скорость по лагу, а также направление линии пути и путевую скорость;
– боковое уклонение корабля от заданной линии пути с указанием стороны уклонения;
– дистанцию и пеленг на очередную маршрутную точку предварительной прокладки, а также время плавания до нее;
– дистанцию и пеленг на любой маркер или ориентир (маркер – это заранее введенная в систему необходимая штурману или командиру точка).
Наблюдая за перемещением отметки собственного корабля и анализируя текущую навигационную обстановку, отображаемую на прокладчике, штурман или командир может осуществлять глазомерную проводку корабля по линии заданного пути, производя при этом необходимые маневры курсом и скоростью.
При использовании электронной навигационной информационной системы следует учитывать систему геодезической сети, на которую она ориентирована, а также случайные и систематические погрешности датчиков координат, связанные с неточностью измерения исходной информации. В перспективных системах относительно точки, отображающей текущее место судна, предполагается высвечивание предельного или среднего квадратического эллипса случайных погрешностей места.
Как и при использовании любой технической системы, при эксплуатации ЭНИС не исключается вероятность ее сбоя. Поэтому при обеспечении навигационной безопасности плавания следует ориентироваться на комплексное использование всех существующих средств и методов обеспечения навигационной безопасности.
Навигационная безопасность при постановке корабля на якорь и при стоянке на якоре обеспечивается правильным выбором места якорной стоянки и контролем за положением корабля во время стоянки.
Если якорное место не указано оперативным дежурным, то при выборе места якорной стоянки следует учитывать:
– глубины, рельеф дна и вид грунта;
– площадь акватории якорной стоянки с учетом приведения корабля на якорь-цепь и
изменения его положения при изменении направления ветра;
– защищенность места от господствующих ветров и волнения, скорость течения;
– степень удаленности места от входного створа, направления движения основного судопотока (фарватера, рекомендованных курсов);
– отсутствие на якорном месте проложенных по грунту кабелей и трубопроводов.
Минимальная глубина на всей площади якорной стоянки должна быть не меньше допустимой. Радиус окружности r, описанной относительно точки отдачи якоря, в которой не должно быть никаких навигационных опасностей и объектов, рассчитывается по формуле
r = L + l + R, (12)
где L – длина корабля; l – горизонтальная проекция вытравленной якорь-цепи; R – предельная радиальная погрешность места корабля в момент отдачи якоря.
В пределах окружности радиуса r не должно быть швартовых бочек, вех или буев.
Маневр выхода корабля в точку якорной стоянки производится с учетом ветра, течения и стоящих на рейде других кораблей. Точность выхода в точку отдачи якоря обеспечивается непрерывными высокоточными обсервациями (КНС, радиолокационные расстояния, горизонтальные углы), наносимые на специальный крупномасштабный планшет с двумя сетками изолиний. Одна – сетка навигационных изолиний для быстрого нанесения места на планшет, другая – сетка линии курсов и расстояний (относительно якорной точки) для быстрого определения курса выхода в якорную точку и для определения расстояния до нее. В момент отдачи якоря фиксируются точные координаты корабля.
Во время стоянки на якоре вахтенный офицер контролирует внешнюю навигационную обстановку, следит за усилением силы ветра, а главное, контролирует отсутствие дрейфа своего корабля, используя для этого брошенную за борт балластину и контрольные пеленги и дистанции до двух, трех ориентиров. Для этого после постановки корабля на якорь рассчитывается и заполняется планшет-таблица, форма которого изображена на рис. 21.
Рис 21 Планшет-таблица
Во время стоянки на якоре проверяется глубина под килем, состояние якорного устройства, натяжение якорь-цепи, надежность крепления стопоров якорной цепи.
В ограниченную видимость следует усилить техническое наблюдение за окружающей обстановкой, повысить готовность аварийных партий и подавать туманные сигналы согласно МППСС, при усилении ветра в соответствии с объявленной штормовой готовностью принимать установленные меры предосторожности.
При штормовой готовности № 3 (ветер 12 … 17 м/с) повышается готовность корабля к походу, готовится к отдаче второй якорь, производится измерение силы и направления ветра через каждые полчаса.
При штормовой готовности № 2 (ветер 17 … 24 м/с) отдается второй якорь.
При штормовой готовности № 1 (ветер свыше 24 м/с) корабль готовится к немедленной съемке с якоря.
Следует заметить, что появление ЭНИС и среднеорбитальных космических навигационных систем типа ГЛОНАСС и GPS и их использование в интегрированном виде является
качественным революционизирующим фактором в развитии средств и методов решения навигационных задач. Существенно повышается эффективность (точность), надежность и оперативность решения навигационных задач кораблевождения и, в первую очередь, задач обеспечения навигационной безопасности плавания в любых условиях и в любой момент времени.
Появилась возможность автоматического счисления пути, основанного на непрерывных высокоточных обсервациях. Усовершенствована система отображения изменяющейся обстановки, теперь она основана на строгом автоматическом совмещении информации электронных морских карт с параметрами движения корабля.
Использование КНС исключает целый ряд трудоемких операций при решении навигационных задач: устраняется необходимость определения сноса корабля ветром и течением, так как непрерывно отображается линия фактического пути корабля в виде геометрического места обсервованных точек, исчезает необходимость специальной операции по измерению навигационных параметров, исключается зависимость решения навигационных задач от наземных средств навигационного оборудования и от гидрометеорологических условий, появляется возможность автоматизированного съема количественной информации, характеризующей навигационную обстановку плавания.
Эти и другие положительные качества среднеорбитальной космической системы, работающей в дифференциальном режиме, и интегрированной с ЭНИС, порождают эйфорию, связанную с легким решением всех проблем морской навигации. Однако важно помнить, что военные корабли создаются для решения свойственных им задач в военное время, когда работа КНС, как и функционирование других радионавигационных систем, будет подавляться радиопомехами, а зона их действия будет ограничиваться специальными мероприятиями и режимом излучения сигналов. Поэтому боевая подготовка в мирное время должна быть сориентирована на отработку решения навигационных задач с использованием как современных, так и традиционных средств и методов.