Судно представляет собой сложное инженерное сооружение, предназначенное для передвижения по воде с различными грузами. Оно характеризуется рядом мореходных качеств – плавучестью, остойчивостью, непотопляемостью.
Защита судов от внешних катаклизмов осуществляется за счёт правильного соблюдения этих качеств согласно требованиям Правил Регистра и Международной конвенции по охране человеческой жизни на море.
Плавучестью называется способность судна плавать в определённом положении относительно поверхности воды при заданном количестве находящихся на нём грузов.
Для обеспечения безопасности плавания судно должно обладать запасом плавучести, который представляет собой объём водонепроницаемого корпуса выше грузовой ватерлинии. Этот объём образуется помещениями под водонепроницаемой палубой, а также надстройками, имеющими водонепроницаемые закрытия. В случае попадания воды внутрь корпуса при аварии судно погрузится глубже (увеличится осадка), но благодаря запасу плавучести останется на плаву.
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 «с 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:
Деление корпуса судна на водонепроницаемые отсеки
До недавнего времени под делением судна на отсеки понималось устройство изолированных секций внутри корпуса судна путем установки поперечных вертикальных водонепроницаемых переборок.
Водонепроницаемая переборка устанавливается по всему внутреннему периметру поперечного сечения корпуса и простирается от борта до борта и от днища до главной палубы.
Главную палубу называют еще палубой переборок. Водонепроницаемая переборка не должна резаться никакими конструкциями (например, промежуточными палубами и их набором), а наоборот, все промежуточные палубы пристыковываются к ней. Главная же палуба (или палуба переборок) сплошная, и к ней пристыкованы водонепроницаемые переборки. По краям переборок у бортов судна и у главной палубы через переборку могут проходить элементы набора — стрингеры, карлингсы.
Водонепроницаемая переборка устанавливается такой прочности и жесткости, как и набор корпуса судна, чтобы выдерживать давление воды на всю площадь переборки при затоплении отсека. Запрещается устройство горловин и других отверстий для прохода, за исключением переборок МП, где разрешается установка специальной клинкетной двери для прохода из МП в туннель гребного вала или из одного МП в другое, если их больше одного. В этих случаях устанавливается водонепроницаемая дверь специальной конструкции с ручным и механическим дистанционным приводом и системой сигнализации (закрыто-открыто), выведенной на пульт центрального поста управления энергетической установкой и на ходовой мостик. Рабочее положение таких клинкетных дверей — закрытое.
Число поперечных водонепроницаемых переборок находится в прямой зависимости от длины судна (табл. 1).
Главная палуба (палуба переборок) — сплошная, с ней непосредственно стыкуются водонепроницаемые переборки, через которые могут проходить элементы набора корпуса судна.
Наличие на судне двойных бортов и двойного дна
Не менее значимым конструктивным решением обеспечения непотопляемости судна является наличие двойного дна и двойных бортов, которые предусматриваются для предотвращения поступления воды в корпус судна в результате повреждения наружной обшивки.
Чем шире судно, тем больше продольных водонепроницаемых переборок. Это, главный образом, вызвано необходимостью уменьшить влияние свободной поверхности жидкости на остойчивость судна. Продольных переборок может быть одна в диаметральной плоскости (ДП) либо две или даже три, установленных параллельно ДП по всей длине судна.
При получении пробоина (например, в результате столкновения) неизбежно будет нарушена водонепроницаемость, как минимум, одной из палуб, что может привести к затоплению смежных отсеков, а это поставит судно в тяжёлое положение. Поскольку из статистики известно, что в основе около 80% аварий лежит «человеческий фактор», то наиболее эффективным средством борьбы за живучесть являются не только должная организация службы и уровень профессиональной подготовленности экипажа для действий в кризисной ситуации, главным образом, предотвращение ее. Цена предотвращения аварии всегда меньше цена ликвидации последствий.
Наличие водоотливных систем
На протяжении всей истории мореплавания люди вели непрекращающуюся борьбу с фильтрацией воды внутрь корпуса. Не было технической задачи важнее. Это хорошо иллюстрируется тем фактом, что в прошлом, в эпоху парусного флота, в корабельной иерархии второе место после капитана занимал судовой плотник, обеспечивающий водонепроницаемость деревянного корпуса и заведовавший отливными помпами.
Вода, попавшая в силу разных причин внутрь корпуса, скапливается в льялах, идущие вдоль каждого борта по всей длине судна, или в колодцах, установленных в кормовой части каждого отсека. По мере накопления вода удаляется за борт при помощи осушительной системы.
Осушительная система состоит из насосов, трубопроводов, клапанов, приемных сеток, устройств сигнализации и замера уровня воды. Конструкция, параметры и места установки осушительной системы регламентируются Правилами Регистра Украины. Насосов должно быть не менее двух, а на пассажирских судах не меньше трех, при этом они должны быть самовсасывающими и устанавливаться в разных отсеках. Самовсасывающий насос создает при работе разряжение в приемном трубопроводе даже при отсутствии там воды. К таким насосам относятся поршневые, мембранные, центробежные с системой удаления воздуха.
Один из осушительных насосов должен иметь источник питания, установленный выше палубы переборок. Аварийные дизель-генераторы устанавливаются всегда выше главной палубы. Трубопроводы осушительной системы прокладываются за пределами двойного дна. Приемный трубопровод (на участке колодец-насос) должен быть снабжен на конце приемной сеткой и невозвратно-запорным клапаном, предотвращающим; возможность попадания воды в отсек из трубопровода в результате ошибки или повреждения системы. При повышении давления и даже просто при отсутствии разрежения на участке насос-колодец невозвратно-запорный клапан автоматический закрывается.
Осушительные насосы и их источники энергии должны распределяться по длине судна таким образом, чтобы в неповрежденном отсеке находился, по меньшей мере, один; насос. Каждый осушительный насос с приводом от источника энергии, должен обеспечивать откачку воды через осушительную магистраль со скоростью не менее 2 м 7с.
Помимо осушительных насосов, к осушительной системе могут быть подключены через систему клапанов балластные насосы балластной системы, служащей для заполнения и опорожнения балластных танков забортной водой. В качестве осушительных насосов на судах используются центробежные поршневые насосы производительностью 150-400 м3 / ч. при напоре 10-30 м. вод. ст. с высотой всасывания 5-6 м.
Кроме этого, имеются переносные насосы - погружные, мотопомпы и водоструйные эжекторы. На малых судах имеются ручные помпы.
Наличие и уровень воды в отсеке определяются с помощью автоматической сигнализации и вручную. Автоматическая сигнализация представляет собой поплавковое магнитное устройство и работает по принципу «да-нет». Эти системы определяют только наличие или отсутствие воды в льялах и колодцах путем световой и звуковой индикации на пульте в центральном посту управления (в МП).
Вручную уровень определяется складным футштоком через специальные мерительные трубки, установленные на главной палубе в носовой и кормовой частях по обоим бортам каждого отсека или (при отсутствии льял) над местом расположения колодцев.
Требования к конструкции главных и вспомогательных механизмов
Главные и вспомогательные механизмы, необходимые для обеспечения движения и безопасности судна, должны иметь такую конструкцию, чтобы после их установки они работали как при положении судна на ровном киле, так и при крене на любой угол до 15° включительно на тот или иной борт при статических условиях, и крене до 21,5°.
На каждом судне должны быть предусмотрены главный и вспомогательный рулевые приводы, отвечающие требованиям администрации. Главный и вспомогательный рулевые приводы должны быть устроены таким образом, чтобы неисправность одного из них не приводила к выходу из строя другого.
Главный рулевой привод и баллер руля должны:
Защита судов от внешних катаклизмов осуществляется за счёт правильного соблюдения этих качеств согласно требованиям Правил Регистра и Международной конвенции по охране человеческой жизни на море.
Плавучестью называется способность судна плавать в определённом положении относительно поверхности воды при заданном количестве находящихся на нём грузов.
Для обеспечения безопасности плавания судно должно обладать запасом плавучести, который представляет собой объём водонепроницаемого корпуса выше грузовой ватерлинии. Этот объём образуется помещениями под водонепроницаемой палубой, а также надстройками, имеющими водонепроницаемые закрытия. В случае попадания воды внутрь корпуса при аварии судно погрузится глубже (увеличится осадка), но благодаря запасу плавучести останется на плаву.
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 «с 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 ненакренённом 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 пассажирских судов, 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.
- 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.
Деление корпуса судна на водонепроницаемые отсеки
До недавнего времени под делением судна на отсеки понималось устройство изолированных секций внутри корпуса судна путем установки поперечных вертикальных водонепроницаемых переборок.
Водонепроницаемая переборка устанавливается по всему внутреннему периметру поперечного сечения корпуса и простирается от борта до борта и от днища до главной палубы.
Главную палубу называют еще палубой переборок. Водонепроницаемая переборка не должна резаться никакими конструкциями (например, промежуточными палубами и их набором), а наоборот, все промежуточные палубы пристыковываются к ней. Главная же палуба (или палуба переборок) сплошная, и к ней пристыкованы водонепроницаемые переборки. По краям переборок у бортов судна и у главной палубы через переборку могут проходить элементы набора — стрингеры, карлингсы.
Водонепроницаемая переборка устанавливается такой прочности и жесткости, как и набор корпуса судна, чтобы выдерживать давление воды на всю площадь переборки при затоплении отсека. Запрещается устройство горловин и других отверстий для прохода, за исключением переборок МП, где разрешается установка специальной клинкетной двери для прохода из МП в туннель гребного вала или из одного МП в другое, если их больше одного. В этих случаях устанавливается водонепроницаемая дверь специальной конструкции с ручным и механическим дистанционным приводом и системой сигнализации (закрыто-открыто), выведенной на пульт центрального поста управления энергетической установкой и на ходовой мостик. Рабочее положение таких клинкетных дверей — закрытое.
Число поперечных водонепроницаемых переборок находится в прямой зависимости от длины судна (табл. 1).
Главная палуба (палуба переборок) — сплошная, с ней непосредственно стыкуются водонепроницаемые переборки, через которые могут проходить элементы набора корпуса судна.
Таблица 1. Число водонепроницаемых переборок в зависимости от длины судна
Наличие на судне двойных бортов и двойного дна
Не менее значимым конструктивным решением обеспечения непотопляемости судна является наличие двойного дна и двойных бортов, которые предусматриваются для предотвращения поступления воды в корпус судна в результате повреждения наружной обшивки.
Чем шире судно, тем больше продольных водонепроницаемых переборок. Это, главный образом, вызвано необходимостью уменьшить влияние свободной поверхности жидкости на остойчивость судна. Продольных переборок может быть одна в диаметральной плоскости (ДП) либо две или даже три, установленных параллельно ДП по всей длине судна.
При получении пробоина (например, в результате столкновения) неизбежно будет нарушена водонепроницаемость, как минимум, одной из палуб, что может привести к затоплению смежных отсеков, а это поставит судно в тяжёлое положение. Поскольку из статистики известно, что в основе около 80% аварий лежит «человеческий фактор», то наиболее эффективным средством борьбы за живучесть являются не только должная организация службы и уровень профессиональной подготовленности экипажа для действий в кризисной ситуации, главным образом, предотвращение ее. Цена предотвращения аварии всегда меньше цена ликвидации последствий.
Наличие водоотливных систем
На протяжении всей истории мореплавания люди вели непрекращающуюся борьбу с фильтрацией воды внутрь корпуса. Не было технической задачи важнее. Это хорошо иллюстрируется тем фактом, что в прошлом, в эпоху парусного флота, в корабельной иерархии второе место после капитана занимал судовой плотник, обеспечивающий водонепроницаемость деревянного корпуса и заведовавший отливными помпами.
Вода, попавшая в силу разных причин внутрь корпуса, скапливается в льялах, идущие вдоль каждого борта по всей длине судна, или в колодцах, установленных в кормовой части каждого отсека. По мере накопления вода удаляется за борт при помощи осушительной системы.
Осушительная система состоит из насосов, трубопроводов, клапанов, приемных сеток, устройств сигнализации и замера уровня воды. Конструкция, параметры и места установки осушительной системы регламентируются Правилами Регистра Украины. Насосов должно быть не менее двух, а на пассажирских судах не меньше трех, при этом они должны быть самовсасывающими и устанавливаться в разных отсеках. Самовсасывающий насос создает при работе разряжение в приемном трубопроводе даже при отсутствии там воды. К таким насосам относятся поршневые, мембранные, центробежные с системой удаления воздуха.
Один из осушительных насосов должен иметь источник питания, установленный выше палубы переборок. Аварийные дизель-генераторы устанавливаются всегда выше главной палубы. Трубопроводы осушительной системы прокладываются за пределами двойного дна. Приемный трубопровод (на участке колодец-насос) должен быть снабжен на конце приемной сеткой и невозвратно-запорным клапаном, предотвращающим; возможность попадания воды в отсек из трубопровода в результате ошибки или повреждения системы. При повышении давления и даже просто при отсутствии разрежения на участке насос-колодец невозвратно-запорный клапан автоматический закрывается.
Осушительные насосы и их источники энергии должны распределяться по длине судна таким образом, чтобы в неповрежденном отсеке находился, по меньшей мере, один; насос. Каждый осушительный насос с приводом от источника энергии, должен обеспечивать откачку воды через осушительную магистраль со скоростью не менее 2 м 7с.
Помимо осушительных насосов, к осушительной системе могут быть подключены через систему клапанов балластные насосы балластной системы, служащей для заполнения и опорожнения балластных танков забортной водой. В качестве осушительных насосов на судах используются центробежные поршневые насосы производительностью 150-400 м3 / ч. при напоре 10-30 м. вод. ст. с высотой всасывания 5-6 м.
Кроме этого, имеются переносные насосы - погружные, мотопомпы и водоструйные эжекторы. На малых судах имеются ручные помпы.
Наличие и уровень воды в отсеке определяются с помощью автоматической сигнализации и вручную. Автоматическая сигнализация представляет собой поплавковое магнитное устройство и работает по принципу «да-нет». Эти системы определяют только наличие или отсутствие воды в льялах и колодцах путем световой и звуковой индикации на пульте в центральном посту управления (в МП).
Вручную уровень определяется складным футштоком через специальные мерительные трубки, установленные на главной палубе в носовой и кормовой частях по обоим бортам каждого отсека или (при отсутствии льял) над местом расположения колодцев.
Требования к конструкции главных и вспомогательных механизмов
Главные и вспомогательные механизмы, необходимые для обеспечения движения и безопасности судна, должны иметь такую конструкцию, чтобы после их установки они работали как при положении судна на ровном киле, так и при крене на любой угол до 15° включительно на тот или иной борт при статических условиях, и крене до 21,5°.
На каждом судне должны быть предусмотрены главный и вспомогательный рулевые приводы, отвечающие требованиям администрации. Главный и вспомогательный рулевые приводы должны быть устроены таким образом, чтобы неисправность одного из них не приводила к выходу из строя другого.
Главный рулевой привод и баллер руля должны:
- Иметь надлежащую прочность и быть в состоянии управлять судном при максимальной эксплуатационной скорости переднего хода, что должно быть доказано практически;
- Обеспечивать перекладку руля с 35°одного борта на 35° другого борта при максимальных эксплуатационных осадках и скоростях переднего хода и тех же условиях с 35° одного борта на 30° другого борта не более, чем за 28сек.;
- Быть сконструированными так, чтобы они не были повреждены при максимальной скорости заднего хода; однако нет необходимости проверять это конструктивное требование посредством испытаний при максимальной скорости заднего хода и максимальном угле перекладки руля.
- Иметь надлежащую прочность, быть в состоянии управлять судном при скорости, обеспечивающей его управляемость, одного борта на 30° другого борта не более, чем за 28сек.; и быстро приводиться в действие в экстренных случаях;
- Обеспечивать перекладку руля с 15° одного борта на 15° другого борта не более чем за 60 сек. При максимальной эксплуатационной осадке судна и скорости, равной половине максимальной эксплуатационной скорости переднего хода или 7 узлов (смотря по тому, что больше);
- главным рулевым приводом - как с ходового мостика, так и из румпельного отделения;
- вспомогательным рулевым приводом - из румпельного отделения и, если он работает от источника энергии, также с ходового мостика. Это управление не должно зависеть от системы управления главным рулевым приводом.
