Введение к работе
Актуальность темы
Столкновения судов на морских и речных путях являются одними из самых опасных видов аварий, часто сопровождающихся разрушениями, гибелью судна и большими человеческими жертвами.
Об особых опасностях этих видов морских катастроф стало известно после гибели «Титаника» в результате столкновения с айсбергом в 1912 году, после этой аварии погибло 1513 человек.
В 1956 году мир был потрясен столкновением двух пассажирских судов – шведского теплохода «Стокгольм» и итальянского лайнера «Андреа Дориа», в результате погиб итальянский лайнер и 46 человек. После гибели «Титаника» это была крупнейшая морская трагедия.
Дальнейшее развитие мирового морского флота и, как следствие, увеличение количества судов на морских путях еще больше повысило опасность столкновений судов. По данным Ливерпульской ассоциации страховщиков в 1964 году в результате столкновений затонуло 18 судов, а 1835 получили аварийные повреждения. В 1965 году эти цифры составляли соответственно 14 и 1945, при этом в статистике учитывались только суда тоннажем более 500 брт. Аналогичные данные характерны для периода шестидесятых годов.
Ежегодное количество столкновений, сопровождавшееся крупными повреждениями судов и большими человеческими жертвами в семидесятые годы колебалось от 200 до 400 случаев.
В августе 1986 года произошло тяжелейшее по своим последствиям столкновение пассажирского лайнера «Адмирал Нахимов» и балкера «Петр Васев». В результате данной катастрофы погибло 423 пассажира и члена экипажа «Адмирала Нахимова», а также сам пассажирский лайнер.
В настоящее время столкновения судов остаются одним из самых частых и опасных видов морских катастроф. Последствия столкновений могут достигать огромных размеров, вплоть до гибели судов, всех их пассажиров и экипажей, крупных загрязнений окружающей среды, многомиллионных материальных потерь и т.п.
Однако, не каждое столкновение судов приводило к столь катастрофичным последствиям. История столкновений судов знает аварии, когда в результате столкновения разрушения корпусов судов были очень значительными, однако, это не приводило ни к затоплению судов, ни к гибели их пассажиров и экипажей.
Кроме того, часто, даже при неизбежном столкновении маневры, которые производили судоводители в последние моменты перед этими авариями, так называемые маневры «последнего момента» приводили к тому, что суда сталкивались, получая минимальные или неопасные повреждения. В результате предпринятых действий судоводителей до и после столкновений, были спасены суда, их пассажиры и члены экипажа. Это говорит о том, что существуют возможности избежания или снижения опасности столкновений судов и/или их последствий для людей и окружающей среды. Однако до сих пор не было строгого научного анализа способов избежания или снижения опасности столкновений судов, которые позволили бы выработать систему интеллектуальной поддержки судоводителей в различных ситуациях и позволять избегать или снижать опасные последствия столкновений судов в будущем.
Мероприятия, предпринятые в конкретных случаях столкновений судов, подвергнутые научному анализу и обоснованию, а также разработка новых способов избежания и снижения опасных последствий столкновений могут стать основой для выработки практических рекомендаций по общим действиям судоводителей при неизбежном или опасном столкновении и преодолении их катастрофических последствий для судов, пассажиров и членов экипажа.
Современная редакция Конвенции о подготовке и дипломировании моряков требует от судоводителей знать «действия, если столкновение неизбежно и после столкновения», однако отсутствие научно обоснованных практических рекомендаций не позволяют выполнить это требование в полном объеме.
Научно обоснованные предложения и практические рекомендации по действиям судоводителей при столкновениях судов позволят предотвратить опасное развитие ситуации при этих видах морских и речных аварий и избежать или снизить материальные потери и гибель людей в настоящее время и в будущем.
Цели и задачи исследования
Основной задачей диссертации является разработка системы интеллектуальной поддержки судоводителя (СИПСС) - научно обоснованных практических рекомендаций по снижению опасностей столкновений судов для судоводителей и других лиц, вовлеченных в процесс обеспечения безопасности мореплавания и предотвращения последствий столкновений судов.
Для разработки этих практических рекомендаций предполагалось:
С использованием аппарата теории судна разработать принципы избежания потенциальных столкновений, создать математические модели движения судов и на базе их анализа предложить виды маневров судов, которые способны предотвратить потенциально неизбежные столкновения судов.
Разработать математические модели движения судов при неизбежных столкновениях и на базе их анализа предложить виды маневров судов, которые способны снизить опасные последствия неизбежных столкновений (определить эффективные маневры «последнего момента» перед неизбежными столкновениями для снижения их опасных последствий).
Разработать научно обоснованные практические рекомендации по наиболее эффективным действиям судоводителей после столкновения для предотвращения потери остойчивости наиболее поврежденного судна.
Разработать научно обоснованные практические рекомендации по наиболее эффективным способам спасения пассажиров, экипажа и судна, получившего наибольшие повреждения после столкновения.
Проанализировать произошедшие аварии, связанные с гибелью судов для оценки возможности использования полученных практических рекомендаций, которые могли бы снизить опасные последствия этих аварий.
Разработать теоретические основы системы интеллектуальной поддержки судоводителя по действиям при столкновения судов для использования полученных рекомендаций в практике судовождения.
Внедрить в процесс обучения и переподготовки судоводителей, а также других лиц, ответственных за обеспечение безопасности мореплавания, полученные практические рекомендации по снижению опасных последствий столкновений судов.
Объектом исследования являются способы маневрирования судов перед потенциальным и неизбежным столкновением, обеспечение остойчивости и прочности судов после столкновения, способы обеспечения безопасной буксировки судов после столкновения, используя возможности двигательно-движительного комплекса поддерживающего судна, способы безопасной посадки судна на береговую отмель и решение других задач, связанных с обеспечением безопасности судов их пассажиров и экипажей после столкновения.
Актуальность работы заключается в необходимости обеспечить выполнение конвенционных требований в отношении подготовки и дипломирования моряков (требований Конвенции ПДНВ 78/95), уменьшить количество столкновений судов, снизить опасность столкновений, повысить безопасность судоходства, увеличить возможности спасения судов, их пассажиров и экипажей при столкновениях и других видах морских аварий.
Практическая значимость заключается во внедрении результатов работы в подготовку судоводителей, практическую деятельность администраций морских портов, судоходных компаний, а также в возможности использования результатов работы на морских и речных путях Российской Федерации и в других регионах мирового океана.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 26 печатных научных работах, в том числе, в четырнадцати статьях, опубликованных в изданиях, входящих в перечень ВАК.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
Разработаны теоретические основы создания и функционирования системы интеллектуальной поддержки судоводителя по действиям при столкновении судов (СИПСС) ;
Научно обоснована эффективность маневра «Курс от судна» и его комбинаций, как маневра последнего момента, позволяющего избежать столкновения в большинстве ситуаций потенциального столкновения судов;
Произведен научный анализ эффективности различных комбинаций маневров последнего момента и определены наиболее эффективные маневры обоих судов при различных вариантах неизбежного столкновения. Определена наиболее эффективная комбинация маневров судов перед неизбежным столкновением: «Курс от судна», «Реверс», «Стоп» («Стоп» выполняется после удара при столкновении);
Получены выражения для дополнительных восстанавливающих моментов, метацентрической высот и приращений плеч статической остойчивости аварийных судов, находящихся в сцепленном состоянии с поддерживающим судном (судами) после столкновения. Показано значительное приращение параметров остойчивости аварийного судна в том случае, если суда после столкновения находятся в сцепленном состоянии.
Предложены схемы постановки и взаимодействия судов после столкновения для поддержания остойчивости аварийного судна. Получены необходимые расчетные зависимости для определения приращения параметров остойчивости аварийного случая в различных случаях постановки взаимодействия аварийного и поддерживающих судов после столкновения.
Исследованы вопросы сохранения прочности поддерживающего судна при накренении на него аварийного судна, находящегося в сцепленном состоянии в результате поступления воды внутрь корпуса. Разработан практический метод контроля прочности поддерживающего судна в этом случае. Приведены примеры расчета параметров остойчивости аварийного судна при различных вариантах взаимодействия с поддерживающим судном после столкновения.
Определены возможные способы пересадки людей с аварийного на поддерживающее судно при сохранении сцепленного состояния судов после столкновения. Получены зависимости для определения количества пассажиров и членов экипажа аварийного судна, которые могут быть пересажены, минуя водную стадию;
Научно обоснованы способы буксировки аварийного судна после столкновения с использованием работы двигательно-движительного комплекса поддерживающего судна. Определены дополнительные мероприятия и условия, обеспечивающие безопасность и эффективность буксировки.
Научно-обоснованы способы намеренной посадки аварийного судна на береговую отмель как способа спасения после столкновения и других видов аварий. Определены требования и условия безопасной посадки судна на мель.
Апробация результатов работы
Основные результаты диссертационного исследования получили одобрение на научно-методических конференциях, конференциях профессорско-преподавательского состава ГМА им. адм. С.О.Макарова.
Структура диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения. Материалы диссертационного исследования изложены на 366 страницах, включая 64 рисунка. Список использованных источников составляет 200 наименований.
