Исследование процесса спуска спасательных шлюпок и разработка требований к ним для обеспечения безопасной эвакуации людей с высокобортных морских судов

Вопросы охраны человеческой жизни на море яеляются важнейшей частью проблем безопасности мореплавания и освоения ресурсов щроЕого океана. Они приобретают все большую актуальность в связи с неуклонным увеличением объема морских перевозок, а таге-лее повышением уровня риска деятельности человека в море, характеризуемого ростом потерь судов мирового флота за последнее десятилетие. Статистика отмечает, что ежегодно в мире гибнет свыше 200 судоЕ и нередко самых современных, а при эвакуации с терпящих бедствие судов серьезной опасности подвергаются жизни около 6000 человек, причем погибают 1200 — 1300 человек. Морские катастрофы с человеческими жертвами, а также их негативные социальные и экономические последствия, вызвали е настоящее Бремя международную активность по созданию всеобщей организации поиска и спасания бедствующих на море. Для этой цели ведущие морские державы привлекают большие средстЕа по разработке и внедрению системы будущей глобальной морской радиосвязи на базе космической техники. Однако, изучение опыта оставления людьми аварийных судоЕ, в особенности при штормовых условиях, позволяет утверждать, что даже при самой совершенной организации поиска бедствующих на море и использовании при этом самых современных технических средств успех спасательной операции прежде Есего зависит от безопасной эвакуации людей с судна. Современные судовые спасательные шлюпки и плоты не обеспечивают этого прежде всего из-за опасностей, присущих операции по их спуску на воду в аварийных ситуациях. Эвакуацию людей осложняют такие факторы, как ограниченное Еремя, наличие качки, крена и дифферента судна, воздействие последствий аварийного случая, волнения и Еетра, когда в результате ударов о борт и о еоду при спуске возможны повреждения спасательшх средстЕ и травмирование находящихся в них людей. Принятая низкая скорость травления шлюп-талей (0,3−0,6 м/с по правилам Регистра СССР) особенно обостряет проблему спуска спасательных шлюпок со специализированных судов, обычно высокобортных с точки зрения еысоты размещения шлюпок. Доля таких судов в составе флота постоянно растет и е том числе безотсечных, не обеспеченных непотопляемостью (все еиды ролкеров), а, следовательно, имеющих повышенную опасность для экипажей. Все это ставит проблему спасания людей с бедствующих морских судоЕ в ряд актуальных задач современного мореплавания.

Анализ особенностей совершенствования спасательного оборудования морских судов показьшает, что на его развитие всегда влияли дЕа противоречивых фактора. С одной стороны — это необходимость спасательных средств на судне, что увеличивает его строительную стоимость и эксплуатационные расходы, и с другой — малая вероятность практического использования этих средств, что вызывает стремление у судовладельцев снизить непроизводительные расходы. Роль экономического фактора настолько велика, что уже в течение длительного времени он является своеобразным тормозом в использовании достижений научно-технического прогресса для совершенствования спасательных средств морских судов. Достаточно убедительным подтверждением данного положения является, во-перЕых, сам факт незначительного прогресса в техническом исполнении и в повышении надежности спасательных средств на фоне современных достижений е области судостроения, и, во-Еторых, факт весьма медленного совершенствования технико-эксплуатационных требований к этому оборудованию. При многократных и существенных изменениях общего содержания Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОМС) эволюция правил и требований в части спасательных средств происходила замедленными темпами. В результате длительных диасуссий в Меддународной морской организации (ИМО) по пересмотру Главы Ш «Спасательные средства в т.д.» действующем конвенции СОЛАС-74 в качестве основных средств на судах по-прежнему предусматриваются спасательные штопки тросового спуска и надувные плоты. Вступление новой главы в силу предполагается в 1986 году, а сохранение традиционного спасательного оборудования можно прогнозировать на 10 — 15 лет — обычный срок до еле, дующего пересмотра положений конвенции. Актуальность проблемы «стоимость-польза» подтверждается отсутствием массового внедрения в мировом флоте материалов патентной и специальной литературы, содержащих идеи и проработки кардинально новых ендов судовых средств коллективного спасания. Новые проекты, как правило, отличаются сложностью устройств, Еызьшающей неудобства по их обслуживанию и содержанию в морских условиш:. Зачастую такие проекты предусматривают значительные архитектурно-конструктивные изменения на судне, а их реализация характеризуется большими расходами и длительными сроками.

Принимая ео внимание вышеизложенное и исходя из рабочей гипотезы о принципиальной возможности осуществления традиционного тросоЕого спуска закрытых спасательных шлюпок с высокобортных судов, исключающего опасные для шлюпки и находящихся в них людей удары о борт судна и о еоду при неблагоприятных морских условиях, была сфор?/(улирОЕана цель настоящего исследования: обоснование требований к спасательным шлюпкам для обеспечения безопасной эвакуации людей с высокобортных судоЕ.

В задачи исследования еходили:

— анализ состаЕа транспортных судоЕ Ь1инморгплота по Еысоте размещения спасательных шлюпок;

— анализ воздействий ударных перегрузок на организм человека .для определения допустимых норм применительно к условиям.

ЕСпользования судовых спасательных шлюпок;

— оцешса опасности удароЕ спасательной шлюпки о борт и о воду при спуске с высокобортного судна в экстремальных морских условиях и определение минимально необходимой скорости тросового спуска, исключающей такие удары;

— теоретические и экспериментальные определения скоростей приводнения спасательных шлюпок и возникающих при этом ударных ускорений;

— разработка технических предложений по совершенствованию судовых спасательных шлюпок для повышения надежности и безопасности их тросоЕого спуска на воду;

— разработка рекомендаций по использованию спасательных шлюпок на еысокобортных судах и по испытаниям голоеных образцов шлюпок.

Тема диссертационной работы относится к основным направлениям исследований плана научно-исследовательских работ Минмор-флота по проблеме 5.1 «Повышение безопасности мореплавания». Диссертация является составной частью плановых тем:

— Совершенствование судовых спасательных средств IT й 78 005 270 (1978;1980 г. г.);

— Охрана человеческой жизни на море, ГР J5 81 068 926 (19 811 985 г. г.);

— Подготовка материалов для комитета по безопасности на море МО и его органов, ГР J5 81 068 928 (I98I-I985 г. г.).

Автор является руководителем ДЕух первых тем и ответственным исполнителем ряда работ, содержание которых еошло в настоящее исследование.

Основные результаты диссертационной работы:

1. G учетом данных статистики морских аварий, качественных изменений архитектуры и конструкции современных морских судов, состояния их спасательных средств и оборудования, а также пересмотра е ИМО международных требований к ним, обоснована актуальность задали обеспечения безопасной эвакуации людей с судов при бедетени на море.

2. На основании анализа результатов исследований и практических наблюдений отечественных и зарубежных специалистов по определению влияния ускорений ударного характера на организм человека показана необходимость защиты людей е судовых коллективных спасательных средствах от Ередного влияния ударных перегрузок, возникающих при спуске этих средств на воду в штормовых условиях. Рекомендованы технические и организационные меры защиты.

3. В качестве исходных при проектировании судовых спасательных средств предложены допустимые нормы переносимости ударных перегрузок здороЕым человеком с учетом сохранения им работоспособности: по величине — менее 20-ти кратныхпо направлению воздействия.

— продольные (голова—^ таз) и поперечные (грудью спина).

4. Предложен способ инженерного расчета максимально возможных скоростей соударения с бортом судна спускаемой на талях спасательной шлюпки, позволяющий оценить опасность этой операции е условиях качки любого судна и на этом основании определить необходимость выполнения технических мер по обеспечению безопасного спуска шлюпок на еоду в штормовых условиях.

— 120.

5. Показана целесообразность повышения эффективности судового шлюпочного оборудования с тросовым спуском против реализации дорогостоящих и сложных проектов принципиально новых видое спасательных средств (ныряющая шлюпка-капсула, плот-каюта и т. д.).

6. Предложено увеличить скорость тросоЕого спуска спасательных шшопок до 3 м/с, против 0,3−0,5 м/с по правилам Регистра СССР, что позеолит исключить опасные удары шлюпки о борт и о воду с учетом высот их установки на современных высокооборотных судах.

7. Обоснованы рекомендации по практическому определению момента начала ускоренного спуска шлюпки с учетом фазы и направления накренения судна.

8. Предложен графоаналитический способ определения скоростей приводнения спасательных шлюпок с учетом момента начала спуска, скорости вытравливания шлюп-талей, а также характеристик продольной и бортоЕой кашей высокобортного судна, Способ позеолил установить возможность значительного превышения в реальных условиях, той величины скорости, которую приобретает штопка при испытаниях на сбрасывание е воду по правилам Регистра СССР.

9. Получены аналитические выражения для определения ударных ускорений, возникающих при приводнении спасательных шлюпок, в зависимости от килеватости их корпуса, массы и скорости соударения с поверхностью еоды, а с учетом допустимых норм переносимости ударных перегрузок организмом человека определены предельно допустимые скорости приводнения отечественных типое спасательных шлюпок. Установлено, что в реальных условиях эти значения допустимых скоростей могут быть значительно превышены, причем в большей степени при спуске шлюпок с принятыми на практике скоростями (около 0,5 м/с), чем с предложенной в настоящей работе — 3 м/с.

10. Подтверждены экспериментами теоретические еыеоды. Опытным путем установлены зависимости ударных ускорений, возникающих при приводнении крупномасштабной модели спасательной шлюпки, от скоростей ее соударения с неЕозмущенной поверхностью еоды, углов крена и дифферента.^{Экспериментально} установлено и оценено демпфирующее Елияние Еоздуха, ЕОЕлеченного в водную среду корпусом модели, на величину ударных ускорений.

11. Предложен эмпирический параметрический коэффициент для учета демпфирующего елияния Еоздуха е расчетах по определению ударных ускорений при приводнении спасательных пшопок.

12. С целью обеспечения безопасной эвакуации людей судовыми спасательными шлюпками при бедствии в штормовых условиях обоснованы технические решения по модернизации отечественных шлюпок:

— увеличение килеватосте корпусов шлюпок с 4−10°, как принято е существующих конструкциях, до 20°;

— оборудование корпусов шлюпок выступающими снаружи дополнительными килями.

Оба решения позволяют снизить как ударные нагрузки приводнения на конструкцию шлюпки, так и ударные перегрузки на находящихся в них людей.

Целесообразное сочетание обеих решений позеолит создать шлюпку сбрасьшаемого типа, что еще е большей степени поеысит эффективность спасания людей.

13. Выеоды и рекомендации, содержащиеся е работе, предназначены для проектных организаций, связанных с созданием судоеых спасательных средстЕ, для Регистра СССР е деле совершенствования нормативных эктое по судоЕому спасательному оборудованию (приемка образцов, испытания), а также для судоводителей морских судов.

— 122.