KOTWICZENIE I MANEWROWANIE Z KOTWICAMI

Kotwiczenie jako jeden z ważnych elementów manewrowania statkiem - pojęcia i zasady podstawowe.

Istnieje bardzo wiele sytuacji w żegludze, gdzie posiadanie i umiejętne użycie kotwicy, czy kotwic jest niezbędne dla zachowania bezpieczeństwa żeglugi, lub dla wykonania określonych zadań.

Tak, więc kotwica może pomóc nam w uniknięciu niepożądanego ruchu statku, zatrzymaniu statku w wypadku niewydolności maszyny (awaria), utrzymaniu statku na określonej pozycji w momentach wyczekiwania, jak i w manewrach portowych dla zmniejszenia szybkości lub nadania właściwego kierunku pożądanego zwrotu na małej przestrzeni.

Znajomość własnego urządzenia kotwicznego i umiejętność wykorzystania go we właściwych sytuacjach i momentach, ma kapitalne znaczenie dla kapitana czy oficera, który wykonuje manewry kotwicą na zlecenie z mostka.

Z orzecznictwa Izb Morskich jasno wynika, że właściwe użycie kotwic wielokrotnie uratowało statek od kolizji, czy też zmniejszyło skutki kolizji już nieuniknionej.

Z tegoż samego orzecznictwa wynikły też i negatywne wnioski, z których najbardziej bolesnym było stwierdzenie słabej znajomości urządzeń kotwicznych i umiejętności manewrowania za pomocą kotwic przez nawigatorów.

KOTWICE

Każdy statek, bez względu na wielkość i przeznaczenie musi być i jest, zgodnie z przepisami wszystkich instytucji klasyfikacyjnych, wyposażony w kotwice. Ilość i wielkość kotwic zależna jest głównie od wielkości statku i jego przeznaczenia.

W większości wypadków dla statków morskich wymagane są, co najmniej dwie kotwice. Są to przeważnie kotwice dziobowe prawej i lewej burty. Wiele statków posiada też, jako trzecią, kotwicę rufową. Przepisy PRS, jak i wielu innych instytucji klasyfikacyjnych, dla wielu statków morskich wymagają posiadania kotwicy zapasowej. Często kotwica ta zwana jest „zawoźną”, i w ekstremalnych sytuacjach może zastąpić zgubioną kotwicę podstawową. Ta dodatkowa kotwica może być użyta do celów manewrowych przy zejściach z mielizny, cumowania do krawędzi pól lodowych lub dużych kier, jak i do innych celów gdzie jej użycie wydaje się uzasadnione.

Wszystkie kotwice, bez względu na wielkość, typ i kształt, umiejscowienie na statku i ich przeznaczenie podlegają klasyfikacji przez instytucje klasyfikacyjne (PRS, Lloyd, Veritas itp.). Klasyfikacji i określonym przeglądom okresowym podlegają również łańcuchy i liny kotwiczne, jak i urządzenia do opuszczania i podnoszenia kotwic (windy kotwiczne różnych typów).

W zależności od wielkości i przeznaczenia statku możemy spotkać się z bardzo różnorodnymi odmianami kotwic, ale w praktyce najczęściej spotykanymi kotwicami będą kotwice „Admiralicji”, „Halla” i „Danfortha”. Kotwice „Admiralicji”, te najbardziej klasyczne, spotkamy w zasadzie jedynie na niewielkich jednostkach, jachtach i kutrach, lub jako zapasowe t.zw. „zawoźne”, na jednostkach większych. Najpowszechniej spotykanymi kotwicami są wszelkie odmiany kotwicy patentowej Halla - odmiany tej kotwicy, to przede wszystkim kotwice Bayera, Martina, Taylora, Admirality Standard Stckless - A.S.S. Do nowszych rozwiązań należą kotwice Danfortha i Matrosowa, oraz kotwice Stokesa i patentowa Admiralicji A.C.14.

Każdy typ kotwicy ma swoje określone cechy, które predysponują je do określonych zadań, jakie wyznaczył im armator, konstruktor i budowniczy.

Podstawowym elementem określającym wartość kotwicy jest jej siła trzymania, którą wyrażamy wielokrotnością siły ciężkości (ciężaru) kotwicy.

Siła trzymania kotwicy zagrzebanej zależna jest od:

• Rodzaju kotwicy

• Rodzaju gruntu

• Kąta, jaki tworzy opuszczony łańcuch z trzonem leżącej kotwicy (z gruntem).

Wartości wskaźników trzymania kotwicy w zależności od rodzaju gruntu, w różnych tabelach, mogą odbiegać od rzeczywistych do 20%, w zależności od spoistości opisanego gruntu (np. żwir może być drobny, bardzo drobny i gruby) w tabeli (i na mapach) będzie występował najczęściej pod jedną nazwą „żwir”.

MANEWRY

W praktyce manewrowej możemy spotkać się z następującymi okolicznościami, kiedy zastosowanie kotwic do manewrów jest uzasadnione:

• Kotwiczenie w celu postoju

• - reda

• - awanport

• - rzeka

• - inne miejsce wyznaczone na postój wyczekujący

• Włóczenie lub dragowanie kotwicy

• - zwiększenie zwrotności

• - przeciwdziałanie niekorzystnemu dryfowi

• Awaryjne zatrzymanie statku

• Wykorzystanie kotwic w manewrach portowych

• - podchodzenie do nabrzeża

• - odchodzenie od nabrzeża (kiedy kotwica rzucona była przy podchodzeniu)

• - obracanie statku na małych przestrzeniach kanałów portowych czy w innych miejscach o ograniczonym obszarze.

Tak włóczenie, jak i awaryjne zatrzymanie statku dostępne jest w zasadzie dla statków o tonażu do 50 000 brt. Rzucanie kotwic w ruchu na statkach większych, grozi zerwaniem łańcucha.

Dla wyznaczania niezbędnej długości łańcucha możemy znaleźć w dokumentacji statkowej stosowne wykresy, ale z wystarczającą dokładnością, tą konieczną długość możemy wyznaczyć z zależności:

L = k√ho

Gdzie:

• L = długość łańcucha [m]

• K = współczynnik zależny od rodzaju stali z jakiej wykonany jest łańcuch kotwiczny

• - dla stali miękkiej = 25

• - dla stali zgrzewanej = 28

• - dla stali kutej = 39

• ho = głębokość akwenu kotwiczenia [m]

MIEJSCE KOTWICZENIA

Dogodne miejsca kotwiczenia z zasady są określone w publikacjach nawigacyjnych takich jak mapy morskie, locje czy w innych informatorach lokalnych o rejonie żeglugi wydawanych przez organy administrujące dany rejon (Urzędy Morskie, Kapitanaty, służby graniczne czy stacje pilotowe).

Generalnie należy stosować się do zaleceń władz miejscowych, które z zasady ściśle określają miejsce naszego postoju na kotwicy.

Zdążają się jednak sytuacje, a szczególnie w rejonach mało uczęszczanych i słabo administrowanych przez władze państwa nadbrzeżnego, gdzie brak jest określonych kotwicowisk i musimy samodzielnie wybrać miejsce gdzie rzucimy kotwicę.

Kryteria dla wyboru miejsca to przede wszystkim:

• Długość posiadanego na burcie do wyrzucenia łańcucha kotwicznego (przęsło = 15 sążni = ok. 27,5 m)

• Głębokość stosowna do naszych możliwości kotwiczenia

• - minimalna głębokość zapewniająca bezpieczne kotwiczenie

• dla statków średniej wielkości to

G= T+2/3h+0,6 [m]

Gdzie:

T = maksymalne , możliwe zanurzenie statku

H = maksymalna możliwa wysokość fali w danych warunkach w rejonie kotwiczenia.

0,6 = niezbędny zapas wody pod kilem, który na wodach pływowych powinien być przyjęty do średniej niskiej wody syzygijnej („0” mapy). Gdy planujemy dłuższy postój i trudno nam określić przyszłościowe warunki, należy przyjmować zapas wody pod kilem większy - np. 1,6

• - maksymalna głębokość do kotwiczenia dla naszego statku, zależna od długości posiadanego łańcucha przy generalnym założeniu:

• H = 25 m - długość łańcucha 4 x H

• H = 25-50 m - długość łańcucha 3 x H

• H = 50-100 m - długość łańcucha 2 x H

• Typ kotwicy

• Rodzaj stali, z jakiej wykonany jest łańcuch kotwiczny (informacja w ateście)

• Rodzaj dna (gruntu) - informacje na mapach i w locjii

• - piasek

• - żwir

• - glina

• - kamienie

• - skała pokryta iłem

• - mieszaniny w/w

Klasyfikacja gruntu pod względem przydatności do kotwiczenia przedstawia się następująco:

• - dobry grunt

• glina z domieszka pisku

• gęsty muł

• gęsty ił

• - średni grunt

• rzadki ił

• ił z piaskiem

• drobny piasek

• gruby piasek

• żwir

• muszle

• - grunt nieodpowiedni do kotwiczenia

• drobne kamienie

• duże kamienie

• skała

• lawa wulkaniczna

• wystające progi skalne

• dno bardzo nierówne z rozpadlinami

• Przewidywane zmiany poziomu wody w okresie kotwiczenia (pływy)

• Prądy stałe i lokalne

• Aktualna i przewidywana pogoda

• Przeważające wiatry

• Ewentualne wystąpienie zalodzenia rejonu

• Określenie koniecznej przestrzeni dla kotwiczenia uwzględniając wielkość łukowania statku, czy jego ewentualny obrót - cyrkulację.

• - Rcyrkulacji = L + a + ∆L [m]

gdzie:

• L = długość statku [m]

• a = długość rzutu wyluzowanego łańcucha [m]

• ∆L = długość łańcucha, na jaką może być wyluzowany łańcuch przy pogarszającej się pogodzie.

Dla zwiększenia bezpieczeństwa zamiast „a” możemy podstawiać do wyliczenia „l” = długość wyluzowanego łańcucha.

Za całkowicie bezpieczną odległość między statkami kotwiczącymi na jednym kotwicowisku przyjmuje się dystans równy sumie cyrkulacji dwóch najbliższych statków. Praktycznie jest to jednak niemożliwe do zastosowania z uwagi na ograniczone obszary wielu kotwicowisk. Przyjęto zasadę przyjmowania minimalnej odległości miedzy statkami jako równą cyrkulacji statku większego. W większości wypadków statki obracają się na kotwicach pod wpływem prądów i wiatrów podobnie. Jeśli mamy doczynienia z kompletną flautą i bezprądziem, możliwe jest ustawienia się statków rufami. W takich wypadkach (bardzo rzadkich) łańcuchy kotwiczne, które powiększają wówczas swój zwis powodują zbliżenie się statków do miejsc rzucenia kotwic. Istnieje też możliwość znacznego skrócenia łańcuchów na statkach kotwiczących. Dlatego niezmiernie ważnym jest właściwe pełnienie wacht kotwicznych.

• Określenie niebezpieczeństw nawigacyjnych w rejonie planowanego kotwiczenia

• - bliskie mielizny

• - nadwodne skały

• - podwodne skały

• - wraki widoczne

• - wraki niewidoczne

• - inne zagrożenia (np. farmy rybne, plantacje glonów, rozstawione sieci zastawne, itp.)

• Identyfikacja widocznych punktów nawigacyjnych ułatwiające określenie pozycji i śledzenie ewentualnych zmian pozycji podczas kotwiczenia - ważne też dla starannego określenia szybkości nad dnem podczas manewru cumowania.

• - wyraźne, nie budzące wątpliwości, co do identyfikacji, stałe punkty na ladzie

• Cyple

• Wystające skały

• Latarnie

• Inne znaki nawigacyjne widoczne z pozycji kotwiczenia

• - znalezienie i zidentyfikowanie ponad wszelka wątpliwość punktów do nawigacji radarowej

• Identyfikacja miejsca kotwiczenie pod względem współużytkowania

• - ilość statków kotwiczących w wybranym przez nas rejonie

• - wielkość statków kotwiczących w wybranym przez nas rejonie

• - skalkulowanie myszkowania i obracania się statków podczas zmian prądów pływowych w wybranym przez nas rejonie - przybliżone określenie cyrkulacji stojących na tym samym kotwicowisku statków.

• Wskazanym jest porozumienie się z najbliższym statkiem, obok którego zamierzamy stanąć, pytając go przez radiotelefon o długość wypuszczonego łańcucha.

Powyższy przykład wyliczenia sił działających na łańcuch kotwiczny i siły trzymania kotwicy, przy zmianach obciążenia na skutek cumowania do burty drugiego statku (np. tankowanie na redzie z bunkierki, czy tankowca) wskazuje, iż siła trzymania kotwicy jest większa od sumy sił wytworzonych działaniem prądu na oba statki. Dla uzyskania wymienionej siły konieczne jest na akwenie o głębokości 30 m zgodnie z krzywymi na rys. MS 306, wyluzowanie 210 m łańcucha (ok.8 szkli).

KOTWICZENIE NA POZYCJI WYCZEKIWANIA (REDA).

Po wybraniu miejsca kotwiczenia i przeprowadzeniu analizy stosownie do dobrej praktyki morskiej (wskazówek w/w) rozpoczynam manewry. Dla właściwego wykonania manewru kotwiczenia wykonujemy następujące czynności:

• Określamy w zależności od okoliczności pozycję kotwiczenia.

• Wchodzimy statkiem na stosowny kurs

• - jeżeli sytuacja nawigacyjna na to pozwala to najczęściej pod wiatr i prąd, lub na kierunku wypadkowym do obu tych czynników. Ułatwia to zatrzymanie się statku i prawidłowe ułożenie łańcucha.

• - redukujemy szybkość stopniowo do PN - WN - BWN - Stop

• - należy pamiętać, że każde zwolnienie przy wietrze i prądzie, jeśli występuje, powoduje zwiększenie dryfu i należy to skalkulować przed rozpoczęciem podchodzenia do pozycji kotwiczenia tak, aby nie znaleźć się na niekorzystnym względem wiatru i prądu, kursie w pozycji planowanego rzuceni otwicy.

• Przed dojściem do planowanej pozycji kotwiczenia statek winien być zatrzymany manewrem „Wstecz”.

• - w praktyce, jeśli dostatecznie wcześnie zwolniliśmy, to do zatrzymania statku na odległości jednej długości statku wystarczy manewr „PW”.

• Po stwierdzeniu rzeczywistego zatrzymania się statku dajemy komendę do rzucenia kotwicy.

• - jeżeli kurs podejścia do miejsca kotwiczenia nie był przeciwny wiatrowi, to wskazane jest rzucanie kotwicy nawietrznej, co zabezpieczy statek przed dryfowaniem na łańcuch kotwiczny i wchodzenie jego pod stewę dziobową i łamaniem, zanim statek ustawi się stosownie do warunków - wiatru i prądu.

• Przy rzucaniu utrzymujemy maszynę w pracy wstecz - najczęściej „BWW”.

• - utrzymanie bardzo wolnego ruchu statku wstecz jest konieczne dla zagrzebania kotwicy w gruncie i prostego ułożenia łańcucha na dnie.

• Sposoby luzowania łańcucha w zależności od jakości i standardu urządzeń kotwicznych (kotwica, łańcuch, winda) sa następujące:

• - nadmierna szybkość luzowania łańcucha, brak kontroli nad jego wybieganiem, może doprowadzić do:

• Nadmiernego rozpędzenia łańcucha

• Awarii hamulca

• Straty kotwicy

• Straty łańcucha

• Zerwania haka w komorze kotwicznej

• Uszkodzenia samej windy kotwicznej

• Uszkodzeniu samej kotwicy uderzającej ze zbyt dużą szybkością (siłą) o nieprzewidywalne, zbyt twarde miejsca na dnie (kamień, skała wystająca z piaszczystego, czy innego miękkiego gruntu)

• - do 20 m głębokości kotwicę można rzucić bezpośrednio z wysokości kluzy na grunt poprzez zluzowanie odpowiednie hamulca.

• - do 30 m głębokości kotwicę najpierw popuszczamy za pomocą windy tak, aby skryła się pod powierzchnię wody; kotwica zanurzona w wodzie traci na ciężarze i dlatego późniejsze jej popuszczanie z hamulca nie spowoduje nadmiernej szybkości luzowania jak przy rzucaniu z wysokości kluzy

• - przy głębokościach 30-80 m popuszczamy kotwicę tak, aby znalazła się ona mniej więcej 10 m nad dnem i dopiero potem luzujemy z hamulca.

• - na głębokościach większych niż 80 m całą długość łańcucha, do momentu zetknięcia się kotwicy z gruntem, wypuszczamy za pomocą windy.

Przy każdej z powyższych metod zatrzymujemy wydawanie łańcucha po wyluzowaniu długości równej półtorej (1,5) odległości od kluzy do dna (głębokość + wysokość kluzy nad powierzchnią wody x 1,5). Chwilowe zatrzymanie luzowania ma na celu zagrzebanie kotwicy w gruncie i ułożenie trzonu i łańcucha zgodnie z kierunkiem cofania się statku.

Niezwykle ważnym elementem dla bezpiecznego rzucania kotwicy jest szybkość, przy jakiej wykonujemy ta czynność. Nie zawsze udaje się to przy całkowitym zatrzymaniu. Statek z zasady przesuwa się wzglądem dna pod działaniem prądu czy wiatru i choć pozornie - po obserwacji wody przyburtowej - stoimy to względem dna możemy przesuwać się nawet znaczną szybkością. Dlatego ruch statku musimy kontrolować wzglądem stałych punktów namiarowych czy innych urządzeń, które pozwalają nam określić ruch statku - kierunek i szybkość, względem dna.

Energia kinetyczna statku przy kotwiczeniu zamienia się w energię zrywającą łańcuch kotwiczny w momencie, kiedy kotwica zagrzebie się w grunt. Porównanie wielkości sił zrywających z wytrzymałością łańcuchów kotwicznych wskazują na poważny wzrost ryzyka zerwania łańcucha wraz ze wzrostem wielkości statków. Praktyka wskazuje, że z zerwaniem łańcucha należy się liczyć na statkach większych jak 50 000 t i w związku z tym, zaleca się na takich statkach, szczególną ostrożność i stosowanie się jak tylko to jest możliwe do generalnych, wypraktykowanych zasad kotwiczenia.

Na każdym statku jest możliwe wykonanie obliczeń dla określenia maksymalnej szybkości, przy której nie nastąpi zerwanie łańcucha.

V = √2F/ρLT(δB+0,785T)

Gdzie:

• v = prędkość zrywająca łańcuch kotwiczny [m/s].

• F = siła zrywająca łańcuch kotwiczny w/g świadectwa próby [kG], [Nm].

• ρ = gęstość wody zaburtowej:

• woda słodka ρ = 102,0 kG s²/m (1000,62 kg/m³)

• woda słona ρ = 104,8 kG s²/m (1028 kg/m³

• L = długość statku między pionami [m]

• T = średnie zanurzenie statku [m]

• δ = współczynnik pełnotliwości kadłuba

• B = szerokość statku [m]

Dla podniesienia bezpieczeństwa ustalono współczynnik dla określenia szybkości bezpiecznej i wynosi on 0,5 tak, więc:

Vbezpieczna = 0,5V

Gdszie:

• Vbezpieczna = prędkość bezpieczna [m/s]

• V = prędkość zrywająca łańcucha [m/s]

Powyższe wyliczamy dla pewnych założeń:

• rzucamy jedną tylko kotwicę

• prędkość dotyczy momentu kiedy kotwica uderza o dno

• kotwica nie podlega włóczeniu, lecz zaczepia się natychmiast o grunt.

Współczynnik bezpieczeństwa 0,5 ma zastosowanie do nowych, nie wypracowanych łańcuchów kotwicznych. Jeżeli mamy świadomość, że nasz łańcuch kotwiczny jest w nienajlepszej kondycji (odległy czas od ostatniego stoczniowego przeglądu), należy ten współczynnik znacznie zmniejszyć (np. 0,2 - 0,4)

Wszelkie tabele i teoretyczne wyliczenia w tym zakresie należy traktować z należytą ostrożnością - dla ogólnej orientacji w wielkościach występujących sił i zagrożeń.

Dobra praktyka morska, która jest najczęściej podstawą do podejmowania szybkich i właściwych decyzji, wskazuje, że szybkość statku w momencie kotwiczenia, bez względu na kierunek ruchu, nie powinna przekraczać 1-go węzła, a bardzo dużego statku, praktyczną maksymalną szybkością kotwiczenia jest 0,6 węzła.

Biorąc pod uwagę zagrożenia wynikające z nadmiernych szybkości przy kotwiczeniu, należy zawsze starannie tą szybkość nad dnem pomierzyć. W dzisiejszej nawigacji problem ten rozwiązują nam nowoczesne urządzenia nawigacyjne, ale gdy ich na burcie nie mamy, musimy sięgnąć do najstarszych, dobrze sprawdzonych metod:

• dowolnie wybrane, korzystne dla położenia statku nabieżniki umożliwiające w miarę szybką orientacje o kierunku ruchu i szybkości statku.

• jeżeli występują prądy i nie mamy możliwości dokładnego i szybkiego określenia się - brak nabieżników, punktów namiarowych - to dla bezpieczeństwa wypuszczamy łańcuch równy 1,5 odległości kluzy od dna - ta długość łańcucha nie spowoduje zagrzebania się kotwicy w gruncie - włóczenie kotwicy złagodzi ewentualne gwałtowne szarpnięcia przy zbyt dużej szybkości i wyhamuje statek.

CD - MSM 017

Szkoła Morska - 81-340 Gdynia, Hryniewickiego 10 *szkoł[e-mail]

MANEWROWANIE STATKIEM MORSKIM

Kpt.Ż.W. Tomasz Sobieszczański *[e-mail]

KONSPEKT 15/15

LOBO Strona 15 05-02-16

MSM 016 - KOTWICZENIE I MANEWROWANIE Z KOTWICAMI

---