футовая части представляют собой жестко связанные металлические конструкции. У гибких тралов тралящая и футовая части изготовлены из металлических тросов с грузами и поплавками. Полужесткими тралами называют конструкции, у которых одна часть жесткая, а другая гибкая. Устройство и правила эксплуатации механических тралов излагаются в Правилах гидрографической службы.
Жесткие тралы обеспечивают наибольшую точность траления и поэтому их используют для обследования особо важных акваторий со сложным рельефом дна, если
впоследующем здесь предполагается плавание кораблей с осадкой, при которой остается малый запас воды под килем. Наибольшее применение на практике получили жесткий трал Котельникова и жесткий буксируемый трал. Гибкие тралы менее точны и применяются в районах, где траление можно производить с определенным запасом глубины. Тактико-технические данные некоторых гидрографических тралов приведены
втабл. 6.
Таблица 6
Тактико-технические данные гидрографических тралов
Глубина
Длина
Ср. кв. погрешность
Скорость
Наименование трала
тралящей
mтс удержания трала
траления, м
хода, уз
части, м
на глубине, м
Жесткий буксируемый трал
12
30
0,1
4 - 6
Жесткий трал Котельникова
12
18
0,15
2,5
Полужесткий
20
18
0,15
3
гидрографический трал
Полужесткий катерный трал
6 - 7
20 - 25
0,25
5
Ручкина
Гибкий буксируемый трал
14
120 - 160
0,5 - 1,0
5 - 8
Гибкий буксируемый
12
25 - 30
0,5
6 - 8
змейковый трал
Помимо степени жесткости гидрографические тралы различают:
—по способу перемещения — соединенные с тралящим кораблем и буксируемые (одинарные и парные);
—по размерам — судовые, катерные и шлюпочные;
—по назначению — морские, речные и подледные.
Даже краткая характеристика основных типов гидрографических тралов показывает, что каждый из них имеет определенные положительные качества и недостатки. Так, жесткие тралы обеспечивают большую надежность обнаружения подводных опасностей и позволяют с большой точностью удерживать тралящую часть на заданной глубине. Однако небольшие размеры тралящей части и ограниченные глубины, на которые она может опускаться, сужают возможности использования этих тралов. Гибкие тралы имеют широкую тралящую часть, но точность удержания ее на заданной глубине низкая.
Для производства траления необходимо выбирать такой трал, который по своим свойствам обеспечивает в данных конкретных условиях наиболее эффективное решение задачи траления при соблюдении необходимой точности.
§ 65. ПРОИЗВОДСТВО ГИДРОГРАФИЧЕСКОГО ТРАЛЕНИЯ
1. Общие положения
Гидрографическое траление должно быть выполнено с соблюдением следующих основных требований:
1)в пределах всей назначенной акватории обследование тралами должно быть сплошным, без разрывов или пропусков;
2)протраленный район должен быть привязан в плановом отношении к опорной геодезической сети;
3)глубина траления должна быть дана относительно принятого нуля глубин;
4)в границах всей протраленной акватории глубины, отсчитанные от принятого нуля глубин, должны быть не менее глубины траления.
Для выполнения первого требования — обеспечения неразрывности траления — тральные галсы располагают так, чтобы перекрытие между смежными тральными полосами гарантировало отсутствие пропусков с достаточной степенью вероятности.
Тральным галсом называют путь гидрографического судна, пройденный в одном направлении с действующим тралом. Площадь обследования тралением на одном галсе называется тральной полосой. Очевидно, чем точнее проложены тральные галсы, тем меньшее перекрытие будет гарантировать неразрывность смежных тральных полос.
Таким образом, выбор способов проложения тральных галсов и установление необходимого перекрытия между смежными тральными полосами составляет важнейший элемент методики гидрографического траления.
Для выполнения второго требования — привязки к геодезической сети — должно быть предусмотрено создание соответствующей плановой основы.
Третье требование — отнесение глубины траления к нулю глубин — вызывает необходимость установления в районе работ положения нуля глубин и приведения глубины траления к принятому нулю. Глубиной траления называют углубление трала, приведенное к принятому нулю глубин и уменьшенное на величину поправки за точность удержания трала на глубине.
Четвертое требование — чтобы в границах всей протраленной акватории глубины, отсчитываемые от принятого нуля глубин, нигде не были меньше заданной глубины траления — вытекает из задачи гидрографического траления — обеспечение навигационной безопасности плавания в пределах протраленной акватории для кораблей с осадкой, не превышающей глубины траления.
В организационном отношении траление, как и другие гидрографические работы, делится на три этапа:
—подготовительный;
—производство работ;
—обработка полученных материалов.
Основным содержанием подготовительного этапа является создание плановой основы, выбор, установка и исследование тралов, подготовка тральных планшетов,
организация уровенных наблюдений.
На этапе производства работ плавсредства с тралами, установленными на заданную глубину, обследуют последовательно весь район, двигаясь по линиям тральных галсов, обеспечивающих сплошное без пропусков покрытие всей акватории.
При задевании трала немедленно стопорят машину, дают ход назад для быстрой остановки судна и сбрасывают буек или вешку. Место задевания определяют и наносят на планшет, а затем тщательно обследуют с целью установления характера опасности, ее границ и наименьшей глубины. При необходимости уточнение этих данных производят с помощью водолазов или аквалангистов. Место наименьшей глубины определяют с наиболее возможной точностью и наносят на планшет.
В зависимости от глубин, типа тралов и размеров акватории траление может осуществляться одним судном или группой судов. При тралении несколькими судами, составляющими тральный ордер, повышается производительность работ, а увеличение ширины тральной полосы позволяет иметь большее перекрытие, что весьма желательно при обследовании районов, где не может быть обеспечена высокая точность проложения тральных галсов.
Тралящие соединения движутся чаще всего строем уступа или клина. При этом головное судно удерживается на линии галса назначенным способом, а все другие сохраняют свое место относительно головного. В отдельных случаях и головное и концевые суда могут определять свое место на линии галса независимо друг от друга. Строй уступа применяется в тех случаях, когда тралению подлежат обширные акватории. Строй клина целесообразно использовать для траления отдельных, вытянутых в одном направлении акваторий (фарватеры, каналы), когда общая ширина тральной полосы позволяет выполнить траление одним галсом.
Обработка материалов траления является завершающим этапом. Ее цель состоит в окончательном установлении границ и наименьшей глубины траления.
Документом, подтверждающим, что на всей акватории траление выполнено без пропусков, служит отчетный планшет. С этой целью на него после тщательной проверки журналов и рабочего планшета наносятся линии галсов и границы тральных полос. Каждое определение места оконтуривается кружком и закрепляется тушью. Центры определений соединяются сплошной линией, вычерчиваемой тушью. Границы тральной полосы наносятся относительно линии галса.
Границы протраленного района устанавливаются лишь после того, как проверка перекрытия всех смежных тральных полос покажет, что нигде на всей площади траления нет разрывов, а места задеваний тралов тщательно обследованы и определены их наименьшие глубины. Контур границ протраленного района обводится на планшете жирной чертой красного цвета.
Глубина траления оконтуренной площади принимается равной наименьшей глубине погружения тралящей части тралов за весь период траления.
После вычерчивания планшета составляется технический отчет, в котором производится подробный анализ и дается оценка выполненного траления. Если траление на всей заданной акватории производилось по вехам, то отчетный планшет не составляется. В этом случае к техническому отчету прилагаются схема траления и
детальные расчеты по определению перекрытия смежных тральных полос.
2. Ширина тральной полосы
Ширина тральной полосы, измеряемая расстоянием между ее границами по нормали к линии галса, является одной из основных характеристик тралов и весьма важным критерием надежности и эффективности данного способа траления.
Ширина тральной полосы жестких тралов равна длине тралящей части (если отсутствует снос). Для гибких тралов ширина тральной полосы меньше длины тралящей части и зависит от скорости и способа буксировки, а также конструктивных особенностей трала.
При тралении соединением судов ширина Т тральной полосы определяется по расчету как расстояние D по траверзу между диаметральными плоскостями крайних в ордере судов, увеличенное на половину ширины LI тральной полосы каждого из судов,
T
D
1
(L
2
1
L
2
)
.
3. Планшеты траления
Отчетные и рабочие планшеты траления изготовляются только на жесткой основе и разбиваются в проекции Гаусса. Размеры рамок и нарезка планшетов траления выбираются без стандартных ограничений, применительно к конфигурации района. При этом в отличие от планшетов съемки здесь устанавливается обязательное перекрытие на величину, равную расстоянию между смежными определениями места на тральном галсе.
Масштабы планшетов подбирают так, чтобы погрешности прокладки не приводили к заметному увеличению перекрытия тральных полос, а ширина тральных полос изображалась на них отрезками не менее 4мм. На рабочие планшеты траления наносят сетки изолиний и другие элементы нагрузки с такой же тщательностью, как и на отчетные.
Для удобства прокладки курсов на планшеты траления наносят сетку меридианов или надписывают значение γ сближения меридианов и рассчитывают направления для прокладки пути корабля относительно километровой сетки.
Линия галса на планшете траления прокладывается путем соединения точек определения места прямыми отрезками или соответствует линиям створов, установленных для вождения судов.
Тральная полоса наносится на планшет относительно линии галса. При этом для жестких тралов, скрепленных с корпусом судна, в обе стороны от линии галса по нормали откладывается отрезок, равный
0,5П = 0,5Lcosс,
где с — угол сноса.
При тралении буксируемыми тралами необходимо учитывать также снос тралов относительно пути буксировщика, проложенного на планшет одним из указанных способов. В этом случае по нормали к линии пути буксировщика откладывается
отрезок, равный длине тралящей части, таким образом, чтобы середина его была смещена в направлении сноса на величину
b = Bsinβ
где b — линейное смещение центра тральной полосы относительно линии пути буксировщика;
В — расстояние от точки определения места на буксире до средней точки на трале, которая пеленгуется в процессе траления;
β— угол между линией пути буксировщика и направлением на среднюю точку трала.
§ 66. ПЛАНОВОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТРАЛЕНИЯ
Сплошное, без пропусков и разрывов обследование всей акватории может быть достигнуто только при надлежащем плановом обеспечении траления, включающем создание плановой основы, расчет необходимого перекрытия смежных тральных полос и выбор таких способов проложения тральных галсов, которые позволили бы выдержать расчетное перекрытие тральных полос. Рассмотрим подробнее эти главные элементы планового обоснования.
1.Плановая основа
Взависимости от удаления района траления, способов проложения тральных галсов и выбранного типа трала изменяются объем и виды геодезических работ. Однако во всех случаях должна быть создана геодезическая сеть, позволяющая с требуемой точностью определять место тралящих судов и прокладывать тральные галсы.
Вприбрежном районе такая сеть будет служить в качестве опорных пунктов для определения места тралящих судов. С целью увеличения дальности видимости опорных пунктов усиливается их обшивка, надстраиваются топовые фигуры и производится окраска знаков в зависимости от фона местности. В отдельных случаях опорные пункты могут устанавливаться на воде на предварительно забитых сваях или на ряжах. Расчет размеров знаков на опорных пунктах производится по формулам, приведенным в § 14.
Когда из-за удаленности района траление осуществляется на основе сплошного обвехования тральных полос, геодезические работы сводятся к надежному определению координат фундаментальных вех, установленных по границе района и разбивающих всю акваторию на простые геометрические фигуры.
Работы по созданию или сгущению геодезической сети выполняются способами, которые были рассмотрены в гл. 3, в соответствии с инструкциями и наставлениями по геодезическим работам.
2.Расчет перекрытия смежных тральных полос
Если бы запланированное расположение тральных полос осуществлялось на местности точно, то даже в том случае, когда кромки смежных полос лишь касаются
друг друга, можно гарантировать сплошное обследование всей акватории.
В действительности же неизбежные погрешности проложения галсов приводят к тому, что каждая из упомянутых кромок может отклониться от намеченного положения, вызвать разрывы между смежными тральными полосами и оставить участки, не обследованные тралами.
Наметим тральные полосы так, чтобы их смежные кромки заходили друг за друга, образовав некоторое перекрытие Р. И в этом случае каждая из кромок может отклониться от намеченного положения, но разрывы будут возникать лишь тогда, когда суммарное отклонение станет больше перекрытия Р. Следовательно, надежность неразрывного обследования всей акватории тралами определяется соотношением между погрешностями проложения тральных галсов и величиной перекрытия.
Будем полагать отклонения от трального галса случайными и подчиняющимися
нормальному закону. Обозначим через
E
E
2
E
2
T
T 1
T 2
суммарное среднее
квадратическое уклонение тральных полос 1 и 2 по нормали к тральному галсу, а через Р запланированную величину их перекрытия. В работе [11] показано, что при этих условиях вероятность неразрывности Рнер смежных тральных полос может быть определена по формуле
Р
Р
нер
0,5 Ф
ЕТ
(16.1)
где Ф — интеграл вероятности.
Воспользуемся этой формулой для решения весьма важной практической задачи: найдем, каково должно быть перекрытие для того, чтобы при известной погрешности проложения тральных галсов ЕТ обеспечивалась заданная вероятность неразрывности смежных тральных полос. Обозначим через КР отношение перекрытия к средней квадратической погрешности
К
Р
Р
Е
Т
(16.2)
и составим небольшую таблицу, показывающую, как изменяется вероятность Рнер в зависимости от этого отношения.
Таблица 7
Вероятность неразрывности Рнер в зависимости от КР
КР
0,1
0,5
1
2
3
4
Рнер
0,540
0,692
0,841
0,977
0,999
1,000
Задаваясь вероятностью Рнер, из таблицы найдем КР и тогда в соответствии с
Формула (16.3) является общей. При тралении соединением судов перекрытие может быть образовано кромками тралов ведущего судна или кромками концевого в строю судна, или их комбинацией. В зависимости от этого, а также от способа определения места концевым судном, расчет перекрытия производят по очевидным формулам, вытекающим из соотношения (16.3).
Так, в случае, когда ведущая и концевая кромки тральной полосы прокладываются на основе независимых определений, будем иметь
РК E 2 E 2
РTВ TК
(16.4)
где ЕТВ — средняя квадратическая погрешность проложения трального галса ведущим судном;
ЕТК — средняя квадратическая погрешность проложения трального галса концевым судном.
Обычно ЕТВ - ЕТК = Ет и тогда
Р = 1,4КРЕТ
(16.5)
В случае когда концевая кромка прокладывается по результатам определения места концевого судна относительно ведущего по пеленгу и расстоянию, формула для расчета Р примет вид
РК 2E 2 E 2
РTВ TКВ
(16.6)
где Еткв — средняя квадратическая погрешность определения места концевого судна по пеленгу и расстоянию относительно ведущего.
Погрешность Еткв вычисляется как погрешность по направлению через векториальные погрешности в соответствии с общей формулой (5.93)
ЕТКВ
(VП cos )
2
(VS sin )
2
(16.7)
где VП — векториальная погрешность пеленга;
Vs — векториальная погрешность расстояния;
а = 180°-qвк;
qвк — курсовой угол с ведущего на концевое судно. При образовании перекрытия концевыми кромками
Р К Р
2(ET2В ET2КВ )
(16.8)
Перекрытие тральных полос смежных судов внутри соединения при тралении жесткими тралами должно составлять 0,1 - 0,2, а для гибких одинарных тралов 0,3 - 0,5 длины тралящей части.
3. Способы проложения тральных галсов
На гидрографическом тралении используются следующие способы проложения галсов, рассмотренные в § 53:
—по компасу с корректировкой курса по определениям места;
—по створам;
—по направлениям, указываемым с теодолитного поста;
—по вехам.
Точность проложения трального галса определяется суммарной погрешностью, включающей погрешности определения места тралящего судна, погрешности удержания судна на тральном галсе, погрешности графической прокладки и некоторые другие.
Таким образом, критерием точности и в этом случае могут быть средние квадратические погрешности M, вычисляемые по формулам, полученным в гл. 6 - 11. Однако для траления целесообразно использовать среднюю квадратическую погрешность ЕТ по заданному направлению. Действительно, если в результате
предварительных расчетов окажется, что погрешность ЕТ значительно меньше погрешности М и ее использование позволяет уменьшить перекрытие смежных тральных полос, следует применить именно этот критерий точности. Отсюда вытекает и другой вывод: направление тральных галсов следует выбирать таким образом, чтобы они по возможности располагались вдоль большой оси эллипса погрешностей.
§ 67. ВЫСОТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТРАЛЕНИЯ
Для приведения глубины траления к установленному нулю глубин необходимо решить, по крайней мере, три задачи:
1)определить положение уровенной поверхности, принятой в качестве нуля
глубин;
2)организовать непрерывные наблюдения за колебанием уровня моря;
3)найти способ постоянного удержания трала на таком горизонте, который в любой момент будет соответствовать заданной глубине траления.
Что касается первых двух задач, то их реализация ничем не отличается от аналогичных работ на съемке рельефа дна. Третья задача обладает определенной спецификой и требует дополнительного изучения.
Заданной глубиной траления zо называют вертикальное расстояние от поверхности воды, принятой за нуль глубин, до горизонта, для которого требуется установить отсутствие или наличие подводных опасностей.
Для того чтобы тралящая часть постоянно удерживалась на этом горизонте, необходимо, очевидно, изменять ее углубление в зависимости от влияния причин, которые вызывают изменение положения тралящей части. При этом, учитывая цели траления, важно добиться, чтобы тралящая часть никогда не оказалась выше этого горизонта, что означало бы фактическое уменьшение глубины траления.
Тралящая часть, установленная на заданную глубину траления, может оказаться выше или ниже намеченного горизонта по трем основным причинам:
Точность удержания трала на глубине в зависимости от тактических его свойств определяется в результате специальных испытаний и характеризуется величиной
средней квадратической погрешности mтс. Эта погрешность заносится в паспорт и указывается в техническом описании трала (см. табл. 6).
Погрешность удержания трала на глубине, обусловленная гидрометеорологическими факторами, зависит от состояния моря и направления волны относительно тральных галсов, а также от системы трала, способа его соединения с тралящим судном, тактико-технических данных судна. Средняя квадратическая
величина этой погрешности mгм определяется непосредственно в районе работ. Суммарную среднюю квадратическую погрешность удержания трала на глубине
под воздействием двух указанных причин можно получить по формуле
m
z
m2
m2
(16.9)
ТС
ГМ
Для того чтобы с большей степенью вероятности гарантировать, что углубление трала z не окажется меньше заданной глубины траления zo, необходимо увеличить углубление трала на величину ∆z, равную, по крайней мере, удвоенному значению погрешности тz, т.е. принять
z 2mz
(16.10)
z z0 z
Более сложен учет изменения уровня моря. Если при наличии колебаний уровня сохранять неизменным углубление тралящей части, то, например, при повышении уровня район окажется протраленным на глубину меньше заданной.
Обозначим поправку за колебание уровня моря через ∆zf и вспомним, что ее величина вычисляется как разность отсчетов нуля глубин п и мгновенного уровня /
∆zf = n-f.
Естественно ввести эту поправку в углубление трала и обеспечить, таким образом, удержание его на заданном горизонте. Однако в связи с тем, что мгновенный уровень изменяется непрерывно, необходимо было бы также непрерывно изменять углубление тралящей части. Современные тралы не имеют специальных устройств для быстрых изменений углубления и поэтому учет поправки ∆zf производят дискретно, переставляя трал на новую глубину через некоторые промежутки времени.
Если уровень возрастает, то для того чтобы глубина траления нигде не была меньше заданной, поправка ∆zf должна выбираться не на текущий, а на последующий момент перестановки трала. В этом случае будет учтена не только высота мгновенного уровня в данный момент, но и ее приращение δz за время до следующей перестановки. При понижении уровня приращение δz в углубление тралов не вводится, а используется лишь для определения моментов перестановки тралящей части на новую глубину.
На приливных морях допустимую величину приращения δz определяют в зависимости от запаса глубины под тралящей частью при заданной глубине траления, а также от высоты прилива, скорости изменения мгновенного уровня, времени лежания судна на галсе и времени, необходимого для перестановки трала.
Наиболее просто моменты перестановки трала на новую глубину определяются с помощью ежедневных графиков колебания уровня на уровенных постах, обеспечивающих заданный район траления. Вычертив кривую изменения уровня и проведя на графике линию, соответствующую отсчету нуля глубин, снимают моменты перестановки трала на основе допустимого значения δz.
В процессе траления следят за фактическим ходом уровня и на выбранные моменты изменяют углубление тралящей части z, подсчитывая его по формулам:
— в период возрастания уровня
z = z0 + z — ∆zf + δz;
—в период падения уровня
z = z0 + z — ∆zf
На неприливных морях перестановку на новую глубину производят при изменении уровня на 0,1м.
§ 68. ПОИСК СОМНИТЕЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ОПАСНОСТЕЙ
Сомнительными навигационными опасностями условились называть различные подводные объекты, положение (ПС) или существование (СС) которых недостоверно, т.е. сомнительно, но должно учитываться как возможная опасность при плавании в заданном районе. К этой же группе относятся опасности, нанесенные на карты по донесениям (ПД).
К сомнительным навигационным опасностям относятся банки, мели; отличительные глубины, подводные камни и скалы, корпуса давно затонувших судов и понтонов, подводные руины транспортных и гидротехнических сооружений, нанесенные на морские карты не по материалам систематических гидрографических работ, а по отдельным своевременно не проверенным донесениям мореплавателей и другим вызывающим сомнение данным.
Таким образом, поиску сомнительных навигационных опасностей должно предшествовать изучение истории появления сомнительного объекта на карте. С этой целью анализируются все картографические и описательные материалы, имеющиеся на район предполагаемой опасности, планшеты промера и траления, а также архивные материалы. По вахтенным журналам восстанавливается путь кораблей или судов, обнаруживших опасности, и оценивается вероятная точность определения их координат. Этот анализ позволяет определить оптимальные размеры района поиска и выбрать соответствующий способ обследования.
Для определения необходимой площади обследования в качестве основных исходных данных принимают объявленные координаты опасности и величину вероятной погрешности этих координат. Точку с объявленными координатами принимают за центр обследования, а площадь поиска, в общем случае, назначают в виде квадрата, стороны которого S получают по формуле
S 2
M
2
M
2
0
(16.11)
где М — средняя квадратическая погрешность координат сомнительного объекта; М0 — средняя квадратическая погрешность определения места при поиске объекта.
Возможны три варианта расчета средних квадратических погрешностей координат сомнительного объекта:
1)когда координаты были определены каким-либо известным способом и есть данные относительно точности измерений навигационных параметров;
2)когда координаты объекта определялись по результатам счисления;
3)когда сохранившиеся материалы позволяют сделать лишь приближенную оценку координат.
В первом случае средняя квадратическая погрешность М рассчитывается приемами и по формулам § 26.
Во втором случае расчет средней квадратической погрешности счисления Мс (t) в милях производится по формуле
M C (t) 2t
где t — время, считаемое от ближайшей обсервации, ч.
При этом, если сомнительный объект находится на удалении не более 250 миль от берега, полагают, что судно определяло свое место по берегу и погрешностью его места
t