Якорное устройство

Якорное устройство предназначено для удержания судна на месте во время стоянки вне береговых причалов, для снятия судна с мели, для быстрого гашения инерции движущегося судна, при маневрировании в стесненных условиях и т. п. Основными элементами устройства являются: якорь, якорная цепь, стопоры, якорные механизмы, командоконтроллер, якорные клюзы, цепной ящик, устройство для крепления и отдачи коренного конца якорной цепи, цепные трубы, крышки якорных клюзов. Устройство располагают на палубе бака . Некоторые крупнотоннажные суда (ПБ, ТР и др.), выполняющие морские грузовые операции, оборудуют дополнительным устройством, расположенным на юте, а для глубоководных якорных стоянок — на баке (рис. 96 - 97).

По назначению якоря подразделяют на становые (основные) и вспомогательные. Самый большой из вспомогательных якорей называют стоп-анкером. Он обычно входит в состав кормового якорного устройства. Назначение стоп-анкера — удержание стоящего на становом якоре судна в определенном положении и т. п.

По конструкции судовые якоря делят на якоря со штоком и без штока с поворотными лапами. Они могут быть кованого, литого или сварного исполнения.

Адмиралтейский якорь (Рис. 98, а) состоит из веретена, поперечное сечение которого имеет прямоугольную, круглую или овальную форму, заканчивающегося утолщением (трендом) с рогами и лапами. Сквозь отверстие в верхней части веретена проходит шток, загнутый на одном конце, что позволяет убирать его вдоль веретена (по походному). Шток имеет упорное кольцо и прямоугольное отверстие, в которое вкладывается чека для удержания штока в рабочем положении.

К верхней части веретена крепится якорная скоба для соединения якоря с якорной цепью. Якорь падает на грунт наиболее тяжелой и прочной частью (пяткой). При натяжении цепи шток переворачивает якорь, ложится на грунт и одна лапа зарывается. Обеспечивая большую держащую силу (6—3 весов якоря), якорь тем не менее имеет ряд существенных недостатков: на малых глубинах вторая лапа может повредить корпус судна и проходящих судов; возможно наматывание цепи на лапу; шток не позволяет втянуть веретено в клюз и поэтому якорь хранят на палубе. К группе адмиралтейских относятся якоря Тротмана, Мартина и др.

Якорь Холла (Рис. 98, г) состоит из веретена и коробки (тренда), отлитой вместе с лапами. В тренде имеется сквозное отверстие, через которое проходит веретено. Валик веретена упирается в гнезда. С другой стороны опорами для валика являются две стопорные шпильки, которые устанавливают после постановки веретена. Якорь падает плашмя. При волочении по грунту приливы вызывают поворот коробки, лапы разворачиваются на угол до 45° и зарываются в грунт. Неодинаковое сопротивление лапам (при зарывании в грунт) приводит к возникновению момента, стремящегося вывернуть якорь из грунта. Такое же явление происходит при изменении направления натяжения якорной цепи под воздействием на судно ветра, волнения или течения. Поэтому держащая сила якоря Холла (3—4 веса якоря) меньше, чем штоковых. Этот недостаток компенсируют, увеличивая длину вытравливаемой якорной цепи. Якорь лишен недостатков штоковых якорей и нашел повсеместное применение на промысловом флоте.

Якорь Матросова (Рис. 98, б) отличается от якоря Холла более близким расположением лап к веретену, что уменьшает момент, выворачивающий якорь из грунта, и увеличивает держащую силу (6—12 весов якоря). Шток с фланцами обеспечивает правильное положение якоря при волочении по грунту и предохраняет якорь от опрокидывания. Форма сечения лап приближается к треугольной.

Якорь Грузона имеет другую конструкцию соединения веретена с коробкой, иную форму лап и тренда, чем у якоря Холла, но держащая сила примерно такая же.

Встречается много якорей прочих типов: для постановки плавучего навигационного ограждения, плавучих маяков, доков и для других целей.

Якорь

Якорь, зарываясь в грунт, создает держащую силу, величина которой зависит от конструкции и массы якоря.

По конструкции различают якоря: штоковые, бесштоковые, безлапые («мертвые»), многолапые. Выбор типа якоря при компоновке якорного устройства — задача сложная, так как должно быть обеспечено его удобное крепление по-походному и быстрота отдачи, якорь должен обладать малой массой, но создавать большую держащую силу, хорошо забирать грунт и легко от него отделяться. На рис. 98 изображены некоторые типы якорей, которые применяются на современных судах. Из них следует отметить часто применяемые на отечественных судах якоря Холла и Матросова. Последний имеет повышенную держащую силу и применяется на небольших судах. Остальные типы якорей применяются в основном на судах иностранной постройки. Безлапые («мертвые») якоря применяются для постановки на якорь стояночных судов на длительный срок. Многолапый якорь — «кошка», или дрек,— используют на мелкотоннажных судах. По способу изготовления якоря могут быть литыми, коваными или сварными. Масса якорей крупнотоннажных судов достигает 20 т.

Якорная цепь

Якорная цепь обеспечивает связь якоря с судном. Необходимая длина цепи набирается из отдельных смычек длиной по 25 м. Смычки делятся на якорную, промежуточные и коренную. Последняя крепится к корпусу судна. Смычка состоит из общих, усиленных и концевых звеньев. Звенья калибром (диаметром прутка звена) 15 мм и выше имеют распорки-контрфорсы, которые увеличивают их прочность. Компоновка якорной цепи показана на рис. 99.

Предотвращение закручивания цепи и выворачивания якоря из грунта при стоянке судна на якоре обеспечивает вертлюг (рис. 2.5,а), включаемый в якорную смычку у якоря. Смычки соединяются соединительными звеньями (рис. 2.5,6, в). Чтобы соединительные звенья, имеющие несколько большую толщину, проходили через звездочку якорного механизма плашмя, смычки имеют нечетное число звеньев.

Якорные цепи обязательно маркируют (рис. 6.15). Способов маркировки применяется несколько. Один из них следующий:

• на первой смычке - последнее звено с распоркой первой смычки и первое звено с распоркой второй смычки окрашивают в белый цвет, а на распорки этих звеньев кладут марки из нескольких шлагов отожженной (мягкой) проволоки;
• на второй смычке - два звена с распорками в конце второй смычки и два таких же звена в начале третьей смычки окрашивают в белый цвет, а на распорки вторых звеньев накладывают проволочные шлаги;
• на третьей смычке - окрашивают соответственно по три звена с распорками третьей и четвертой смычек, а проволочные шлаги накладывают на распорки третьих звеньев.

Такую же разбивку производят на четвертой и пятой смычках. Начиная с конца шестой смычки, порядок разбивки повторяют.

Имеющуюся на звеньях краску следует подновлять при каждом удобном случае. Поврежденные проволочные марки нужно немедленно заменять новыми, при этом не следует накладывать на железную цепь марки из медной проволоки.

При отдаче или подъеме якоря необходимо довольно точно знать, сколько якорной цепи вытравлено за борт. Об этом находящийся на баке помощник капитана сообщает на мостик.

Якорную смычку соединяют с якорной скобой при помощи концевой скобы, штырь которой закладывают в якорную скобу. Коренную смычку на малых и старых судах соединяют при помощи глаголь-гака с закрепленным за обух в цепном ящике скобой коротким участком цепи (жвака-галсом). При полностью вытравленной цепи глаголь-гак выступает над палубой и обеспечивает при необходимости быстрое отсоединение цепи. На современных судах вместо жвака-галса устанавливают специальное устройство, состоящее из захватывающего механизма и механизма отдачи. Устройство может быть двух типов: с угловым рычагом (рис. 2.5,г) и с прямым рычагом. При вращении расположенного на палубе маховика рычаг освобождает откидной гак, и гак выходит из коренного звена смычки.

Якорные клюзы

Якорные клюзы направляют движение якорной цепи при отдаче или выборке якоря и обеспечивают хранение якоря по-походному. Они состоят из клюзовой трубы, палубного и бортового клюзов. Клюзовая труба сваривается из двух половин (по диаметру), причем толщина нижней на 10—15 мм больше толщины верхней обечайки из-за интенсивного износа при трении цепи о трубу. Клюзы — стальные литые имеют утолщение в местах прохода цепи. На многих судах якорные клюзы заканчиваются бортовой нишей, в которую входят лапы якоря, не выступая за обводы корпуса судна.

Предотвращение заливания палубы через бортовой якорный клюз обеспечивают крышки якорных клюзов.

В районе работающего якорного устройства должны находиться только лица, обслуживающие устройство. Запрещается разобщать якорные звездочки и отдавать стопоры, не проверив обжатие ленточного стопора, а при запуске в работу якорного механизма следует убедиться, что цепная звездочка разобщена (кроме случаев выбирания якорной цепи).

Стопоры

Стопоры необходимы для крепления якорной цепи при стоянке судна на якоре и крепления якоря по-походному. (рис.2.5, рис.100)

Наиболее часто между якорем и якорным механизмом устанавливают стопоры винтовые или с закладным палом. При вращении рукоятки шпинделя винтового стопора (рис. 2.5, д) колодки обжимаются и зажимают якорную цепь, одновременно прижимая ее к основанию стопора.

Защитная дуга предохраняет резьбу шпинделя при быстром вытравливании якорной цепи. На современных судах обжатие колодок стопора может осуществляться и дистанционно из рубки, для чего используют электродвигатель при частично измененной конструкции стопора. Стопорение цепи при помощи стопора с закладным палом (рис. 2.5, ж) обеспечивает закладываемый в пазы стопора между вертикальными звеньями цепи металлический брусок (пал). При калибре цепи до 72 мм устанавливают винтовой стопор, свыше 72 мм — стопор с закладным палом. При протравливании цепи поворотный пал маятникового стопора (рис. 2.5, е) прижимает ее к основанию стопора.

Для плотного втягивания якоря в клюз и предотвращения его смещения при качке судна служит цепной стопор (рис. 2.5,з), прикрепленный к обуху на палубе. При помощи глаголь-гака или другого приспособления стопор крепят к якорной цепи и обтягивают талрепом (на рисунке не показан). Иногда стопор проводят через коренную скобу якорной смычки либо через звено цепи и крепят оба его конца к обухам на палубе.

Ленточный стопор (рис. 2.6,а) обеспечивает удержание якорной цепи после расстопорения всех остальных стопоров, а также регулирует скорость ее потравливания. Стопор состоит из обшитой фрикционной прокладкой с внутренней стороны стальной ленты, охватывающей тормозной диск звездочки якорного механизма. Лента стягивается винтовым приводом вручную, на современных судах -дистанционно (из рубки).

Якорные механизмы

Якорные механизмы — брашпили, шпили и якорно-швартовные лебедки — служат для отдачи и выбирания якорной цепи с якорем, а также для стопорения цепи при стоянке судна на якоре. Могут быть с электрическим и электро-гидравлическим приводом.

Приводной двигатель якорного механизма должен обеспечивать: выбирание одной якорной цепи вместе с якорем в течение не менее 30 мин со скоростью не менее 0,15 м/с, а при подходе якоря к клюзу -не более 0,17 м/с (рекомендуется не более 0,12 м/с); одновременную выборку двух якорей с глубины, равной половине расчетной.

Брашпиль

Брашпиль — это механизм с горизонтально расположенным грузовым валом, на котором имеются звездочки для протягивания цепи. На концах грузового вала или на промежуточном валу устанавливают турачки—швартовные барабаны для работы со швартовами. Брашпили имеют электрический привод, устанавливаются они преимущественно на среднетоннажных судах. Брашпили могут обслуживать якоря массой до 8500 кг с калибром цепи до 82 мм.

Подготовка к отдаче якоря проводится под руководством помощника капитана и выполняется в следующем порядке:

• снимают металлические задвижки с якорного клюза, а также парусиновый чехол или заглушку с палубного клюза, через который якорная цепь проходит в цепной ящик;
• проверяют состояние якорной цепи в цепном ящике (цепь не должна быть перекручена) и убеждаются в отсутствии людей в цепном ящике;
• проверяют ленточный стопор, после чего отдают все дополнительные стопоры, наложенные на якорную цепь;
• проверяется работоспособность брашпиля на холостом ходу;
• убеждаются в отсутствии за бортом судна посторонних предметов, могущих создать помехи свободной отдаче якоря;
• стравливают якорь под клюз и держат его на ленточном стопоре;
• докладывают на мостик о готовности якоря к отдаче;

По команде с мостика боцман отдает ленточный стопор. Малый задний ход судна позволяет якорю быстрее забрать грунт и предотвращает навал якорной цепи на якорь. Якорную цепь следует травить с умеренной скоростью, чтобы цепь легко было застопорить в тот момент, когда якорь коснется грунта. При быстром стравливании цепь может навалиться на якорь и запутаться вокруг его лап, вследствие чего они не смогут войти в грунт. В дальнейшем якорную цепь потравливают по мере натяжения, постепенно задерживая ее, поскольку требуется приостановить продвижение судна. Не следует резко зажимать ленточный стопор. Если якорная цепь натянется, а затем ослабнет, можно считать, что якорь удерживает судно и оно остановилось в своем движении.

По мере вытравливания цепи помощник докладывает на мостик о количестве смычек «на брашпиле» или «в воде», натяжение цепи (слабое, среднее, сильное) и направление цепи относительно диаметральной плоскости судна. Параллельно боцман дублирует доклад ударами в колокол, количество ударов соответствует количеству вытравленных смычек (с шестой отсчет начинается сначала).

На большой глубине якорь не следует отдавать сразу, так как от удара о грунт якорь и звенья первой смычки могут получить повреждения. На глубинах от 30 до 50 м якорную цепь следует травить медленно при помощи ленточного стопора до тех пор, пока якорь не ляжет на грунт. На глубинах более 50 м якорную цепь необходимо травить при помощи брашпиля, сообщенного с цепным барабаном, остановить якорь на небольшой высоте над грунтом, затем разобщить брашпиль и травить при помощи ленточного стопора.

Когда будет установлено, что якорь держит (забрал), на баке поднимают днем черный шар, ночью включают якорные огни и выключают ходовые.

После окончания постановки судна на якорь не следует оставлять цепные барабаны сообщенными с ходовым механизмом брашпиля, необходимо только надежно зажать ленточный стопор и затем, насколько это требует обстановка, наложить на якорную цепь дополнительные временные стопоры.

Для того чтобы с мостика визуально контролировать - травит или не травит цепь, рекомендуется в звено воткнуть шест (рис. 6.24).

Подготовку к подъему якоря осуществляют в следующем порядке:

• проверяют надежность крепления ленточного стопора;
• проверяют брашпиль (шпиль) в действии на холостом ходу;
• соединяют цепные барабаны с механизмом брашпиля;
• отдают дополнительные стопоры (если они были наложены);
• открывают воду для промывания якорной цепи и сообщают на мостик о готовности брашпиля к работе.

Выборку якорной цепи, чтобы не вызвать перегрузку брашпиля, начинают на самой малой скорости и включают систему обмыва якорной цепи. По команде, полученной с мостика, отдают ленточный стопор и включают брашпиль. Во время выбирания якорной цепи следят за ее направлением - если цепь ложится на излом через форштевень, необходимо временно приостановить ее выбирание, выжидая момент, когда нос судна вновь будет повернут в нужную сторону. Если это не будет сделано, то якорная цепь, испытывая при изгибе чрезмерные напряжения, может разорваться или сильно деформироваться.

Когда судно тронется вперед, скорость выбирания цепи можно увеличить, однако необходимо следить, чтобы цепь успевала хорошо обмыться и шла в цепной ящик чистой. Не следует допускать также большого разгона судна, чтобы цепь не пошла под корпус судна.

В процессе выборки якорной цепи помощник капитана постоянно докладывает на мостик о количестве смычек на брашпиле или в воде, натяжении и направлении цепи относительно диаметральной плоскости судна. Одновременно в колокол подаются следующие сигналы:

• количество смычек, оставшихся в воде, отбиваются отдельными ударами;
• канат «панер» - частые удары в колокол;
• якорь «встал» (оторвался от грунта) - один удар в колокол;
• якорь вышел из воды (чист/нечист) - два удара в колокол;
• якорь в клюзе (на месте) - три удара в колокол.

Когда якорь будет подтянут до «панера», т. е. когда якорная цепь будет направлена по вертикали к уровню воды, а сам якорь еще не оторвался от грунта, об этом сообщают на мостик подачей установленного сигнала.

Момент отрыва якоря можно легко определить по работе брашпиля, который сразу начинает увеличивать частоту вращения после уменьшения нагрузки: вместе с тем якорная цепь сразу ослабевает. Момент отрыва якоря от грунта — «якорь встал» — это переход судна из состояния «на якоре» в состояние «на ходу». Необходимо спустить шар или выключить якорные огни и включить ходовые.

При благоприятных условиях погоды, пока якорь не вышел из воды, ход машине давать не следует, так как якорь может оказаться «нечист». При выходе якоря из воды на мостик докладывают, что «якорь вышел из воды, чист» или «якорь нечист».

Когда якорь при выбирании цепи достигнет клюза, двигатель брашпиля останавливают. Якорь, поднятый с грунта, следует хорошо промыть струей воды.

Затем вновь включают брашпиль для того, чтобы окончательно втянуть якорь в клюз, при этом следует не пропустить момент своевременной остановки брашпиля. Запоздалая остановка приведет к тому, что звено якорной цепи может быть надорвано и якорь будет потерян. Якорь, втянутый в клюз, должен быть выбран «до места», т. е. так, чтобы лапы его хорошо прижались к обшивке корпуса, это исключает возможность движения якоря в трубе во время качки судна. Для определения положения якоря в клюзе рекомендуется на палубном стопоре и на звене якорной цепи поставить марки белой краской, совпадение которых укажет, что якорь выбран до места и занимает правильное положение. По окончании сообщают на мостик тремя ударами в колокол и словами «Якорь в клюзе!».

Техника безопасности при постановке и съемке с якоря:

• запрещается оставлять без надзора работающий брашпиль;
• перед отдачей якоря или его подъемом следует убедиться в отсутствии людей в цепном ящике и на линии натяжения якорной цепи;
• перед отдачей якоря необходимо проверить отсутствие под носовым подзором судна катеров, барж и других плавсредств;
• при отдаче или подъеме якоря боцман должен одеть защитные очки и каску для предохранения от попадания ржавчины и грязи;
• при стоянке у причала или на рейде запрещается оставлять якоря в клюзах, закрепленными только на ленточных стопорах. Якорные цепи должны дополнительно крепиться винтовыми стопорами;
• во время очистки цепного ящика работа брашпиля должна быть прекращена, а якорные цепи взяты на винтовые стопоры. Для освещения должны использоваться взрывобезопасные светильники. С якорной цепью как в цепном ящике, так и на палубе следует работать только с помощью «абгалдыря».

Для уборки якоря походному якорную цепь зажимают палубным стопором и накладывают цепные стопоры: затем закрывают задвижными щитами якорные клюзы и задраивают палубные. Пост управления электрическим брашпилем закрывают чехлом. Палубные клюзы при коротких переходах закрывают крышками или парусиновыми чехлами - брюканцами.

Якорное устройство следует содержать в исправном состоянии, обеспечивающем его постоянную готовность к эксплуатации. Во время эксплуатации необходимо:

• регулярно проводить окраску и маркировку якорной цепи;
• регулярно проверять состояние якорной цепи и деталей ее крепления к корпусу судна;
• устройство для экстренной отдачи коренного конца содержать в исправности;
• брашпиль (шпиль) проверять на холостом ходу каждый раз перед его использованием;
• якорные цепи содержать чистыми, при подъеме их надо всегда обмывать;
• якорные цепи на ходу судна должны быть на стопорах. Запрещается плавание с не втянутыми до места якорями;
• цепные ящики раз в год очищать от грязи и ржавчины;
• имой обледеневшие якорь или якорные цепи, прежде чем с ними работать, освободить ото льда (оттаивание, страгивание с места);
• не оставлять соединительную скобу якорной цепи на звездочке брашпиля (шпиля), для чего после остановки брашпиля следует потравить цепь;
• если под якорем, висящим на якорной цепи, находится причал или проводятся забортные работы, якорную цепь взять на два стопора. Необходимо также крепить двумя стопорами якорную цепь, если с нею или в цепном ящике проводятся какие-либо работы.

Шпиль

Шпиль — механизм с вертикально расположенным грузовым валом (баллером), на котором находятся звездочка для цепи и турачка для швартовов. Шпили могут быть электрическими и гидравлическими, последние обладают плавным регулированием скорости. Как правило, механизм шпиля располагается под палубой. Шпили устанавливаются на крупнотоннажных судах (на цепь каждого станового якоря — свой шпиль). Они обслуживают якоря массой до 5000 кг с калибром цепи до 57 мм. В настоящее время в якорном устройстве крупнотоннажных судов стали применять якорно-швартовные лебедки с гидравлическим приводом и дистанционным управлением. Эти лебедки компонуются из одноякорных брашпилей и автоматических швартовных лебедок, которые служат приводом для брашпиля. Якорно-швартовные лебедки могут обслуживать якорное устройство с калибром цепи до 120 мм, развивая номинальное тяговое усилие на звездочке до 60 000 кгс.

Цепная труба

Цепная труба (рис. 101) принимает цепь со звездочкой якорного механизма и направляет ее в цепной ящик. На ее нижнем конце имеется литой или сварной раструб. Нижний конец цепной трубы находится над центром цепного ящика, поэтому на некоторых судах цепные трубы могут быть наклонными.

Это зависит от взаимного расположения якорного механизма и цепного ящика.

Цепной ящик

Якорную цепь на судах укладывают в цепной ящик - расположенный под брашпилем. Цепные ящики - узкие и высокие, что облегчает само-укладывание цепи без опасности ее заваливания. Укладка якорной цепи в такой ящик требует только надзора.

Устройство для крепления и отдачи коренного конца якорной цепи

Устройство для крепления и отдачи коренного конца якорной цепи(рис. 101) работает при полностью вытравленной цепи и в случае необходимости экстренной отдачи якорной цепи с якорем за борт. Дистанционное управление с помощью валикового привода обеспечивает безопасность и быстроту отдачи.

Испытание якорного устройства

Якоря и якорные цепи испытывают на заводе-изготовителе, что подтверждается соответствующим сертификатом. После сборки якорного устройства на судне проверяют взаимодействие всех частей устройства, а также работу якорного механизма с вытравливанием якорной цепи за борт и с последующим втягиванием якоря в якорный клюз. Здесь же контролируют работу стопоров. На ходовых испытаниях производят выборку якоря с глубины не менее 80 м, одновременную выборку двух якорей и т. д. Испытания проводят в соответствии с программой.

Требования к якорному устройству

• крупнотоннажные суда неограниченного плавания должны иметь не менее трех становых якорей (третий запасный);
• длина обеих цепей судов неограниченного района плавания должна быть не менее 200 м, а для судов ограниченного плавания—100 м;
• мощность якорного механизма должна обеспечить выборку якорной цепи с якорем со скоростью не менее 10 м/мин в течение 30 мин:
• привод должен обеспечить одновременную выборку двух якорей с половины расчетной глубины.

Литература

Устройство и основы теории морских судов - Горячев А.М., Подругин Е.М. [1983]
Ship Knowledge: ship design, construction and operation, 9th Ed. - Klaas Van Dokkum [2016]
Матрос морского судна - Шарлай Г. Н. [2013]

• Якорное устройство
• Рулевое устройство судна
• Грузовое устройство судна
• Спасательное устройство судна
• Элементы корпуса судна