авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 12 |

«, И. А. СТЕПАНЮК К. К. ДЕРЮГИН М ОРСКАЯ ГИ Д РО М ЕТРИ Я S '2. ...»

-- [ Страница 2 ] --

'При выборе необходимого Диаметра металлического троса сле­ дует учитывать ряд обстоятельств, основными из которых явл я­ ются: условия и характер работ, глубина опускания приборов, подвешиваемых на одном тросе, их конструкция и вес, конструк­ ция барабана лебедки. Во время производства океанографической станции и работы на электрической лебедке необходимо особое внимание обращ ать на трос в период опускания или подъема при­ боров и не допускать возможного появления слабины троса. П о­ явление небольшой слабины троса — вполне возможное явление д аж е при небольшом волнении, так как станция всегда выполня­ ется с наветренного борта судна, т. е. лагом к волне, что вызывает образование колышек (изломов) на тросе. Поэтому при волнении следует регулировать скорость подъема и опускания приборов, наблю дая за поведением судна на подошве и гребне волны. Р е з­ кое переключение с одной скорости на другую без притормаж ива­ ния барабана лебедки ножным тормозом во время подъема и опускания приборов такж е может вызвать появление слабины троса и образование на нем колышек. Весьма важно отрегулиро­ вать работу механизма тросоукладчика таким образом, чтобы трос уклады вался равномерно по всему барабану лебедки. В слу­ чае образования на металлическом тросе колышек, несмотря на все заблаговременно принятые меры предосторожности, такие участки троса вырубаются. Если оставшийся трос находится в пригодном для работы состоянии, то оба его конца расщ епля­ ются при помощи свайки, а затем сплесниваются, т. е. сращ ива­ ются, причем длина разгонного сплесня долж на быть не менее стократного диаметра сращиваемого троса. На концы сплесней кладутся марки из провощенной парусной нитки или просмолен­ ного шкимушгара. Необходимо не допускать появления на тросе колышек и тщательно сохранять его от коррозии. Д л я этого после окончания рейса тросы, находящиеся на барабанах лебедок, про­ мываются пресной водой, затем протираются и смазываются тех­ ническим вазелином или густым машинным маслом, а при низких тем пературах — жидкими незамерзающими смазками. В период экспедиционных работ все тросы, находящиеся в работе, при на­ матывании их на барабан лебедок иногда пропускаются сначала через сухую ветошь, которую д ерж ат в одной руке, обтирку или паклю, а затем через ветошь со смазкой, находящейся в другой руке, ближе к лебедке.

Д л я выполнения различных работ на исследовательском судне применяются металлические тросы диаметров, приведенных в табл.. 1.

По мере увеличения длины вытравливаемой части троса при работах с океанографическими лебедками будет значительно воз­ растать его масса, которая становится равной или превзойдет по­ лезную нагрузку. Поэтому обычно применяют металлические тросы переменного сечения — ступенчатые тросы, состоящие из нескольких кусков различного диаметра, уменьшающегося от 4 М орская гидрометрия верхнего конца к нижнему. Д лина отдельных ступеней такого троса вычисляется начиная с его нижней ступени по формуле,_ Л, — kP Ы\ ’ где 1\ — длина нижней (первой) ступени, А \ —’разры вная проч­ ность этой части троса в кг, Р — суммарная нагрузка на конце троса в кг, k — коэффициент запаса прочности троса, а\ — масса одного погонного метра троса в кг.

Таблица Вид работ, прибор Диаметр троса, мм Промер на больших глубинах Стальная галь­ ванизированная Р Г ЛН ТЪГ Я С1UVпа П ромер на глубинах до 500 м 1, И змерение температуры воды опро­ 2,5 - 3, кидывающимися термометрами в рам ах и измерение течений мор­ ской вертушкой О Измерение температуры воды и в зя ­ С О тие проб воды серией батометров и батитермографом со В зятие проб грунта дна малой труб­ о кой и малым дночерпателем 2,5 - 5, Измерение течений БП В 6,0 - 9, И змерение течений серией БПВ В зятие проб грунта дна большой,0 6 8, трубкой, драгой, большим дночер­ пателем о *— о О 'st — П остановка автономных буйковых станций о С О Гидробиологические и грунтовые р а ­ боты с опусканием больших драг и тралов' 1 4,0 - 2 5, П остановка на глубоководный якорь Д лина /2 следующей (второй) ступени рассчитывается по фор­ м уле / ^2 — k (Р + а\1\) Растительные тросы в зависимости от материала, из которого они изготовляются, делятся на пеньковые (смоленые и несмоле­ ные), манильские, кокосовые и сизальские. Пеньковый смоленый трос тяж елый и негибкий, хотя не намокает и меньше вы тягива­ ется, чем остальные тросы. Пеньковый несмоленый трос быстро намокает и тонет, но его прочность на 25% больше прочности смо­ леного. Манильский трос изготовляется из волокна стеблей бана­ нов и характеризуется гибкостью, легкостью, плавучестью. Си зальский трос выделывается из волокон агавы. Он обладает хорошей плавучестью и гибкостью, но менее прочен по сравнению с манильским. Кокосовый трос изготовляется из волокон кокосо­ вых орехов, уступает в прочности другим тросам, сильно вытяги­ вается, но легок и имеет хорошую плавучесть.

Растительные тросы широко применяются на всех судах.

Н а океанографических судах они используются при проведении наблюдений за течением с помощью привязных поплавков, для опускания некоторых приборов в поверхностные горизонты, ино­ гда для крепления дополнительных грузов к концевым приборам и как вспомогательный материал в процессе производства различ­ ного рода работ.

Тросы из синтетического волокна имеют ряд преимуществ по •сравнению со стальными, поэтому при выполнении некоторых р а ­ бот широко используются на многих судах. Изготовляются тросы из капрона, нейлона и некоторых других материалов. Тросы из капрона- эластичны;

легки, гибки и обладаю т большой прочностью.

В СССР тросы изготовляются преимущественно из капрона. Они подразделяются на тросы нормальной прочности (с разрывным усилием 22,5 кг) и повышенной прочности (с разрывным усилием 24,0 кг). Капроновые тросы мало намокают, не подвергаются гни­ ению, не боятся масел. К недостаткам капроновых тросов следует отнести уменьшение их прочности под воздействием солнечных лучей и вследствие длительного пребывания в воде. Капроновые тросы под действием нагрузки удлиняются до 15%, что ограни­ чивает их применение при океанографических работах.

Нейлоновый трос плотностью 1,1 имеет преимущество в срав­ нении со стальным тросом плотностью 7,8 при работах на больших глубинах, так как обладает меньшей массой, большей эластично­ стью и большей крепостью н ар азр ы в ( н а 20% ). Груз массой 50кг на нейлоновом сплетенном тросе диаметром 6,4 мм достигает глу­ бины 4000 м за 35 мин. Усилие троса этого диаметра на разрыв составляет 520 кг. Судно водоизмещением около 500 т может на­ дежно стоять на якоре на нейлоновом тросе диаметром 12 мм с разрывным усилием около 1600 кг.

Концевые грузы применяются в том случае, когда вес прибора недостаточен для того, чтобы придать необходимое натяжение тросу. Кроме того, концевые грузы используются в качестве до­ полнительных грузов во время работ на океанографической стан­ ции при наличии сильного дрейфа судна и при больших скоростях течения. Обычно применяются два вида концевых грузов: обте­ каемые (каплевидные) грузы из чугуна массой от 5 до 50 кг и ры­ бовидные (гидрометрические) грузы массой 10, 15, 25, 50 и 90 кг.

Д л я подвешивания концевого груза к огону троса используются скобы или чекеля, размер которых зависит от массы груза. Иногда во избежание «хождения» рыбовидного груза в воде при опуска­ нии и подъеме приборов в конце его оперения просверливается небольшое отверстие для скобы, при помощи которой груз кре­ пится к огону троса. Таким образом, рыбовидный груз превра­ щ ается в наиболее удобный — обтекаемый.

ГЛАВА III ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕДИЦИОННЫХ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Проведение экспедиционных океанографических исследований состоит из трех тесно связанных между собой этапов:

1) подготовка, к экспедиции, 2) проведение океанографических работ в рейсе, 3) составление научно-технического отчета по рейсу.

1. П ОДГОТО ВКА К Э К С П ЕД И Ц И И Подготовка к экспедиции имеет большое значение для произ­ водства исследовательских работ в рейсе и очень часто оказывает существенное влияние на своевременность выполнения всех за д а ­ ний, предусмотренных программой экспедиционных работ, на пол­ ноту и качество проводимых наблюдений. В подготовительный период предусматривается выполнение следующих заданий и работ.

Составляется программа экспедиционных исследований на данный рейс, которая является частью общего плана экспедици­ онных исследований (учреждения, научно-исследовательского ин­ ститута или высшего учебного заведения), разрабаты ваемого обычно на длительный период. Такой многолетний план проведе­ ния научно-исследовательских работ первоначально рассм атривав ется и утверждается на ученом совете учреждения, согласуется с соответствующим министерством, рассматривается на заседании Океанографической комиссии АН СССР и в Государственном ко­ митете Совета Министров СССР по науке и технике и включается в сводный план исследования Мирового океана.

П рограмма экспедиционных исследований каждого рейса, имеющего порядковый номер, содержит четко сформулированную, задачу и цель рейса с указанием количества исследовательских судов, принимающих участие в данном рейсе, его продолжитель­ ности, маршрута, числа и координат океанографических станций.

В программе приводится состав работ и методика наблюдений на разовых и многочасовых станциях, указываются стандартные и дополнительные горизонты наблюдений на.океанографических станциях и автономных буйковых постановках. Особое внимание в программе уделяется расчету времени работы на станциях, на переходы между ними, времени, затрачиваемого на следование с базы в район работ и обратно, на заходы в порты для пополнения топливом и запасами воды, а такж е приводится расчет времени.на вынужденные простои из-за-ш тормовой погоды и непредвиденных обстоятельств.

В программе рейса подробно перечисляются виды попутных гидрометеорологических работ и излагается методика наблюдений, которые проводятся во время перехода судна из порта в район работ и обратно, а такж е между океанографическими станциями при выполнении океанографических разрезов. Д ром е изложенного, в программе указываю тся сроки передачи с судна по радио гид­ рометеорологической информации в бюро погоды местных мор­ ских УГМС, а такж е излагаю тся вопросы, связанные с организа­ цией обеспечения судна прогнозами погоды, штормовыми преду­ преждениями и синоптическими консультациями.

Финансовая смета рейса обеспечивает все работы, предусмот­ ренные программой. Особенно важны для подготовки и проведе­ ния морских экспедиционных исследований статьи сметы 5, 11, 16, предусматривающие денежные ассигнования для проведения на­ учно-исследовательских работ, приобретения научного оборудова­ ния и капитального ремонта плавсредств.

К программе прилагаю тся карта^схема района исследований с расположением океанографических разрезов, станций, автоном­ ных буйковых постановок, предусмотренных программой рейса, список координат гидрологических станций, автономных буйковых постановок, список экспедиционного состава по отрядам: гидроло­ гического, метеорологического, гидрографического, гидрохимиче­ ского, гидробиологического, геологического и других, список до­ полнительного оборудования, приборов и снаряжения, кроме имеющегося в лабораториях судна и в виде палубных установок и различного рода устройств, список бланкового материала, кни­ жек и журналов наблюдений и обработки, вспомогательных гра­ фиков, таблиц и пособий, данных поверки приборов, тарировоч ных кривых и т. д., а такж е финансовая смета рейса.

Задолго до отхода судна в рейс весь экспедиционный состав переходит на судно и занимается подготовкой к рейсу всех прибо­ ров, оборудования и установок, расположенных в лабораторных помещениях и на палубах судна.. Работы по подготовке к рейсу зависят в основном от типа судна, степени его оснащенности р а з­ личным научным оборудованием и приборами и поэтому весьма специфичны для каждого исследовательского судна. При подго­ товке к рейсу осуществляется проверка работы всех палубных л е­ бедок, кранов-балок, выстрелов, крамбал, откидных плбщадок, блок-счетчиков, угломеров, оборудования и снаряжения автоном­ ных буйковых постановок, палубных устройств для размещения различных приборов и самописцев,.надежности их крепления, к а ­ чества тросов, наличия запасного оборудования приборов и осо­ бенно тросов разного диаметра и т. д. Проверяется наличие всего бланкового материала и канцелярских принадлежностей.

Подготовку судна к рейсу, его оборудования, проверку всех необходимых навигационных приборов, радиопередающих и при емных устройств, наличия запасов горюче-смазочных материалов, продовольствия, пресной воды, спецодежды, навигационных карт осуществляют капитан судна и начальник отдела (отделения) плавсредств.

2. П Р О В Е Д Е Н И Е О КЕА Н О ГРА Ф И ЧЕС К И Х РАБОТ В РЕ Й С Е Океанографические работы в рейсе выполняются в соответст­ вии с программой океанографических исследований, предусматри­ вающей проведение или комплексных работ, или только гидроме­ теорологических и гидрохимических наблюдений. При проведении комплексных исследований, когда помимо гидрометеорологических наблюдений проводятся биологические, геологические, химические или какие-либо другие исследования, экспедиционный состав де­ лится на соответствующие отряды, возглавляемые начальниками отрядов. При выполнении гидрометеорологических и гидрохими­ ческих наблюдений деление экспедиционного состава на отряды обычно не производится. Выполнение всех работ в рейсе осущест­ вляется повахтенно, причем состав вахты зависит от программы работ, длительности рейса, квалификации работников и глубины океанографических станций (обычно четыре—шесть человек).

Продолжительность вахты зависит от состава наблюдений в рейсе и количества экспедиционных работников. Чащ е всего бывают восьмичасовые и четырехчасовые вахты.

Океанографические станции в море (океане) б зависимости от поставленной задачи, особенности режима, глубины места, усло­ вий погоды производятся с судна, находящегося в дрейфе, стоя­ щего на якоре или на глубоководном якорном устройстве. П оста­ новка судна на якорь, особенно глубоководный, технически весьма сложна, требует значительного времени и поэтому в настоящее время осуществляется весьма редко.

Океанографическая станция называется эпизодической, или разовой, если комплекс наблюдений на ней проводится один раз.

При выполнении стационарных наблюдений океанографические станции в зависимости от времени, затрачиваемого на производ­ ство работ, бывают полусуточные, суточные и многосуточные.

В приливных морях продолжительность работы на полусуточных и суточных станциях составляет соответственно не менее 13 и 25 ч, что позволяет получить необходимые данные о полном цикле приливных явлений в исследуемом районе.

Океанографическая станция называется полной в том случае, когда океанографическими наблюдениями охватывается вся вод­ ная толща до дна, и подвесной — при измерениях, охватывающих слой воды, не доходящий до дна моря (о кеан а).

На подходах к океанографическим станциям на ходу судна опускается батитермограф, измеряющий температуру воды в слое до 200 м, что позволяет получить необходимые данные о располо­ жении слоя температурного скачка (термоклина) и тем самым заблаговременно установить дополнительные горизонты наблю де­ ний на предстоящей станции.

П орядок выполнения работ на каждой океанографической станции зависит от программы экспедиций, типа и количества лебедок, количества приборов и состава вахты. Наблюдения на океанографической станции выполняются в следующем порядке.

1. Производится измерение глубины места.

2. Проводятся наблюдения за температурой морской воды и берутся пробы для определения гидрохимических элементов на стандартных горизонтах, установленных Центральной методиче­ ской комиссией ГУГМС в ГОИН е в 1961 г. В океанах и морях:

Карском, Баренцевом, Норвежском, Гренландском, Черном, К ас­ пийском (кроме северной части), Японском, Охотском, Беринго­ вом и других стандартными горизонтами являются: 0, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200, 1500, 2000 м. Д алее они следуют через 500 м до 5000 м, а затем через 1000 м до дна.

Состав определяемых гидрохимических элементов зависит от задачи экспедиции и указывается в программе работ.

В мелководных морях: Чукотском, Восточно-Сибирском, море Лаптевых, Белом, Балтийском, Азовском, Аральском и в мелко­ водных районах глубоководных морей стандартными горизонтами являю тся: 0, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 150, 200 м. Кроме того, в океанах и глубоководных морях рекомендуются, но не яв­ ляются обязательными, горизонты наблюдений 25 и 125 м, в мел­ ководных морях — горизонты 5, 25, 75 и 125 м.

Кроме указанных стандартных горизонтов, на океанографиче­ ских станциях проводятся наблюдения на дополнительных гори­ зонтах: в термоклине и придонном слое. При наличии термоклина, где вертикальный градиент может достигать больших величин, что чащ е всего наблю дается в теплое время года и в приустьевых участках крупных-рек при впадении их в море, необходимо опре­ делять границы этого слоя. Измерения температуры этого слоя сопровождаются взятием проб воды для определения содержания в ней гидрохимических элементов. Дополнительный горизонт в придонном слое берется на возможно близком расстоянии от дна. До опускания приборов на дополнительный горизонт глубина измеряется эхолотом, для того чтобы с помощью эхограммы уста­ новить характер рельефа дна исследуемого района.

3. Определяются направление и скорость течения при условии постановки судна на якорь или с применением автономных буйко­ вых станций (АБС).

Стандартными горизонтами для наблюдений за течениями яв­ ляются: 0, 10, 25, 50, 100, 200, 300, 500, 750, 1000, 1200, 1500, 2000 м. При глубинах более 2000 м горизонты располагаю тся че­ рез 1000 м. Рекомендованы, но не обязательны, горизонты 5 и 400 м. Н а автономных буйковых станциях из-за воздействия волн на показания самописцев течений, расположенных в поверхност­ ной водной толще, самописцы течений устанавливаю тся на гори­ зонтах, соответствующих 25 или 50 м.

4. Определяются условная прозрачность, цвет воды и другие оптические свойства воды в светлое время суток.

5. Проводятся инструментальные наблюдения за элементами морских волн.

Если программа экспедиции предусматривает взятие проб грунта, то эти работы выполняются сразу же после измерения глубины станции. При наличии в программе гидробиологических работ, предусматривающих сбор планктона и бентоса, сбор планк­ тона осуществляется одновременно с измерением температуры, воды, а работы по сбору бентоса проводятся после окончания океанографической станции на ходу судна. Иногда в программе указываю тся и другие исследования, выполняемые по специаль­ ному заданию, как, например, определение радиоактивности мор­ ских вод и некоторые другие.

После обработки наблюдений, выполненных на каждой океа­ нографической станции, данные шифруются по коду КН-05 и пе­ редаю тся по радио в адреса, указанные в программе, с целью оперативного использования.

П араллельно с выполнением океанографической станции про­ водятся гидрометеорологические наблюдения за атмосферным давлением, температурой и влажностью воздуха, ветром, облачно­ стью, осадками, туманами, видимостью, атмосферными и другими явлениями, состоянием ледяного покрова и волнением. Эти же наблюдения проводятся в течение всего рейса в 0, 6, 12 и 18 ч по гринвичскому времени. Иногда число сроков наблюдений увели­ чивается до восьми или до двенадцати в сутки. Кроме того, в течение всего рейса через 1—2 ч измеряется температура по­ верхностного слоя и берется проба воды для определения соле­ ности.

По особой программе на крупных исследовательских судах проводятся: 1) аэрологические наблюдения, включающие темпе­ ратурно-ветровое зондирование (два р аза в сутки),;

2) актино­ метрические наблюдения, состоящие из наблюдений за прямой •солнечной радиацией, рассеянной, суммарной, отраженной р а­ диацией, радиационным балансом и проникающей радиацией (шесть раз в сутки);

3) градиентные наблюдения за температу­ рой и влажностью воздуха, скоростью ветра;

4) наблюдения за атмосферным электричеством, проводимостью, напряженно­ стью электрического поля, регистрация грозовой деятельности;

5) наблюдения за радиоактивностью воздуха и атмосферных •осадков.

Данные гидрометеорологических и аэрологических наблюдений шифруются соответственно кодам КН-03 и КН-09 и передаются по радио в адреса, указанные в программе.

Наличие на исследовательском судне синоптической группы по­ зволяет составлять синоптические карты и давать прогнозы по­ годы, а такж е анализировать характер атмосферных процессов, протекающих в районе экспедиционных исследований, 3. С О С ТА В Л ЕН И Е Н АУЧН О-ТЕХ НИ ЧЕСКО ГО ОТЧЕТА ПО РЕ Й С У Отчет по рейсу составляется, как правило, непосредственно в период проведения экспедиционных исследований и должен быть завершен к окончанию рейса, т. е. ко времени возвращения судна на базу, в порт приписки. Научно-технический отчет явл я­ ется основным документом, в котором излагаю тся в сжатой и конкретной форме результаты всех работ, выполненных в рейсе.

Таким образом, научно-технический отчет подводит итог всех р а ­ бот, сделанных в рейсе, и обычно широко используется для под­ готовки следующего рейса.

В крупных комплексных экспедициях отчеты по разделам со­ ставляю тся отдельными отрядами, руководителем группы (от­ ряда) камеральной обработки, а такж е капитаном судна (о нави­ гационном обеспечении р ей са). и представляются руководству экспедиции (рейса) — начальнику, его заместителю и ученому секретарю, которые составляют сводный научно-технический отчет в машинописном и сброшюрованном виде.

М атериалами для составления отчета являю тся рабочие днев­ ники, отражаю щ ие все особенности работы каждого отряда, па­ лубные книжки и ж урналы наблюдений, сводные журналы, гра­ фический материал, карты, таблицы и различные другие матери­ алы, полученные в процессе работ в рейсе.

В текстовой части научно-технического отчета обязательно излагаю тся наиболее важ ны е сведения в следующей последова­ тельности: наименование экспедиции (рейса), цели и задачи ис­ следований, район работ и его характеристика, краткое изложение плана и программы работ с выделением основных проблем, на решение которых обращ алось особое внимание, выполненные задания с указанием процента к плану по каж дому виду работ и по всей экспедиции в целом, личный состав экспедиции и распре­ деление его по отрядам, основные сведения о судне, размещ ение на палубе установок и устройств для проведения научно-исследо­ вательских работ, оборудование научных лабораторий, навигаци­ онное оборудование и аппаратура судна, организация, методы и способы производства работ, рационализация в работе, возмож ­ ные изменения в методике наблюдений и обработке материалов в процессе производства работ, сведения о работе приборов, обо­ рудовании, поведении суДна при выполнении работ. В заклю чи­ тельной части отчета даю тся краткий обзор проведенных ранее основных исследований в районе, важнейшие научные резуль­ таты по различным видам экспедиционных работ и описание синоптических условий по отдельным этапам данного рейса, пож е­ лания, вытекающие из результатов исследований, и меры, реко­ мендуемые для улучшения качества работы в последующих рейсах.

Текстовая часть отчета снабж ается картой-схемой располо­ жения океанографических разрезов, станций, автономных буй­ ковых станций, графическим материалом, картами, схемами, фо­ тографиями, списком основных литературных и архивных источ­ ников.

К отчету прилагаются: план и программа рейса, список за ­ планированных и выполненных океанографических станций и ав­ тономных буйковых постановок, сводные журналы, палубные книжки и ж урналы наблюдений и обработки материалов, днев­ ники наблюдений, ленты самописцев и различного рода другие материалы, полученные в результате работ экспедиции.

ГЛАВА IV МЕТОДЫ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИИ В зависимости от поставленных задач все океанографические работы, проводимые в морях и океанах, делятся на стационарные, эпизодические и попутные.

Стационарные наблюдения Стационарные наблюдения проводятся для получения наибо­ лее полных рядов наблюдений за многообразными явлениями, протекающими в данной точке или районе моря, океана, и их из­ менениях за длительный период времени.

Стационарные наблюдения ведутся непрерывно или система­ тически повторяются через определенные, по возможности корот­ кие, периоды времени в течение ряда лет.

Стационарные наблюдения позволяют изучить характер и з а ­ кономерность многолетних, сезонных и краткопериодных измене­ ний гидрометеорологического режима не только во времени, но и в пространстве при условии, если наблюдения выполняются одно­ временно в нескольких точках.

Стационарные наблюдения предназначены для получения д ан ­ ных об опасных гидрологических явлениях: штормовом волнении, наводнении, цунами и других, которые угрожаю т безопасности на­ селения и могут нанести большой материальный ущерб народному хозяйству.

М атериалы стационарных наблюдений используются как ис­ ходные данные для составления гидрологических прогнозов и оценки их оправдываемости, различных навигационных пособий и пособий для проектирования гидротехнических сооружений и мор­ ских портов.

К стационарным наблюдениям в зависимости от специфиче­ ских условий относятся наблюдения, проводимые:

1) сетью морских береговых и островных гидрометеорологиче­ ских станций (ГМ С), гидрометеорологическими постами (ГМ П) и унифицированными автоматическими телеметрическими гидроме­ теорологическими станциями (УАТГМС);

2) на рейдовых станциях;

3) на вековых (стандартных) океанографических разрезах;

4) с помощью океанографической съемки;

5) с помощью постановки автономных буйковых станций (А БС );

6) с помощью Объединенной глобальной системы океанских станций (ОГСОС);

7) с самолетов;

8) с искусственных спутников Земли.

К стационарным наблюдениям такж е относятся океанографи­ ческие работы, проводимые плавучими маяками (гл. I), судами погоды (гл. I), дрейфующими станциями «Северный полюс»

(гл. XII) и обитаемыми подводными научно-исследовательскими лабораториями (гл. I).

1. Сеть морских береговых и островных гидрометеорологиче­ ских станций (ГМ С), постов (ГМП) и унифицированных автома­ тических телеметрических гидрометеорологических станций (УАТГМС) входит в систему Главного управления Гидромет­ службы СССР и в оперативном отношении подчиняется регио­ нальным морским управлениям гидрометслужбы (УГМ С). Н а­ блюдения для научных целей осуществляются по специальным программам, составляемым научно-исследовательскими институ­ тами (Н И И ) и гидрометеорологическими обсерваториями (ГМО) применительно к поставленным задачам исследований. В зависи­ мости от объема проводимых наблюдений и работ ГМС делятся на I, II и III разряды. Ш тат сотрудников ГМС изменяется в з а ­ висимости от ее разряда.

Наблюдения за колебанием уровня моря, волнением, морским прибоем, температурой и соленостью (удельным весом) поверх­ ности моря все ГМС проводят с берега в основные синоптические сроки — 3, 9,- 15 и 21 ч по московскому декретному времени. Н а­ блюдения за ледяным покровом проводятся в 8—9 ч по местному времени. С наступлением теплого времени эти наблюдения выпол­ няются в срок, наиболее близкий к местному полудню.

ГМС I и II разрядов, кроме наблюдений с берега, выполняют работы на рейдовых станциях, расположенных в прибрежной зоне моря. Наиболее крупные ГМС I разряда выполняют вековые (стандартные) океанографические разрезы, профильные ледовые наблюдения, маршрутные съемки в районе моря, прилегающем к станции, а такж е различные другие гидрометеорологические р а ­ боты по специальным программам УГМС.

ГМП располагаются на побережье между ГМС и, как правило, •ей подчиняются. Состав и сроки наблюдений каждого поста уста­ навливаются управлением гидрометслужбы. Кроме метеороло­ гических наблюдений, ГМП проводит наблюдения за уровнем, волнением, ледовым режимом, температурой и соленостью по­ верхности моря. Сроки наблюдений зависят от состава наблю­ дений.

В настоящее время планом комплексной автоматизации гид­ рометеорологических наблюдений предусматривается внедрение унифицированных автоматических телеметрических гидрометеоро­ логических станций (УАТГМС) двух типов. Первый тип УАТГМС с обслуживающим персоналом будет устанавливаться в населен­ ных пунктах. Второй тип станции предполагается полностью ав­ томатизировать и установить в удаленных, необжитых и трудно­ доступных районах. УАТГМС будут иметь датчики уровня моря и температуры воды, которые должны автоматически в установлен­ ные сроки регистрировать данные, их кодировать и с помощью кан ала связи передавать в органы службы информации и прогно­ зов. Точность измерения температуры воды составит ± 0,2° С, уровня ± 1 % диапазона измерения датчика. Датчики уровня моря рассчитаны на три диапазона колебаний уровня: 0—2, 0—6 и О— 12 м.

^ х/2. Рейдовая станция является океанографической станцией / с постоянными координатами, выполняемой регулярно в течение \ длительного времени. Рейдовая станция производится морскими \/ гидрометеорологическими станциями I и II разрядов с небольшого / заякоренного судна один или несколько раз в месяц. В зависимо \ сти от задач и района исследований рейдовая станция бывает ) эпизодической, полусуточной, суточной и. многосуточной. Основ / ным на рейдовой станции является изучение гидрометеорологиче­ ского режима и его изменчивости в прибрежной зоне, в районе j расположения морской береговой или устьевой гидрометеорологи ! ческой станции.

Многолетний материал наблюдений, полученный \ на рейдовой станции, имеет важное значение для народного хо­ зяйства — морского флота, рыбной промышленности, курортов, проектирования береговых сооружений. Данные наблюдений на рейдовой станции служ ат хорошей связью между данными берего­ вых наблюдений и данными, получаемыми при производстве океа­ нографических работ в открытом море, особенно в том случае, когда вековой (стандартный) океанографический разрез начина­ ется в районе расположения рейдовой станции, которая, таким \ образом, является первой станцией разреза. Рейдовая станция долж на быть расположена в районе с гидрометеорологическим режимом, наиболее характерно выраженным в данном исследуе­ мом водном бассейне. Обычно рейдовая станция располагается в заливе, бухте, проливе, устье реки, на подходах к крупному порту, на его рейде или акватории гавани. Рейдовая станция ча­ сто выполняется по специальной программе, связанной с особым заданием морского УГМС или заинтересованного в получении соответствующего м атериала ведомства, учреждения или научно исследовательского института. Н а морях с приливами для полу­ чения необходимых данных о полном цикле приливных явлений наблюдения на суточной станции продолжительностью не менее 26 ч проводятся в середине каждого месяца. Рейдовые наблю де­ ния на морях без приливов проводятся 5 раз в месяц: 1, 7, 13, и 25-го числа. Горизонты наблюдений на рейдовой станции те же, | что и на станциях океанографического разреза, но с добавлением горизонтов 5, 15, 25 и 35 м. При глубине станции менее 12 м наз­ начается дополнительный горизонт 3 м. В случае невозможности вы ! полнения рейдовой станции в положенный срок из-за штормовой погоды или тяжелой ледовой обстановки наблюдения проводятся сразу же, как только установится погода или позволят ледовые условия. В зимний период наблюдения на рейдовой станции про­ водятся со льда в те же сроки, что указаны выше.

В состав гидрометеорологических наблюдений на рейдовой станции входят: определение глубины, температуры, солености или удельного веса воды, измерения направления и скорости тече­ ния на стандартных горизонтах, определение цвета и прозрачно­ сти воды, типа, формы, направления, длины, периода волн, наблю­ дения за состоянием поверхности моря, определение степени волнения, определение температуры и влажности воздуха, направ­ ления и скорости ветра, облачности, видимости над морем и су­ шей, наблюдения за атмосферными явлениями, а такж е измере­ ние толщины льда и высоты снежного покрова при работе со льда.

Все наблюдения проводятся через каж ды е два часа, за исключе­ нием наблюдений за глубиной места, течением и ветром, которые измеряются ежечасно.

3. Вековые (стандартные) океанографические разрезы впервые были установлены по рекомендации М еждународного совета по исследованию моря в 1902 г. Первые стандартные разрезы выпол­ нялись на северо-западных морях ежегодно по сезонам: февраль, май, август и ноябрь. Особый интерес представляют данные, по­ лучаемые по стандартному разрезу, проходящему по Кольскому меридиану в Баренцевом море. На этом разрезе начиная с 1899 г.

по настоящее время различными научно-исследовательскими уч­ реждениями и особенно Полярным научно-исследовательским ин­ ститутом морского рыбного хозяйства и океанографии (П И Н РО ) производятся систематические работы.

В настоящее время на всех морях и океанах имеется постоян­ ная сетка вековых (стандартных) океанографических разрезов, на которых в течение ряда лет в определенные периоды одним или несколькими научно-исследовательскими судами в возможно ко­ роткие сроки производятся комплексные работы по единой про­ грамме, стандартными методами и приборами. Задачей таких ста­ ционарных исследований огромной акватории Мирового океана является изучение в глобальных масш табах всего комплекса про­ цессов, протекающих в его водной толще, особенностей их разви­ тия, изменения в пространстве и во времени, а такж е изучение взаимодействия этих процессов с процесами, происходящими в ат­ мосфере.

Вековые (стандартные) океанографические разрезы, как пра­ вило, проходят от наиболее приметной части одного берега до противоположного берега. Данные, полученные на таких разре­ зах, позволяют исследовать прибрежную зону и открытую часть моря. Обычно разрезы пересекают основные струи господствую­ щих течений, а иногда располагаю тся по их осям. В результате исследований течений, проводящихся систематически на разрезах, представляется возможным получать данные о мощности течений, переносе и трансформации водных масс.

Вековые (стандартные) океанографические разрезы установ­ лены с таким расчетом, чтобы полученный материал наблюдений за длительный период времени позволил определить характер из­ менения всех гидрометеорологических элементов изучаемого вод­ ного объекта, а следовательно, выявить особенности его режима, а такж е установить аномалии отдельных его элементов.

Частота наблюдений на разрезах зависит от поставленных з а ­ дач. Обычно они выполняются по сезонам (4 р аза в год) или еж е­ месячно, в определенные даты каждого месяца, установление ко­ торых во многом зависит от специфики местных метеорологиче­ ских и гидрологических условий. Чем короче период времени между наблюдениями на стандартных разрезах, тем подробнее получаемые данные, характеризующ ие гидрологический режим исследуемого района. Это позволяет с большей достоверностью судить об изменчивости режима и о факторах, ее вызывающих.

Расстояние между вековыми (стандартными) океанографиче­ скими разрезам и и расположение океанографических станций на них устанавливается в зависимости от площади водного бассейна (океан, море, залив, бухта, пролив) и характера изменений гид­ рологических элементов. В прибрежных районах моря расстояние между разрезам и и океанографическими станциями меньше, так как изменения гидрологических характеристик здесь будут более значительными, чем в открытых районах моря и тем более в океане.

Основными задачами наблюдений на стандартных разрезах.являю тся быстрота и возможно большая их синхронность. Именно от этого зависит получение необходимых данных, характеризую ­ щих незначительные изменения гидрологических характеристик за период выполнения наблюдений.

В целях выяснения-.возможных изменений гидрологических ха­ рактеристик на отдельных океанографических станциях разреза целесообразно в начале разреза, его ' средней части и в конце с помощью соответствующих самописцев выполнять многочасовые, суточные или многосуточные станции. Установленные календар­ ные даты выполнения разрезов могут нарушиться только из-за неблагоприятных погодных условий или тяжелой ледовой обста­ новки, препятствующих выходу судна в море. Разрезы выпол­ няются сразу же, как только условия погоды станут благоприят­ ными.

В период выполнения вековых (стандартных) океанографиче­ ских разрезов производятся работы на рейдовых точках, располо­ женных в прибрежной зоне, с небольших заякоренных судов, специальных платформ и с помощью автономных буйковых по­ становок. Синхронность наблюдений на рейдовых точках и разре­ зах позволяет получить наиболее полные данные о режиме изучаемого водного объекта.

М атериалы по гидрометеорологическому режиму отдельных мо­ рей Советского Союза, полученные в результате наблюдений на вековых (стандартных) океанографических разрезах за длительный период, используются для составления навигационных пособий по отдельным элементам режима моря, нужд навигации и рыбного промысла, составления краткосрочных морских гидрологических прогнозов и уточнения долгосрочных прогнозов, а такж е являются необходимыми данными для проектирования различных береговых сооружений.

Расположение и протяженность вековых (стандартных) океа­ нографических разрезов, время их выполнения и количество станций на каждом разрезе на морях Советского Союза устанав­ ливаются приказами Главного управления Гидрометслужбы при СМ СССР.

4. Океанографическая съемка представляет собой совокуп­ ность разрезов и станций, выполняемых группой судов одновре­ менно или одним судном для получения информации о простран­ ственном распределении океанографических элементов в опреде­ ленный период времени.

В зависимости от задач, целей и характера исследований океа­ нографические съемки делятся на следующие виды: 1) общие съемки, 2) сезонные, 3) специальные и 4) съемки по типам по­ годы. Океанографические съемки могут быть ведомственные, м еж ­ дуведомственные и международные.

Независимо от поставленных задач при выполнении океаногра­ фической съемки любого вида по возможности привлекаются к участию в ней все средства, проводящие в данном районе океа­ нографические наблюдения и работы: плавучие маяки, суда погоды, автономные измерительные комплексы, обитаемые под­ водные научно-исследовательские лаборатории и подводные аппа­ раты, самолеты и вертолеты.

В план работ океанографической съемки обязательно должно входить и производство вековых (стандартных.) океанографиче­ ских разрезов., ' 1) Общие океанографические съемки проводятся в целях вы­ полнения полного комплекса океанографических работ по расш и­ ренной программе в одном из районов Мирового океана. Основная задача таких съемок заклю чается в изучении явлений в атмо­ сфере и гидросфере, развиваю щихся вследствие их непрерывного I теплового и механического взаимодействия, в определении законо­ мерностей изменения во времени и пространстве динамического режима и физических свойств водных и воздушных масс. Наиболее характерным примером общей океанографической съемки является выполнение программы М еждународного геофи­ зического года (М ГГ). П рограмма работ сначала была рассчи­ тана на полтора года: с 1 июля 1957 г. по 31 декабря 1958 г., а затем съемка была продолжена по программе М еждународного геофизического сотрудничества (М ГС). В результате синхронно выполненной общей океанографической съемки всего Мирового океана большим количеством научно-исследовательских судов различных стран были получены ценнейшие материалы по гидро­ метеорологическому режиму морей и океанов.

Д л я получения данных, характеризующих взаимосвязь атмо­ сферы и гидросферы, сложные процессы, происходящие в них, а такж е их изменчивость за длительный период, в последние годы начали широко применяться океанографические съемки отдельных районов Мирового океана. К аж дая съемка выполняется на опре­ деленном полигоне, сравнительно небольшом по площади. На по­ лигоне производится ряд океанографических разрезов и выстав­ ляется несколько автономных буйковых станций длительного действия с установленными самописцами наблюдений за течением и температурой воды. П ервая океанографическая съемка поли­ гона с расположенными на нем семью автономными буйковыми станциями и несколькими океанографическими разрезам и была выполнена в Индийском океане советскими экспедиционными су­ дами «Витязь» и «Фаддей Беллинсгаузен» в январе—-марте 1967 г.

Океанографические съемки отдельных полигонов, находящихся в различных, наиболее важных и характерных районах Мирового океана, проводятся по Программе исследований глобальных атмо­ сферных процессов (П И ГА П ).

Большую океанографическую съемку выполнили советские океанографические суда в марте—сентябре 1970 г. на полигоне, расположенном в тропической зоне Атлантического океана. В этой съемке, названной ЭКВАЛАНТ, или ТРО П ЭК С, приняли участие суда Института океанологии АН СССР «Академик Курчатов» и «Дмитрий Менделеев», а такж е судно Главного управления нави­ гации и океанографии МО СССР «Андрей Вилькицкий». А нало­ гичные исследования тропической зоны Атлантического океана были продолжены в 1971 г.

В северной части Атлантического океана исследования, про­ веденные в 1970— 1971 гг. по программе Полярного экспери­ мента (П О Л Э К С ), явились такж е частью обширных исследований глобальных атмосферных процессов, выполняемых по ПИГАП.

Они посвящены изучению зоны стока энергии, т. е. Арктики.

Эти исследования проведены на полигоне, расположенном в Се­ верной Атлантике, советскими судами Гидрометслужбы: «Профес­ сор Визе», «Профессор Зубов», «Океанограф» (А АН ИИ ), «Айс­ берг», «Полярник» (М урманское УГМС).

В исследования по программе П О ЛЭКС входили:

а) количественная оценка роли атмосферы и океана в форми­ ровании энергетического баланса полярного района;

б) установление закономерностей динамики гидросферы и ат­ мосферы полярного района как зоны стока энергии;

в) установление связи между составляющими баланса энергии и циркуляцией атмосферы и океана;

г) построение математических моделей взаимодействия атмо­ сферы и океана, учитывающих теплообмен при наличии ледяного покрова, а такж е динамику и дрейф льдов;

д) проведение численных экспериментов по данным натурных наблюдений, а. такж е проверка на базе математических моделей реальности некоторых гипотез по уничтожению арктических льдов;

5 Морская гидрометрия е) определение энергетических характеристик системы атмо­ сфера—океан, необходимых для разработки методов долгосроч­ ного прогноза циркуляционного режима атмосферы, океана и льдов для полярных и околополярных районов;

ж) получение рекомендаций для дальнейшего распространения эксперимента на более южные районы;

з) использование рекомендаций для совершенствования имею­ щихся и разработки новых методов гидрометеорологических про­ гнозов.

2) Сезонные океанографические съемки выполняются, как правило, ежесезонно, а иногда, в виде исключения, 2 р аза в год — летом и зимой. Сроки выполнения съемки зависят от местных гидрометеорологических условий. Основная задача съемок заклю ­ чается в изучении пространственно-временной изменчивости всех основных процессов теплообмена океана с атмосферой. Качество ' и полнота материалов, полученных в результате проведения съе ) мок, во многом зависят от быстроты ее выполнения и синхронно. сти в наблюдениях на океанографических разрезах. К ак правило, в выполнении сезонных съемок принимают участие несколько на учно-исследовательских судов.

Съемки, как уже отмечалось, могут быть междуведомственными и международными. В программу сезонных океанографических съемок включается выполнение вековых (стандартных) океано­ графических разрезов.

Примером сезонной океанографической съемки являются ис­ следования течения Куросио, выполненные в последние годы.

Программа этих исследований, составленная СССР, Японией, Англией, США и другими странами, была одобрена и поддержана Ю НЕСКО, М ежправительственной океанографической комиссией 1 при ООН и Бюро по научному сотрудничеству в Юго-Восточной Азии. Программой предусматривалось.производство сезонных океанографических съемок в период 1965— 1966 гг. 2 раза в год — летом и зимой, а в последующие годы посезонно. По этой про^ грамме в течение 15—30 суток производилась съемка большой площади Тихого океана— от экватора до 43° с. ш. и от 160° в. д.

на запад до побережья. В исследованиях участвовало одновре­ менно около 30 океанографических судов, в том числе 3—4 совет­ ских судна..

3) Специальные океанографические съемки выполняются в со­ ответствии с разработкой плановых тем научно-исследовательских институтов и учреждений, по специальным запросам М инистер­ ства морского флота и Министерства рыбной промышленности в связи с созданием необходимых навигационных пособий для плавания судов и обеспечением данными, о гидрологическом ре­ жиме новых промысловых районов. Специальные океанографиче­ ские съемки прибрежной, зоны и устьевых, участков рек прово­ дятся для проектирования различного рода береговых сооруже­ ний — морских портов, приливных электростанций,, а такж е в связи с. другими задачами. Выполнение таких съемок имеет большое народнохозяйственное значение, так как решается целый ряд по­ ставленных практических задач.

Примером специальной океанографической съемки может быть М еждуведомственная экспедиция, производившая съемку течений в одном из Курильских проливов в 1952 г. Наблюдения за скоро­ стью и направлением течения проводились одновременно с трех экспедиционных судов — «Витязь» (И О А Н ), «Гидролог» и «Д альне­ восточник» (ДВ Н И ГМ И ). Целью экспедиции было полу­ чение данных о водообмене через пролив и пространственно временной изменчивости вертикальной и горизонтальной струк­ туры течения в нем для составления атласа течений — нави­ гационного пособия для судов. Другим примером специальной океанографической съемки может быть международная океано­ графическая съемка в Норвежском, Гренландском морях и погра­ ничной с ними зоне северной части Атлантического океана, связан­ ная с развитием рыболовства в этих районах. Эта съемка была организована М еждународным советом по исследованию моря.

Начиная с 1960 г. в ней, кроме советских научно-исследователь ских судов П И Н РО, принимали участие суда Англии, Исландии, Норвегии, Дании, Франции, Ф РГ и Канады.

4) Океанографические съемки по типам погоды выполняются в различные естественные синоптические периоды, в основном при наличии различных полей атмосферного давления или полей ветра, оказывающих большое влияние на общую циркуляцию вод в исследуемом районе, особенно в его поверхностной водной толще. Например, был выполнен ряд съемок Балтийского моря, вытянутого в меридиональном направлении, при различных полях ветра — устойчивых северных направлений, а затем южных. П о­ лученные данные показали существенное отличие его гидрологи­ ческого режима при различных полях ветра. Данные съемки Финского залива, вытянутого в широтном направлении, при во­ сточных, т. е. сгонных, ветрах и ветрах западных направлений, обусловливающих приток водных масс из Балтийского моря в поверхностную толщу залива, такж е наглядно показывали осо­ бенности гидрологического режима залива в зависимости от полей ветра.

5. Постановка автономных буйковых станций (А БС). С разви­ тием океанографических методов наблюдений, в частности ме­ тода наблюдений за одним из наиболее важны х элементов ре­ жима моря — скоростью и направлением течения, возник ряд трудностей. В отличие от методов наблюдений за другими гидро­ логическими элементами, основным условием в методе измерений течений является то, что приборы, опускаемые с судна или подве­ шиваемые на тросе при работе с АБС, должны располагаться неподвижно на соответствующих горизонтах. Постановка судна на большие глубины по техническим причинам весьма сложна, так как требуется специально установленное на судне глубоковод­ ное якорное устройство. Кроме того, постановка судна на большие глубины занимает значительное время. При постановке судна на 5* один носовой якорь происходят непрерывные движения судна, вызывающие поступательно-возвратные перемещения по направ­ лению к якорю и обратно, — рысканье, т. е. изменение курса судна, и циркуляцию судна, заключающуюся в последовательном его перемещении по окружности вокруг якоря. Постановка судна на два якоря — носовой и кормовой — в техническом отношении еще более сложна. В этом случае такж е не исключается движение судна. Все это, безусловно, сказывается на результатах измере­ ния течений с заякоренного судна.

Однако, несмотря на отмеченные недостатки, измерения течений с постановкой судна на глубоководный якорь производятся и в н а­ стоящее время.

При океанографических работах постановку судна на якорь начали осуществлять еще с конца прошлого столетия. Первым это выполнило судно США «Блэйк», которое в 1888— 1889 гг. при изу­ чении течения Гольфстрим становилось на якорь на глубинах 4000 м более 30 раз. Позднее постановка судна на глубоководный якорь при производстве океанографических работ стала весьма широко применяться. Так, например, во время океанографической съемки Атлантического океана в 1926— 1927 гг. немецкое иссле­ довательское судно «Метеор» неоднократно осуществляло поста­ новку на якорь на глубинах до 5500 м. Французское судно «К а­ липсо» при исследованиях ж елоба Романш становилось на глу­ бину 2460 м, используя для этой цели нейлоновый трос. Датское судно «Галатея», изучая этот же желоб, становилось на якорь, опускаемый на тросе из синтетического материала.


Советскими научно-исследовательскими судами постановка на глубоководный якорь начала широко применяться с 1949 г., когда «Витязь» выполнил несколько таких постановок в Тихом океане.

В последующие годы «Витязь» неоднократно выполнял поста­ новку на глубоководный якорь в этом океане, причем судно ус­ пешно становилось на якорное устройство в Японском желобе на глубину 8000 м и в Курило-Камчатском желобе на глубину 9600 м. Начиная с 1957 г. «Михаил Ломоносов» стал производить постановку на глубоководный якорь в Атлантическом океане.

Многие другие советские научно-исследовательские суда такж е не­ однократно выполняли постановку на глубоководное якорное уст­ ройство в различных районах морей и океанов. Так, например, суда Гидрометслужбы «Гидролог» и «Дальневосточник» в 1952 г.

при исследовании сильных течений в одном из Курильских про­ ливов неоднократно становились. на глубоководное якорное уст­ ройство до глубин 500,м, используя траловую лебедку.

Кроме отмеченного метода изучения морских течений с помо­ щью глубоководного якорного устройства, существует второй метод измерения морских течений — с применением АБС. Он ши­ роко распространен в настоящее время. Этот метод выгодно отли­ чается от метода наблюдения за течением с борта заякоренного судна, так как имеет ряд значительных преимуществ, состоящих в том, что ликвидируется вынужденная длительная стоянка судна в одной точке, измерение течений производится при любых усло­ виях погоды, значительно повышается точность и надежность по­ лучаемых данных измерений, так как исключается влияние кор­ пуса судна на приборы, а такж е исключаются погрешности в измерениях приборов, вызываемые рысканием судна на якоре и его движениями на волне.

В практике океанографических исследований прежних лет от­ мечены отдельные случаи применения автономно действующих измерителей течений. Этот метод долгое время не получал широ­ кого распространения в основном из-за отсутствия самописцев течений, предназначенных для работы автономно. Появление бук­ вопечатающих вертушек (БП В ) конструкции Ю. К. Алексеева, а впоследствии и электрических самописцев течений (ЭСТ). позво­ лило осуществить широкое и массовое применение АБС. В 1954 г.

экспедицией ААНИИ в Карском море было установлено свыше 20 АБС, позволивших получить весьма ценные данные о течениях этого моря за навигационный период. З а последние 10— 15 лет океанографическими судами различных ведомств выполнена боль­ шая работа по изучению течений с помощью АБС на всех морях Советского Союза, в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.

З а этот период накоплен большой опыт постановок АБС на р а з­ личных глубинах, до 5000 м, и на значительных скоростях течений продолжительностью до 30, а иногда и до 60 суток. Часто АБС устанавливались на глубинах, превышающих 5000 м. Так, напри­ мер, с борта «Витязя» в 1960 г. в Индийском океане была постав­ лена АБС на глубине 7300 м. Неоднократны случаи, когда в райо нах постановок АБС наблю дались ураганы или тайфуны со ско­ ростью ветра до 40 м/с. Однако они не оказали существенного влияния на работу АБС.

П рактика постановок АБС, широко используемых Советским Союзом, показала большую возможность применения их с судов различных типов и водоизмещения на глубинах, колеблющихся в больших пределах.

Выбор типа АБС и техника ее постановки зависят от размеров и оборудования судна, глубины места, а такж е от гидрометеоро­ логических условий.

АБС применяются не только для измерения скорости и направ­ ления течений на различных горизонтах, но и регистрируют такж е температуру воды. Д ля этих целей в Советском Союзе широко используется фототермограф (Ф ТГ-64), укрепляемый на тросе АБС.

В настоящее время постановка АБС производится со шлюпки или с большого, специально оборудованного судна на глубины от нескольких метров до 7000—8000 м.

К ак правило, постановка и подъем АБС осуществляются с по­ мощью траловой лебедки, имеющей две турачки и два барабана, или с помощью лебедки «Океан» малой модели. Реж е применя­ ются турачки грузовой лебедки судна или брашпиль. Д л я зап а­ сов троса различного диаметра используются электрические или | ручные вьюшки. При постановках АБС используются судовые стрелы или мощные краны-балки с прикрепленными к ним кани­ фас-блоком и блок-счетчиком. К вспомогательному оборудованию относятся роульсы и утки, устанавливаемые на планшире рабо­ чего борта судна, стопоры для троса, различное оборудование и такелаж ное снаряжение.

В зависимости от задачи, назначения, размеров судна, глубины места и гидрометеорологических условий применяются следующие типы АБС:

1) АБС для мелководных районов, 2) АБС для средних глубин, 3) АБС для больших глубин.

1) АБС для мелководных районов (глубины несколько десят­ ков метров) устанавливается с небольших судов. Одна из систем донной установки самописцев течений конструкции Лагутина имеет вид железного пирамидального каркаса, опускаемого на дно моря (рис. IV. 1 а). К вершине каркаса с помощью скобы при­ крепляется подъемный трос, проходящий внутри стальной трубы и идущий к якорю, а затем к сигнальному бую с вехой, снабж ен­ ной уголковым отраж ателем и светильником.

Д ругая установка, разработанная Овсянниковым, представ­ ляет собой колоколообразный каркас, состоящий из трех стоек алю миниево-магниевого сплава, изогнутых в вершине и опирающихся на кольцеобразное основание (рис. IV. 1 6 ). Самописец течений подвешивается к скобе, укрепленной в вершине каркаса.

Разработанная Симоновым П -образная буйковая станция для проведения длительных наблюдений (рис. IV.1 в) состоит из буев 1 плавучестью 200—300 кг, такелаж ных цепей 2, сегментных якорей 3, поддерживающего троса 4, тросовых зажимов 5, буйка для выборки троса с приборами, троса 7 с прикрепленными само­ писцами, самописца на кронштейне 8 и концевого самописца 9.

2) АБС для средних глубин устанавливается с помощью при топленных буев на морях с глубинами в несколько сотен метров.

Притопление буя обычно на глубину 6— 8 м необходимо для уст­ ранения ошибок в показаниях самописцев, вызываемых волне­ нием, для уменьшения угрозы обрыва троса при рывках буя на волне, а такж е для предохранения от повреждения дрейфующим льдом и проходящими судами.

Применение Ширеем АБС с притопленными буями для поста­ новки самописцев течений на глубине 1800 м показало возмож­ ность их использования на больших глубинах.

Существует несколько схем постановок АБС с использованием притопленных буев. Д ля районов с умеренным волнением приме­ няется предложенная Лагутиным притопленная АБС с сигналь­ ным буем на одном якоре (рис. IV.2), состоящая из обтекаемого поддерживающего буя 1 плавучестью не менее 100 кг, со стано­ вым мягким оцинкованным тросом 6 диаметром 8—9 мм. К тросу на металлических кронштейнах 7 крепятся самописцы 8. Крепят буй к тросу с помощью нескольких скоб 2, вертлюга 3, цепи 4, соединительного кольца 9 и коуша 5. М асса груза — обычно чугунного сегментного якоря 11 — берется в зависимости-от глу­ бины места, скорости течения и степени волнения (10 — якорный строп). Сигнальный буй 17 крепится к становому тросу с помощью буйрепа 19, причем длина буйрепа долж на позволить завести его е) -п и р ам и дал ьн ы й каркас для донной установки самописцев;

б — колоколообразны й каркас дл я донной установки самописцев;

в — П -образн ая АБС.

на барабан лебедки, когда гак-стрела подцепляет сигнальный буй за его рым 15 или строп 18. При постановке станции свободный конец 16 подъемного стропа 18 надежно крепится на сигнальном буе. Н а мачте 14 буя расположены уголковый отраж атель 13 и светильник 12.

Притопленную АБС с сигнальным буем на двух якорях (рис. IV.3 а) рекомендуется использовать такж е в районах с умеренным волнением. Преимущество такой установки заклю ча­ ется в том, что проложенный по дну между сегментными якорями базовый трос 12 позволяет осуществлять траление станции в слу­ чае обрыва сигнального буя.

Притопленная АБС с двумя сигнальными буями на трех яко­ рях применяется в районах, подверженных воздействию частого и сильного волнения (рис. IV.3 б).

Постановка притопленных АБС получила широкое прим енение;

начиная с 1956 г. в арктических морях в экспедициях ААНИИ.

Чащ е всего такие АБС устанавливаю тся на небольших глубинах, | 50—60 м, причем длина базовых тросов должна быть в 1,5 раза больше глубины места. Сигнальными буями обычно являются ж е­ лезные буи конической формы, без мачты,' со стропами или ры­ мами для захвата крюком багра или гаком при подъеме станции.

В створе таких буев на расстоянии около 2 км выставляется сигнальная веха, снабженная уголковым отражателем, светильни­ ком и-радиопередатчиком (рис. IV.3e).

Д ля кратковременных постановок в районах с хорошим нави­ гационным обеспечением применяется наиболее простая притоп ленная АБС с одним тросом, небольшим сигнальным буем, без высокой мачты,..радиолокационного отраж ателя, радиопередат­ чика и с минимальным количеством тросов (рис. IV.4). В зависи­ мости от скорости течения используется один или два сегментных Рис. IV.4. П ритопленная АБС на одном тросе. Рис. IV.5. АБС с двумя / — притопленный буй, 2, 5 — узлы соединения, 3 — само- поддерживающими буя писцы, 4 — становой трос, 6 — якоря, 7 — якорный строп, МИ.

8 — подъемный конец, 9 — сигнальный буй.

якоря. Постановка такого типа станций осуществлялась Ширеем на глубинах около 200 и 2000 м.

З а рубежом в основном применяется автономная станция с двумя поддерживающими буями (рис. IV.5). Эта станция со­ стоит из пластмассового поверхностного буя с радиолокационным отраж ателем и проблесковым огнем, поддерживающего троса д иа­ метром 5 мм, нижний конец которого закреплен на притопленном стальном сферическом буе, заглубленном на 200 м. Буй удержи­ вается на якоре массой 200 кг стальной струной диаметром 3 мм.


Многолетний опыт экспедиционных исследований показал, что данные наблюдений за течениями и температурой воды, получен­ ные с помощью самописцев, установленных на притопленных буях на глубинах в несколько сотен метров, более качественны по срав­ нению с данными наблюдений за течениями и температурой воды, полученными с помощью якорных станций, установленных на над­ водном буе. Это обусловлено тем, что последние хотя и несложны по устройству, но сильно подвержены воздействию волнения, что, безусловно, сказывается на показаниях самописцев и живучести буйковой системы. Следует отметить, что описанные выше типы якорных буйковых станций на притопленном буе не лишены спе­ цифических недостатков, основные из которых следующие:

а) буйковые системы на одном и двух якорях с одним сигналь­ ным буем весьма ненадежны в эксплуатации в прибрежной зоне моря, особенно в районах с сильно пересеченным рельефом дна и развитой крутой волной. Постановка таких станций требует хоро­ шего обеспечения навигационными знаками и соответствующего надзора с судна;

б) буйковая система с двумя сигнальными буями на трех яко­ рях малоэкономична и громоздка, имеет сложный узел из трех тросов у среднего якоря. Эксплуатация ее возможна только с большого судна, вооруженного многочисленными механизмами;

требуется большое количество квалифицированных специалистов и повышенная безопасность работ. Перед постановкой этой стан­ ции необходимо выполнить значительные подготовительные р а ­ боты на берегу;

она занимает большую площадь на палубе судна и в месте ее постановки, а следовательно, может быть использо­ вана в районах, где отсутствует оживленное судоходство и рыбо­ ловство;

в) все приведенные выше системы АБС не имеют обозначения места затопления буя с приборами, а следовательно, и контроля за правильностью установки самописцев на заданных горизонтах, что может вызвать просчеты в разметке длины станового троса и зацепление его за буй или кронштейны при постановке станции;

г) для того чтобы проверить работу самописцев указанных станций в море, необходим подъем всей станции на борт судна со стороны сигнального буя, а затем снова постановка ее на преж ­ нее место. На это непроизводительно затрачивается время и не всегда удается судну снова с необходимой точностью подойти к заданной точке с нужной глубиной.

В Ленинградской гидрометеорологической обсерватории СЗ УГМС используется оптимальный вариант АБС, в котором исклю­ чено большинство отмеченных недостатков. Основой оптимального варианта этой станции являю тся важнейшие элементы буйковых станций различных типов (рис. IV.6 a ). В систему станции входят:

пенопластовый буй новой конструкции ААНИИ массой 120—200 кг или металлический буй конструкции ЛГМ О массой 150 кг, ста­ новой трос диаметром 11— 12 мм, к которому на кронштейнах подвешены самописцы. Становой трос с помощью вертлюга и 1,5-метрового стропа или цепи крепится к бетонированному ци­ линдрическому якорю массой 150—200 кг. К становому тросу соединительной скобой.крепится базовый трос, ко второму концу которого, присоединяется на скобе стальной буйреп диаметром 9,7— 11 мм сигнального буя. Крепление сигнального буя и якоря со стропом к буйрепу буя осуществляется через вертлюги. В к а ­ честве сигнального буя используется разработанный в ЛГМО полый металлический буй переменной плавучести (рис. IV.6 б ).

Буй 4 состоит из двух сваренных воронкообразных половин. В их вершины вставлены отрезки металлической трубы 2, верхняя часть которой представляет 2,5-метровую мачту с укрепленным на конце уголковым отражателем 1, а нижняя — отвес с ги- ;

рями 10 для придания бую остойчивости на волне. Внутри буя концы труб дополнительно удерживаются распорками 5, прива­ ренными к корпусу буя. В верхней половине буя приварена метал- i лическая диафрагм а 8 с пазами и ограничителем для крепления | контейнера 7 с батареей из пяти элементов 1,35 ТВМЦ-50, явля- I б) б опознавательный буй.

ющихся питанием для м аяка типа ГМ-46-51. В верхней части буя имеется отверстие, предназначенное для установки контейнера и закрывающ ееся крышкой 6 с резиновой прокладкой и восемью болтами, а такж е рым 3.

В средней и нижней частях буя сделаны отверстия с проб­ ками 9 для наполнения буя водой и создания переменной плавучести в целях регулирования его лучшей остойчивости. Гру­ зоподъемность буя 120— 180 кг, масса 55—60 кг.

С малотоннажных судов, с небольшим грузовым вооружением, описанный выше буй весьма удобен в работе. Сигнальный буй,' обязательно снабженный электрическим светильником и пассив­ ным отражателем, позволяет значительно экономить время при поиске буйковой станции.

В настоящее время на арктических морях, длительное время покрытых льдом, применяются акустические подводные гидроло­ гические станции (АПГС) с притопленным несущим буем, уста­ навливаемые на длительный период — до одного года. Среди них следует отметить АПГС, разработанную Теляевым. Станция со­ стоит из всплывающего буя, троса-буйрепа, якоря и самописцев.

Всплывание АПГС происходит следующим образом. Полученный гидрофоном гидроакустический кодированный сигнал выделяется в приемном устройстве и при правильности кода заставляет сра­ ботать исполнительный механизм станции, освобождающий сто­ пор, и буй всплывает вследствие своей положительной плавучести.

По мере подъема станции на буе разматы вается вьюшка, с тросом, который прикреплен к буйрепу и является его продолжением.

Д лина троса, намотанного на вьюшку, должна быть достаточной для подъема на палубу всей системы станции. На АПГС имеется пассивный отражатель, благодаря которому она после всплытия обнаруживается судовым радиолокатором. О т. буя, поднятого на палубу судна, сразу же отделяется трос, затем он крепится к хо­ довому концу троса судовой лебедки, которая и поднимает на судно всю систему станции.

3) АБС для больших глубин начали широко использоваться с 1957— 1960 гг. для проведения многосуточных наблюдений за скоростью и направлением течения в океане, а в последующие годы — и для наблюдений за температурой воды в верхних гори­ зонтах водной толщи. В результате многолетних экспедиционных исследований советскими океанографическими судами Гидромет­ службы, Академии наук и многими другими накоплен большой опыт постановок АБС на больших океанских глубинах при значи­ тельных (5—6 узлов) скоростях течений. Продолжительность их работы достигает нескольких месяцев. Д л я постановки АБС на больших глубинах наиболее целесообразно использовать надвод­ ные буи следующих типов: зимний БЗ-720, тральный 62817000, ГМ-51, «Пинч». П рактика использования пенопластового буя по­ казала его преимущество по сравнению со стальным вследствие меньшего веса, лучшей плавучести и большей практичности.

Сохранность буйковой станции и увеличение дальности ее об­ наружения обеспечиваются снабжением буя фермой с пассивным отражателем;

дальность обнаружения при средних метеорологи­ ческих условиях составляет 2 мили, радиолокационного обнару­ ж ен и я— до 6 миль. Станция оборудована такж е проблесковым светомаяком, автоматически включающимся в темное время су­ ток. Кроме того, на буе могут быть установлены радиопередат чики. Пенопластовые буи имеют форму двух соединенных усечен­ ных конусов либо цилиндра высотой около 4 м (рис. IV.7). Н аи­ больший диаметр корпуса 1,6 м, масса 1000— 1275 кг, плавучесть 2316—3000кг. Буй типа «Пинч»

имеет несколько большую высоту (5,1 м ), весит 1440 кг, а его п л а­ вучесть, как показал опыт работы •на «Седове» в 1960 г., может быть доведена до 2250 кг путем и зъя­ тия балласта.

Буй состоит из 22 слоев листо­ вого пенопласта марки ПС-1 или ПС-2 толщиной 5 см и удельным весом 0,15—0,20. Д л я предохра­ нения проникновения воды внутрь пенопласта его поверхность про­ питывается силоксаном. В верх­ ней внутренней части буя 10 р а з­ мещаются контейнеры 12 с про­ граммным механизмом и блоком питания радио- и светомаяков, состоящим из батарей БАС- и ГЕЛ-9. К приваренным ры­ мам 13, расположенным в верх­ ней части несущей стальной тру­ бы,- при помощи скоб крепятся стропы 11, предназначенные для подъема буйковой станции. Д р у ­ гие концы стропов закрепляю тся за рым 8 и скобу 18, находящиеся внизу буя. К рыму 8 противове­ са 9 буя крепится якорь-цепь диаметром 12 мм, длиной 5— 10 м. Якорь-цепь 7 соединяется с буйрепом (становым тросом) 21 диаметром 8— 11 мм и буем Рис. IV.7. АБС для больших глубин.

тросовыми заж им ам и 6 с двумя рымами 5 я 20 и вертлюгами 19.

На буйреп при помощи кронштейнов 3 и 4 подвешивают само­ писцы 22. Трос крепится через вертлюг, тросовый заж им 2 и якор­ ный строп 23 к сегментному якорю массой 100, 300 или 500 кг. При наличии сильных течений используется цепочка якорей /, рассчи­ танная на нагрузку 1,5—2 т, при этом учитывается, что грузоподъ­ емность стрел обычно не более 2 т. Д ля облегчения поимки буя перед его поднятием на палубу судна к одному из стропов буя на капроновом или манильском конце длиной 15—20 м прикрепля­ ется небольшой пенопластовый поплавок. Н а стальной или дю ра­ левой мачте 15 установлены светосигнальное устройство (ЭПО-59), уголковый отраж атель 16, ультракоротковолновый пере­ датчик с антенной 14.

Постановка АБС для больших глубин показана на рис. IV.8.

Перед постановкой АБС производится промер по квадрату пересеченными галсами в целях нахождения района с наиболее ровным рельефом дна. Одновременно с промером осуществляется съемка течений ЭМИТом. В спокойную погоду (ветер до 5 бал­ лов) и при небольшом дрейфе судна постановка буйковой станции обычно начинается с опускания якоря и заверш ается вы валива­ нием буя. При свежей ж е погоде и значительном дрейфе судна возникает реальная опасность потери якоря буйковой станции, поэтому ее постановка начинается с вываливания буя и заканчи­ вается растягиванием буйрепа с подработкой машинами судна и сбрасыванием якоря. Постановка буя осуществляется с помощью грузовой стрелы, а буйреп травится с вьюшек через турачку гру­ зовой лебедки, отводной канифас-блок и кран-балку. Зачастую для этих целей используются такж е вместительные барабаны глу­ боководных якорных и грузовых лебедок.

При постановке АБС с надводным буем надежность качествен­ ной ее работы в основном зависит от выбора якорной системы, причем следует учитывать, что д ерж ащ ая сила якорей определя­ ется главным образом их весом и силой сцепления с грунтом дна.

Подбор якорной системы осуществляется с учетом следующих ус­ ловий: а) д ерж ащ ая сила якорей во избежание их обрыва при подъеме станции долж на быть всегда меньше той силы, которую может вы держ ать наиболее слабый участок буйрепа;

б) д ерж а­ щ ая сила якорной системы должна превышать запас плавучести буя или, по крайней мере, соответствовать ему;

в) вес якорной системы в воде обычно должен быть несколько меньше запаса плавучести буя.

Н адеж на и удобна в эксплуатации якорная система, изобра­ женная на рис. IV.9. Она применялась при постановке буйковых станций в экспедиционных исследованиях, выполнявшихся по про­ грамме ТРО ПЭКС одновременно несколькими советскими океано­ графическими судами в Атлантическом океане в марте—сентябре 1970 г. В этой системе становой трос (буйреп) 1 с помощью верт­ люга 2 крепится к верхнему огону якорного конца 3 диаметром 11— 12 мм и общей длиной 325 м, соединенного с якорем 4 массой 230 кг и якорем 5. Н а расстоянии 25 м выше среднего якоря в этот якорный конец вплетается специальный кусок троса длиной 1 м с огоном, к которому скобой крепится верхний якорь. Нижний якорь 7 и средний якорь 5 массой 100— 120 кг каждый соединяются 6 Морская гидрометрия цепью 6 длиной 6—8 м. Использование данной якорной системы показало, что при нормальной притравке станового троса она в течение 6,5 месяца непрерывных измерений может работать вполне надежно, без случаев дрейфа АБС.

Надежность постановки АБС во многом зависит от величины притравки буйрепа и запаса его прочности. Известно, что чем больше притравка, тем лучше д ерж ат якоря, а значит, требуется меньший запас плавучести, Но следует отметить, что с увеличе­ нием притравки возрастает радиус перемещений буя с самопис­ цами относительно якоря и увеличиваются ошибки в измерениях течений. Форма кривых буйрепа в воде обычно имеет вид цепной ли­ нии. На рис. IV. 10 даны расчетные кривые буйрепа в воде при глубине 5000 м и притрав ках: 50 ( /), 100 (2), 150 (3), 200 (4), 250 (5) и 300 м (5). Установлено, что с увеличе­ нием притравки при периодических тече­ ниях — приливных или инерционных — в ре­ зультате движения буя возникают ошибки в измерениях скоростей этих течений, дости­ гающие весьма значительных величин. Д ля уменьшения этих ошибок при постановке буйковой станции необходимо рассчитать минимальную притравку, а для обеспече­ ния надежной стоянки буя и длительной живучести станции усилить якорную си­ стему.

Рис. IV.9. Схема якорной системы АБС.

Большое значение при постановке АБС имеет расчет запаса прочности буйрепа в местах подвешивания самописцев и особенно на участках, расположенных несколько ниже сплесней. И з-за по­ степенного разрушения троса в морской воде вследствие коррозии при длительных постановках станции и из-за штормовых условий запас прочности буйрепа должен быть трехкратным. Он опре­ деляется как разность между разрывным усилием троса и прихо­ дящейся на него нагрузкой, состоящей из суммарной массы вводе буйрепа, кронштейнов с самописцами и якорей. Пример расчета прочности буйрепа приводится в табл. 2. Данные таблицы полу­ чены экспедицией, проводившей исследования в Атлантическом океане в 1970 г. по программе ТРОПЭКС.

Из данных таблицы видно, что общая глубина станции состав­ ляет 5000 м, масса якорной системы 450 кг. Расчет прочности буй­ репа сделан для постановки 12 самописцев течений типа БПВ- Тб ц а ли а Пример расчета прочности буйрепа Длина ступени, м Разрывное усилие грузка н сплес Запас прочности Места сплесней, Масса приборов под сплеснем * буй­ в воде, троса, Масса ступеней Суммарная на­ над сплеснем в воде, кг № ступени троса, кг а Диаметр 1 буйрепа нях, кг репа мм кг jм 1 I 11,0 500 180 500 п 270 9,3 1500 7,7 ш 3000 IV 5,7 2000 — 5000 930 2 — и 2 фототермографов, установленных на 14 кронштейнах на гори­ зонтах 25, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000, 1200 и 1500 м.

Многолетний опыт постановки буйковых станций с надводным буем показал следующее:

а) срок использования буйрепа в морской воде зависит от к а ­ чества троса и интенсивности процесса его коррозии, поэтому сле­ дует применять трос высшего качества с. характеристиками 180-В-ЖС;

б) во избежание возможной электрохимической коррозии буй­ репа фототермографы нужно подвешивать на расстоянии не менее 5 м от самописцев течений;

в) замена верхней части буйрепа длиной 150—200 м должна производиться, не реж е одного раза в месяц, тогда как остальная его часть долж на заменяться по истечении 2,5—3 месяцев.

Постановка АБС обычно занимает в среднем от 40 мин до 1,5 ч. Это зависит от типа судна, еп оборудования, глубины ме­ ста, количества приборов и гидрометеорологических условий в пе­ риод постановки.

Расчет гидродинамических нагрузок при постановке АБС.

Большое влияние на точность измерения различных гидрологиче­ ских элементов, производимого с помощью АБС, установленных в различных районах Мирового океана, оказывает воздействие на них ветра, волн, течений, создающих в зависимости от характера гидрометеорологических условий те или иные гидродинамические и механические нагрузки. Д л я получения достаточно точных из­ мерений гидрологических элементов весьма важно осуществить 6* расчет внешних сил, действующих на различные конструкции АБС. Вместе с тем получить исчерпывающие данные по воздейст­ вию ветра н а надводную часть буя, рассчитать силовые нагрузки волн на буй и определить динамические силы, возникающие при обтеканиях троса, не имея точных данных о распределении ско­ ростей течения по вертикали — от поверхности до дна, — в настоя­ щее время весьма затруднительно. Поэтому существующая мето­ дика расчета является ориен 1 0 Rm тировочной, причем, как пра 0 400 п вило, с увеличением глубин в месте постановки АБС. по­ грешности возрастают.

Расчет воздействия ветра на надводную часть буя про­ изводится по формуле р У Ав с р °2 в 3»

?

'-'Хз где R B — сила действия ветра на буй;

рв —-массовая плот­ ность воздуха, кг • с2/м 4;

Сж — коэффициент в лобового сопротивления надводной части буя;

V B — скорость ветра, м/с;

5 В— площадь миделевого се­ чения надводной части буя, м2.

Коэффициент Сж зависит в от формы буя и скорости по­ тока, обтекающего буй. Он оп­ ределяется экспериментально в аэродинамических трубах или в специально оборудован­ ных каналах. Д л я практиче­ ских расчетов формула может Нм быть упрощена, если при Рис. IV. 10. Расчетные кривые буйрепа НЯТЬ -Ц - = 0,063, а ДЛЯ буя в воде при глубине 5000 м и притравках „.

Цилиндрическои формы с мач 50 (1), 100 (2), 150 (3), 200 (4), 250 (5), 300 и (fi). той Сжв= 1,2:

/?в= 0, 0 7 6 1 / X Расчет воздействия течений и волн на буй, стоящий на якоре, производится по формуле П : р р^2 С *\х— 2 т где R x — нагрузки на буй вследствие воздействия течений и волн;

р — массовая плотность воды, к г - с 2/м4;

Схт — коэффициент лобо­ вого сопротивления подводной части буя;

V — скорость потока, м/с;

5 Т— площадь вертикального сечения подводной части буя, м2.

Так как в данной системе единиц р = 102, то формула прини­ мает следующий вид:

/?Х= 5 1 С,,1 / 2 Т.

Практически расчет скорости потока, обтекающего буй, произ водится при условии, что буй не перемещается. В этом случае наибольшая скорость потока будет равна сумме скорости течения и скорости орбитального движения воды, вызванного волнением.

Следовательно, v = v T+ ^, где Ут — скорость течения, м/с;

h — высота наибольших волн, м;

т — период этих волн, с, Данные, рассчитанные по этой формуле, получаются завыш ен­ ными в результате того, что буй не стоит жестко, а перемещается, причем скорости его движения неизвестны.

Расчет давления течения на трос R 0 производится по формуле р1/ R o = C x —21 - H d COS а, где Сх — коэффициент лобового сопротивления троса;

р —-массо­ вая плотность воды, кг • с2/м 4;

VT — скорость течения, м/с;

Я — величина проекции длины троса на вертикаль, м;

d — диаметр троса, мм;

а — угол отклонения троса от вертикали.

н Если принять для троса Сж= 1,1, для воды р == 102 и c o s a = — (L — длина троса в м етрах), эта формула будет иметь следую­ щий вид:

# 0= 5 6 \ В данном расчете не учитывается давление волн на трос, ввиду того что орбитальные скорости весьма быстро затухаю т с глубиной.

Расчет плавучести поддерживающего буя производится по формуле Я = (/? в + Я * + Я о ), где R B, Rx, Ro — в килограммах;

рассчитываются по приведенным выше формулам;

Н — глубина места, м;

L — длина троса, м.

Поддерживающий (сигнальный) буй должен вы держ ать массу троса с самописцами, оснащения, и нагрузки, возникающие под действием ветра, течения и волнения. Чистая плавучесть буя оп­ ределяется по формуле Q0= P + R, где Qo — чистая плавучесть;

Р — масса оснащенного буя и троса с самописцами в воде;

R — плавучесть, необходимая для преодо­ ления гидродинамических сил.

При этом известны масса оснащенного буя, троса в воде (при­ мерно на 12— 15% меньше его массы в воздухе) и масса само­ писцев в воде. Длина троса при расчете его массы должна соот­ ветствовать глубине места.

Расчет давления течения и волн на притопленный буй осо­ бенно важен при больших скоростях течений и сильном волнении.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.