Судноплавні канали класифікуються за призначенням, способом пристрою, наявності захисних споруд, пропускної здатності, розмірами поперечного перерізу і висот надводних переходів, тривалості навігаційного періоду і характеру материкових грунтів, що складають ложе каналу.
За призначенням канали поділяють на з'єднувальні та підхідні; за способом пристрою - на закриті (шлюзовані) і відкриті; за наявністю штучних захисних споруд - на огороджені і необгороджені.
За пропускної здатності канали класифікуються показниками проектного та фактичного суднообігу в обох напрямках, вираженими кількістю пропускаються судів і їх реєстрових тоннажем. За розмірами поперечного перерізу і висот надводних переходів (мости, лінії електропередач і ін.) Канали класифікують за: максимально допустимої осаді пропускаються судів; максимально допустимої висоті надводного габариту судів; режиму пропуску судів (канали одностороннього або двостороннього руху). Канали двостороннього руху можуть мати достатню ширину або по всій довжині для розбіжності зустрічних суден в будь-якому пункті, або мати розширення в декількох пунктах для очікування пропуску зустрічних судів. В принципі рух в каналах в залежності від размерений судів може бути в кожному конкретному випадку і одностороннім, і двостороннім.
Мал. 5.12. Рух судна в каналі
За тривалістю навігаційного періоду канали підрозділяються на незамерзаючі з цілорічним навігаційним періодом і замерзають з обмеженим навігаційним періодом по льодових умов. За характером грунтів, що складають ложе, канали підрозділяються на що мають глиниста або суглинні ложе, піщане або супіщаних ложе, мулисте ложе, кам'янисте і скельне ложе.
Вплив рельєфу каналу на керованість судна
Рух судна в мілководній каналі супроводжується тими ж явищами, що і на мілководді, але вираженими в більш різкій формі. Через додаткового сорому фарватеру інтенсивність хвилеутворення, просадки і опору руху наростають швидше, ніж на необмеженій мілководній ділянці моря. Особливості руху судна в каналі розрізняються залежно від швидкості руху. При русі судна з докритичній швидкістю в перерізі каналу, обмеженому корпусом, швидкість течії рідини між бортом судна і стінкою каналу збільшується, а рівень її поверхні знижується. При зміщенні з осі каналу обтікання корпусу стає несиметричним, швидкість потоку води між бортом і найближчій стінкою збільшується і виникає поперечна сила, яка притягує судно до найближчої стінки.
Мал. 5.13. Ефект берега при плаванні судна в каналі
Явище притягнення особливо помітно при відході судна від стінки каналу. На початку руху гвинт, що працює вперед, інтенсивно засмоктує воду з боку носової частини судна. Оскільки приплив води з боку найближчого до стінки борту утруднений, рівень води між бортом і найближчій стінкою знижується і виникає сила, що притягає судно до стінки каналу.
Більш складними є взаємодія корпусу і стінок каналу при русі судна околокрітіческімі швидкостями. З початком освіти одиночної хвилі змінюється профіль поверхні води, оточуючої корпус. При зміщенні з осі каналу з боку найближчої стінки в носовій частині судна рівень поверхні води підвищується і виникає надлишковий тиск, відразливе вилицю від найближчої стінки. Одночасно прискорюється потік води між бортом і найближчій стінкою, досягаючи максимальної швидкості в кормі судна за рахунок гвинтовий струменя, що призводить до зниження рівня води, і корми судна прагне притянуться до найближчої стінки.
Мал. 5.14. Взаємодія корпусу судна і стінок каналу
Для компенсації виникає моменту і утримання судна на прямому курсі в цьому випадку необхідні несиметричні, зміщені в бік найближчої стінки каналу перекладки керма. Під час проходу повз розширень або відгалужень каналу, через порушення симетричності обтікання корпусу, носова край судна буде ухилятися в бік розширень або відгалужень. Якщо в цей час в розширенні варто якесь судно, то це загрожує навалом. Засіб попередження - заздалегідь перекласти кермо в сторону протилежну розширенню.
Мал. 5.15. Вплив розширення каналу на керованість судна
При проходженні прямолінійних ділянок, оскільки профіль перетину каналу рідко буває симетричним, ніс судна буде ухилятися в бік великих глибин. Це явище називається «ефектом вільної води». При проходженні судна уздовж пологого берега цей ефект різко посилюється.
Мал. 5.16. Вплив рельєфу дна каналу на відхилення носа судна
Розглянуті раніше явища істотно посилюються при збільшенні швидкості судна, що призводить до його різким відхиленням від курсу, які іноді неможливо компенсувати тільки перекладанням керма. Першою ознакою невідповідності швидкості руху судна площі перетину каналу є яскраво виражена крута кормова хвиля. Якщо не зменшити швидкість судна, то при несподіваному зменшенні площі перетину каналу збільшується інтенсивність процесу хвилеутворення, істотно зросте опір руху, і судно різко втратить швидкість. Тоді кормова хвиля нажене судно і викличе його відхилення в ту або іншу сторону, тобто судно втратить керованість.
Вплив течії на керованість судна в каналі
Зустрічна течія. Якщо судно запізнилося покладе кермо вправо, корми почне притягатися до берега, а ніс відхилятися до протилежної бровки каналу. Струмені води будуть бити в правий борт, ще більше відхиляючи ніс вліво. У такому положенні важко виправити судно за допомогою керма. Залишається єдиний засіб - застопорити машину, щоб зменшити вплив взаємодії між судном і берегом. Якщо цього не зробити, - судно може врізатися в протилежний берег з подальшим розворотом проти течії.
Мал. 5.17. Вплив рельєфу дна каналу на відхилення носа судна
Попутне перебіг. Швидкість щодо води менше, ніж швидкість такого ж судна, але йде проти течії. Якщо судно запізнилося покладе кермо вправо, то його розгорне поперек каналу. Це станеться через звуження перетину в районі правого борту, внаслідок чого швидкість течії збільшиться, тиск між бровкою каналу і корпусом зменшиться і почнеться тяжіння корми до правого берега. Однак це явище буде значно менше впливати на судно, так як швидкість в зазорі значно менше, ніж при зустрічному течії. Крім того, струмені води будуть бити в лівий борт і перешкоджати повороту вліво. Судно буде краще слухатися керма, і може бути легко виведено на вісь каналу.
Мал. 5.18. Вплив попутного течії на керованість судна
Поворот судна в каналі
Виконання повороту в вузькості є найбільш відповідальним моментом. Точка початку повороту повинна бути нанесена на карту з урахуванням дії течії, радіуса циркуляції при певній перекладки керма і фіксуватися методом обсервації.
При виконанні повороту на протязі необхідно враховувати, що навіть короткочасне стан судна під значним кутом щодо напрямку течії створює загрозу знесення його в сторону берега. Судно має вписатися в поворот так, щоб його діаметральна площину була паралельна довколишньому березі.
При виконанні повороту слід уникати різкої перекладки керма в крайні положення: необхідно враховувати можливість заклинювання керма. На крутих поворотах можна прискорити поворот короткочасним збільшенням швидкості. Тому поворот завжди слід робити на помірній швидкості з тим, щоб був резерв ходу для поліпшення повороткості судна.
При відхиленні по осі вузькості, каналу і при наближенні до берега опір руху судна зростає - виникає перцева сила, яка відштовхує носову частину судна і притягує кормову до ближнього берега, причому чим ближче судно буде перебувати до одного з берегів, тим більше обурення води і швидкість потоку між берегом і бортом судна і тим більше сили відштовхування і тяжіння, що може привести до розвороту .Судно поперек вузькості.
При русі судна з непрацюючими машинами ефект берега практично не відчутний. При роботі машини ходом назад ефект берега протилежний - притягається носова частина судна, відштовхується - кормова.
Мал. 5.19. Поворот в вузькості
Особливості розходження суден в каналі
Розбіжність судів один з одним в каналах супроводжується не тільки гідродинамічним взаємодією між судами, а й кожним судном з дном водойми і найближчим берегом. Зсув при розбіжності з осі каналу викликає дію гідродинамічних сил, які прагнуть розгорнути судно поперек каналу. Щоб утримати його на курсі, потрібні своєчасні дії кермом.
Розбіжність у вузькому каналі. Два судна зближуються, дотримуючись осі каналу. Швидкість судна завчасно зменшують до мінімальної, достатньої для управління. Коли до зустрічного судна залишається відстань, рівну 2-3 довжинах корпуса, обидва судна енергійно кладуть кермо вправо і виходять ближче до крайки каналу. Наближатися до крайки каналу заздалегідь, на великій відстані між судами, не можна, так як утримувати судно впритул до бровки тривалий час важко. У той момент, коли форштевні судів порівняються, кермо перекладають вліво, щоб відвести корму і почати рух уздовж зустрічного судна, одночасно збільшуючи частоту обертання гребного гвинта. Суду огинають один одного, здійснюючи плавний поворот вліво. Коли носова частина підходить до траверзі міделю іншого судна, кермо перекладають вправо, щоб перешкодити руху корми до крайки каналу. Завдяки взаємодії гідродинамічних сил між судами і кожного судна з берегом обидва судна прагнуть розгорнутися вліво. Судноводіям слід контролювати рух суден, але не перешкоджати їх плавному розвороту вліво. Як тільки обидва судна розійдуться чисто, вони знову вийдуть на вісь каналу. Руху необхідно допомагати кермом і при виході на вісь каналу затримати на заданому курсі.
Якщо одне з суден під час розходження затримає рух вліво і після проходження іншого судна залишиться у правої бровки каналу, то вплив берегового ефекту (відштовхування носа і притягання корми) може різко ухилити його вліво і навіть розгорнути поперек каналу. Щоб не допустити розвороту вліво, в цьому випадку своєчасно беруть судно кермом аж до перекладки керма право на борт і допомагають роботою машини до тих пір, поки судно не вийде на вісь каналу.
У разі розбіжності у вузькому каналі або фарватері послідовно з кількома судами ці судна повинні завчасно встановити і зберегти між собою інтервал не менше 1 -1,5 милі, щоб дати можливість зустрічному судну зайняти стійке положення на осі каналу після розбіжності з попереднім судном.
Мал. 5.20. Розбіжність судів у вузькому каналі
Обгін в вузькості. Обгонів інших судів в вузькості слід уникати. З метою забезпечення безпеки плавання на найбільш важких ділянках місцевими правилами зазвичай вводиться заборона на обгони. Однак в разі, якщо будь-яка судно піде на обгін в небезпечній близькості, необхідно вжити заходів обережності: в першу чергу зменшити хід до мінімально можливого, потім виконувати дії, що сприяють безпечному обгону.
Розворот судна в вузькості
У практиці плавання в узкостях бувають випадки, коли необхідно розгорнути судно на зворотний курс. Такий маневр одногвинтового судна з правим кроком гвинта здійснюють наступним чином. Найбільша швидкість повороту спостерігається тоді, коли машині дана повна хід вперед і кермо покладено на правий борт. Струмінь води від гвинта, що діє на кермо, буде відхиляти корму вліво. Зі збільшенням ходу поворот корми вліво відбуватиметься швидше. Як тільки ніс судна почне ухилятися вправо, дають машині повний хід назад і перекладають кермо спочатку прямо, а потім, у міру збільшення оборотів гвинта, вліво. Зі збільшенням ходу назад відхилення корми вліво буде збільшуватися дією керма. Коли судно почне рухатися назад, знову перекладають кермо вправо і дають машині повний хід вперед. Маневруючи таким чином, розгортаються в потрібному напрямку. У багатьох випадках в узкостях, перш ніж почати розворот, слід погасити зайву інерцію, для чого заздалегідь зменшують хід. Потрібно пам'ятати, що діаметр циркуляції буває найменшим при малій початковій швидкості судна, але при працюючій повним ходом машині і призначеному на борт кермі.
Мал. 5.21. Розворот судна в вузькості
Розворот на зворотний курс можна здійснити за допомогою якоря, для чого в певному місці віддають якір, потравливают якір-ланцюг з таким розрахунком, щоб при даній глибині на малому ходу він тримав.
Поклавши кермо на борт в сторону відданого якоря, поступово збільшують обороти гвинта і рухаються навколо якоря на туго натягнутою ланцюга.
Мал. 5.22. Розворот судна за допомогою якоря
Маневри необхідно виконувати на малій швидкості, а виходити на якір-ланцюг - поступово, виключаючи надмірні її напруги.
Запобіжні заходи при проході повз ошвартованих в каналі судів
При проході повз ошвартованих судів необхідно триматися осі каналу. Ухилятися до протилежного берега не слід, тому що відштовхування носа від стінки каналу може викликати різкий поворот в сторону пришвартовані судна. Швидкість руху повинна бути мінімально можливою, а в деяких випадках проходити повз ошвартованих судів слід за інерцією з зупиненими машинами, щоб зменшити на них вплив суднових хвиль. При надмірній швидкості суднові хвилі можуть викликати різкі поздовжні і поперечні переміщення пришвартовані судна, що може привести до обриву швартових і виникнення аварійної ситуації.
Мал. 5.23. Ошвартоване судно в каналі