МНОГОЦЕЛЕВЫЕ СУХОГРУЗНЫЕ СУДА СМЕШАННОГО «РЕКА-МОРЕ» ПЛАВАНИЯ КЛАССА «ВОЛГО-ДОН МАКС» ТИПА «НАДЕЖДА» И «ТАНАИС»
Г. В. Егоров, докт. техн. наук, генеральный директор ЗАО «Морское Инженерное Бюро» (МИБ), И. А. Ильницкий, первый заместитель генерального конструктора — главный конструктор МИБ, В. И. Тонюк, технический директор МИБ, www.meb.com.ua
УДК 629.553
Концепцию судна смешанного «река— море» плавания (ССП) полностью определяют грузовая база и путевые условия [1, 2].
Одним из наиболее популярных является класс ССП «Волго-Дон макс», который определяется габаритными размерами шлюзов Волго-Донского судоходного канала (ВДСК) и имеет максимально возможную для характерной в реке осадки 3,6 м грузоподъемность до 5000 т, а при максимальной осадке — 7000 т. Удовлетворение габаритам ВДСК позволяет использовать такие суда практически по всей единой глубоководной системе внутренних водных путей (ЕГСВВП) бывшего СССР
Характеристики некоторых ССП класса «Волго-Дон макс» публиковались в работах [3] (пр. 006Р5005 типа «Гейдар Алиев», на Волгоградском судостроительном заводе построили восемь судов в 2003—2007 гг.) и в [4] (пр. Р5019 типа «Хазар», там же построили четыре судна в 2006—2008 гг.). Суда имели районы плавания 1^1 и 1^2, т. е. по сути, относились к судам типа «море—река».
Помимо пр. 0061*5005 и кБй19 в 2002—2004 гг. Морское Инженерное Бюро (МИБ) разработало еще несколько проектов этого класса, особенностью которых был район плавания Р2-Р51Ч, что позволило в рамках того же габарита и обводов увеличить грузоподъемность при работе на ограниченных осадках в реке.
Целью настоящей статьи является анализ основных характеристик и особенностей сухогрузных ССП, имеющих максимально возможный дедвейт по путевым ограничениям ЕГСВВП и достаточные для круглогодичной эксплуатации в Каспийском, Азовском, Черном, Средиземном, Балтийском и Северном морях прочностные и мореходные качества на примере судов типа «Надежда» (пр. 0061*5002) и «Танаис» (пр. 0071*5007). При этом предполагается, что суда должны иметь возможность перевозить навалочные и генеральные грузы из российских речных портов (рис. 1) в порты
Европы, Ближнего Востока, Северной Африки и Каспийского региона как через Волго-Балтийский водный путь, так и через ВДСК, т. е. суда типа «река—море».
Созданию проектов судов предшествовал технико-экономический анализ наиболее эффективных из существующих ССП (пр. 1557 типа «Сормовский», пр. 19610 типа «Волга», пр. 15881 типа «Профессор Бубнов»), реклассифицированных и модернизированных до уровня требований класса РС 11СП из речных судов (пр. 05074М типа «Волжский», пр. 0225 «Сибирский», пр. 1743 типа «Омский»), и таких новых проектов, как пр. 00101 типа «Русич», имеющих аналогичный класс РС. Часть из них приведена в табл. 1. При анализе учитывались характеристики судов после увеличения грузоподъемности и модернизации по проектам МИБ. Так, по пр. 05074М приведены данные для судна «Волжский 43» после модернизации путем подъема комингсов грузовых люков до 2,5 м.
Суда пр. 19610 и 15881 при осадках 3,4—3,6 м для прохода по ВДСК имеют недостаточную грузоподъемность для перевозок «река—море». Кроме того, грузовместимость их трюмов не позволяет полностью использовать грузоподъемность при перевозках грузов легче угля, а спецификацион-ный удельно-погрузочный объем (УПО) составляет 1,18—1,28 м3/т, что существенно снижает эффективность их использования в море.
При эксплуатации через ВДСК наилучшие относительные характеристики по грузоподъемности имеют реклассифицирован-ные суда пр. 1743, а также суда пр. 1557, строившиеся на класс 11СП, а абсолютные — суда пр. 05074М. При этом спецификацион-ный УПО судов пр. 1557 и 1743 в море составляет около 1,34—1,44 м3/т, что недостаточно при перевозках некоторых сортов зерна, семечек, металлолома, хлопка и ряда других распространенных грузов. В целом, из существующих судов наилучшие технико-
2 Судостроение № 5, 2011 г.
Рис. 1. Предполагаемый речной район эксплуатации судов
экономические показатели имеет модернизированный пр. 05074М с поднятыми комингсами.
В работе [1] уже отмечались основные недостатки существующих реклассифицированных судов, к которым относятся ограниченная надежность конструкций, высокий уровень риска повреждений корпусов и значительный возраст, а также привлекающие судовладельцев достоинства — экономическая эффективность. Последнее обстоятельство в немалой степени обусловлено большой полнотой обводов и малыми, по сравнению с морскими судами, скоростями хода, благодаря чему двигатели имеют невысокую мощность и низкий расход топлива на ходу.
Пополняющие флот ССП имеют более прочные, а следовательно,
более тяжелые корпуса по сравнению с существующими (что и произошло с пр. 15881, 19610, 00101). Таким образом, при сохранении размеров, формы корпуса и энерговооруженности неизбежно снижение грузоподъемности Рг при фиксированных проходных осадках и, следовательно, определенное снижение экономической эффективности — такова минимальная плата за снижение риска при эксплуатации.
В подобных обстоятельствах возникает весьма важный вопрос об использовании резервов повышения эффективности эксплуатации ССП. Наиболее существенно на повышении эффективности сказывается увеличение Рг. С учетом неизменности путевых ограничений остается только варьирование коэффициентом
общей полноты Сь и скоростью хода V, рациональное конструирование связей корпуса, ведущее к минимизации его массы Рмк, и повышение Угп, увеличивающее фактическую величину Р для грузов с большим УПО.
Сводные результаты анализа данных путевых и портовых ограничений по максимально допускаемой габаритной длине 1.м приведены в табл. 2, максимально допускаемой ширине Вм — в табл. 3, осадкам d — в табл. 4, надводному габариту Ннг — в табл. 5.
На основе анализа путевых условий [5] можно рекомендовать для судна класса «Волго-Дон макс» габаритную длину 140 м, обеспечивающую возможность работы практически у всех причалов региона и прохождение всех «узких» мест ВДСК. Габаритная ширина может быть принята в пределах 16,8—17 м, надводный габарит может составлять 14 м или менее. Пересчет от 1.м к значению длины судна по грузовую ватерлинию I. может быть осуществлен с помощью соответствующих соотношений для различных длин судов с ограниченным районом плавания нового поколения, приведенных в [1]. Аналогично, расчетная ширина судна может быть определена по формуле В = Вм - Ь, где Ь — суммарная ширина привального бруса (обычно 0,2...0,4 м). Рабочий диапазон осадок судна находится в пределах 3,2.4,6 м.
После того, как путевые условия определили главные размерения судна, следующим шагом является определение на основе указанной в техническом задании скорости хода V оптимального значения коэффициента общей полноты Сь. Согласно рекомендациям [1], при скорости V около 10,5 уз Сь = 0,9.
Максимально возможный дедвейт судна обеспечивается рациональным конструированием связей корпуса, ведущим к минимизации его массы Рмк. Особую роль при этом играет обоснованное назначение класса по району плавания и ледовой категории.
Назначение класса судна связано с фактическими условиями, наблюдаемыми в предполагаемых морских районах плавания. Условие для вероятности возникновения режимов волнения р,доп (Ь3д%°п) < [рдоп (Ь3д%°п)], где [рдоп (Ь3д%°п)] определяет макси-
судостроение 5'2011
ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
Таблица 1
Сравнение основных характеристик сухогрузных судов смешанного плавания
Характеристика Пр. 0061^02 «Надежда» Пр. 0071^07 «Танаис» Пр. 1^19 «Хазар» Пр. 0061^05 «Гейдар Алиев» Пр. 00101 «Русич» Пр. 19610 «Волга» Пр. 05074М «Волжский-43»
КМ ® Л4 II
Класс судна КМ ® ЛУ2 1 II СП А1 КМ ® ЛУ1 Ш 11СП А3 КМ ® ЛУ2 1 I А1 КМ ® ЛУ1 1 II А1 КМ ® ЛУ2 1 I А1 КМ ® Л3 1 I А2 СП, при постройке
+О-ПР 2,0
Длина наибольшая, м 139,63 139,99 139,95 139,63 128,20 140,00 138,30
Длина между перпендикуля- 133,84 133,91 135,69 134,00 122,80 134,00 135,00
рами 1, м
Ширина габаритная, м 16,70 16,70 16,70 16,70 16,74 16,56 16,70
Ширина В, м 16,50 16,50 16,50 16,50 16,50 16,40 16,50
Высота борта D, м 6,00 6,00 6,00 6,00 6,10 6,70 5,50
Осадка по ЛГВЛ, м 4,60 4,60 4,60 4,60 4,20 4,677 3,754
Высота габаритная от ОП до 16,20 16,50 17,20 16,20 16,80 16,40 16,00
верха несъемных частей, м
Кубический модуль, LBD 13991 14027 14023 13991 13091 15533 12703
Валовая вместимость, ОТ 5723 5706 5676 5687 4960 4991 5076
Чистая вместимость, ЫТ 3353 3121 3109 3240 2140 1781 2299
Объем грузовых трюмов
(по нижнюю кромку 10870 11000 10956 11408 8090 6864 9358
люковых закрытий), м3
Количество грузовых трюмов 4 4 4 4 3 4 4
Контейнеровместимость всего / в трюмах, ТЕи 280 / 210 274 / 204 274 / 204 274 / 204 267 / 180 144 / 92 -
Количество, мощность (кВт) 2х1150 2х1120 2х1200 2х1 120 2х1 140 2х970 2х883
Ма^вПа Wartsila Wartsila Wartsila Wartsila 8ЫУ0Б 6ЧРН 36/45
и тип главных двигателей 6L20 6L20 6L20 6L20 6L20 48А-3и (Г70)
Скорость при осадке по ЛГВЛ, уз при % от МДМ 10,5 (85%) 10.5 (85%) 11,9 (85%) 11,8 (100%) 11,0 (90%) 10,0 (100%) 10,2 (100%)
Движительно-рулевой комплекс 2 ВРК 2 ВРК 2 винта в 2 ВРК 2 винта + 2 руля 2 ВФШ в 2 ВФШ
Aquаmаster иБ 155 FP Aquamaster иБ 155 FP насадках + 2 руля БсЬо^е! БкР1010FP поворотных насадках + в поворотных насадках
1 руль
Мощность вспомогательных ДГ, кВт 3х160 2х215 1х145 2х240 1х136 2х215 1х145 3х160 3х150 2х114
Мощность аварийного ДГ, кВт 1х100 (аварийно-стояночный) (аварийно-стояночный) (аварийно-стояночный) 1х85 1х100 1х50
Мощность подруливающего устройства, кВт 160 200 200 230 160 135 95
Автономность, сут 25 30 20 15 20 20 15
Экипаж/количество мест 12 / 14 13 / 15 13 / 16 12 / 14 10 / 12 18 16
Масса судна порожнем, т 2508 2501 При осадк 2653 е в море по Л 2610 "ВЛ/4,2 м 2660 2710 2090
Дедвейт, т 7078/6185 7215/ 6309 7004/ 6108 6970/ 6084 5190/ 5190 6207/ 5216 5345/ 5345
Спецификационный УПО груза, м3/т 1,64/1,90 1,62/1,87 1,68/1,95 1,71/1,98 1,63/1,63 1,18/1,42 1,81/ 1,81
Коэффициент использования водоизмещения по дедвейту 0,738/0,712 0,
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.