статья из журнала "Судостроение"

Проектирование судов

СУДНО СНАБЖЕНИЯ ДЛЯ АРКТИКИ "ВИТУС БЕРИНГ"

      Активное освоение северных и северо-восточных районов страны настоятельно требует создания транспортных средств для их бесперебойного снабжения промышленным оборудованием, различными видами техники, топливом, строительными материалами, продовольственными и потребительскими товарами. Без регулярной доставки этих грузов невозможно освоение новых месторождений полезных ископаемых и нормальное функционирование существующих поселков и полярных станций, расположенных на побережье и на островах арктического бассейна. Сложная ледовая и навигационная обстановка, малые глубины и отсутствие причалов в пунктах получения грузов являются серьезным препятствием для эффективного и стабильного использования существующих судов-снабженцев.
      В настоящее время при доставке грузов в необорудованные пункты Арктики и северо-восточного побережья проводятся так называемые припайные и снабженческие операции. В первом случае груз перевозится на необорудованный берег по припайному льду с помощью различных транспортных средств, например саней и волокуш. Однако такой способ можно использовать только при наличии прочного припайного льда в районе выгрузки. что бывает далеко не везде, поэтому чаще проводятся снабженческие операции, при которых разгрузка судна осуществляется на рейде, на расстоянии 1-3 мили от берега. Груз доставляется к урезу воды на баржах, затем волоком вытаскивается на берег и далее транспортируется к складу. Производительность такой разгрузки в зависимости от вида груза и условий выгрузки составляет от 4 до 15 т/ч, что в 10 раз ниже, чем при груз о обработке в оборудованном порту.
      Снабженческие и припайные операции в настоящее время выполняются преимущественно судами, построенными в 60-е годы. Характерными недостатками этих судов являются:
— низкая производительность грузообработки при высокой доле ручного труда;
— недостаточная ледопроходимость, не позволяющая в полной мере использовать возможности современных ледоколов при совместной работе;
— невозможность перевозки всех необходимых видов груза.
      Численный состав флота, используемого в снабженческих операциях, недостаточен для выполнения перспективных перевозок. При сохранении существующих способов рейдовой грузообработки в 1990 г. потребовалось бы утроить существующий флот судов-снабженцев. Эти обстоятельства обусловили необходимость создания качественно новых судов снабжения, в максимальной степени приспособленных для перевозки сложившейся и перспективной номенклатуры грузов и обеспечивающих высокую стабильность и производительность грузообработки. Такими судами являются многоцелевые ледокольно-транспортные снабженцы, строящиеся на класс КМ * УЛА |2| A2 Регистра СССР. Головное судно серии "Витус Беринг" - сдано в эксплуатацию Херсонским судостроительным производственным объединением в октябре 1986 г.

Основные элементы и характеристики:
Длина, м
     наибольшая ... 159,8
     между перпендикулярами ... 142,45
Ширина наибольшая, м ... 22,4
Высота борта на миделе, м ... 12,0
Осадка, м
     наибольшая ... 9,0
     арктическая ... 8,5
Дедвейт, т
     при осадке 9,0 м ... 10800
     при осадке 8,5 м ... 9400
Мощность. кВт
     главных дизелей ... 2 х 5730
     гребного электродвигателя ... 9300
Скорость, уз ... 15,9

      Главные размерения судна выбраны оптимальными из условия обеспечения эффективного самостоятельного плавания во льдах и в канале за ледоколом. Цистерны судовых запасов обеспечивают прием топлива и масла на рейс протяженностью 10000 миль. Предусмотрена возможность увеличения дальности плавания до 15000 миль за счет использования цистерн товарного топлива.
      Необычный для транспортного судна архитектурно-конструктивный тип обеспечивает:
— возможность вертолетной разгрузки всех трюмов при обеспечении удобных и безопасных подлетов к носовой и кормовым грузовым площадкам;
— возможность горизонтальной или вертикальной грузообработки твиндеков № 4 и № 5 в зависимости от условий проведения грузовых операций;
— посадку судна во всех случаях эксплуатации практически на ровный киль и независимость ее от наличия на борту товарного топлива;
— снижение шума в жилых помещениях от работы винта;
— хороший обзор из навигационной рубки, что важно при плавании в канале и вплотную за ледоколом;
— высокую производительность грузовых работ за счет максимального раскрытия трюмов.
      Проектная ледопроходимость судна соответствует возможностям современных ледоколов при совместном плавании. Для обеспечения заданной ледопроходимости ледовые подкрепления корпуса выполнены на высшую для транспортных судов категорию Регистра СССР - УЛА, а днище и скула в носовой части имеют дополнительные подкрепления. Подводная часть корпуса второго и последующих судов окрашивается ледостойкой краской "Инерта-160", имеющей низкий коэффициент трения и предохраняющей корпус от гидроабразивного износа.
      Расширение района плавания в условиях продленной навигации, вплоть до круглогодичной, обусловило создание впервые в отечественной практике транспортного судна, сохраняющего жизнедеятельность при температуре наружного воздуха до минус 50 °С. В связи с этим при проектировании судна особое внимание уделялось выбору марок стали основного корпуса, тепловой изоляции жилых и служебных помещений, конструкции систем обогрева, охлаждения механизмов машинного отделения и системы кондиционирования.
      В частности, выбору марок стали предшествовали специальные исследования, проведенные научно-исследовательскими институтами с использованием натурных замеров температур в конструкциях корпуса, выполненных в период одного из высокоширотных рейсов. В результате признано целесообразным применить для основного корпуса сталь категории Е40, а для верхних, наиболее напряженных и переохлаждаемых связей хладостойкую сталь 10ГНБШ.
      Одной из главных особенностей судна является его приспособленность к использованию новых средств рейдовой разгрузки: двух вертолетов Ка-32 грузоподъемностью по 5 т на внешней подвеске и двух платформ на воздушной подушке грузоподъемностью по 40 т. Их применение обеспечивает механизированную грузообработку судна по схеме "судно-средство рейдовой разгрузки-склад", которая позволяет исключить тяжелые ручные работы по перевалке груза на береговые транспортные средства и значительно повысить скорость его доставки и сохранность. Кроме того, разгрузка вертолетами может производиться независимо от ледовой обстановки, волнения моря, рельефа дна и берега. Все это увеличивает производительность рейдовой грузообработки в 3-4 раза.
      Номенклатура перевозимых грузов по сравнению с существующими судами значительно расширена:
— предусмотрена транспортировка грузов снабжения укрупненными местами (в пакетах, контейнерах, на поддонах);
— обеспечена возможность перевозки горючесмазочных материалов и легковоспламеняющихся грузов в таре, а также каменного угля и руды. Имеются специальные цистерны для перевозки и системы для выдачи топлива (в том числе с температурой вспышки ниже 43 °С) общей вместимостью около 860 м3;
— для перевозки скоропортящихся грузов на судне предусмотрены два рефрижераторных трюма вместимостью примерно по 110 м3;
— твиндеки № 4 и № 5 приспособлены для перевозки колесной и гусеничной техники с грузообработкой как горизонтальным, так и вертикальным способом;
— предусмотрено размещение 230 контейнеров для перевозки обогащенной руды с габаритными размерами Зх2,44х2,44 м и массой 30 т, 318 контейнеров типа 1C либо 192 контейнера типа 1А и 67 контейнеров типа 1C. На люковые закрытия верхней палубы могут быть приняты 28 рефрижераторных контейнеров;
— для перевозки зерна в твиндеках № 2 и № 3 имеются специальные направляющие для установки деревянных разделительных переборок;
— на наружных сторонах комингсов люков верхней палубы приварены обухи для крепления перевозимых на люковых закрытиях пиломатериалов.
      Грузовое устройство состоит из двух спаренных кранов типа 2КЭГ12518 грузоподъемностью 2х12,5 т и одного крана типа КЭП2518 грузоподъемностью 12,5 т. Размещение спаренных кранов обеспечивает прием и выгрузку грузов массой до 45 т при работе на общую траверзу. Забортное аппарельное устройство, расположенное в твиндеке № 5, обеспечивает проезд колесной техники. Габариты бортового лацпорта и аппарельного устройства позволяют проезжать транспортным средствам с шириной колеи до 4 м.
      Главная энергетическая установка состоит из двух автоматизированных дизель-генераторов на основе дизелей фирмы "Вяртсиля-Зульцер" типа 12ZV40/48 длительной эксплуатационной мощностью по 5730 кВт при 550 об/мин и генераторов переменного тока фирмы "Стрёмберг" мощностью по 5500 кВт. Главные дизель-генераторы имеют удельный расход (при работе на топливе ДТ) 211 г/(кВт-ч) и способны работать на топливе вязкостью до 350 сСт. Электроэнергия передается на гребной электродвигатель постоянного тока ПГ-158 номинальной мощностью 9300 кВт. Вспомогательная энергетическая установка состоит из трех автоматизированных дизель-генераторов ДГР2А 800/750 мощностью по 800 кВт при 750 об/мин и одного аварийного дизель-генератора АДГР-200/1500 мощностью 290 кВт при 1500 об/мин. Вспомогательные дизель-генераторы на основных режимах работают на моторном топливе ДТ. Вспомогательная котельная установка состоит из двух автоматизированных котлоагрегатов КАВ 4,0/7, работающих на жидком топливе, производительностью по 4,0 т/ч насыщенного пара давлением 686,5 кПа, двух утилизационных котлов КУП 150СИ, использующих тепло отработавших газов главных дизель-генераторов производительностью по 2,2 т/ч насыщенного пара при давлении 784,5 кПа и двух утилизационных котлов КУП 40СИ, использующих тепло выхлопных газов вспомогательных дизель-генераторов, производительностью по 350 кг/ч насыщенного пара при давлении 784,5 кПа.
      Энергетическая установка размещена в двух помещениях: в носовом машинно-котельном отделении и в кормовом помещении гребного электродвигателя. Сообщение между ними осуществляется по подпалубному коридору, служащему так-же для прокладки судовых коммуникаций. Объем автоматизации энергетической установки обеспечивает возможность ее эксплуатации без постоянной вахты в машинном отделении и помещении гребного двигателя при наличии вахты в центральном посту управления; на стоянке вахта в ЦПУ не требуется. Гребной электродвигатель приводит во вращение четырехлопастный винт фиксированного шага со съемными лопастями; лопасти и ступица изготовлены из нержавеющей, обтекатель - из низколегированной стали. Дейдвудное устройство - одноопорное с подшипником на масляной смазке и уплотнением "Нептун" вкладной конструкции. Гребной вал для осмотров и ремонта вынимается через корму.
      Судно оснащено современным комплексом средств связи и навигации. Он включает в себя радиопередатчики типов "Муссон", "Бриг" со встроенными автоподатчиками радиотелефонных сигналов тревоги "Рейд", а также комплексный пульт дистанционного управления средствами связи "Дюна-1 Б". Для приема синоптических карт имеется факсимильный аппарат типа "Иней" с осциллографической приставкой, предусмотрена также аппаратура аварийной радиосвязи. В средства радионавигации дизель-электрохода входят автоматизированная двухдиапазонная радиолокационная станция "Океан-С" со встроенными средствами автоматической радиолокационной прокладки, радиопеленгатор "Румб" и приемо-индикаторы радионавигационных систем. На серийных судах планируется установка нового парка радиоаппаратуры, в том числе радиоприемников "Бурун-1".
      Особое место в оснащении судна занимает авиационный комплекс. Являясь наиболее прогрессивным средством рейдовой грузообработки судна в северных условиях, вертолет оказывает существенное влияние на его архитектуру, на состав и расположение средств связи и навигации, требует ряда специфических систем и устройств, включая оборудование для обслуживания вертолетов, для приема и содержания авиационных горючесмазочных материалов и т. п. В состав авиационного комплекса "Витуса Беринга" входят: взлетно-посадочная и три грузовых площадки, ангар с устройством для транспортировки вертолетов из ангара и обратно, командный пункт, средства радиотехнического обеспечения полетов, внешней и внутренней радиосвязи, системы заправки вертолетов, кладовые ЗИПа, хранилище авиационного топлива, система подзарядки вертолетов сжатыми газами, обмыва их водой и обогрева горячим воздухом и т. п.
      Вертолет соосной схемы Ка-32 специально создан для работы в северных условиях. Он может транспортировать грузы укрупненными местами на внешней подвеске длиной до 40 м. При транспортировке таким образом 5 т груза скорость вертолета составляет 180 км/ч.
      Ангар размером 14х10х5,8 м, в котором могут быть размещены оба вертолета, закрывается двухстворчатыми воротами с гидравлическим приводом. Размеры проема, когда створки ворот открыты, составляют 8,75х5,7 м. Ангар оборудован заборниками системы газового анализа воздушной среды и термоизвещателями пожарной сигнализации. В состав противопожарных средств авиационного комплекса входят система углекислотного тушения, стационарный воздушно-пенный аппарат, переносные пеногенераторы и огнетушители.
      Судовой вертолетный командный пункт оборудован в кормовой части ангара по левому борту. Он имеет круговое остекление, что позволяет держать в поле зрения вертолетную площадку и ближние подходы к ней, а также грузовые площадки, расположенные на крыше ангара. Командный пункт оборудован необходимыми радиосредствами, среди которых радиостанции, пульты дистанционного управления передатчиками типа "Бриг" и "Муссон", радиоприемное всеволновое устройство, индикатор радиолокационной станции "Наяда-5".
      Судно оборудовано цистернами, вмещающими 70 т авиационного топлива, и системой, обеспечивающей заправку вертолета с интенсивностью 500 л/мин. Система выполнена закрытой, для исключения разрывов шлангов установлены предохранительные клапаны, которые при повышении давления сбрасывают топливо обратно в цистерну. Для обеспечения взрывобезопасности пространство над поверхностью топлива в цистернах и неработающие трубопроводы заполняются азотом с избыточным давлением 0,02 МПа.
      Дизель-электроход спроектирован по современным нормам обитаемости. Жилые помещения позволяют разместить 59 чел. в девяти блок-каютах, тридцати одноместных, четырех двухместных и трех двухместных каютах практикантов, трансформирующихся в четырехместные. На судне имеются кают-компания, столовая экипажа, салоны отдыха комсостава и экипажа, фотокаюта, спортзал и библиотека. Предусмотрена также сауна с бассейном, С учетом арктической специфики система кондиционирования воздуха выполнена одноканальной с водяными доводочными воздухораспределителями, обеспечивающими индивидуальное регулирование температуры в обслуживаемых помещениях. Все выходы из коридоров жилой надстройки имеют теплые тамбуры, забор воздуха на кондиционирование и вентиляцию осуществляется через специальные снегосборные камеры, во всех жилых, общественных и служебных помещениях, а также в пищеблоке предусмотрено зимнее остекление иллюминаторных ниш оргстеклом.
      Как показали ходовые испытания, головное судно "Витус Беринг" имеет хорошие мореходные качества: оно устойчиво на курсе на переднем и на заднем ходу. сохраняет управляемость при скорости до 1.1 уз переднего хода; диаметр циркуляции на полном ходу составляет 3,6 длин судна. При реверсе с полного переднего хода (на испытаниях 16,7 уз) на полный задний дизель-электроход прошел до остановки 4 длины корпуса за 2 мин. 35 с. Для разгона судна до максимальной скорости потребовалось 5 мин. 20 с. Благодаря удачно выбранной форме носовой оконечности судно имеет хорошую всхожесть на волну. Следует добавить, что помимо высокой маневренности дизель-электрическая силовая установка позволяет получить высокую стабильность скорости на крупном волнении.
      К сожалению, в процессе перегона судна на Дальний Восток выявился ряд серьезных дефектов в комплектующем оборудовании, что и обусловило появление в прессе критических материалов по этому судну. В целом, эксплуатация головного дизель-электрохода "Витус Беринг", в ходе которой грузы доставлялись в необорудованные пункты Арктики, показала следующее:
— подтверждена целесообразность вертолетного способа разгрузки с доставкой грузов непосредственно потребителю;
— выбранное судовое грузовое устройство позволяет эффективно производить работы, связанные с промежуточной комплектацией грузов и подачей их на взлетную грузовую площадку;
— мощность судовой электростанции достаточна для снабжения энергией всех потребителей при работе двух вспомогательных дизель-генераторов и одном резервном;
— при движении судна под одним главным дизель-генератором потребители при необходимости могут быть обеспечены одним вспомогательным дизель-генератором.
      Ледовые испытания показали, что при принятой мощности гребной электроустановки проектная ледопроходимость обеспечивается даже с некоторым превышением.
      В сентябре 1987 г. в эксплуатацию сдано второе судно серии - "Алексей Чириков".

С. Б. Косовский, Л. А. Карманов

ФОТОГРАФИИ