статья из журнала «Судостроение»

Проектирование судов

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНО-ПАССАЖИРСКИЙ ПАРОМ "СОВЕТСКИЙ ДАГЕСТАН"

Б. Л. Кирсанов

      На югославской верфи «Ульяник» в г. Пула по заказу В/О «Судоимпорт» строится серия новых железнодорожно-пассажирских паромов, способных перевозить и автомобили. Суда предназначены для эксплуатации на линии «Баку—Красноводск». Два судна построены в 1984 г. и по три судна будет сдаваться в 1985 и 1986 гг. Головной паром «Советский Дагестан» сдан в эксплуатацию в сентябре 1984 г. Судно спроектировано и построено на класс КМ*ЛЗ [1] IА2 Регистра СССР и представляет собой двухвинтовой двухпалубный теплоход с транцевой кормой, промежуточным расположением машинного отделения и двухъярусной надстройкой.

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ:

Длина, м
наибольшая	154,55
между перпендикулярами	147,00
Ширина, м	17,50
Высота борта, м
до нижней (вагонной) палубы	7,30
до верхней палубы	13,45
Осадка, м
спецификационная	4,25
наибольшая	4,50
Дедвейт (при осадке 4,25 м), т	2970
Мощность ЭУ, кВт	2х4350
Скорость, уз	17,1
Дальность плавания, мили	1000
Автономность, сут.	7
Пассажировместимость, чел.	202
Экипаж, чел.	73

      На вагонную палубу, благодаря утопленной конструкции рельсовых путей, кроме вагонов может приниматься колесная техника, включая трейлеры и грузовые автомобили.
      По форме корпуса и соотношениям главных размерений паром существенно отличается от других судов аналогичного назначения. Это объясняется прежде всего крайне жесткими ограничениями, вытекающими из специфики акватории и причалов в портах Баку и Красноводск, а также необходимостью проводки судна от Ленинграда до Баку по внутренним водным путям СССР.
      Таким образом, еще до начала разработки проекта все основные размерения судна по существу уже были установлены, и задача проектирования свелась, главным образом, к поиску оптимальной формы обводов корпуса, наиболее полно отвечающей заданным размерениям с точки зрения сопротивления воды движению судна и обеспечивающей возможность размещения на нижней палубе железнодорожных вагонов. Сложность ее решения усугублялась непривычными для установившейся практики проектирования соотношениями главных размерений. Если обычно эти соотношения имеют значения L/B=3,2...8,0, L/T=8,3...28,6 и B/T=1,5...3,5, то для данного судна они вышли за указанные границы (L/B=8,4, L/T=34,6 и B/T=4,1), что объясняется малыми значениями ширины и осадки.
      Из-за ограниченной осадки подводной части кормовой оконечности была придана специальная форма. Основой для выбора формы обводов послужили систематические модельные испытания, выполненные в Шведском морском исследовательском центре. В результате было установлено, что «баржеподобный» вариант кормовой оконечности с двумя полутуннелями обеспечивает существенное увеличение коэффициента общей полноты, значение которого было доведено до 0,766, и приемлемый уровень вибрации при сохранении высоких ходовых характеристик. Корма выполнена таким образом, что гребные винты расположены в полутуннелях, ориентированных по осям гребных валов, с боковыми скегами, а сбоку корма выглядит так же, как у несамоходной баржи. Применение полутуннелей позволило также обеспечить необходимые с точки зрения вибрации зазоры между верхними кромками лопастей гребных винтов и корпусом судна.
      С целью обеспечения высоких ходовых и маневренных качеств судна принято внутреннее вращение гребных винтов регулируемого шага.
      Оригинальную форму имеет и носовая оконечность, отличающаяся от традиционной утолщенным форштевнем цилиндрической формы. Такие обводы, разработанные совместно советскими и югославскими специалистами, позволили отказаться от традиционного бульба, вынесенного за носовой перпендикуляр, при обеспечении той же скорости судна. Выбранная форма оконечности позволяет существенно упростить технологию изготовления носовых секций корпуса, исключить риск повреждения конструкций при швартовке. «Приполнение» конструктивной ватерлинии улучшает всхожесть судна на волну, а развал бортов в районе цилиндрической вставки при избыточном надводном борте способствует повышению остойчивости.
      Корпус судна набран по продольной системе за исключением оконечностей и обоих ярусов надстройки, система набора которых поперечная. Не останавливаясь на подробном рассмотрении принятых конструктивных решений, отметим лишь кратко те основные особенности, с которыми пришлось столкнуться верфи и заказчику при отработке проекта судна. Прежде всего, к ним относится необходимость выполнения обводов кормовой оконечности в точном соответствии с конфигурацией причалов и конструкцией береговых мостов Баку и Красноводска. Далее — это проблема сварного соединения ярусов надстройки из алюминиевого сплава и стали, а также проектирования беспиллерсной конструкции грузового пространства между верхней и нижней палубами. И, наконец, вопрос об устройстве проходов вдоль бортов при наличии на палубе вагонов, т.е. об ограничении высоты набора борта и установки книц.
      Первая проблема была решена, после представления верфи исчерпывающих данных о конфигурации и конструкции береговых причалов Баку и Красноводска. Сварное соединение ярусов было осуществлено при помощи специального профиля, представляющего собой диффузионное соединение встык полос стали и алюминиевого сплава. Это позволило использовать обычную электродуговую сварку для его соединения со стальной обшивкой 1-го яруса надстройки, а затем при помощи аргонодуговой сварки выполнить соединение со 2-м ярусом, изготовленным из алюминиевого сплава.
      Исключение пиллерсов в грузовом пространстве между верхней и нижней палубами привело к значительному увеличению размеров книц под верхней палубой, чему способствовала также и невозможность установки книц на нижней палубе по отмеченной выше причине.
      В конструктивном отношении корпус судна состоит из следующих основных частей: кормовая оконечность, машинное отделение из трех водонепроницаемых отсеков, грузовое пространство в трюме и между палубами, помещение носового подруливающего устройства и форпик. По всей длине судна, за исключением пиков и машинного отделения, предусмотрены балластные бортовые цистерны.
      Все рельсовые пути и подкрепляющие их конструкции рассчитаны на осевую нагрузку 215 или 85 кН на погонный метр. Настил второго дна в трюме рассчитан на 2,5 кН/м2, нижняя (вагонная) палуба — на 35 кН/м2 или 100 кН на ось с четырьмя пневматическими колесами при размере отпечатка двух колес 400х580 мм.
      Судно оборудовано кормовым водонепроницаемым односекционным закрытием с гидроприводом, который при грузообработке поднимает его вверх. Размеры кормовых ворот в свету 11,25х5,67 м, время открывания 2 мин, масса крышки 18 т. Управление гидроцилиндрами осуществляется с верхней палубы. В кормовой части нижней палубы устроен люк, через который по пандусу длиной 17,5 м поступают в трюм легковые автомобили. Люк размерами в свету 3,08х2,7 м закрывается водонепроницаемой крышкой длиной 19,66 м: привод гидравлический, время открывания 140 с. Для ускорения погрузки-выгрузки легковых автомобилей в носовой части трюма установлена полноповоротная автомобильная платформа диаметром около 5м.
      Крепление вагонов на палубе выполняется при помощи цепей с гаками, которые закладываются в палубные обухи и раму вагона, и натяжного механизированного устройства типа «Спид ЛЭШ»; длина цепи около 2,5 м, рабочее натяжение 80 кН. Аналогичные приспособления есть для грузовых автомобилей и трейлеров. Для крепления легковых автомобилей имеется необходимое количество мягких ленточных найтовов и палубных обухов, рассчитанных на разрывное усилие 12 кН. В носовой части нижней палубы установлены четыре концевых буферных упора с автосцепами типа СА-3. Для удержания вагонов на тормозах предусмотрена система сжатого воздуха, подключаемая к вагонам.
      Прием подвижного состава производится после того, как паромный пролет моста опущен на судно, уложен на бортовые и средние подушки опор и зафиксирован штырем в гнезде, установленном в диаметральной плоскости кормовой оконечности. Особенностью технологии грузообработки судна в портах Баку и Красноводск является то, что управление всеми работами осуществляется с берегового диспетчерского пункта, и выполняются они только железнодорожниками. Этот принцип был определяющим при разработке системы управления, сигнализации и контроля хода грузовых операций. Новизна разработанной системы по сравнению с существующей заключается прежде всего в том, что весь процесс включения входных светофоров полностью автоматизирован, что обеспечивает высокий уровень безопасности проведения работ и освобождает берегового диспетчера от необходимости постоянного манипулирования органами управления светофоров, оставляя за ним лишь функцию общего наблюдения за ходом грузовых работ. Учитывая уникальность разработанной системы, целесообразно привести ее краткое описание.
      Для взаимодействия судна с берегом при грузовых операциях в береговых диспетчерских постах Баку и Красноводска устанавливаются дополнительно специальные щиты управления, которые подключаются к судну при помощи кабеля. После этого береговой диспетчер поворачивает на щите рукоятку в положение «приступить к работе», и лампочка мигает до подтверждения готовности судна, после чего она горит постоянно. При необходимости прекратить грузовые операции диспетчер поворачивает рукоятку в положение «остановить работы», и лампочка мигает до прекращения работ на судне.
      На пароме предусмотрены пост управления грузовыми операциями (ПУГО), в котором установлен щит, аналогичный береговому, и шесть местных постов управления и сигнализации на палубе (по три с каждого борта).
      Рассмотрим функционирование системы на примере разгрузки судна. После включения электропитания системы в ПУГО подключаются телефонная связь между ПУГО и береговым постом управления грузовыми операциями, а также береговой кабель для подачи сигналов на дополнительный щит управления в береговом посту и подключения к судовой сети дополнительных береговых светофоров. На пульте в ПУГО нажимается кнопка-лампа «готов к разгрузке» (лампа загорается), включающая электропитание местных пультов управления. На местных пультах в кормовой и носовой частях грузового пространства сцепщики нажимают кнопки «готов к работе», и на береговом пульте и в ПУГО загорается соответствующий сигнал. Только после этого автоматически включается белый свет на обоих входных светофорах для въезда маневрового тепловоза.
      При его приближении к вагонам, расположенным на средних путях, сцепщики нажимают кнопки предупреждения, и белый свет на входных светофорах начинает мигать. В момент сцепки белый свет на входных светофорах выключают, при этом автоматически загорается красный. Затем вагоны отсоединяются от носовых упоров и отключаются от судовой сети тормозного воздуха. После получения сигналов со всех четырех постов о выполнении этих операций автоматически включается сигнал, разрешающий перемещение вагонов в сторону берега. Когда последние вагоны пройдут стрелки, составы останавливаются, и стрелки переводятся на бортовые пути по командам с берегового или с местных пультов. Составы подаются опять на судно до сцепки с вагонами, находящимися на бортовых путях. После отсоединения от носовых упоров оба состава выкатываются на берег. Затем поднимается закрытие трюма и выгружаются автомобили. Погрузка производится в обратном порядке.
      Для поддержания постоянной посадки судна при грузовых операциях предусмотрена антикреновая автоматизированная система «Интеринг», создающая максимальный момент 8300 кН•м. Система обеспечивает посадку судна без крена при смещении на борт 150 т груза; скорость изменения момента 3900 кН•м/мин.
      В качестве главных двигателей использованы два дизеля типа 6K45GFCF мощностью по 4350 кВт при 234 об/мин, изготовленные по лицензия фирмы «Бурмейстер ог Вайн» на предприятии «Ульяник». Каждый двигатель имеет прямую передачу на винт регулируемого шага. Судовая электростанция состоит из трех дизель-генераторов мощностью по 690 кВ•А; после ходовых испытаний дизель-генераторы были переаттестованы на мощность 750 кВ•А каждый. Имеется также аварийный дизель-генератор мощностью 150 кВ•А. Котельная установка включает в себя вспомогательный котел производительностью 3000 кг/ч при давлении 600 кПА и два утилизационных котла (1250 кг/ч при таком же давлении).
      Объем автоматизации энергетической установки и судовых систем выполнен в соответствии с требованиями Правил Регистра СССР для судов со знаком автоматизации А2 в символе класса. Управление шагом винтов осуществляется из рулевой рубки и с крыльев мостика с помощью электронной системы, изготовленной фирмой «Липс Хелитрон» (Норвегия). Работа механизмов и оборудования контролируется с помощью системы аварийно-предупредительной сигнализации и индикации типа АЛСИ-8, изготовленной на предприятии «Раде Кончар» (Югославия) по лицензии шведской фирмы ASEA. На судне установлено устройство, обеспечивающее синхронизацию частоты и фазы вращения гребных валов, что является одной из мер снижения вибрации; оно изготовлено фирмой «Вудворд» (США). Объем автоматизации обеспечивает безвахтенное обслуживание машинного отделения на стоянке и с одним вахтенным в ЦПУ на ходу.
      Кроме традиционных систем, обеспечивающих работу энергетической установки (топливная, масляная, охлаждения, пускового воздуха, газовыхлопа, пара, возврата конденсата котельной воды и т. п.), судно оборудовано закрытой системой охлаждения главных и вспомогательных двигателей водой из балластных танков, обеспечивающей возможность плавания и маневрирования на мелководье в течение примерно 2 ч.
      Якорно-швартовное устройство состоит из двух комбинированных якорно-швартовных и трех швартовных электрических лебедок, одна из которых установлена в носу, а две — в корме на нижней палубе. Все лебедки имеют тяговое усилие 100 кН при скорости выбирания каната 18 м/мин и держащей силе ленточного тормоза 300 кН. Из-за большого развала бортов в носовой части были устроены якорные клюзы открытого типа, позволяющие полностью поднимать веретено якоря на верхнюю палубу, обеспечивая тем самым удобство наблюдения за положением якорных цепей.
      Рулевое устройство состоит из двух полубалансирных полуподвесных рулей площадью по 6,5 м2 и двух электрогидравлических рулевых машин роторного типа с номинальным крутящим моментом 90 кН•м. На судне установлены носовое подруливающее устройство с ВРШ мощностью 552 кВт и активные успокоители качки с площадью крыла 4,6 м2. При волнении 7 баллов (высота волн 6 м, направление 60° по отношению к курсу судна) и скорости 9 уз активные успокоители качки уменьшают крен судна с 19 до 9,5°, а при ходе в этих же условиях со спецификационной скоростью 17,1 уз — с 19 до 4°.
      Спасательное устройство включает в себя две пластмассовые шлюпки полузакрытого типа вместимостью 52 и 60 чел. Одна из них оборудована стационарной радиостанцией, вторая — переносной. Кроме того, на судне имеются 11 спасательных плотов вместимостью 25 чел, каждый и две кранбалки для их спуска, а также рабочая моторная шлюпка и рабочий плот.
      Судно оборудовано всеми необходимыми системами общесудового назначения. Имеется также единая система гидравлики люковых закрытий, клинкетных дверей, кормовых ворот и поворотной автомобильной платформы с рабочим давлением от 16,3 до 23,5 МПа. Система вентиляции грузовых помещений обеспечивает 20-кратный воздухообмен на стоянке в процессе грузовых операций и 10-кратный — на ходу.
      Общее расположение жилых и общественных помещений, их внутренняя планировка, оборудование и отделка создают хорошие условия для пребывания на судне пассажиров и экипажа. Имеются два пассажирских салона с креслами авиационного типа вместимостью по 59 чел., 6 двухместных и 18 четырехместных кают с индивидуальными санузлами. К услугам пассажиров кафетерий, бар, столовая самообслуживания и салон отдыха.
      Экипаж размещается в 19 одноместных и 19 двухместных каютах, для шоферов и сопровождающего персонала предусмотрены 4 четырехместные каюты. Имеется кают-компания с салоном отдыха и столовая команды с красным уголком. Салон и красный уголок отделяются от помещений приема пищи сдвижными переборками. На судне есть амбулатория и изолятор.
      Следует сказать несколько слов и об особенностях перегона парома сначала морем в Ленинград, а затем по внутренним водным путям в Баку. На первом участке потребовалось увеличить автономность судна по запасам топлива до 18 сут. путем переоборудования двух балластных цистерн под топливные танки. По прибытии судна в Ленинград эти цистерны были промыты, а топливные трубопроводы и змеевики подогрева топлива демонтированы.
      Для обеспечения перехода судна от Ленинграда до Баку был составлен подробный перечень съемного оборудования и деталей, выступающих за габарит 19,2 м от основной плоскости. Кроме того, для каждого судна предусмотрены заваливающаяся мачта, которая устанавливается в Ленинграде в носовой части судна для несения топового и клотикового фонарей, а также съемные временные площадки для несения фонарей-отмашек и гакобортных фонарей.