статья из журнала «Судостроение»
Проектирование судов
НОВАЯ СЕРИЯ СУДОВ-ОВОЩЕВОЗОВ
типа "Георгий Агафонов"
Б. Н. Захаров
На верфи австрийской фирмы ОСВАГ в Корнойбурге для
нашей страны строится серия судов-овощевозов, предназначенных
для эксплуатации в Черном, Каспийском, Азовском и
Средиземном морях, а также на реке Дунай от устья до г. Регенсбурга (ФРГ) и по
внутренним водным путям европейской части СССР. Головное судно "Георгий Агафонов"
сдано в октябре 1987 г. По своему назначению эти многоцелевые теплоходы
приспособлены для перевозки скоропортящихся (включая овощи и фрукты) и
консервированных продуктов, напитков в тарно-штучной упаковке, в том числе на
поддонах размером 1200х800 мм, в пакетах и контейнерах ТКБ-90У. Возможна также
транспортировка контейнеров ИСО (из них 16 рефрижераторных на верхней палубе),
различных генеральных грузов в упаковке и на поддонах, металлоконструкций,
колесной техники с бензином в баках (200 автомашин типа "Жигули"), проката и
крупногабаритных изделий, леса в пакетах, в том числе на люковых крышках, и
зерна навалом. В каждый трюм принимается только один тип овощей и фруктов
одинаковой степени зрелости, не требующих специальной обработки, например,
добавки CO2, которые содержатся при температурах от +3°С (подогрев в холодное
время года) до 4-6°С (охлаждение в летний период). Это позволило отказаться от
полной изоляции грузовых помещений, установив ее только снаружи комингсов
грузовых люков и с нижней стороны верхних люковых закрытий.
Судно построено на класс КМ * ЛЗ II СП А1 Регистра СССР. Оно представляет
собой двухпалубный двухвинтовой теплоход с двойными бортами и вторым дном,
носовым бульбом, баком, кормовым расположением надстройки и машинного отделения.
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ:
| Длина, м |
|
| наибольшая |
91,91 |
| между перпендикулярами |
84,90 |
| Ширина расчетная, м |
13,40 |
| Высота борта, м |
4,45 |
| Осадка по грузовую марку, м |
|
| в морской |
3,38 |
| пресной воде |
2,50 |
| Дедвейт (при осадке 3,38/2,50 м), т |
2093/1005 |
Грузоподъемность
(при Т=2,50 м в пресной воде), т |
|
| с овощным грузом |
750 |
| с генеральным грузом |
893 |
| Водоизмещение (порожнем),т |
1455 |
| Мощность ГЭУ, кВт |
2х975 |
| Скорость ( на испытаниях), км/ч |
22,4 |
| Автономность (по запасам топлива), сут. |
14 |
| Экипаж, чел. |
20 |
Выбор архитектурно-конструктивного типа, соотношений
главных размерений и формы корпуса судна был обусловлен
следующими факторами:
- партионностью и номенклатурой груза овощей и фруктов
с учетом условий ведения грузовых операций и возможностей
торговой сети по хранению и продаже;
- стремлением обеспечить при перевозке контейнеров
ТКБ-90У с удельно-погрузочной кубатурой 3,9 м3/т
грузоподъемность около 750 т при осадке 2,5 м в
пресной воде;
- условиями плавания по Дунаю и Волго-Балтийской
системе, включая ограничения фикспункта с максимальной
высотой 6,5 м над ватерлинией при максимальной загрузке
судна на ровный киль и осадке 3,38 м;
- ограничением длины судна между перпендикулярами
85 м с целью отказа от спасательных шлюпок и замены их
спасательными плотами в соответствии с действующими
нормами;
- необходимостью иметь высоту грузовых помещений в
свету не менее 2,75 м (для установки по высоте двух рядов
контейнеров ТКБ-90У) с исключением подпалубных карманов
и обеспечением размеров грузовых люков, кратных габаритам
контейнеров ИСО типа 1C.
В результате конструкторских проработок с учетом этих
условий было принято решение о размещении машинного отделения
и жилой двухъярусной надстройки в корме судна, причем главная
палуба в корме выполнена с уступом и первый ярус заглублен.
Жесткие ограничения по длине и стремление иметь прямостенные
трюмы за счет максимального увеличения длины
цилиндрической вставки (при Т=3,30 м, б=0,890, а=0,995 и
В=0,995, где значения б и а приведены к длине между перпендикулярами.)
ставили перед проектировщиками сложные задачи
по отработке формы корпуса, особенно носовых и кормовых
обводов, не только для увеличения скорости, но и обеспечения
высоких мореходных качеств в смешанном плавании.
Опыт проектирования подобных судов свидетельствует о том,
что наибольший эффект по снижению сопротивления дает
применение короткого бульба пластинчатого типа. Однако
развитый бульб цилиндрической формы не только более прост
технологически и упрощает размещение подруливающего устройства,
но и позволяет с учетом требований Правил Регистра СССР
максимально сдвинуть в нос таранную переборку. К недостаткам
развитого бульба следует отнести снижение его эффективности
в балластном или близком к балластному состояниях судна,
а также определенные неудобства при маневрировании и
швартовках. Поэтому по результатам тщательных модельных
испытаний различных форм носовой оконечности был принят
вариант, приведенный на рисунке теоретического чертежа.
При разработке кормовых обводов учитывалась необходимость
обеспечения оптимального подтока воды к винтам
на мелководье и на глубокой воде, исключения подсоса воздуха
при реверсе, достижения скорости при осадке по грузовую
марку не менее 12 уз и получения импульсов давлений
на корпусе в районе гребного винта не более 8 кПа.
Для оптимального использования грузовместимости при
перевозке свежих овощей и фруктов и сохранения их в
процессе грузовых операций при суточной норме грузообработки
около 300 т грузовое пространство вместимостью 2925 м3
разделено на четыре помещения (два трюма и два твиндека),
имеющих автономную вентиляцию и охлаждение. При
этом длина носового и кормового трюмов принята одинаковой
(25 м), что позволяет без каких-либо потерь вместимости
перевозить в четыре ряда вдоль судна контейнеры типа 1C и
длинномерные грузы.
Главная палуба закрывается люковыми крышками понтонного
типа, размеры которых кратны 12,2-метровому контейнеру,
и при перевозке последних крышки могут быть уложены
одна на другую в одном из трюмов, для чего предусмотрены
соответствующие крепления. При разработке конструкции
люкового закрытия верхней палубы пришлось отказаться
от закрытий с откатом секций и подъемом их друг на
друга, поскольку при их использовании исключалась возможность
установки передвижного козлового крана из-за ограничений
по высоте. Поэтому было решено каждый люк оборудовать
откатываемым закрытием, состоящим из четырех секций;
их количество было ограничено малыми размерами зон
складирования. В результате в открытом состоянии крышки
получились высокими, что не повлияло, однако, на
эксплуатационные качества.
Грузообработка судна производятся береговыми кранами,
но для грузов массой до 5 т может быть использован
специально разработанный судовой кран, основным назначением
которого является работа с твиндечными люковыми крышками.
Этот электрогидравлический портальный кран грузоподъемностью
5 т при вылете за борт 4 м перемещается по полкам комингса
и может работать при крене до 5° и дифференте до 2°.
Вначале предполагалось разместить рефрижераторные
компрессоры и воздухоохладители в два яруса между грузовыми
трюмами. Однако ограниченная высота борта не позволила
реализовать такое решение. Поэтому холодильные машины
разместили в носу трюма № 1 и в корме трюма № 2.
Для ликвидации подпалубных карманов между трюмами
разместили цистерны питьевой воды, расположив над ними
помещение углекислотной станции. Принятая компоновка
связана с определенными эксплуатационными неудобствами,
заключающимися в усложнении обслуживания системы. Однако
такое решение позволило использовать неудобную для
размещения груза кубатуру трюмов и обеспечить место для
складирования люковых крышек.
Каждое из четырех грузовых помещений обслуживается
автономной системой охлаждения воздуха, работающей на
фреоне-22 и состоящей из винтовых компрессоров марки
SAB128H-F.HL1, двух конденсаторов, двух осевых вентиляторов
свежего воздуха и шести вентиляторов рециркуляционного
воздуха. Все оборудование с автоматикой управления и
сигнализации изготовлено датской фирмой "Саброе". С целью
улучшения условий хранения грузов, требующих при перевозке
более низких температур, чем оговорено спецификацией
(например, виноград, груши и т.д.), предусмотрена установка
озонирования воздуха производительностью 1,6 кг/ч.
В опробованной на практике и хорошо зарекомендовавшей
себя системе технического кондиционирования воздуха
подготовленный воздух поступает в верхнюю часть пространства
над грузом, проходит через его толщу и засасывается
через нижние окна переборок помещений холодильных
установок [1, 2]. Опыт показал, что свободное пространство над
грузом высотой 600-800 мм позволяет кондиционированному
воздуху беспрепятственно доходить в необходимом количестве
до противоположного конца трюма и обеспечивает необходимую
сохранность скоропортящейся продукции.
При перевозке на "Георгии Агафонове" овощей и фруктов
в пакетах или на поддонах каких-либо сложностей в
этом плане не должно возникать. Но в случае установки в
трюмах и в твиндеках двух ярусов контейнеров ТКБ-90У
свободное пространство над грузом составляет только 150 мм.
Поэтому были рассмотрены варианты подводки воздуха по
каналам, проложенным через люковые крышки или вдоль
внутренних стенок двойного борта; однако из-за конструктивных
сложностей и роста строительной стоимости они не были
приняты. Вместе с тем такие варианты заслуживают внимания,
поскольку позволяют подавать холодный воздух в нижнюю
часть отсека. Изучалась также возможность укладки поверх
контейнеров перфорированного брезента, который должен
был обеспечить более равномерное растекание холодного
воздуха по всей площади грузового пространства, но и
такое решение было признано негодным по эксплуатационным
соображениям.
В главную энергетическую установку входят два дизеля
типа VASA BR-2HF фирмы "Вяртсиля" максимальной длительной
мощностью 975 кВт при 900 об/мин, приспособленные
для работы на тяжелом топливе максимальной вязкостью
70•10-6 м2/с. Двигатели установлены на амортизаторах,
редукторы с передаточным числом 3:1 - жестко.
На основе анализа энергопотребления было решено
укомплектовать электростанцию двумя дизель-генераторами
по 240 кВт и двумя валогенераторами такой же мощности.
Схема главного тока с автоматически управляемым шинным
разделителем позволяет использовать все четыре генератора
при различных режимах работы судна. На стоянках у
необорудованного берега или на якоре работает стояночный
дизель-генератор мощностью 50 кВт.
Поскольку главная энергетическая установка работает на
тяжелом топливе, требующем подогрева в цистернах запаса,
топливо разместили в верхней части двойных бортов в районе
трюма № 2 и частично трюма № 1, отделив его коффердамами
от грузовых отсеков; это было сделано для исключения
теплопритоков к охлаждаемому и вентилируемому грузам.
Такое размещение основного запаса топлива благоприятно
сказывается на показателях качки в морском плавании
и на условиях удифферентовки судна.
На овощевозах внедрен комплекс мер, направленных на
экономию топлива. В частности, установлены два котла и
опреснитель (6 м3/сут), работающие на тепле газов и
охлаждающей воды главных дизелей, причем вода подается к
энергетической установке из балластных цистерн; кроме того, в
системе кондиционирования рециркуляция воздуха составляет 30%.
При проектировании движительного комплекса был выполнен
тщательный анализ и проведены бассейновые испытания
для определения целесообразности применения насадки.
Испытания подтвердили преимущества от установки насадок
при плавании как в реке, так и в море. С точки зрения
размещения, конструктивных решений, величины дискового и
шагового отношений оптимальный диаметр винта принят
равным 1,87 м, а сечение насадки соответствует профилю
Вагенинген 22. В целом в зависимости от осадки это дает
увеличение упора на 5%, обеспечивает более равномерное
обтекание движителей, снижение уровней шума и вибрации и
улучшает поведение судна на волнении.
Впервые на судах смешанного плавания отечественного
флота установлены ВРШ в насадках. Фирмой КаМеВа был
предложен ВРШ с разъемной ступицей, но с учетом работы
судна на мелководье и вероятности загрязнения окружающей
среды из-за возможной неплотности стыка было решено применить
неразъемную ступицу с традиционным креплением лопастей
на шпильках. При этом в конструкцию ВРШ включены
специальные уплотнения повышенной герметичности. Это было
сделано с целью продемонстрировать возможность и
целесообразность использования ВРШ в речных условиях,
поскольку до сих пор многие специалисты считают такое
решение неприемлемым, ссылаясь на большую вероятность их
поломки в засоренных мелководных акваториях.
Для получения оптимальных маневренных качеств судно
оборудовано двумя подвесными рулями с закрылками типа
Беккер и носовым подруливающим устройством с диаметром
гребного винта фиксированного шага 0,7 м и упором 17 кН.
Носовая часть надстройки, где размещены служебно-бытовые
и хозяйственные помещения, жестко соединена с корпусом
судна; кормовая, где расположены каюты экипажа и
столовая с камбузом, выполнена съемной и установлена на
резиновых амортизаторах (высота коффердама в свету - 370 мм).
Экипаж размещается в шести одноместных и девяти двухместных каютах.
В процессе проектирования рассматривался вопрос применения
пневматических опор с подачей воздуха от воздушной
системы МО, однако такое решение по ряду эксплуатационных
неудобств было признано нецелесообразным. Из-за
малой высоты коффердама сложными в решении оказались
вопросы прокладки кабельных трасс из МО в надстройку и
обеспечения удобств обслуживания и ремонта дюритовых
соединений трубопроводов водоснабжения и сточных вод, для
чего была разработана схема съемных крышек и лючков, а
также соответствующим образом проработана трассировка кабеля и труб.
С наружных сторон коффердам закрыт кожухом от попадания
воды, стенки вертикальной щели между съемной и
несъемной частями надстройки, а также сам коффердам покрыты
специальными красками. Эти мероприятия должны
обеспечить сохранность конструкций без ремонта в течение
10 лет, после чего необходимо будет снять надстройку и
выполнить требуемые профилактические работы. Съемная часть
надстройки массой 80 т может быть поднята краном или
домкратами-шайбами, для чего предусмотрены необходимые
подкрепления и упоры. Приемосдаточные испытания подтвердили
значительное снижение шума и вибрации в надстройке.
Однако, поскольку такое решение нетрадиционно, следует
всесторонне оценить его по результатам эксплуатации, в том
числе с точки зрения водозащищенности и водонепроницаемости
коффердама, коррозии, прочности крепления надстройки и т.п.
Рулевая рубка выполнена подъемно-опускной и имеет
жесткую фиксацию в верхнем положении; высота подъема
выбрана из условия обеспечения обзора при наличии контейнеров
на верхней палубе. Особо были проработаны вопросы
безопасного прохода экипажа в рулевую рубку при ее
нахождении в рабочем и опущенном состояниях. По условиям
эксплуатации судов внутреннего плавания в шлюзах рубку
принято выполнять на всю ширину судна - от борта до
борта. В данном случае от такого решения отказались по
соображениям снижения перемещаемой массы, а значит - и
мощности гидропривода. Бортовой обзор в шлюзах и при
швартовках обеспечивается за счет стационарно оборудованных
крыльев ходового мостика. Несмотря на малые габариты
рулевой рубки и наличие жестких ограничений по фикспункту,
было принято решение об установке двух РЛС
фирмы Декка типов RM 2070/6 ВТ и RR 1260/8, отвечающих
соответственно требованиям морского и речного плавания и
удовлетворяющих правилам Дунайской комиссии.
|
