статья из журнала «Судостроение»
Проектирование судов
ПОРТОВЫЕ ДИЗЕЛЬ-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛЕДОКОЛЫ
МОЩНОСТЬЮ 3,9 МВт И ИХ МОДИФИКАЦИИ
(проект 97 тип "Василий Прончищев")
К. Д. Смирнов
В соответствии с постановлением Совета Министров СССР в 1957 г. в ЦКБ «Айсберг» началась разработка
технического проекта универсального дизель-электрического портового ледокола с носовым винтом,
приспособленного к буксировочным и швартовым операциям при проводке морских судов различного
водоизмещения в припортовых водах, околкой льда и прокладкой каналов на акваториях портов Балтийского
моря, Дальнего Востока, Азово-Черноморского бассейна, Северного Ледовитого океана. Проект 97
предназначался двум заказчикам: Военно-Морскому Флоту и Министерству морского флота для морских
пароходств. Работу возглавил отдел главного конструктора во главе с А. Н. Василевским. Существенную
помощь отделу оказали участники проектирования и строительства ледокольного парома для Керченской
переправы Н. А. Сенькин и В. А. Пафомов.
Технический проект, подготовленный в сжатые сроки (рис. 1), был утвержден [ 1 ] совместным решением
военных и торговых моряков в сентябре 1958 г. Основные характеристики ледокола пр. 97 приведены в
табл. 1. В процессе согласований и корректировок проекта требования двух заказчиков часто бывали
диаметрально противоположны: военные моряки требовали предусмотреть места на палубе для установки
на случай особого периода какого-либо вооружения (не только зенитного, но и универсального), усиления
буксирного устройства на случай буксировки тяжелых кораблей и участия в десантных операциях и т. п.
Требования моряков торгового флота сводились в основном к повышению мощности и прочности ледокола,
улучшающих его маневренные качества в ледовых условиях.
Таблица 1
Основные характеристики ледоколов пр. 97 и его вариантов
| Элементы и характеристики |
Варианты проекта |
| 97, 97А, 97Е |
97АД,97Б |
97Н |
97АП, 97П |
Длина, м:
наибольшая
между перпендикулярами |
67,67
62,0 |
67,7
62,0 |
73,0
62,0 |
70,0
62,0 |
| Ширина, м |
18,06 |
18,1 |
18,6 |
18,1 |
| Высота борта, м |
8,8 |
8,3 |
8,3 |
8,3 |
Осадка, м:
порожнем
в полном грузу |
5,5
6,0 |
5,5
6,0 |
5,3
6,6 |
5,5
6,6 |
| Водоизмещение, т |
3200 |
3200 |
3700 |
3600 |
| Мощность ЭУ, МВт |
3,9 |
3,9 |
3,9 |
3,9 |
| Скорость хода, уз. |
14,0 |
14,0 |
14,0 |
14,0 |
Мощность судовой
электростанции, МВт |
0,7 |
0,7 |
1,1 |
1,2 |
| Дальность плавания, мили |
6000 |
6800 |
6000 |
6800 |
| Экипаж, чел. |
39 |
39 |
38 |
39 |
| Состав научной экспедиции, чел. |
- |
10 |
25 |
8 |
Системы и устройства:
креновая
успокоители качки
вертолетное
буксирное(лебедка) |
Есть
Нет
Нет
Есть |
Есть
Нет
Нет
Есть |
Нет
Есть
Нет
Нет |
Нет
Есть
Есть
Нет |
Судовые запасы при автономном
плавании 18 сут, т:
топливо
вода
масло |
580
170
27 |
580
170
27 |
580
170
27 |
580
170
27 |
Противоречивыми были требования в части компоновки основных отсеков энергетического оборудования.
Требование военных по обеспечению достаточной живучести этих отсеков было выполнено за счет создания
двойного борта в районе главных и вспомогательных дизель-генераторов, наличия двух отделений гребных
электродвигателей в носу и корме и гибкого распределения мощности между валами в зависимости от
модификации ледокола (рис. 2).
На первых ледоколах гребная установка состояла из трех гребных электродвигателей постоянного тока: двух кормовых и одного носового или только двух кормовых электродвигателей (последний вариант позволял осуществлять передачу всей мощности силовой установки на два кормовых двигателя). Были удачно выбраны диаметры гребных винтов: носового — 2,7 м, кормовых — 3,5 м.
Существенное значение в дальнейшем имело решение о применении единой для всех заказчиков энергетической установки, отвечающей требованиям Регистра СССР. В модификациях этого типа ледокола в двухвальном исполнении без носового винта энергетическая установка сохранялась без каких-либо изменений.
Крупногабаритный блок корпусных конструкций и судовая силовая установка оставались постоянными, что обеспечивало сжатые сроки строительства большой серии ледоколов этого проекта. На этих судах, впервые в отечественном судостроении была создана автоматизированная
система электродвижения на постоянном токе с новыми принципами регулирования работы гребных электродвигателей [2].
Особенность принятой системы движения заключалась в том, что уровень возможного использования мощности главных дизель-генераторов постоянного тока устанавливался заранее принятой ступенью в 610, 710 или 810 об/мин. Дальнейшее регулирование скорости и заданной частоты вращения гребных электродвигателей осуществлялось или из двух постов управления, размещаемых в ходовой рубке, или из центрального поста энергетической установки. В любых случаях частота вращения главных дизель-генераторов оставалась неизменной, что при изменении мощности установки не приводило к смене частоты вращения первичных двигателей и благоприятно сказывалось на сохранении их моторесурсов, особенно при частых реверсах при маневрировании во льдах. Система оказалась жизнеспособной настолько, что многие ее принципы были успешно применены на дизель-электрических судах типа «Амгуэма» и атомных ледоколах 2-го поколения.
В процессе строительства проект совершенствовался и было разработано несколько его вариантов (модификаций). На последующих модификациях при отказе от использования носового гребного винта освободившееся от носового электродвигателя помещение было переоборудовано для дополнительного размещения двух дизель-генераторов, потребовавшихся для обеспечения дополнительной электроэнергией судовых потребителей и возросших общесудовых нужд. Там же установили второй главный распределительный щит.
Унификация агрегатов в судовых электростанциях несколько увеличила количество ЗИПа,
но давала возможность использовать единое топливо для дизель-генераторов и вспомогательной
котельной установки. Первоначально котельная установка на первой группе серийных ледоколов
состояла из двух водотрубных котлов производительностью по 1,5 т/ч, а на новых модификациях
ледоколов была заменена на два котла производительностью по 2,5 т/ч.
Большую часть года на ледоколах работает один котел, второй включается лишь в периоды
резкого понижения температуры или при пиковых нагрузках по расходу пара, остальное время он
используется при работе водоопреснительной установки, производительность которой значительна,
а на научно-исследовательском ледоколе «Отто Шмидт», приспособленном для зимовок во льдах,
она достигает 25 т/сут [3], [4].
Система электродвижения позволяет подключать один, два или три якоря главных генераторов
на каждый из кормовых гребных электродвигателей, и один или два — на носовой гребной
электродвигатель (рис. 3). Подключение якорей по схеме производится последовательно, что
обеспечивает напряжение на гребных электродвигателях в 400, 800 или 1200 В.
Таблица 2
Годы постройки головных ледоколов всех модификаций пр. 97
| № заводской |
Вариант проекта / Колличество ед. |
Год сдачи головного |
Название головного ледокола |
Порт приписки (при сдаче) |
| 760 |
97/4 |
1960 |
«Добрыня Никитич» |
Мурманск |
| 764 |
97А/13 |
1962 |
«Афанасий Никитин» |
Мариуполь |
| 774 |
97АД/2 |
1966 |
«Петр Пахтусов» |
Архангельск |
| 775 |
97Е/1 |
1967 |
«Штефан Янцен» |
Варнемюнде |
| 777 |
97АП/2 |
1968 |
«Садко» |
Одесса |
| 779 |
97Б/1 |
1969 |
«Владимир Каврайский» |
Мкрманск |
| 780 |
97А |
1970 |
«Федор Литке» |
Холмск |
| 02650 |
97П/8 |
1973 |
«Иван Сусанин» |
Петропавловск-Камчатский |
| 02783 |
97Н/1 |
1979 |
«Отто Шмидт» |
Мурманск |
В процессе согласования технического проекта определились основные положения принципиальной технологии
и организации постройки:
аналитическое согласование обводов корпуса, основанное на научных исследованиях в
опытовом бассейне модели, имеющей оптимальную форму корпуса, обеспечивающую хорошую маневренность при
работе во льдах, достаточную ледопроходимость и необходимые мореходные качества на чистой воде;
формирование корпуса совместно с трубомедницкими и механо-сборочными работами,
связанными с укрупнением и насыщением секций и блоков на сборочных площадках и агрегатированием
оборудования, а также другие работы по сокращению строительства.
Таблица 3
Перечень основных усовершенствований ледоколов всех модификаций пр. 97
| Наименование объекта усовершенствования |
Мероприятие по улучшению работы объекта |
| Система осушения трюмов машинных отделений |
Сточные колодцы по традиции были установлены у кормовых переборок, что при осадке на ровный киль создавало угрозу притопления механизмов. Для осушения колодцев без дифферентовки ледокола на корму были установлены дополнительные трубы осушения с водоструйным эжектором, работающие от противопожарной водяной магистрали |
| Ледовые ящики |
По опыту работы атомного ледокола «Ленин» в конструкции ледовых ящиков, забиваемых шугой и мелким льдом, из-за чего срывалось поступление забортной воды на охлаждение главных дизель-генераторов и других механизмов, была внедрена система рециркуляции забортной воды |
| Система внутрисудовой вентиляции и кондиционирования воздуха |
Отладка датчиков температуры и влажности воздуха в автоматическом режиме |
| Упорные подшипники балансирного типа |
Из-за несовершенства системы охлаждения масла подшипники нагревались до 70°С, поэтому обеспечили индивидуальную смазку и равномерно распределенную нагрузку на упорные подушки по всей поверхности гребня |
| Гребные валы |
Для антикоррозионной защиты применяли синтетические волокна и смолы по новой технологии устройства облицовки |
| Сальниковая набивка дейдвудов |
Разработали устройство, позволяющее менять набивку на плаву без помощи водолазов |
| Дейдвудные подшипники |
Внедрили резинометаллические вкладыши, чем достигалась экономия дорогостоящего бакаута, упрощалась конструкция подшипника, увеличивался временной ресурс эксплуатации подшипников |
| Фундаменты под механизмы и агрегаты МО |
Стремление уменьшить габариты машинного отделения привели к созданию оптимальных конструкций типового фундамента под механизмы и агрегаты, работающие с нагрузкой |
| Конструкции масляных цистерн и глушителей |
Заново разработаны конструкции пламегасительных сеток, выполнены дополнительные отверстия в диафрагмах по обеспечению пожарной безопасности |
Строительство серии портовых ледоколов пр. 97 было поручено ленинградскому заводу им. А. Марти (теперь ГП «Адмиралтейские верфи»). Хронология постройки ледоколов пр. 97 различных модификаций дана в табл. 2.
Кроме основного варианта пр. 97 имел следующие модификации ледоколов: 97А — портовый; 97АД и 97Б — гидрографический; 97Е — экспортный; 97Н — научно-исследовательский; 97АП и 97П — специального (океанографического, патрульного и т. п.) назначения.
Головной ледокол для ВМФ СССР «Добрыня Никитич» был заложен 15 декабря 1959 г., спущен на воду 12 мая 1960 г. и предъявлен сдаточной комиссией в конце 1960 г. Головной ледокол для Северного пароходства в Архангельске «Василий Прончищев» (третий в серии) был сдан в 1961 г. Планировалось сначала использовать цифровую нумерацию ледоколов, как это было в довоенные годы, но затем решили выполнить их именными, названными в честь выдающихся русских мореплавателей, первопроходцев и путешественников (рис. 4).
Начиная с ледокола «Василий Прончищев», суда пр.97 делятся водонепроницаемыми переборками на восемь отсеков, обеспечивающих непотопляемость при затоплении любого главного отсека. Экипаж размещен в одно- и двухместных каютах в средней надстройке. Для снижения шума главные дизель-генераторы установлены в отдельном отсеке.
Провизионные камеры охлаждаются автоматической фреоновой холодильной установкой. Предусмотрено зимнее кондиционирование воздуха и искусственная вентиляция с подогревом воздуха до 15 °С. Температура и относительная влажность воздуха регулируются полуавтоматически. Имеется креновая система. Ледоколы оборудованы надежной внутрисудовой связью, средствами внешней радиосвязи, радиолокации и современными навигационными приборами.
В процессе серийного строительства системы и оборудование ледоколов усовершенствовались с целью улучшения их эксплуатационных характеристик (табл. 3). Наиболее полно это было осуществлено на научно-исследовательском ледоколе «Отто Шмидт» (рис. 5).
На ледоколе установлены обычные и специальные устройства и оборудование для обеспечения научных исследований как на чистой воде, так и во льдах [5].
Эти ледоколы (32 ед.) сдавались заказчикам с 1960 г. по 1981 г. и направлялись в различные порты страны: от Таллина на западе до Провидения на востоке и от Мурманска на севере до Одессы на юге.
Литература
1. Василевский А. Н. Новый портовый ледокол // Судостроение. I960. № 11.
2. Вожаков А. А., Вылкост В. Д., Сержантов В. В. Реверсивные испытания ГЭУ портовых лсдоколов // Судостроение. 1970. № 8.
3. Пак В., Семенов В. Ледокол «Отто Шмидт» // Морской флот. 1980. № 7.
4. Олигер Б. А., Старшинов В. А., Дикарев А. Н. Научно-исследовательский ледокол «Отто Шмидт» // Судостроение. 1980. № 9.
5. Старшинов В. А., Куперман А. М. Устройства для обеспечения океанографических работ на ледоколе //Судостроение. 1981. № 3.
|
