/
Author: Родионов Н.Н.
Tags: техника средств транспорта водный транспорт судостроение судовые установки энергетические установки морское дело
Year: 1980
Text
Н.Н. Род ионов
СОВРЕМЕННЫЕ
танкеры
Ленинград
„Судостроение"
1980
ББК 39.42
Р60
УДК 629.123.56
Рецензенты: А. А. Родионов, И. П. Мирошниченко.
Научный редактор В. Н. Кустов.
Родионов Н. Н.
Р60 Современные танкеры. — Л.: Судостроение, 1980. — 284 с.,
158 ил.
В книге рассмотрен комплекс вопросов, решаемых при проекти-
ровании крупнотоннажных танкеров, их взаимосвязь с требованиями
.эксплуатации и возможностями промышленности. Выявлены основные
тенденции в развитии нефтяных перевозок и крупнотоннажного судостро-
ения. Особое внимание уделяется специфичным для крупнотоннажных
танкеров вопросам предотвращения загрязнения моря и конструктивно-
го обеспечения безопасности эксплуатации судов этого типа.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимаю-
щихся проектированием, постройкой и эксплуатацией крупнотоннажных
наливных и комбинированных судов.
31805 - 062
Р--------------62-80
«М8(01) - 80
3605030000
39.42
©Издательство „Судостроение”, 1980 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
/
Непрерывное увеличение потребления энергии приводит
к интенсификации добычи нефти и росту ее перевозок морским путем.
Повышение экономичности грузоперевозок на судах с увеличением
их размеров явилось одним из главных стимулов постройки крупнотой-
нажных танкеров. Они получили широкое распространение и составляют
основную часть пополнения мирового наливного флота с конца 60-х
годов по начало 70-х.
Опыт эксплуатации значительного числа крупнотоннажных танкеров,
спроектированный на базе правил, сложившихся в мировом судостроении
за долгие годы постройки нефтеналивных судов малого и среднего тонна-
жа, выявил ряд проблем, связанных с пересмотром традиционной практи-
ки и норм проектирования танкеров.
Авария крупнотоннажного танкера „Торри Каньон” в 1967 г., которая
привела к выливу в море свыше 100 000 т нефти и имела заметные экологи-
ческие последствия, явилась серьезным сигналом о повышенной опасности
эксплуатации крупнотоннажных танкеров для окружающей среда-.; -
Межправительственная морская консультативная организация —
ИМКО при разработке Конвенции 1973 г. о предотвращении загрязнения
с судов включила в нее специальные правила, существенно влияющие на
конструкцию крупнотоннажных танкеров. В настоящее время ИМКО'
разрабатывает ужесточающие поправки к этой Конвенции.
В течение декабря 1969 г. на трех супертанкерах дедвейтом свыше
250 000 т произошли взрывы при мойке танков в балластном переходе.
В результате танкер „Марпесса” затонул, а танкеры „Мактра” и „Конг
Хаакон VII” получили значительные повреждения. Эти случаи, помимо
напоминания эксплуатационникам и проектантам о необходимости повы-
шения требований к безопасности крупнотоннажных танкеров, послужили
толчком для исследования ряда новых проблем, связанных, в частности,
с образованием на танкерах статического электричества.
Стремительный рост максимального дедвейта строящихся танкеров
(за последнее десятилетие с 100 000 до 500 000 т и более) существенно
раздвинул границы понятия о крупнотоннажном танкере и породил
новую терминологию, „Крупнотоннажные танкеры”, „супертанкеры”,
„мамонты”, LCC (Large Crude Carrier - большие перевозчики сырой
нефти) и, наконец, VLCC (Very Large Crude Carrier - очень большие
перевозчики сырой нефти) — такова эволюция терминов в мировой
технической литературе по мере возрастания размеров танкеров. Нес-
мотря на значительный диапазон дедвейта, эти танкеры образуют один
класс судов, объединенных общим подходом к их проектированию
и эксплуатации.
В книге излагаются принципы анализа всех (зачастую противоречи-
вых) факторов, влияющих на принятие в процессе проектирования окон-
чательных решений, а также показана роль метода технико-экономичес-
кой оценки и экономических критериев при рассмотрении возможных
вариантов. Даны описания некоторых наиболее интересных и характер-
ных построенных крупнотоннажных танкеров.
Автор выражает благодарность инж. И. А. Зеновой и канд. техи.
наук Б. М. Конторовичу, оказавшим большую помощь в подборе мате-
риалов.
ГЛАВА 1
МОРСКИЕ НЕФТЕПЕРЕВОЗКИ
§1.1
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СУПЕРТАНКЕРОВ
Последнее десятилетие характеризуется неуклонным рос-
том потребления энергии в промышленно развитых и развивающихся
странах. В странах Европы максимальный прирост потребления энергии
за этот период составил около 13%, в Японии достиг 20% и, несмотря
на соблюдаемое снижение темпов роста потребления энергии в капита-
листическом мире из-за периодических экономических потрясений, миро-
вое потребление энергии в целом постоянно увеличивается. Основную
роль в энергетическом балансе промышленно развитых стран играет
нефть. В странах Западной Европы ее доля составляет 50—60%,а в Японии
доходит до 70%. Несмотря на некоторый рост удельного значения других
видов топлива (газа, ядерной энергии), ожидается, что в обозримом буду-
щем роль нефти как основного источника энергии сохранится.
Динамика роста мировой добычи нефти характеризуется следующими
цифрами: если в 1960 г. было добыто около 1,1 млрд, т нефти, то
в 1973 г. - уже около 2,8 млрд. т.
Вследствие начавшегося в 1974 г. экономического кризиса в индус-
триальных капиталистических странах мировая добыча нефти в 1974 г.
сохранилась на уровне 1973 г., а в 1975 г. даже уменьшилась на 5%. Одна-
ко в 1976 г. она вновь возросла до 2,86 млрд. т.
Основными центрами добычи нефти являются страны района Персид-
ского залива или, как его иногда называют, Арабского залива (Иран,
Саудовская Аравия, Кувейт, Ирак, Арабские княжества), страны Север-
ной и Западной Африки (Ливия, Нигерия, Алжир, ОАР), Северной Аме-
рики (США, Канада, Мексика), Венесуэла, СССР и Индонезия.
Основными импортерами нефти являются страны Западной Европы,
Япония и США. В Западную Европу ввозится свыше 90% потребляемой
нефти, главным образом из района Персидского залива, бассейна Среди-
земного моря и Западной Африки. Развитие подводной добычи нефти
в районе Северного моря несколько повлияло на объем импорта нефти
в некоторые страны Западной Европы, тем не менее в целом он остался
значительным и в течение 1973—1975 гг. составил 800—700 млн. т. Япония
около 80% нефти вывозит из района Персидского залива и около 20%
g Морские нефтеперевозки
из других районов (главным образом, из Индонезии). В 1975 г. она
ввезла около 230 млн. т нефти.
США до недавнего прошлого пользовались в основном собственными за-
пасами нефти, недостающее количество ввозилось из Карибского бассейна
и Канады. Однако в последние годы возрастающие потребности этой страны
в дополнительных источниках энергии и политика создания стратегичес-
ких запасов стимулировали развитие импорта нефти из бассейна Персид-
ского залива, доля которого в общем балансе импорта нефти в США из го-
да в год возрастает.
Разработка открытых месторождений нефти на Аляске возможно
внесет некоторые коррективы в картину импорта нефти в США, но ради-
кальных изменений, по-видимому, ожидать не следует, так как добыча
нефти на Аляске обходится во много раз дороже, чем в Персидском
заливе, поскольку доставка нефти из арктических районов Аляски соп-
ряжена с большими трудностями. В 1973 г. США ввезли около 170 млн. т
нефти, а в 1975 г. импорт составил уже около 240 млн. т.
Основная масса нефти перевозится морским путем, что обусловлено
географическим положением главных районов добычи и потребления
нефти. Морские перевозки нефти и нефтепродуктов в 1970 г. составили
1 млрд. 240 млн. т, в 1973 г. они возросли до 1 млрд.640 млн. т., в 1975 г.
из-за кризисной ситуации снизились до 1 млрд. 492 млн. т, но в 1976 г.
снова возросли до 1 млрд. 650 млн. т. Основная доля в этих перевозках
(около 85%) приходится на сырую нефть.
В табл. 1 приведены направления и объемы мировых морских пере-
возок сырой нефти в 1975 г., а на рис. 1 показаны направления основных
грузопотоков.
Доля нефтеналивных грузов в общем объеме морских перевозок
постоянно растет. С 1950 по 1970 г. она возросла ют 40 до 55%, в кризис-
ные 1974—1975 гг. несколько уменьшилась и к 1980 г. предполагается
ее повышение до 60%.
Соответственно темпы роста мирового танкерного флота превосхо-
дят средние темпы роста транспортного флота. Так, если среднегодовой
рост дедвейта мирового транспортного флота за период 1965—1975 гг.
составил около 6,5%, то рост дедвейта танкерного флота превысил 9%, а в
1970— 1974 гг. достиг 14%. Несмотря на кризисную ситуацию в 1974—
1976 гг., темпы роста дедвейта танкерного флота сохранились за счет
ввода в строй ранее заказанных судов.
Резко увеличился и удельный вес танкерного флота в мировом тран-
спортном флоте, составив по дедвейту к 1977 г. свыше 45% против 35,6%
в 1960 г. По данным Регистра Ллойда, в 1976 г. мировой танкерный
флот насчитывал суммарный дедвейт свыше 300 млн. т с учетом судов
валовой вместимостью 100 per. т и более.
Тенденции развития супертанкеров 7
Т а б л и ц а 1. Направления и объем мировых морских
перевозок нефти в 1975 г. (в млн. т)
Районы вывоза Районы ввоза Всего
Северо- западная Европа Среди- земно- морье США Южная Америка Япония Прочие
Персидский залив 233,7 131,1 98,9 57,5 176,8 104.3 802,3
Ближний Восток 16,3 40,9 0,5 — — 6,5 64,2
Северная Африка 28,3 39,3 28,6 5,5 3,2 9,0 113,9
Западная Африка 35,3 11,0 44,2 9,5 3,6 1,5 105,1
Карибский бассейн 7,0 2,7 48,1 5,0 0,3 — 63,1
Юго-Восточная Азия — — 20,1 3,7 42,8 0,5 67,1
Прочие 16,6 15,3 1,1 6,0 0,1 4,0 43,1
Всего 337,2 240,3 241,5 87,2 226,8 125,8 1258,8
Распределение мирового танкерного флота по основным странам
регистрации приведено в табл. 2 , причем танкерный флот, зарегистриро-
ванный под флагами Либерии и Панамы, фактически является собствен-
ностью американских компаний и греческих судовладельцев. Если заре-
гистрированный под так называемыми „удобными” флагами флот отнести
к их истинным владельцам, то фактически на первых местах окажутся
США с танкерным флотом дедвейтом около 70 млн. т и Греция с флотом
дедвейтом около 45 млн. т.
8 Морские нефтеперевозки
Таблица 2. Распределение мирового танкерного флота по странам мира
(состояние на 1976 г. )
Страна регистрации Количество судов Дедвейт, млн. т Средний дед- вейт, тыс. т % от мирового флота по дедвейту
Либерия 953 96,37 101,0 30,2
Япония 1470 35,76 ' 25,6 11,8
Великобритания 513 30,35 59,2 9,5
Норвегия 287 28,78 100,0 9,0
Греция 406 16,44 40,5 5,1
Франция ч. 128 14,19 111,0 4,4
Панама 260 11,20 43,2 3,5
США 319 10,15 31,9 3,2
Италия 311 8,63 27,8 2,7
Швеция 128 7,12 55,6 2,2
ФРГ 141 6,26 44,5 2,0
СССР 449 6,24 12,5 1,9
Испания 112 5,52 49,3 1,7
Нидерланды 101 5,28 52,3 1,6
Сингапур 114 4,94 43,3 1,5
Дания 68 4,74 69,6 1,5
Индия 37 2,00 54,0 0,62
Бразилия 56 2,00 35,7 0,62
Бермудские острова 30 1,99 66,8 0,62
Финляндия 52 1,98 38,0 0,62
КНР 64 1,52 23,7 0,47
Кувейт 9 1,32 147,0 0,41
Ирак 22 1,22 55,5 0,38
Южная Корея 52 1,16 22,3 0,36
Польша 25 1,01 40,4 0,31
Прочие 863 14,00 16,2 4,4
Весь мир 7020 320,0 45,5 100
Интересно отметить, что наибольшая часть крупнотоннажного танкер-
ного флота (около 73%) зарегистрирована в четырех странах — Либе-
рии, Японии, Великобритании и Норвегии (см. табл. 2).
Основной характерной чертой развития танкеростроения за послед-
нее десятилетие был быстрый рост дедвейта единичных танкеров, что на-
иболее ярко проявилось в годы танкерного „бума”, предшествующие
кризису 1974 г. Если в 1972 г. средний дедвейт танкерного флота состав-
лял 29 000 т, то в 1974 г. он поднялся до 64 500 т, а на 1 марта 1977 г.
составил 94 000 т.
В табл. 3 приведено распределение мирового танкерного флота
по группам дедвейта, иллюстрирующее изменения, произошедшие
за последние годы, когда в строй входили танкеры, заказанные
еще в докризисные годы. Анализ этой таблицы, содержащей также
и данные по портфелю заказов на 1 марта 1977 г., позволяет сделать
Тенденции развития супертанкеров 9
Таблица 3. Структура мирового танкерного флота
(суда дедвейтом 10 000 т и более)
Группы дедвейта, тыс. т На 1 февраля 1974 г. На 1 марта 1977 г.
Существующий флот Существующий флот Заказанный флот
Коли- чество судов Общий дедвейт, млн. т % по дед- вейту Коли- чество судов Общий дедвейт, млн. т % по дедвей- ту Коли- чество судов Общий дедвейт млн. т % по дед- вейту
10-20 743 12,24 5,7 507 8,13 2,5 29 0,41 1,1
20-30 619 14,81 6,9 509 12,20 3,8 11 0,27 0,7
30-50 716 27,47 12,8 633 23,75 7,4 77 2,66 6,9
50-70 348 20,02 9,4 311 17,93 5,6 26 1,46 3,8
70-100 429 38,56 18,2 414 34,75 10,9 43 4,07 10,5
100-125 136 15,41 4,8 16 1,86 4,8
125-175 66 9,44 4,4 180 25,29 7,9 55 8,16 21,2
175-225 162 34,59 16,3 150 31,87 10,0 4 0,78 2,0
225-300 207 51,58 24,1 470 119,88 37,5 25 6,41 16,6
300 и более 13 4,59 2,2 85 30,91 9,6 33 12,58 32,4
Всего 3303 213,3 100 3395 320,13 100 319 38,66 100
Средний
тоннаж, тыс. т 64,5 94,0 121,0
ряд выводов, касающихся динамики изменения структуры танкерного
флота в период 1974-1980 гг.
Доля мало-и среднетоннажных танкеров дедвейтом до 70 000 т замет-
но снизилась. Процент заказанных танкеров этой тоннажной группы
еще меньше по сравнению с существующим на 1 марта 1977 г. Причина
этого заключается в меньшей экономичности таких танкеров по сравне-
нию с более крупными судами.
Несколько снизился также процент танкеров дедвейтом 70 000—
125 000 т, а их доля в заказе сохранилась на существующем уровне.
Значительно вырос удельный вес группы танкеров дедвейтом
125 000-175 000 т. За три года их количество и тоннаж возросли почти
в три раза, а в портфеле заказов этой группе принадлежит свыше 21%
заказанного тоннажа. Росту этой группы в значительной степени способ-
ствовало открытие Суэцкого канала и проведение первого этапа работ по
его углублению, благодаря чему танкеры указанного дедвейта могут
совершать балластный переход по каналу. Несмотря на существующий
высокий тариф за проход через Суэцкий канал, в 1976 г. через него про-
шел 391 танкер этой тоннажной группы.
Заметно снизилась доля танкеров дедвейтом 175,000—225 000 т,
а в заказанном тоннаже она составляет всего лишь 2%, что объясняется,
по-видимому, пониженной конкурентоспособностью этой группы танкеров
10 Морские нефтеперевозки
550
500
450-
400
350,
300
150
200 -
Ниссекц мару
L Юниберс ашюнд “
Зссо КеиОрия"
ТЮемицу мару
Токио пару"
>970
,S01M5
ход танкеров дедвейтом до
300
ЛЮЧО^т
'„ГлоОтшг Токио"
ЮТЗ'гНы
Рис. 2. Годы постройки наиболее круп-
ных супертанкеров.
по сравнению с более крупными
при плавании из Персидского зали-
ва вокруг Африки.
Наибольшее развитие получила
тоннажная группа 225 000—300 000 т
которая занимает ведущее поло-
жение в существующем флоте.
Достаточное количество танкеров
указанного дедвейта (16,6%) и в
заказанном флоте. Реализация
программы расширения и углубле-
ния Суэцкого канала до размеров,
обеспечивающих балластный пере-
0 т, должна значительно укрепить
конкурентоспособность танкеров этой тоннажной группы
Существенно пополнилась группа танкеров дедвейтом свыше
300 000 т, составляющая 32,4% заказанного флота; она является самой
большой, несмотря на расторжение большого числа контрактов после
1974 г.
На рис. 2 приведен график, характеризующий прогресс мирового
танкеростроения за последнее десятилетие в постройке крупнотоннажных
танкеров максимальных дедвейтов. Все танкеры, приведенные на рис. 2
и являющиеся самыми крупными транспортными судами в свои годы,
построены в Японии, за исключением сданного в эксплуатацию в 1976 г.
танкера „Батиллус” дедвейтом 540 000 т, построенного на французской
верфи „Шантье де Атлантик” (г. Сен-Назер).
В нашей стране строится серия крупнотоннажных танкеров дедвей-
том 150 500 т, первый из которых (танкер „Крым”) вступил в эксплу-
атацию в 1975 г.
Дедвейт отечественных крупнотоннажных танкеров был выбран с
учетом обеспечения регулярного прохода судов через черноморские про-
ливы при действующих в этом районе правилах навигации, а также с уче-
том заданной осадки (17 м), обеспечивающей необходимую универсаль-
ность этой серии судов.
Как уже отмечалось ранее, в настоящее время крупнотоннажное
танкеростроение переживает депрессию, вызванную экономическим и
энергетическим кризисом в развитых капиталистических странах, пик
которого наблюдался в 1974-1975 гг.
Вообще на судостроение самым непосредственным образом влияет
стабильность и темпы развития Мировой экономики, кроме того, на
Тенденции развития супертанкеров 11
ганкеросгроении дополнительно сильно отражается мировая политичес-
кая стабильность, особенно в районе Ближнего Востока. В течение послед-
него десятилетия мир был свидетелем экономических и политических
потрясений, связанных с борьбой нефтяных монополий за ближневосточ-
ную нефть. Все это оказало существенное влияние на характер нефтяных
перевозок и развитие мирового танкерного флота. Так, закрытие Суэц-
кого канала, последовавшее за ближневосточным кризисом в 1967 г.,
привело к увеличению протяженности основных грузопотоков сырой
нефти, вывозимой из Персидского залива в Европу, что создало ощути-
мый дефицит в наливном флоте, сняло ограничение на размеры танкеров
и тем самым стимулировало стремительное развитие крупнотоннажного
танкеростроения.
Динамика изменения содержания мирового портфеля заказов на
танкеры в период так называемого танкерного „бума” характеризу-
ется следующими цифрами: на 01.01.1970 г. было заказано 55,6 млн. т
танкерного флота средним дедвейтом 105 000 т, на 01.01.1971 г.—
72,6 млн. т средним дедвейтом 125 000 т, на 01.01.1973 г. — 98,8 млн. т
средним дедвейтом 134 000 т и, наконец, на 01.01.1974 г. — 178,8 млн. т
средним дедвейтом 148 000 т.
В конце 1973 г. в капиталистическом мире разразился экономичес-
кий кризис. В ответ на израильскую агрессию арабскими нефтедобыва-
ющими странами было наложено временное эмбарго на поставку нефти
в ряд дружественных Израилю капиталистических стран, соответственно
сокращена добыча нефти и резко подняты цены на нее. Это привело к су-
щественному сокращению морских нефтеперевозок и ухудшению фрах-
товой конъюнктуры, вызванной наличием избытка тоннажа танкерного
флота. Последующее открытие Суэцкого канала усугубило ситуацию на
танкерном рынке.
Во второй половине 1974 г. начался процесс расторжения контрактов
на постройку танкеров, особенно крупнотоннажных. Так, к июлю 1976 г.
были расторгнуты контракты на постройку 252 танкеров общим дедвей-
том 56 млн. г.
Портфель заказов на танкеры в этот период характеризуется сле-
дующими цифрами: на 01.01.1975 г. было заказано 168,0 млн. т танкерно-
го флота средним дедвейтом 132 000 т, на 01 01.1976 г. - 115,6 млн. т
средним дедвейтом 128 000 тина 01.01.1977 г. - 38,66 млн. т средним
Дедвейтом 121 000. т.
На 01.03.1977 г. избыточный тоннаж танкерного флота составлял
около 90 млн. г, включая прикольный флот (около 30 млн. т) и танкеры,
плавающие с пониженной скоростью.
Кризис в области танкеростроения и судоходства сказался прежде
всего на сверхкрупнотоннажных танкерах. Так, из общего тоннажа тан-
керного прикольного флота свыше 43% составляют танкеры дедвейтом
12 Морские нефтеперевозки
200 000 т и более, 20% - танкеры дедвейтом 100 000 - 200 000 т и
18,5% - танкеры до 50 000 т и группы 50 000 —100 000 т.
Аннулированные контракты включают 63 танкера дедвейтом
200 000 - 300 000 т, 22 танкера дедвейтом 300 000 — 400 000 т и 42
танкера дедвейтом свыше 400 000 т. В 1977 г. аннулирование контрактов
на постройку танкеров прекратилось.
Оценивая перспективы выхода из кризисной ситуации и развития
танкерного флота, следует принимать во внимание совокупность связан-
ных с этой проблемой противоречивых обстоятельств. Прежде всего,
несмотря на значительный избыток тоннажа, продолжается постройка
заказанных в докризисные годы танкеров, что осложняет положение
на фрахтовом рынке.
Потребность в танкерном флоте в перспективе также тесно связана
с реализацией планов развития пропускной способности Суэцкого канала,
заметно влияющего на протяженность ряда основных линий вывоза
нефти из Персидского залива.
По данным ряда исследований, выполненных в рамках деятельности
ИМКО, реконструкция Суэцкого канала, позволяющая проход танкеров
дедвейтом до 250 000 т с грузом и балластный переход танкеров дедвей-
том до 300 000 т, будет эквивалентна уменьшению мировой потребности
в танкерном флоте примерно на 25 млн. т в том случае, если существую-
щие танкеры такого дедвейта, эксплуатирующиеся на линиях Персидс-
кий залив — США и Персидский залив — Западная Европа, будут прохо-
дить через Суэцкий канал. Это обстоятельство, естественно, также небла-
гоприятно отразится на фрахтовом рынке.
С другой стороны, действует ряд факторов, которые должны привес-
ти к снижению избытка танкерного тоннажа в течение определенного
периода времени.
Значительную роль в поддержании занятости танкерного флота игра-
ет сдача на слом старых и морально устаревших судов. Так, если дедвейт
сданных на слом и потерянных танкеров в 1973 г. составлял 2 млн. т,
то в 1976 г. он вырос до 11 млн. т.
Следует также отметить, что с 1976 г. наблюдается некоторое ожив-
ление экономики в развитых капиталистических странах, что вызывает
прирост объема перевозок нефти на 10,5% за период с 1975 по 1976 г.
Ряд зарубежных экономистов, прогнозируя увеличение импорта неф-
ти в Европу, США и Японию из стран Среднего Востока, высказывали
предположение, что мировая потребность в танкерном тоннаже возрастет
с 208 млн. т в середине 1976 г. до 263 млн. т в 1980 г. На основании этих
прогнозов делался вывод, что, при условии отсутствия поступления
новых заказов, за счет оживления экономической конъюнктуры и сдачи
судов на слом в 1980 г. следует ожидать сбалансирования между нали-
чием танкерного тоннажа и потребностью в нем. Однако указанный
Тенденции развития супертанкеров 13
прогноз пока ле оправдывается, что можно видеть из сравнения прог-
нозируемого на июль 1977 г. прикольного танкерного тоннажа - 24 млн. т
и фактического, который составил 36 млн. т.
После того как в феврале 1978 г. Международная конференция при-
няла дополнение к Конвенции по предотвращению загрязнения с судов
1973 г., появился дополнительный фактор, который может уменьшить
избыток существующего танкерного тоннажа. Согласно принятому прото-
колу к моменту вступления его в силу на существующих танкерах дедвей-
том 40 000 т и более должны быть оборудованы танки изолированного
балласта или применена система мойки танков сырой нефтью. Поскольку
использование системы мойки танков сырой нефтью связано с дообору-
дованием судов специальными средствами, в частности системой инертных
газов, следует ожидать, что многие судовладельцы примут решение о
выделении отсеков изолированного балласта, что эквивалентно уменьше-
нию грузоподъемности судна примерно на 15%.
Учитывая изложенное, есть основания полагать, что в период 1980—
1985 гг. наличие танкерного тоннажа и потребность в нем будут сбаланси-
рованы и наступит новое оживление в строительстве судов этого типа.
Но и в настоящее время, несмотря на кризис перепроизводства танке-
ров и особенно крупнотоннажных, строительство последних продолжает-
ся не только потому, что большинство из них было заказано в докризис-
ные годы, но и потому, что эти суда более экономичны в эксплуатации.
Этим обстоятельством, а также желанием приобрести независимость от
монополий объясняется покупка крупнотоннажных танкеров в последние
годы рядом нефтедобывающих стран (Саудовская Аравия, Кувейт.
Ирак и т. д.).
Следует также заметить, что спрос на крупнотоннажные танкеры
для перевозки нефтепродуктов появился в связи с тем, что ряд стран -
традиционных экспортеров сырой нефти — приступил к постройке круп-
ных нефтеперерабатывающих предприятий, рассчитывая на развитие
экономически более выгодного экспорта нефтепродуктов.
Несмотря на избыток мирового танкерного тоннажа, продолжается
постройка новых танкеров для американских компаний, расширяющих
и обновляющих свой флот.
Многочисленные расчеты, проведенные экономистами, показывают
сравнительную экономическую эффективность эксплуатации крупнотон-
нажных танкеров и сверхкрупнотоннажных танкеров на традиционных
линиях вывоза сырой нефти. Так, например, в Норвежском институте
технологии был проведен сравнительный экономический анализ примене-
ния крупнотоннажных танкеров в целях выбора оптимального дедвейта
судна для перевозок нефти на линии Персидский залив - Роттердам через
Суэцкий канал либо вокруг Африки. Критерием оптимизации были
выбраны транспортные расходы на перевозку 1 т груза, которые опреде-
лялись для следующих расчетных условий:
14 Морские нефтеперевозки
в качестве главных энергетических установок были приняты паровые
турбины;
скорость судна в течение рейса была постоянна (15 уз для судна
с грузом и 16 уз при балластном переходе);
бункеровка производилась один раз за рейс в зоне Персидского за-
лива;
продолжительность вывода судов из эксплуатации составила 15
суток в год;
портовые сборы в транспортных расходах не учитывались;
процент на капитал составлял 8,5% в год за пятнадцатилетний период,
что соответствует норме годовой эффективности капиталовложений, рав-
ной 12%.
Результаты расчета маршрута вокруг Африки показали, что мини-
мальные расходы на 1 т перевозимого груза (около 50 норвежских крон
или около 6,4 руб.) достигаются при использовании танкеров дедвейтом
750 000-1 млн. т.
Сравнение результатов расчета для маршрутов через Суэцкий канал
и вокруг Африки показало, что для обеспечения сравнимых экономи-
ческих показателей танкеры, использующиеся на маршрутах вокруг
Африки, должны быть намного крупнее судов, проходящих через Суэц-
кий канал в одном и тем более в обоих направлениях. Так, например,
чтобы конкурировать с танкером дедвейтом 250 000 т, совершающим
балластный переход через Суэцкий канал, танкер, следующий вокруг
Африки, должен иметь дедвейт не менее 340 000 т.
Конкуренцию танкеру дедвейтом 250 000 т, проходящему через
Суэцкий канал в обоих направлениях, на маршруте вокруг Африки
может составить лишь танкер дедвейтом около 1 млн. т. Танкер дедвей-
том 500 000 т, совершающий балластный пробег чёрез Суэцкий канал,
находится вне конкуренции по сравнению с вариантами судов, огибаю-
щих Африку.
Строящиеся во Франции танкеры дедвейтом около 540 000 т не яв-
ляются техническим пределом возможностей промышленности и судоход-
ства. Так, компанией „Глобтик танкере”, обладающей крупнейшими
танкерами типа „Глобтик Токио”, в разные годы были проведены пере-
говоры о постройке супертанкера дедвейтом около 700 000 т с паротур-
бинной установкой, а также о постройке трех супертанкеров по
600 000 т с атомной энергетической установкой. Предполагаемая
осадка этих танкеров составляет 27 м, а мощность главных двигателей
2x40 500 кВт.
В различных странах исследовалась возможность постройки супер-
танкера дедвейтом 1 млн. т.
Время от времени в зарубежной прессе появляются сообщения, сви-
тетельствующие о разработке новых идей в области морской транспорта-
Тенденции развития супертанкеров 15
ровки сырой нефти. Так, было опубликовано сообщение о том, что соз-
дается проект танкера дедвейтом 1 млн. т, основанный на принципе сочле-
нения „маточного” судна, образуемого кормовым и носовым островами
и имеющего грузовые танки между главными продольными переборками,
с отдельными танками или кессонами. Такой принцип, названный систе-
мой Дельта, предусматривает возможность отделения присоединенных
танков и отбуксировку их в необходимые пункты. Эта идея довольно при-
влекательна как для судостроителей, так и для судовладельцев, посколь-
ку танкер такого типа может строится по частям на различных верфях,
что ускоряет постройку, а в процессе эксплуатации существенное удоб-
ство может представить доставка большого количества груза в отдель-
ных танках в разные пункты за один рейс.
Появились также сообщения об идее создания сочлененного комплек-
са дедвейтом 3 млн. т. В этой системе предполагается наличие танкера-
толкача дедвейтом 1 млн. т и шарнирно-соединенных с ним и между
собой двух барж дедвейтом по I млн. т.
Несмотря на широкие возможности мирового судостроения, рост
дедвейта крупнотоннажных танкеров в значительной степени сдерживает-
ся рядом факторов географического и эксплуатационного характера.
Осадки и длины танкеров зачастую лимитируются навигационными
условиями и глубинами проливов и каналов, находящихся на линии эк-
сплуатации. Характерными примерами является Суэцкий канал на линиях
Персидский залив — Европа или Персидский залив — США, Малаккский
пролив на линии Персидский залив - Япония и пролив Босфор на линии
вывоза отечественной нефти из Черноморского бассейна.
Интересно отметить, однако, что ограничения навигационного характе-
ра зачастую оказывают двоякое влияние на рост дедвейта танкеров.
С одной стороны, они сдерживают рост дедвейта до пределов, позволяю-
щих использовать эти проливы и каналы для прохождения судов, но, с
другой стороны, если эти пределы превышены и танкеры вынуждены идти
другим, удлиняющим протяженность рейса путем (вокруг Африки из
Персидского залива вместо прохода Суэцким каналом или путь из Пер-
сидского залива через Ламбокский пролив вместо Малаккского проли-
ва) , то это стимулирует рост дедвейта танкера для компенсации потерь,
вызванных удлинением маршрута.
Из ограничений эксплуатационного характера наиболее серьезным
является состояние портового хозяйства и обеспечение глубин, необходи-
мых для швартовки крупнотоннажных танкеров в портах приема и выда-
чи груза. За последнее десятилетие развитие портов для приема танкеров
шло параллельно с развитием крупно тоннажного танкеростроения. Если
в 1968 г. в мире было около 50 портов, которые могли принимать танке-
ры дедвейтом свыше 100 000 т, то в 1970 г. их число увеличилось до 70,
а в 1975 г. - уже превысило 90.
16 Морские нефтеперевозки
Таблица 4. Распределение по районам мира глубоководных портов, обслуживаю-
щих танкеры дедвейтом свыше 100000т (посостояниюна1июля 1975г.)
Районы Количество портов, обслуживающих танкеры соответствующих групп дедвейта Всего
100 000- 150 000 т 200 000- 250 000 т 300 000 т и более
Порты налива Персидский залив 4 5 3 12
Ближиий Восток 1 2 — 3
Северная Африка 4 2 2 8
Карибское море 1 — 1
Другие районы 6 4 — 10
Всего портов налива 16 13 5 34
Порты слива Великобритания и Ирландия 3 4 2 9
Западный и Северный районы континентальной Европы 6 6 2 14
Средиземноморский бассейн 6 5 3 14
США и Канада 3 1 1 5
Япония 1 3 2 6
Другие районы 4 4 1 9
Всего портов слнва 23 23 11 57
Всего портов 39 36 16 91
В табл. 4 показано распределение по районам мира существующих
глубоководных танкерных портов. В настоящее время ведется строитель-
ство ряда крупных глубоководных танкерных портов, а именно:
в устье Сены около г. Гавра порт Антифер, рассчитанный на прием
танкеров дедвейтом до 1 млн. т (постройка ведется в несколько очере-
дей; в настоящее время, после завершения первой очереди, порт может
принимать танкеры дедвейтом до 500 000 т);
в устье Темзы, в Дюнкерке и в Генуе для приема танкеров дедвейтом
до 500 000 т.
Наряду с постройкой глубоководных причалов широкое распростра-
нение получили точечные выносные буйковые устройства, предназначен-
ные для погрузки и разгрузки сверхкрупнотоннажных танкеров вдали
от берега, (рис. 3). Такие устройства обладают значительно меньшей
стоимостью по сравнению со стационарными причалами. За счет их при-
менения снижается вероятность аварий от посадки на мель, навалов и
столкновений. Благодаря удаленности устройства от акваторий портов
уменьшается экологическое воздействие на прибрежную зону в случае
разлива нефти. Выносные буйковые устройства практически не ограничи-
вают диапазон размеров принимаемых танкеров и обеспечивают простоту
швартовки судов (рис. 4).
Тенденции развития супертанкеров 17
Рис. 3. Точечное выносное буйковое устройство.
Открытие крупных месторождений нефти на Аляске и в районе
Канадской Арктики породило ряд проектов доставки* нефти с помощью
нефтепроводов и морского транспорта.
Планируется прокладка трансаляскинского нефтепровода, соеди-
няющего район Прудхоэ-Бей (восточная часть Аляски) с незамерзаю-
Рис. 4. Крупнотоннажный танкер во время гпумтвых операции у выносного буйко-
вого устройства. ] Г»с. публичная |
2-837
18 Морские нефтеперевозки
щим южным аляскинским портом Валдиз, где предполагается постройка
крупного причала для танкеров дедвейтом 250 000 т. Для приема таких
танкеров под разгрузку предполагается углубить внешнюю гавань порта
Лос-Анджелес до глубины 24,4 м.
Освоение богатейших месторождений нефти в арктических районах
Аляски и Канады связано с исследованиями перспективных грузопото-
ков, навигационных условий и разработкой проектов, которые обеспе-
чили бы возможность круглогодичной транспортировки нефти с наи-
меньшими затратами.
Результаты экспериментальных рейсов ледокольного крупнотоннаж-
ного танкера „Манхетен” показали, что использование надводных крупно-
тоннажных судов для регулярной круглогодичной транспортировки неф-
ти из районов Северной Аляски и Канадской Арктики связано с крупны-
ми капиталовложениями и в настоящее время экономически невыгодно.
Ряд судостроительных компаний разработали проекты подводных
танкеров с технико-экономическим обоснованием их эффективности
для транспортировки нефти в условиях Арктики. Так, например, компа-
ния .Дженерал дайнемикс”, имеющая большой опыт строительства
атомных подводных лодок, предложила проекты атомных подводных
крупнотоннажных танкеров дедвейтом 170 000 и 250 000 т. По мнению
авторов проекта, преимущество подводных танкеров заключается
в возможности обеспечения регулярного плавания по графику в течение
всего года независимо от ледовых и метеорологических условий. Это
исключает необходимость строительства дорогостоящих емкостей
для накопления нефти в районе погрузки, неизбежного при нарушении
графика движения в случае использования надводных танкеров.
Предполагаемая организация движения подводных крупнотоннаж-
ных танкеров предусматривает их использование только в арктических
районах, где плавание надводных танкеров затруднено ледовыми усло-
виями. Для доставки нефти из района Прудхоэ-Бей в порты Атланти-
ческого побережья США предлагается создать крупные терминалы
в незамерзающих портах южной части Гренландии, Исландии и Ньюфа-
ундленда, откуда далее нефть доставляется надводными танкерами.
Не прекратились исследования возможности и целесообразности
создания крупнотоннажных надводных ледокольных танкеров с повы-
шенной льдопроходимостью. Так, фирмой „Везер” (ФРГ) разработан
проект танкера дедвейтом около 220 000 т с энергетической установкой
мощностью 106 600 кВт, который, по мнению специалистов фирмы,
может обеспечить транспортировку нефти из арктических районов
Канады и США.
В США строится серия танкеров с двойным дном класса „Эколоджи”
дедвейтом 120 000 т и мощностью энергетической установки 22 000 кВт
для перевозки американской нефти.
Проблемы предотвращения загрязнения мирового океана 19
§ 1.2
ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУПЕРТАНКЕРОВ И
ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МИРОВОГО ОКЕАНА
Рост суммарного тоннажа танкерного флота за счет увели-
чения числа крупнотоннажных танкеров и их единичных дедвейтов выя-
вил ряд побочных проблем, связанных прежде всего с предотвращением
загрязнения Мирового океана и обеспечением безопасности эксплуатации
супертанкеров. Общеизвестно, что одним из наиболее опасных по своим
последствиям и наиболее часто встречающимся видом загрязнения Миро-
вого океана является загрязнение нефтью. По опубликованным данным,
в 1970 г. объем загрязняющих Мировой океан нефти и нефтепродуктов
составил в течение года примерно 5 млн. т, из них на долю судоходства
приходилось около 47%. В свою очередь из доли судоходства наибольший
объем (около 60%) выпадал на танкерный флот.
По данным Национальной академии наук США, общий объем загряз-
нений Мирового океана в 1974 г. в связи с ростом объема нефтеперево-
зок достиг уже 6,11 млн. т, из которых около 35% приходилось на долю
судоходства.
Доля танкеров в объеме загрязнения от судоходства сохранилась на
уровне 60%.
Представляет определенный интерес структура общего объема загряз-
нения Мирового океана нефтью с судов (данные за 1974 г., млн. т/%) :
Танкеры, использующие обычную систему
грузовых операций и мойки танков.............. 0,77 36,1
Льяльные воды и утечки при бункеровке......... 0,50 23,5
Танкеры, использующие систему
погрузки поверх остатка....................... 0,31 14,5
Докование судов.............................. 0,25 11,7
Аварии танкеров............................... 0,20 9,4
Аварии судов прочих типов .................... 0,10 4,7
Суда на стоянке у причалов ................... 0,003 0,10
Итого...... 2,133 100
Вопрос борьбы с загрязнением Мирового океана давно находится
в центре внимания мировой общественности, правительств ряда стран
и Межправительственной морской консультативной организации (ИМКО)
при Организации Объединенных Наций. Крупным шагом вперед было при-
нятие в 1973 г. Международной конвенции по предотвращению загрязне-
ния с судов, заменившей Международную конвенцию по предотвращению
загрязнения моря нефтью 1954 г. с дополнениями, принятыми в 1962 г.
Большое участие в борьбе с загрязнением Мирового океана прини-
мает и наша страна. В рабочих органах ИМКО и на международных кон-
ференциях советская сторона проводит принципиальную техническую
политику, направленную на создание танкеров нового конструктивного
20 Морские нефтеперевозки
типа с изолированным балластом и двойным дном, эксплуатация кото-
рых не влечет за собой загрязнение Мирового океана. Крупнотоннажные
танкеры типа „Крым”, строящиеся в нашей стране, имеют в необходи-
мом объеме изолированный балласт, двойное дно в районе грузовых
танков и в конструктивном отношении полностью удовлетворяют
Конвенции 1973 г., хотя проектирование этих судов велось в 1970-
1972 гг.
Вопросы обеспечения безопасной эксплуатации танкеров и предотв-
ращения загрязнения прибрежной акватории весьма актуальны и в США.
Только за три месяца - с декабря 1976 г. по март 1977 г. - у побережья
и в портах США произошло 15 серьезных аварий танкеров: столкнове-
ний, посадок на мель, взрывов и пожаров. Эти аварии побудили прави-
тельство США выступить с предложением о принятии ряда дополнитель-
ных мер, включая требования конструктивного характера, для танкеров,
посещающих порты страны. Согласно этим требованиям все новые тан-
керы дедвейтом 20 000 т и более должны иметь танки изолированного
балласта с отдельной балластной системой, двойное дао в районе грузо-
вых танков, систему инертных газов, две независимые цепи управления
рулем, вторую радиолокационную навигационную станцию и систему
обеспечения расхождения с судами в море. Все перечисленные мероприя-
тия, за исключением оборудования двойного дна, предлагалось реализо-
вать и на существующих танкерах в течение пяти лет.
В феврале 1978 г. состоялась международная конференция, рассмот-
ревшая вопрос о дополнительных требованиях, направленных на повы-
шение безопасности танкеров и предотвращение загрязнения моря
нефтью. На конференции рассматривались как предложение США, так
и предложения других стран-участников, выработанные в процессе под-
готовки конференции. В результате работы этой конференции были при-
няты два протокола, один из которых является дополнением к Конвен-
ции по предотвращению загрязнения моря с судов 1973 г., а второй - к
Конвенции об охране человеческой жизни на море 1974 г.
Конференция решила, что первый протокол войдет в силу через
12 месяцев, а второй = через 6 месяцев после того, как они будут рати-
фицированы 15 странами, владеющими в общей сложности флотом,
валовая вместимость которого составляет не менее 50% тоннажа мирово-
го флота.
Загрязнение моря нефтью с танкеров возможно в двух случаях:
1. Преднамеренный эксплуатационный слив нефтесодержащего
балласта после балластировки невымытых грузовых танков, слив мою-
щей воды после мойки грузовых танков, а также льяльных вод.
2- Случайное загрязнение из-за утечки нефти из танкера вследствие
аварийного нарушения плотности корпуса при столкновении или посадке
на мель, из-за разрыва шлангов в процессе грузовых операций или
Проблемы предотвращения з«грн»нения Мирового окмш 21
бункеровки либо вследствие ошибочных действий экипажа при исполь-
зовании систем танкера.
В общем балансе загрязнения моря нефтью с танкеров 70-85% при-
ходится на преднамеренное эксплуатационное загрязнение. Рассмотрим
несколько подробнее, как это происходит.
После завершения выгрузки нефти часть груза неизбежно остается
на внутренних поверхностях танков (переборках, днище и наборе),
образуя неоткачиваемый остаток, Количество этого остатка зависит от
свойств груза (типа нефти, температуры при выгрузке), конструкции
грузовых танков и характеристик грузовой и зачистной систем, а также,
разумеется, от действий экипажа, проводящего грузовые операции.
Практика эксплуатации танкеров обычного конструктивного типа
показывает, что количество остающейся нефти составляет до 0,5% приня-
того количества груза.
Для обеспечения мореходности танкер после разгрузки принимает
балласт в количестве, которое в зависимости от района плавания и по-
годных условий колеблется от 30 до 60% грузоподъемности судна.
Лишь ограниченное число крупно тоннажных танкеров, находящихся
в эксплуатации, оборудовано специальными вместимостями, предназна-
ченными только для приема балласта (в количестве 30-40% грузоподъ-
емности, достаточном для плавания в балластных переходах без приема
балласта в грузовые танки). Основная часть построенных танкеров
имеет вместимость балластных отсеков в пределах 10-15% грузоподъ-
емности, что совершенно недостаточно для обеспечения мореходных
качеств судна в условиях океанского плавания, а также захода (и выхо-
да) в акваторию порта при штормовой погоде. Эти суда вынуждены
приштмать большое количество балласта в грузовые танкн, содержащие
неоткачиваемые остатки нефти, загрязняющие балласт. В течение бал-
ластного перехода судно должно тем или иным способом избавиться от
загрязненного балласта, поскольку по прибытии в порт погрузки танкер
должен иметь только чистый балласт для предотвращения загрязнения
акватории порта в процессе откачки балласта при погрузке.
В зависимости от размера вместимостей для приема изолированного
балласта и от погоды эта проблема решается либо путем откачки в море
загрязненного балласта из грузовых танков, либо совмещением ее с
мойкой части грузовых танков и откачкой моющей воды за борт и пос-
ледующим заполнением балластом вымытых танков. Объем загрязнения
моря нефтью при таких операциях весьма велик и находится в прямой
зависимости от объема нефтеперевозок и применяемого танкерами
метода проведения грузовых операций и мойки танков.
После Конференции 1962 г. по предотвращению загрязнения моря
нефтью, сливаемой с судов, в практике эксплуатации танкеров, перево-
зящих сырую нефть, получил распространение метод так называемой
погрузки поверх остатков (Load on top, или, сокращенно, LOT),
22 Морские нефтеперевозки
применение которого позволяет существенно сократить слив нефти
в море (подробнее см. гл. 6 „Специальные судовые системы”). Примене-
ние этого метода, однако, не решило всех проблем, поскольку, во-
первых, слив нефти в море сохранялся, хотя и в меньших количествах,
а во-вторых, при коротких рейсах этот метод не дал эффекта.
В начале 70-х гг. начал получать распространение метод промывки
танков сырой нефтью через стационарные моечные машинки, благодаря
которому значительно снизилось количество неоткачиваемых остатков
и соответственно уменьшился объем последующей водяной мойки.
Наиболее радикальной конструктивной мерой, направленной на
предотвращение загрязнения моря нефтью в процессе нормальной экс-
плуатации, является выделение специально предназначенных только
для приема балласта объемов в количестве, обеспечивающем балластные
переходы без приема дополнительного балласта в грузовые танки.
Это, разумеется, не исключает приема некоторого дополнительного
количества балласта в грузовые танки в штормовых условиях, а также
необходимости мойки танков через определенные промежутки времени
для предотвращения образования затвердевших остатков, что требует
оборудования танкеров специальными устройствами, аналогичными
тем, которые применяются в системе погрузки поверх остатка.
На Конференции 1973 г. по предотвращению загрязнения с судов,
выработавшей новую Конвенцию, требование о необходимости выделе-
ния соответствующих объемов изолированного балласта для новых тан-
керов дедвейтом от 70 000 т и более было принято как обязательное
и вошло в текст Конвенции.
На состоявшейся в феврале 1978 г. Международной конференции
был принят в качестве дополнения к Конвенции 1973 г. протокол,
согласно которому граница обязательного применения танков изолиро-
ванного балласта в соответствующем объеме для новых танкеров по-
низилась до дедвейта, равного 20 000 т.
Следует отметить, что в Конвенции 1973 г. содержатся также требо-
вания к организации эксплуатации судов и к специальному береговому
оборудованию, направленные на предотвращение сброса нефти и нефте-
продуктов в процессе эксплуатации. Так, установлены особые районы,
в которых сброс нефти, нефтепродуктов и нефтесодержащих вод запре-
щен полностью. Сформулированы условия, при которых сбросы до-
пускаются вне особых районов. Предусмотрено ведение специальных
журналов нефтяных операций, в которых должны фиксироваться все
действия, представляющие потенциальную опасность с точки зрения
загрязнения моря нефтью. Установлена периодичность освидетель-
ствований судов в процессе их эксплуатации, подтверждающих
ненияЖаЩеб техническое состояние средств предотвращения загряз-
Проблемы предотвращения загрязнения Мирового океана 23
В пределах особых районов и в портах погрузки нефти требуется
иметь устройства для приема нефтесодержащих вод.
Несмотря на то что загрязнение от аварий танкеров не является
главной составляющей в перечне источников загрязнения Мирового океа-
на последствия крупных аварий являются зачастую катастрофическими
как в прямом материальном выражении, так и с точки зрения экологи-
ческого воздействия на среду.
Подсчитано, что в период 1964—1976 гг. погибли по различным причи-
нам 198 танкеров, в том числе четыре танкера дедвейтом более 200 000 т
и 8 судов дедвейтом более 100 000 т.
В конце 1977 г. у берегов Южной Африки столкнулись два супертан-
кера „Венойл” и .Зеннет” дедвейтом по 330 000 т. Танкер „Венойл” с
грузом сырой нефти следовал из иранского порта в Европу, а „Веннет”
совершал балластный переход по направлению к Персидскому заливу.
Оба танкера плавали под либерийским флагом и были укомплектованы
китайской командой.
В марте 1978 г. у берегов Бретани (Франция) из-за неисправности
рулевого устройства сел на мель и разломился в штормовую погоду
груженый супертанкер „Амоко Кадис” дедвейтом 230 000 т. Нефть пол-
ностью вылилась в море. Масштабы этой аварии затмили последствия
известной аварии танкера „Торри Каньон”, произошедшей в 1967 г.
Причин столь высокой аварийности танкеров несколько. Многие из
плавающих танкеров — старые суда, по своему техническому уровню
и состоянию не отвечающие требованиям современности. В наибольшей
степени это относится к судам, плавающим под так называемыми „удоб-
ными” флагами Либерии и Панамы, являющимися, по существу, подстав-
ными. Судовладельцы, регистрирующие свои танкеры под „удобными”
флагами, экономят значительные средства, не неся затрат на поддержание
судов в должном техническом состоянии, обеспечивающем безопасность
их эксплуатации. На эти суда нанимают низкооплачиваемый и малоквали-
фицированный экипаж численностью намного ниже, чем полагается по су-
ществующим стандартам.
Не случайно, что большинство аварий приходится именно на танкеры,
плавающие под „удобными” флагами, к числу которых относятся уже
упомянутые „Торри Каньон”, „Венойл”, „Веннет” и многие другие, од-
нако истинные владельцы практически не несут убытков, поскольку
получают страховую компенсацию.
Безусловно, одной из причин повышающейся аварийности танкеров
является все возрастающая интенсивность судоходства на традици-
онных трассах, что в совокупности с увеличением размеров танкеров
заставляет пересматривать установившуюся практику обучения судо-
вого экипажа крупнотоннажных танкеров и некоторые правила их
проектирования.
24 Морские нефтепереаозки-
Анализ последствий, связанных с авариями танкеров, показывает,
что наиболее опасными с точки зрения загрязнения моря являются стол-
кновения и посадки на мель.
По сведениям Ливерпульской ассоциации страховых обществ, ос-
нованным на анализе статистики аварий судов мирового флота, частоты
различных видов аварий распределяются следующим образом: столкно-
вения судов - 20,5%, навалы - 19,5%, повреждения механизмов - 19,5%,
посадки на мель - 12%, пожары и взрывы - 5,5% и прочие причины, в том
числе штормовые повреждения, - 23%.
Анализ этих аварий с точки зрения загрязнения моря показывает, что
из общего количества aeapidi, которые сопровождались выливом груза
в море, более 56% приходится на столкновения и посадки на мель. Сле-
дует отметить, что с ростом размерений судов число случаев столкновений
и посадок на мель снижается, однако последствия аварий существенно
усугубляются.
В результате вылива нефти при аварии танкера „Торри Каньон” дед-
вейтом около 120 000 т, который сел на скалистый грунт из-за неправиль-
ных навигационных определений в тумане при неисправной единственной
радиолокационной станции, погибли миллионы рыб и свыше 100 000
морских птиц, были загрязнены пляжи и побережье Англии и Франции
на протяжении около 100 км. При попытках уничтожения разлитой иефти
было израсходовано большое количество взрывчатки, авиабензина и на-
палма. Убытки, причиненные этой аварией, полностью не известны, но,
по опубликованным данным, только английское правительство израсхо-
довало 8 млн. долларов. Последствия аварии танкера „Амоко Кадис” еще
более катастрофические.
Исходя из сказанного первостепенное значение приобретают воп-
росы конструктивного обеспечения безопасности эксплуатации круп-
нотоннажных танкеров и вопросы повышения качества эксплуатации,
а также вопросы локализации масштабов последствий при возмож-
ной аварии.
В настоящее время в рамках международных ассоциаций, объеди-
няющих судовладельцев, и в частности владельцев танкеров, приняты
определенные меры по специальному обучению капитанов и старшего
штурманского состава крупнотоннажных танкеров.
Созданы специальные тренировочные центры, где на самоходных
крупномасштабных моделях реальных супертанкеров в навигационных
условиях, масштабно имитирующих ряд наиболее сложных морских
трассотрабатываются теория и практика судовождения с учетом особен-
ностей супертанкеров.
Для примера интересно отметить, что все капитаны советских крупно-
тоннажных танкеров типа „Крым” прошли курс обучения в тренировоч-
ном центре порта Ревел (Франция).
Проблемы предотвращения еагряанения Мирового океана 26
Рассматривая вопросы конструктивного обеспечения безопасности
эксплуатации и локализации масштабов аварии, можно наметить три
пути решения этих проблем.
Первый путь - это уменьшение вероятности вовлечения в аварию
путем улучшения маневренных характеристик крупнотоннажных танке-
ров и оснащение их специальными устройствами и аппаратурой, повышаю-
щими безопасность эксплуатации. К числу таких устройств могут быть
отнесены винт регулируемого шага (ВРШ), подруливающее устройство,
специальные устройства для улучшения тормозных характеристик судов,
а также специальная радионавигационная аппаратура.
В рамках Межправительственной морской консультативной органи-
зации была выработана рекомендация по дополнению к главе „С" Конвен-
ции по охране человеческой жизни на море, предусматривающая для
крупнотоннажных танкеров необходимость дополнительных силовых
агрегатов рулевых машин с питанием их от аварийного дизель-генератора
для сохранения управляемости судна при обесточивании главной си-
ловой сети.
Согласно принятому на Международной конференции в феврале
1978 г. протоколу, являющемуся дополнением к Конвенции по охране
человеческой жизни на море 1974 г., на всех танкерах валовой
вместимостью 10 000 per. т и более необходимо наличие двух радио-
локационных станций и двух независимых цепей управления руле-
вым устройством.
К числу специальной аппаратуры, получающей распространение на
крупнотоннажных танкерах, относится основанный на доплеровском
эффекте локатор для точного измерения скорости приближения судна к
причалу в целях уменьшения риска навала при швартовке, являющегося
распространенным видом аварии крупнотоннажных судов, обладающих
большими массами и инерцией.
Второй путь решения проблемы снижения загрязнения моря нефтью -
это уменьшение масштабов последствий возможных аварий танкеров
путем ограничения вместимости грузовых танков. Проводимые в этом
направлении исследования в рамках ИМКО завершились принятием
специальных правил Конвенции 1973 г. по предотвращению загрязнения
с судов, лимитирующих объемы и линейные размеры грузовых танков
(подробнее см. § 4.2).
И, наконец, третий путь снижения загрязнения моря нефтью с судов -
это создание конструктивной защиты, отделяющей грузовые танки от на-
ружной обпшвки судна. К такой конструктивной защите могут быть
отнесены двойное дно, двойные борта либо бортовые танки изолирован-
ного балласта.
В дополняющем Конвенцию 1973 г. протоколе, принятом на Между-
народной конференции в феврале 1978 г., указано, что танки изолирован-
26 Морские нефтеперевозки_________________________________________
ного балласта должны располагаться в корпусе танкера таким образом,
чтобы обеспечить необходимое отстояние грузовых танков от бортовой
обшивки и от обшивки днища. Суммарная площадь наружной обшивки,
защищаемая танками изолированного балласта, должна составлять опре-
деленную долю общей площади наружной обшивки судна в пределах
грузовых танков и определяться по специальной формуле в зависимости
от дедвейта танкера (подробнее см. § 4.2).
Одной из важнейших проблем является обеспечение безопасности
эксплуатации крупнотоннажных танкеров в части предотвращения взры-
вов и пожаров.
Вообще танкер, предназначенный для перевозок грузов 1-й категории
с температурой вспышки ниже +28°С, к которым относится и сырая
нефть, представляет собой источник повышенной опасности, особенно
в процессе балластного перехода, когда атмосфера в порожних грузовых
танках взрывоопасна. Аварии, связанные с пожарами и взрывами танке-
ров, зачастую уносят человеческие жизни и причиняют большой мате-
риальный ущерб.
Мировой опыт эксплуатации крупнотоннажных танкеров показал,
что с ростом размеров грузовых танков, сопровождающимся переходом
на стационарные системы мойки, использующие высокую энергию полно-
го напора грузовых насосов, степень взрывоопасности существенно воз-
растает. Ярким примером этому служат взрывы на трех крупнотоннаж-
ных танкерах в декабре 1969 г., а также последующие случаи взрывов на
танкере „Фернкасл” дедвейтом 100 000 т в 1971 г. и на танкере „Мобил
Пегасус” дедвейтом 212 000 т в 1973 г.
Указанные случаи, начиная с 1970 г., стали предметом специальных
исследований, проводимых Международной палатой судоходства.
В процессе исследований были изучены все известные причины воз-
гораний, как-то: паровая система обогрева, искрение от ударов падающих
предметов, компрессионное загорание от сильного сжатия газовых „меш-
ков” под напором струи моющей воды, электрические заряды. Рассмат-
ривалась возможность возникновения электрических разрядов, наводи-
мых радиочастотами, а также ориентация судов и их местоположения
во время аварии.
После длительных и тщательных исследований, сопровождавшихся
большим числом масштабных и натурных экспериментов, все рассмотрен-
ные источники возгорания, за исключением воздействия статического
электричества, были сочтены маловероятными.
Проведенные опыты показали, что при применении высоконапорного
моечного оборудования в результате распыления водяных струй образует-
ся туман, который может иметь заряд с достаточно высоким потенциалом.
Как известно, кроме образования искр с определенной энергией для воз-
горания в тапке необходимо еще и наличие атмосферы с соответствующим
содержанием кислорода и паров углеводородов.
Проблемы предотвращения загрязнения Мирового океана 27
Работа по повышению взрывобезопасности танкеров может вестись
по двум направлениям, из которых первым является создание в танках
неспособной к загоранию атмосферы, а вторым — предотвращение опас-
ности возникновения искр с высокой энергией, вызывающих вос-
пламенение.
Механизм образования электростатического заряда в танках, его
накопления, распределения и, наконец, создания условий, вызывающих
разряд на корпус, приводящий к возгоранию, весьма сложен и еще не
изучен в достаточной степени. Тем не менее ряд проведенных эксперимен-
юв показал, что при наличии тумана, состоящего из заряженных частиц,
опускание туда изолированного от корпуса проводника может привести
к образованию искр, обладающих достаточной энергией для возгорания.
Более того, было высказано и экспериментально подтверждено
предположение, что компактные массы воды („водяные ядра”), летящие
в пространстве танка и не сообщающиеся с корпусом, можно отнести
к категории изолированных проводящих предметов. Было показано,
что приводящая к возгоранию энергия разрядов в этом случае зависит
от сочетания трех факторов:
пространственного потенциала тумана, заряженного статическим
электричеством;
геометрии конструкций, к которым приближается вода;
геометрии самого ,.водяного ядра”.
С точки зрения образования электростатических разрядов кроме
операции мойки танков значительную опасность представляют также
погрузочно-разгрузочные операции, при которых нефть перемещается
по трубам со значительными скоростями, а также разрыв швартовных
тросов из синтетических материалов.
Для защиты от статического электричества используется комплекс
конструктивных мероприятий и правил эксплуатации. К конструктивным
мероприятиям относятся устройства для заземлений, отводящие электро-
статические заряды и выравнивающие потенциалы между отдельными
металлическими элементами корпусных конструкций, систем и устройств,
а также между корпусом судна и причальными конструкциями. Эксплу-
атационные защитные мероприятия неправлены на предотвращение опас-
ности при проведении мойки танков погрузочно-разгрузочных, балласт-
ных и швартовных операций.
Тем не менее необходимо учитывать, что даже при внедрении всех
известных мероприятий по снижению зарядов статического электричества
невозможно полностью исключить вероятность возникновения условий
образования искр с интенсивностью, достаточной для воспламенения
взрывоопасной атмосферы. Именно поэтому было признано, что наиболь-
шей гарантией обеспечения взрывобезопасности эксплуатации танкера
является создание и постоянное поддержание в грузовых танках атмосфе-
28 Морские нафтапараеозки
ры, неспособной к воспламенению, т. е. применение системы инертных
газов. Эта система в настоящее время получила широкое распространение
на крупнотоннажных танкерах (подробнее см. § 6.3),
Согласно протоколу, принятому на Международной конференции
в феврале 1978 г. и являющемуся дополнением к Конвенции об охране
человеческой жизни на море 1974 гм на всех новых танкерах дедвейюм
20 000 т и более должна устанавливаться система инертных газов.
На существующих судах системы инертных газов должны быть уста,
новлены в течение двух лет после вступления протокола в силу при
дедвейте судов 70 000 т и более и в течение четырех лет при дедвейте
от 20 000 до 70 000 т.
Для существующих танкеров имеется оговорка, что если дедвейт
судна меньше 40 000 т, а производительность моечных машинок менее
60 м3/ч, то система инертных газов может не устанавливаться, однако
если на зтих танкерах используется система мойки танков сырой нефтью,
то установка системы инертных газов обязательна,
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУПЕРТАНКЕРОВ
f
S 2.1
ДЕДВЕЙТ
Дедвейт является важнейшей характеристикой судна
определяющей экономическую эффективность его постройки и эксплу
атации:
/Д1- РРр + ХР/,
где Ргр = полезная грузоподъемность судна; ХР/ ~ остальные составля
ющие дедвейта (запасы топлива, масла, котельно-питательной и пресно?
воды, масса экипажа с багажом, провизии, снабжения).
Строго говоря, эффективность эксплуатации определяется основнот
составляющей дедвейта ™ полезной грузоподъемностью судна. С измене
нием дальности рейсов судна меняется запас топлива, а иногда и другия
расходных материалов, в связи с чем полезная грузоподъемность судш
является величиной переменной. В самом коротком рейсе полезная
грузоподъемность судна достигает максимального значения, в максималь
но длинном рейсе она минимальна (табл. 5).
В отличие от полезной грузоподъемности дедвейт судна является
величиной постоянной, что делает его более удобным для использования
Дадмйт 28
Дальность плавания
Статьи дедвейта
2x12 500 миль
2x7500 миль
9217
80
58
190
422
14
6,5
27
6450
80
58
190
422
14
6,5
27
Котельное топливо
Дизельное
Смазочные масла
Котельная вода
Пресная вода
Провизия
Экипаж с багажом
я качестве основной Таблица Б, Примарооставададвайтатанкера
Запяктепиетики СУДИВ. (в тоннах» при раочатнай и
характеристики судна. маквимальной дальностях
в задании (в технике плавания
эксплуатационных тре--------------------------------------------
бованиях на проекти-
рование) дедвейт ука-
зывается наряду с та-
кими основными па-
раметрами, как ско-
рость судна и ограни-
чения по осадке. Ука-
занные параметры яв-
ляются исходными для
проектанта при прора- инвентарь и рас-
ботке технико-эксплуа-
танионных требований Груз
и при последующем
проектировании. При ——
выборе дедвейта крупнотоннажного танкера заказчик заинтересован
в получении судна максимального дедвейта, удовлетворяющего ус-
ловиям эксплуатации на предполагаемых линиях работы, поскольку
экономическая эффективность перевозок нефти заметно повышается
ходные материалы
140 500
143 250
150 000
Итого
с ростом грузоподъемности танкеров.
Провозоспособность (учитывая небольшие колебания значений ско-
ростей) растет почти прямо пропорционально повышению грузоподъем-
ности судна, тогда как удельная стоимость судна (отнесенная к тонне
дедвейта), а также относительные величины наиболее существенных
статей эксплуатационных затрат заметно снижаются при росте дедвейта
танкера.
Основными переменными составляющими строительной стоимости
судна являются стоимость материалов, оборудования и рабочей силы.
В табл. 6 показано изменение массы металлического корпуса Р* и
относительных массовых показателей корпуса на 1 т дедвейта. Из приве-
денных данных следует, что рост металлоемкости танкеров существенно
отстает от роста их дедвейта.
Стоимость изоляционных и отделочных материалов а также обору-
дования для обстройки жилых и служебных помещений меняется незна-
чительно, так как для очень широкого диапазона дедвейтов (50 000-
500 000 т) численность экипажа постоянна и практически зависит только
степени автоматизации, механизации и принятой организации труда
команды.
Поскольку при росте размеров судна сопротивление воды движению
возрастает существенно медленнее, чем водоизмещение, снижаются
30 Основные характеристики супертанкеров
относительная мощность Т а б л и ц а 6. Изменение металлоемкости главного двигателя, мае танкеров с ростом 9 их дедвейта са и соответственно сто- имость энергетической
DW Рк установки. PK/DW,% В табл. 7 приведены данные, иллюстрирую-
т % т %
15 000 50'000 150 000 300 000 100 333 1000 2000 3 450 10 000 23 400 41 000 100 290 678 1190 100 щие уменьшение удель- 87 ной мощности энергети- 68 ческой установки (на 1 т 59 дедвейта) с ростом дед-
вейта танкеров.
Масса и стоимость механизмов и конструкций судовых устройств, ме-
ханизмов и трубопроводов судовых систем возрастают также значитель-
но медленнее, чем дедвейт. Снижение относительных масс корпуса, ме-
ханизмов и оборудования с ростом дедвейта судов в свою очередь приво-
дит к снижению трудоемкости их постройки на тонну дедвейта.
На рис. 5 показан характер изменения стоимости 1 т дедвейта танкера
с ростом дедвейта, а на рис. 6 проиллюстрировано расчетное снижение
эксплуатационных расходов на 1 т дедвейта для танкеров дедвейтом
200 000, 500 000 и 1 млн. т по материалам компании „Эссо интер-
нейшнл”.
Главнейшей статьей расходов на содержание судна являются аморти-
зационные отчисления, снижение удельных значений которых с ростом
дедвейта обусловлено уменьшением удельной стоимости судов. Важной
составляющей также являются расходы на топливо, удельные значения
которых с ростом дедвейта снижаются почти пропорционально уменьше-
нию удельных мощностей энергетической установки.
На рис. 7 показан характер изменения основного показателя эконо-
мической эффективности — показателя приведенных затрат при пере-
возках сырой нефти на танкерах различного дедвейта, эксплуатирую-
щихся на линии Персидский залив — Европорт (Голландия) . Из рисунка
видно экономическое преимущество танкеров более крупного тоннажа.
Дедвейт судна задается в числе основных характеристик и на ранней
стадии проектирования уточняется совместно проектантом и заказчиком.
При этом подвергаются анализу все обстоятельства, которые могут лими-
тировать дедвейт танкера применительно к намеченным линиям его
эксплуатации и условиям верфи строителя. К их числу относят:
навигационные ограничения: глубины и характер фарватеров проли-
вов и каналов;
технико-эксплуатационные ограничения: глубины акваторий портов
налива и выдачи груза и техническая подготовленность причальных со-
оружений;
Дедвейт 31
Таблица 7. Изменение удельной мощности паротурбинной
энергетической установки с ростом дедвейта танкеров
при сохранении постоянной скорости ( 16,0 уз.)
DW Ne Ne/DW.%
т % кВт %
142 910 100 17 650 100 100
174 400 122 20 600 117 95
204 500 143 22 500 128 89
261 350 182 26 500 150 82
310 000 217 29 400 •167 77
370 000 260 33 100 188 72,5
425 000 300 35 300 200 67,5
требования по партионности груза;
технические возможности верфи.
Лимитирующим фактором навигационных ограничений является
главным образом осадка судна (гораздо реже — его длина и ширина,
обычно при наличии сложных извилистых фарватеров на предполагаемой
линии эксплуатации танкера).
Технико-эксплуатационные ограничения также относятся прежде
всего к осадке танкера.
При перевозках сырой нефти на линиях основных мировых грузопо-
токов партионность перевозки в обозримых пределах не сдерживает
роста дедвейтов крупнотоннажных танкеров.
Ограничения, накладываемые техническими возможностями верфей,
должны являться предметом тщательной оценки в каждом частном случае
и не могут рассматриваться в общем виде.
Таким образом, при проработке технического задания определяющим
параметром для уточнения дедвейта танкера обычно является его осадка,
и в самом общем виде задача сводится к получению максимального
дедвейта при заданной осадке, при этом проектант исходит из необходи-
мости обеспечения максимальной экономической эффективности на
намечаемой линии эксплуатации, руководствуясь конструктивной целе-
сообразностью и учитывая технические возможности верфи строителя.
Если ограничения осадки судна вызываются только глубинами портов
на намеченной линии эксплуатации, то при определенных обстоятельствах
проектанту совместно с заказчиком следует выполнить анализ экономи-
ческой целесообразности проведения работ по углублению соответствую-
щей акватории для возможности увеличения дедвейта судна. В этом слу-
чае в расчетах экономики должны учитываться так называемые сопряжен-
ные затраты, включающие расходы на оборудование акватории порта
и причальных сооружений.
32 Основные характеристики супертанкере*
Рис. S. Характер изменения удельной
стоимости 1 т дедвейта в зависимос-
ти от дедвейта танкера
Рис. 6. Процентное изменение эксплуатационных расходов для танкеров дедвейтом
200 000,500 00011 1 млн. т.
Стоимость перевозки.
Рис, 7, Изменение стоимости перевоз-
ки сырой нефти из портов Триполи
(Северная Африка) и Мана-аль-Ах-
мади (Персидский залив) в Запад-
ную Европу в зависимости от дед-
вейта судна.
Водоизмещение порожнего судна 33
§ 2.2
ВОДОИЗМЕЩЕНИЕ ПОРОЖНЕГО СУДНА
Несмотря на то что в задании на проектирование, как
правило, дедвейт судна является наиболее интересующим судовладельца
постоянным параметром, проектирование практически ведется по полно-
му водоизмещению. При этом, исходя из заданного дедвейта, проектант
задается полным водоизмещением, для получения которого выбираются
соответствующие главные размерения.
Как известно, полное водоизмещение судна является суммой его дед-
вейта и водоизмещения порожнего судна, поэтому очень важно с доста-
точной степенью точности оценить последнюю величину уже на ранних
стадиях проектирования. Значительная ошибка в оценке водоизмещения
порожнего судна может существенно повлиять на последующие стадии
проектирования. При занижении водоизмещения порожнего судна в даль-
нейшем выявится недобор по дедвейту, что потребует корректировки
(лавных размерений. Завышение водоизмещения порожнего судна приве-
дет к фактическому получению увеличенной грузоподъемности, не обес-
печиваемой выбранной кубатурой. В любом из рассмотренных случаев
потребуется дополнительные приближения для приведения в соответствие
всех параметров проектируемого судна.
Масса порожнего судна определяется на всех этапах проектирования,
причем каждому из этапов соответствует своя степень подробности ее
определения. В стадии проработки, предшествующей эскизному проекти-
рованию, постатейный расчет масс порожнего судна не производят. Полное
водоизмещение судна при этом может быть определено с помощью коэф-
фициента утилизации водоизмещения Dпо дедвейту:
DW
ГЦ) IV---р— •
Для крупнотоннажных танкеров = 0,83 -у 0,87, причем большие
значения относятся к большим величинам дедвейтов.
Как показывает практика, значения могут заметно отличаться
и для танкеров близкого дедвейта, что вызывается различием их конструк-
тивного типа, соотношений главных размерений, коэффициентов общей
полноты, мощности и типа энергетической установки, материала корпуса.
Это обстоятельство учитывает проектант, выбирая прототипы при опре-
делении ррц/ для проектируемого судна.
На основании обработки большого количества статистических дан-
ных предложен ряд эмпирических формул для нахождения приме-
нительно к различным диапазонам дедвейтов. Так, по рекомендации
О. Н. Фомина для крупнотоннажных танкеров дедвейтом до 200 000 т
т?оц =0,795 + 0,517 DW- 10~6 -- 0,828 DW- Ю"6 ±0,013,
3 - - 837
34 Основные характеристики супертанкеров
Рис. 8. График сходимости с фактическими данными результате расчета по эмпири-
ческим формулам для определения коэффициента утилизации водоизмещения
по дедвейту в функции от дедвейта.
• значения т?/)Д для реальных судов.
в диапазоне дедвейтов 200 000 - 300 000 т
г}пп> =0,54 + 2.64 IJW- 10-6 —5,15 /Ж 10~6 +0,06.
График на рис. 8 иллюстрирует степень сходимости результатов
расчета по предлагаемым формулам со значениями у реальных судов.
Анализ постатейного состава масс крупнотоннажных танкеров пока-
зывает, что определяющей статьей является масса корпуса (80-85%
водоизмещения порожнего судна).
Оценка масс остальных наиболее крупных составляющих нагрузки
(главные двигатели, котлы, комплектующее оборудование, запасы)
не представляет затруднений для проектанта. Отсюда ясно, что степень
точности определения водоизмещения порожнего судна зависит в первую
очередь от точности нахождения массы корпуса. На рассматриваемом
этапе проектирования для оценки массы корпуса часто пользуются харак-
терным отношением массы корпуса к единице кубического модуля
Г * В * II.
Для крупнотоннажных танкеров обычного конструктивного типа
без двойного дна с двумя главными продольными переборками и мини-
мально необходимым числом поперечных переборок это отношение
составляет 74—76 кг на единицу кубического модуля. На танкерах, име-
ющих двойное дно, оно повышается до 80.
Водоизмещение порожнего судна 35
В некоторых источниках встречается значение массы корпуса, отне-
сенное к 1 т дедвейта, однако использовать этот показатель не рекоменду-
ется, так как он не учитывает различия конструктивных типов судов
(наличие двойного дна, отсеков изолированного балласта) и соотноше-
ний главных размерений.
Как показала проверка применительно к ряду иностранных супер-
танкеров дедвейтом до 250 000 т, а также в отечественных проработках,
неплохую сходимость (погрешность до 5%) при определение массы метал-
лического корпуса танкера (т) обычного конструктивного типа дает фор-
мула Б. М. Конторовича
£ 24 0,1 1/1----, i]i
G=8-10~4 • И' — + 2,3 - 10-2 (-----) L VHf(B + H)6 +
Я от
+ 6,2 • 10~ 3 V L 5 I i bi h j .
tl
где W— момент сопротивления верхней палубы, см2 м; Т~ разме-
рения судна, м; 3 — коэффициент общей полноты; от — предел текучести
корпусной стали, кгс/мм2; I,, b{, h; — длина, ширина и высота г-го
яруса рубки или надстройки, м.
Первое слагаемое определяет массу корпусных конструкций, обеспе-
чивающих общую прочность; второе слагаемое — массу поперечных
связей, оконечностей, продольных и поперечных переборок; третье слагае-
мое — массу металлоконструкций, находящихся над верхней палубой.
Как видно из формулы, для нахождения массы корпуса кроме главных
размерений и кубатуры надстроек необходимо знать момент сопротив-
ления верхней палубы, который для проектируемого судна определя-
ется по правилам классификационных обществ либо по нормам
прочности.
При оценке массы металлического корпуса сравниваемого про-
тотипа момент сопротивления верхней палубы может быть рассчитан
по чертежу конструктивного мидель-шпангоута.
Рассматриваемая формула, в отличие от указанных выше методов,
позволяет оценить влияние отношений главных размерений и механи-
ческих свойств стали на массу корпуса.
На последующих стадиях проектирования производится постатейный
расчет нагрузок. Нормаль по составлению, нагрузок масс порожних судов
гражданского флота определяет водоизмещение порожнего судна как
водоизмещение совершенно готового судна, укомплектованного механиз-
мами, оборудованием и всем необходимым, что должно находиться на суд-
не в период его эксплуатации согласно утвержденной спецификации, с за-
равочными жидкими грузами в трубопроводах, механизмах, котлах и
рочим, обеспечивающим готовность к действию механизмов установки.
36 Основные характеристики супертанкеров
Таблица 8- Состав нагрузки масс порожнего судна
Разделы нагрузки и характеристики судов Танкер дедвей- том 15 0 000 Т Проработка тан- кера дедвейтом 200 000 т Проработка тан- кера дедвейтом 300 000 т
Нагрузка масс, т; %: корпус 27 475 87,2 30 610 87,4 43 530 87,5
голый корпус 26 357 83,6 29 466 ' 84,1 41 965 84,3
металли ческий корпус 25 112 79,7 28 150 80,4 40 150 80,7
подкрепления и фундаменты 309 0,9 350 . 1,0 450 0,9
дельные вещи 226 0,7 226 0,6 240 0,5
неметаллические части корпуса 5 - 5 - 10 -
окраска и протекторы 205 0,6 230 0,6 390 0,8
изоляция 336 1,0 336 1,0 ' 460 0,9
покрытия и це- ментировка корпуса 134 0,4 134 0,4 205 0,4
воздух в корпусе 30 0,1 38 0,1 60 0,1
оборудование помещений 71 0,2 71 0,2 80 0,2
судовые устройства 1 047 3,3 1 070 3,0 1 485 3,0
системы 1 500 4,7 1 700 4,8 1 830 3,7
машинная установка 1 530 4,8 1 530 4,4 1 785 3,6
электрооборудо- вание, внутрису- довые связь и управление 445 1,4 445 1,3 815 1,6
оборудование навигационное и внешней связи 12 - 12 - 40 -
Водоизмещение порожнего судна 37
Продолжение табл. 8.
разделы нагрузки и характеристики судов Танкер дедвей- том 15 0 000 т Проработка тан- кера дедвейтом 200 000 т Проработка тан^ кера дедвейтом 300 000 т
жидкие грузы 478 1,5 520 1,5 775 1,6
снабжение 60 0,2 60 0,2 80 0,2
запас водоиз- — — 153 0,4 905 1,8
мещения
водоизмещение- 31 500 100 35 030 . 100 49 760 100
порожнего судна
Дедвейт 150500 205 000 319 100
Водоизмещение 182 000 240 000 368 860
полное
Длина между пер- 277,1 308,6 340,0
пендикулярами, м
Ширина, м 45,0 50,0 56,0
Высота борта, м 25,4 25,3 30,6
Осадка, м 17,0 18,3 22,0
Коэффициент 0,837 0,830 0,840
общей полноты
Конструктив ный С двойным Стандартный Стандартный
тип района грузо- ДНОМ
вых танков
Тип энергетичес- Паротурбинная
кой установки
Мощность, кВт 22 000 22 000 27 200
Предел текучести кор-
пусной стали МПа:
район грузовых 400 400 400
танков
оконечностей 300 ‘ 300 300
1
38 Основные характеристики супертанкеров
В ГОСТ 15831—70 „Эксплуатация транспортного флота и портов.
Термины и определения” водоизмещение порожнего судна характери-
зуется как водоизмещение судна без груза, судовых запасов и экипажа
с багажом.
Таким образом, водоизмещение порожнего судна складывается из
следующих составляющих элементов масс: корпуса, фундаментов, дель-
ных вещей, изоляции и оборудования, устройств, систем, машинной
установки, электрооборудования, штурманского вооружения и радио-
связи, жидких грузов, снабжения и запаса водоизмещения, (табл. 8).
В отечественной практике проектирования транспортных судов
действует единая система расчета нагрузок масс, согласно которой все
составляющие, образующие массу порожнего судна, разбиваются на раз-
делы, которые в свою очередь разбиваются на группы, подгруппы и статьи.
Всем им присвоены определенные обозначения и наименования.
Нагрузка массы порожнего судна определяет не только водоизмеще-
ние порожнего судна, но и положение его центра тяжести.
Расчет нагрузки масс производится суммированием масс и статичес-
ких моментов всех составляющих элементов.
§ 2.3
ГЛАВНЫЕ РАЗМЕРЕНИЯ
Правильный выбор главных размерений уже на ранних
стадиях проектирования является одной из важнейших задач проектанта,
поскольку это предопределяет получение желаемых технико-экономичес-
ких и эксплуатационных качеств судна, влияя самым непосредственным
образом на оптимальное решение следующих вопросов:
обеспечение необходимой эксплуатационной универсальности судна;
снижение массы корпуса;
получение хороших мореходных качеств.
Важнейшим параметром, оказывающим наибольшее влияние на ди-
апазон эксплуатационных возможностей судна и на его технико-экономи-
ческие показатели, является осадка. Как правило, осадка задается в тех-
ническом задании на проектирование. Если она не задана, проектанту
следует проанализировать и выбрать в первую очередь именно этот па-
раметр.
Задача сводится к выбору наибольшей допустимой по условиям
эксплуатации осадки, поскольку с ее увеличением при заданном дедвейте
уменьшается масса корпуса судна и соответственно улучшаются его
технико-экономические характеристики (рис. 9).
Рассматривая известное уравнение плавучести
D = rLlt вп,
где у — удельная масса воды; Ll± - длина судна между перпендику-
Главные размерения 39
рис. 9. Влияние осадки на экономические
показатели танкера дедвейтом 150 000 т
с коэффициентом общей полноты 5 = 0,8
й различными отношениями L/B.
лярами; В, Т - ширина и осадка
судна; 5 - коэффициент общей
полноты, можно видеть, что выбор
большего значения осадки позволяет
принять меньшее значение длины,
которая является. самым ,дорогим”
размерением судна.
В табл. 9 приведены главные
размерения и их отношения для ряда
построенных и строящихся крупно-
тоннажных танкеров, а в табл. 10
указаны диапазоны изменений главных размерений и их отношений.
Среди построенных и строящихся крупнотоннажных танкеров большую
группу составляют танкеры дедвейтом 300 000—400 000 т, имеющие
осадку 22,0—22,4 м, что объясняется навигационными ограничениями
на основных направлениях мировых перевозок сырой нефти (глубины
Английского канала), а также глубинами причалов в ряде портов, через
которые проходят основные массы перевозимой нефти (Роттердам,
Марсель, Генуя, Гавр, Триест, Вильгельмсхафен и Милфорд-Хейвен).
Целый ряд судостроительных фирм рекламируют проекты супертан-
керов дедвейтом 350 000—400 000 т с осадкой около 22 м как стандарт-
ные танкеры будущего для Европы.
Необходимо отметить, что как для строящихся, так и для проектиру-
емых крупнотоннажных танкеров Суэцкий канал не накладывает допол-
нительных ограничений, поскольку в настоящее время построено уже
настолько большое количество супертанкеров дедвейтом свыше 300 000 т
и осадкой 22 м, что проект поэтапного развития канала .вынужден учи-
тывать перспективу сначала балластного перехода судов по каналу, а
затем с грузом.
Рассматривая отношение В/Т, следует обратить внимание на две
характерные противоречивые тенденции. Для танкеров, предназначенных
к эксплуатации на линиях, не лимитирующих осадку судна в пределах
оптимальных отношений главных размерений, отношение В/Т лежит
в Диапазоне 2,6—2,2, имея тенденцию к понижению. Так, на крупнейших
танкерах японской постройки ,,Ниссеки мару”, „Юниверс айленд” и
”Глобтик Токио” отношение В/Т = 2,21 "т-2,0.
40 Основное характеристики супертанкеров
Главные размерения 41
Таблица 9. Основные характеристики ряда
крупнотоннажных танкеров
Название судна (страна-строитель) /Ж , т Главные размерения, м 8
Отношения главных размерений Отношение кубатуры изолирован- ного бал- ласта к ку- батуре гру- зовых тан- керов Тип и мощ- ность глав- ного двига- теля, кВт Эксплуата ционная скорость, уз
1'хх В II Т L/B В/Т И/Т L/H
„Рутоки мару” (Япония) 102 740 248,4 38,9 21,0 14,78 0,84 6,39 2,63 1,42 11,8 - Д-17 600 15,2
„Тиискери” (ФРГ) „Зутима” (Япония) 114 400 123 360 258,2 252,0 39,0 38,0 20,5 23,0 15,4 17,4 0,825 6,6 6,63 2,53 2,18 1,33 1,32 13,0 11,0 0,16 Д-19 100 Д-17 100 16,0 15,2 ‘
,,Норд монарх” (Япония) 135 500 254,0 43,5 23,0 17,0 0,815 5,84 2,56 1,35 11,0 0,09 Д-19 200 15,2
„Оверсис аргонавт” 140 900 260,0 43,3 22,45 17,07 Д-18 200 16,0
(Швеция) , Дзантария” 146 100 6,0 2,54 1,32 11,6 —
278,0 48,0 20,3 15,3 Д-19 200 153
(Япония) 5,8 3,14 1,32 13,7 —
„Крым” (СССР) 150 500 277,1 45,0 25,4 17,0 17,07 0,837 0,327 Т-22 000 16,0
.Дерскис” 155 100 275,9 44,2 22*43 6,16 2,65 13 10,9
(Англия) ” 6,24 2,59 1,31 12,3 — Д-18 200 153
,,Берге эдда” (Норвегия) 160 000 278,4 41,1 24,38 19,0 0,831 6,78 2,17 1,28 11,4 0,08 Д-20 200 153
.Донам пирл” 186 500 302,2 44,2 24,5 18,97 0,834 12,33 Д-20 700 15,0
(Япония) „Мобил Пегасус” 211 660 25,5 6,83 2,33 1,29 —
313,0 48,2 19,33 0,810 Т-22 000 15,3
(Япония) 6,35 2,55 1,32 12,3 —
„Инержи джене- 213 700 313,0 48,2 25,5 19,30 0,826 0,156 Т-22 000 15,8
рейшн” (Япония) 6,5 23 1,32 12,3
„Венн” (Швеция) . 227 400 320,0 45,6 26 67 20,70 20,8 Т-23 900 16,5
„Иску мару” 232 650 300,0 50,0 27,0 7,0 2,21 1,29 12,0 —
(Япония) 6,0 2,4 1,30 ИД — Т-24 300 15,5
,Джапен айрис” (Япония) 252 060 320,0 54,5 26,0 19,59 - 5,87 2,78 1,33 12,3 0,133 Т-26 500 16,48
.Джейд” (Швеция) 259 460 329,2 51,8 25,6 20 06 0,835 0,825 Т-23 800 15,7
„Токишу мару” 261 350 314,0 54,8 26/1 20,53 6,35 2,58 1,28 12,4 —
(Япония) . 5,75 2,67 1,28 11,9 0,118 Т-26 500 1 ь,о
.Дазуко” (Япония) 264 620 316,0 51,2 28,3 22 01 0,826 Т-26 500 16,0
„Олимпик бриз” 273 860 320,0 54,5 27,0 21,0 6,17 2,33 1,29 11,17 —
(Япония) „Канченлонга” 277 140 52,0 5,87 2,6 1,29 11,85 — Т-29 400 Д-2х15 000 15,8 16,0
320,0 28,0 21,95
(Югославия) 6,15 '2,38 1,28 11,43 —
„Мобил Эгли” (Япония) 285 150 329,5 53,5 28,0. 21,7 1 6,16 2,47 1,29 11,77 — Т-26 800 15,7
„Фабиан” (Норвегия) 285 700 330,7 51,8 28,4 22,14 0,832 I 6,4 2,34 1,28 11,6 0,097 Т-25 400 15,6
Главные размерения 43
42 Основные характеристики супертанкеров
Продолжение табл. 9.
Название судна (страна-строитель) РК'.т Главные размерения, м 1 - 5 \
В Я Т
„Роберт Маерск” (Дания) 289 050 331,0 51,8 28,4 22,15 0,842
„Эссо Кавасаки” (Япония) 307 430 325,0 56,0 28,8 22,43 0,840
..Ланайстер” (Япония 311 880 330,0 56,0 28,65 22,36 0,835
„Бразилия марина” (Голландия) 313 000 336,0 55,4 28,55 22,38 -
„Лайтнна” (ФРГ) 317 000 336,0 55,4 28,75 22,35 24 83
„Артега” (Испания) 326 585 330,0 53,3 32,0
,.Кристина Маерск” (Дания) 333 750 353,3 56,4 28,4 22,46 -
„Тина” (Швеция) 357 060 350,0 60,о' 28,3 22,3 26,1
„Санта Мария” (Испания) 363 000 345,0 53,3 ЗЗД 0,865
„Малмос маринер” (Япония) 372 200 348,0 63,4 28,7 22,65 0,829
„Ниссеки мару” (Япония) 376 698 330,0 54,5 35,0 27,04 0,852
..Ярмада” (Япония) 384 200 355,0 64,0 29,0 22 93 0,82
„Бразилиан хоуп” (ФРГ) 386 620 356,5 64,0 28,4 22^6
„Титус” (Япония) 390 060 355,0 64,0 29,0 22,93 0,833
„Бонн” (ФРГ) 393 000 370,0 64,0 28,6 22 6
„Айко мару” (Япония) 413 000 350,0 70,0 29,0 - 22^9 - 1
„Берге Импирор” (Япония) 417 000 365,0 68,0 28,7 22,8 0,835 1
, .Хильда Кнудсен” (Япония) 423 600 360,0 69,0- 28,7 22,97 0,823
.Андрос Петрос” (Япония) 457 200 360,4 68,0 31,6 25,0 1
„Глобтик Токио” (Япония) 483 600 360,0 62,0 36,0 28,2 0,852 1
„Эссо Атлантик” (Япония) 500 000 390,0 71,0 31,2 25,0 1
,,Батиллус” (Франция) 554 000 401,1 63,0 35,9 28,6 _ 1
Проект (Япония) 650 000 430,0' 74,0 39,0 29,0 33,0
Проработка (Япония) 1 000 000 460,0 87,0 44Д 1
Примечание. Д - дизель; Т - турбина.
Отношения главных размерений Отношение кубатуры изолирован- ного бал- ласта к ку- батуре гру- зовых тан- керов Тип и мощ- ность глав- ного двига- теля, кВт Эксплуата- ционная скорость, уз
L/B В/Т Н/Т L/H
6,4 2,34 1,28 11,6 — Т-23 800 15,2
5,8 2,50 1,29 11,2 - Т-26 500 15,4
5,9 2,5 1,28 11,5 - Т-26 500 14,9
6,0 2,48 .1,28 11,7 - Т-26 500 15,5
6,1 2,48 1,28 11,7 Т-26 500 15,25
6,5 2,15 1,29 10,0 — Т-2х13750 15,0
6,28 2,51 1,26 12,4 0,098 Т-26 500 15,2
5,8 2,72 1,27 12,4 — Т-29 400 15,5
6,47 2,04 1,28 10,3 — Т-2х13 750 14,3
5,49 2,8 1,27 12,1 - Т-33 100 15,9
6,06 2,0 1,29 9,45 0,09 Т-29 400 15,0
5,55 2,79 1,26 12,24 0,104 Т-33 100 15,4
5,6 2,83 1,27 12,8 — Т-33 100 15,5
5,54 2,79 1,27 12,24 — Т-33 100 15,1
5,78 2,83 1,27 12,94 Т-33 100 15,0
5,0 3,06 1,27 12,07 — Д-33 100 15,0
5,37 2,98 1,26 12,72 - Т-33 100 15,3
5,22 ;3,0 1,25 12,54 Т-33 100 15,0
5,29 2,72 1,26 11,41 — Т-33 100 15,3
5,82 2,21 1,28 10,0 Т-33 100 15,0
5,56 2,84 1,25 12,5 - Т-33 100 15,3
6,35 2,2 1,26 11,1' Т-2х23 800 16,7
5,8 2,55 1,32 11,0 — Т-44 100 —
5,3 2,64 1,33 10,5 — Т-2хЗЗ 100 15,0
44 Основные характеристики супертанкеров
ТаблицаЮ. Диапазоны изменения главных размерений
и их отношений у крупнотоннажных танкеров
Группы дедвейта, т м Ь, м И, м Т, м
100000- 150 000 243-274 38-48 20,3-25,4 15,0-17,0
150 000-200 000 270-307 . 41-49 22,4-25,5 17,0-19,0
200 000-250 000 302-329 48-54 25,5-27,0 18,4-20,7
250 000- 300 000 313-331 51-54 25,1-28,4 19,6-22,14
300000- 350000 325-353 54-60 28,4-32,0 22,14-24,16
350 000-400 000 330-368 54-64 28,4-35,0 22,3-27,00
400 000 и выше 350-400 62-69 27,4-36,0 22,25-28,60
Группы дедвейта, т В/Т Н/Т Тхх/Я
100000 -150000 5,8-6,63 2,18-3,14 1,32-1,50 11,0-13,0
150000- 200 000 6,05-6,83 2,17-2,64 1,28-1,31 11,4-12,4
200 000-250 000 6,0-7,0 2,21-2,78 1,29-1,33 11,1-12,3
250 000-300 000 5,75-6,40 2,33-2,67 1,27-1,30 11,2-12,4
300 000-350 000 5,5-6,3 2,34-2,66 1,27-1,29 10,0-12,14
350 000-400 000 5,65-6,47 2,0-2,83 1,26-1,29 9,45-12,93
400 000 и выше 5,0-6,35 2,2-3,06 1,23-1,28 10,0-12,72
Для большинства строящихся и вновь проектируемых танкеров
дедвейтом свыше 300 000 т, ограниченных осадкой 22 м к моменту при-
бытия в порт разгрузки, значение В[Т возрастает до 3,0 й более. Так, на
японских танкерах дедвейтом 400 000 т отношение В/Травно 3,06.
Голландскими судостроителями выполнены проработки, доказыва-
ющие экономическую целесообразность постройки танкера дедвейтом
425 000 т с ограниченной осадкой и соответственно несколько отличаю-
щимися от характерных отношениями главных размерений. Сравнивались
два танкера одинакового дедвейта на линиях Ливия—Роттердам, и Персид-
ский залив — Роттердам, один из которых к концу рейса имеет осадку,
равную 22,0 м, а второй — осадку 26,8 м, что соответствует общепринято-
му отношению главных размерений.
Поскольку осадка танкера по второму варианту не позволяет ему
заходить в порт, были рассмотрены случаи выдачи части или всего груза
на перевалочной базе с последующей доставкой в Роттердам, либо выдачи
части или всего груза в море на танкеры меньшего дедвейта
Результаты технико-экономического анализа показали, что во всех
случаях на танкере с ограниченной осадкой при прямой доставке груза
в порт назначения стоимость перевозки по сравнению со всеми другими
рассмотренными вариантами ниже на 6—17% для линии Персидский за-
ив оттердам и на 16—53% для линии Ливия — Роттердам.
й;|ия>ш*НЫМ Размерением, оказывающим, как отмечалось, наибольшее
ouenenJ ™ массу К0РпУса судна, является его длина, связанная в свою
скоростью и маневренностью судна. В крупнотоннажном
Главные размерения 45
танкеростроении существует тенденция проектирования относительно ко-
ротких, так называемых „полно-коротких” танкеров, характеризующихся
все уменьшающимся значением отношения L/B, что позволяет снижать
массу корпуса и удешевлять постройку. Представленная на рис. 9 зависи-
мость иллюстрирует влияние отношения L/В на экономичность перевозки.
Основная масса построенных крупнотоннажных танкеров имеет от-
ношение ЦВ =6,44-5,9, а у некоторых танкеров оно снизилось до 5,8-
5,75.
У проектируемых и строящихся танкеров отношение L/В имеет тен-
денцию к дальнейшему снижению. Так, танкер дедвейтом 375 000 т,
проектируемый фирмой „Везер” (ФРГ), должен иметь L/B =5,57, в
проекте танкера дедвейтом 1 млн . т предполагается L/B = 5,3; фирмы
„Мицубиси" и „Хитачи зосен” (Япония), начиная с 1976 г., построили
серию танкеров дедвейтом 413 000 т с отношением LjB = 5,0. Следует
отметить, что при малых величинах относительных скоростей уменьшение
длин, вызывающее соответствующее уменьшение смоченной поверхности,
не приводит к снижению скорости. По мере возрастания относительных
скоростей наблюдается тенденция к некоторому увеличению отношений
LjB против минимальных значений.
Длину судна можно приближенно определить через относитель-
ную длину I по формуле = I D, где I = f (г ).
На основе обработки статистических данных применительно к экс-
плуатационной скорости О. Н. Фомин рекомендует определять относитель-
ную длину по формуле
I = 1,1 (DW- 10-6) ~0’73 v°’s 4 о-2.
С выбором главных размерений судна тесно связан и выбор коэффи-
циента общей полноты. С увеличением дедвейта строящихся танкеров на-
блюдается рост коэффициента общей полноты, который для ряда постро-
енных супертанкеров уже несколько превысил 0,85. Тенденция к повыше-
нию коэффициента общей полноты супертанкеров объясняется тем, что
это наиболее дешевый способ увеличения дедвейта в определенных преде-
лах, приводящий к сравнительно малому увеличению сопротивления
при малых относительных скоростях.
Как показывает практика, неплохую сходимость для подсчета коэф-
фициента общей полноты на самой ранней стадии проектирования может
дать статистическая формула Эйра 5 = 1,08-4 1,68 Fr, где Fr = ~
число Фруда; v — скорость судна, м/с; g =9,81 м2/с — ускорение сво-
бодного падения.
Совершенно очевидно, что связанные между собой вопросы выбора
относительной длины и коэффициента общей полноты судна должны
иметь оптимальное решение, для чего необходимо учитывать все
46 Основные характеристики супертанкеров
многообразные факторы, влияющие, и порой противоречиво, на выбор
этих важнейших элементов судна.
К сожалению, все известные формулы по определению Lxx и 6, приве-
денные в различных источниках применительно к крупнотоннажным
танкерам, пригодны лишь для приближенной оценки этих величин при
сравнительной оценке вариантов на стадии проработки.
Практически в проектировании у нас и за рубежо-м расчетный выбор
оптимальных главных размерений производится методом вариаций, по-
лучившим дальнейшее развитие благодаря применению ЭВМ, для которых
разработаны программы, учитывающие взаимосвязь главных размерений
судна с массой корпуса и его ходовыми качествами.
Задача таких программ формулируется как отыскание главных
размерений и коэффициента общей полноты, которые при соблюдении
ряда ограниченных условий обеспечивали бы получение экстремального
значения принятого критерия эффективности.
В отечественной практике в качестве критерия эффективности, как
правило, принимается показатель приведенных затрат, включающих
текущие и единовременные затраты по судну и структурно представля-
щий собой сумму себестоимости перевозок и удельных капиталовложе-
ний, помноженных на отраслевой нормативный коэффициент относитель-
ной эффективности капиталовложений.
Ограничивающие условия в общем виде формулируются следующим
образом:
соответствующие элементы или их соотношения по эксплуатационным
условиям либо по условиям постройки не должны превосходить заданных
величин;
высота надводного борта не должна быть меньше требуемой по Кон-
венции о грузовой марке;
вместимость грузовых танков и танков изолированного балласта
обеспечивает размещение заданного количества груза с определенной
удельной массой и заданного количества балласта;
остойчивость удовлетворяет действующим правилам и обеспечивает
требование к поведению судна на волнении.
Варьируемыми параметрами обычно являются отношение длины к
ширине L/B, отношение ширины к осадке В]Т и коэффициент общей
полноты 8.
ь качестве примера на рис. 10 приведены результаты выполненного
фирмой „Хитачи зосен” обсчета на ЭВМ, выявляющего влияние отноше-
нии главных размерений на экономику эксплуатации и массу корпуса
для танкера дедвейтом 200 000 т.
Высота борта определяется необходимой вместимостью, главным
о разом под груз и под балласт. Среди построенных крупнотоннажных
танкеров характерное отношение L/H лежит в пределах 12,5—10,0 и
Главные размерения 47
Рис. 10. Компьютерный обсчет,
выполненный фирмой „Хитачи
зосен”. с целью определения
влияния главных размерений
танкера дедвейтом 200 000 т, на
массу корпуса и стоимость по-
стройки: а - график зависимо-
сти массы корпуса от главных
размерений танкера при 8 =
- 0,82; б - график зависимости
относительного безразмерного
фактора цены от главных раз-
мерений танкера с осадкой 7' =
= 18,5 м при скорости 17 уз.
— Т/Н = 0,69; -— Т/Н =
= 0,72;-----Т/Н =0,75.
продолжает уменьшаться
для новых судов. Это объяс-
няется, с одной стороны,
уменьшением относительной
длины новых супертанкеров,
а с другой стороны, необ-
ходимостью • предусматри-
вать определенную кубатуру
доя изолированного баллас-
та в соответствии с требо-
ваниями новой Конвенции о
предотвращении загрязнения
с судов 1973 г.
С началом реализации
этих правил крупнотоннаж-
ные танкеры должны иметь
избыточный надводный борт, в то время как сложившийся традиционный
конструктивный тип танкера характеризовался, как правило, минималь-
ным надводным бортом.
Отношение II/T для абсолютного большинства построенных крупно-
тоннажных танкеров характеризуется стабильностью в диапазоне 1,27-
1,33, что объясняется примерно одинаковым подходом до последнего
времени к назначению кубатур доя чистого балласта.
При выборе кубатур доя изолированного балласта по правилам
Конвенции 1973 г. о предотвращении загрязнения моря с судов следует
ожидать увеличения отношения Н/Т до 1,45—1,50.
48 Основные характеристики супертанкеров
§ 2.4
ВМЕСТИМОСТЬ
Вместимость танкера в основном определяется вместимос-
тями грузовых танков и отсеков изолированного балласта.
Выбор вместимости грузовых танков связан с необходимостью
обеспечения грузоподъемности, максимально возможной в практических
условиях эксплуатации судна с учетом недолива на расширение груза
и потери части объема танков на набор.
При выборе вместимости грузовых танков очень важно правильно
оценить исходные величины: грузоподъемность судна и удельный вес
груза, для того чтобы исключить возникновение так называемого „мерт-
вого фрахта”, когда судно не может сесть по грузовую марку при корот-
ком рейсе с грузом, имеющим малый удельный вес. С другой стороны,
экономически не оправдано назначение избыточной грузовой кубатуры,
поскольку это приводит к увеличению размеров судна и соответствен-
но к росту разного рода портовых и канальных сборов.
Мировой практикой выработаны определенные условные подходы
к назначению вместимости грузовых танков. Так, в требованиях компа-
нии „Бритиш петролиум”, предъявляемых к фрахтуемым крупнотоннаж-
ным танкерам, говорится, что грузовместимость судна должна быть
достаточной для загрузки по летнюю грузовую марку нефтью с удельным
объемом 1,24 м3/т при коэффициенте заполнения 99%. При этом грузо-
подъемность определяется исходя из запасов топлива, воды и снабжения
на 12 дней плавания при эксплуатационной скорости.
Согласно требованиям, разработанным компанией „Шелл”, вмести-
мость грузовых танков должна быть такой, чтобы при осадке по летнюю
грузовую марку, условном расстоянии для рейса с грузом между порта-
ми приема и выдачи груза равном 1000 морских миль, 90%-ном заполне-
нии танков и приеме нефти с удельным весом 0,80 гс/м3 возможность
„мертвого фрахта” была исключена. Для данных условий запасы топлива,
пресной воды и судовые запасы должны быть рассчитаны на дальность
плавания 1000 морских миль плюс резерв на двое суток и плюс порто-
вый резерв, эквивалентный одним суткам ходового режима. Дополнитель-
ный запас топлива на обогрев груза учитываться не должен.
При выборе вместимостей для чистого балласта при проектировании
крупнотоннажных танкеров до разработки Конвенции 1973 г. о предо-
твращении загрязнения с судов не руководствовались едиными требова-
ниями. Вместимости для чистого балласта, как правило, не обеспечивали
необходимых мореходных качеств танкерам в балластном переходе,
балласт принимался в грузовые танки, что приводило к загрязнению моря
нефтью. В целях снижения эксплуатационного загрязнения моря нефтью
в Конвенцию были включены требования, регламентирующие для танке-
ров и комбинированных судов (нефтенавалочных и нефтерудовозов)
Вместимость 49
дедвейтом от 70 000 т и выше необходимость наличия определенных,
не заполняемых грузом объемов для чистого или, по определению этой
Конвенции, изолированного балласта.
Согласно Конвенции вместимость танков изолированного балласта
должна выбираться таким образом, чтобы судно (за исключением слу-
чаев плавания в штормовых условиях) могло безопасно совершать бал-
ластные переходы, не принимая балласт в грузовые танки.
Расчетная вместимость танков изолированного балласта, с учетом
водоизмещения порожнего судна, должна обеспечить посадку судна,
которая удовлетворяла бы трем следующим условиям:
теоретическая осадка на миделе должна составлять dm= 2,0 +
+ 0,02 м;
дифферент на корму при этом не должен превышать 0,015 Ьц;
осадка кормой должна обеспечивать полное погружение винта.
Определяемое исходя из указанных условий количество изолирован-
ного балласта является минимально необходимым и должно тщательно
анализироваться заказчиком совместно с проектантом с учетом практи-
ческих целей, отвечающих требованиям обеспечения хорошей мореход-
ности на океанской зыби.
Особого внимания заслуживает вопрос выбора осадки кормой,
поскольку формальное выполнение требования Конвенции, касающего-
ся погружения винта без обеспечения его достаточного заглубления, мо-
жет приводить при малых запасах топлива в конце рейса к частичному
оголению винта даже при легком волнении и появлению связанной с этим
вибрации кормовой оконечности.
Выделение танков изолированного балласта помимо решения проб-
лемы снижения загрязнения моря при откачке балласта дает ряд эксплу-
атационных преимуществ, таких, как возможность безопасного совме-
щения процесса балластировки с проведением грузовых операций, сокра-
щение объема грузовых операций, сокращение объема моечных работ,
а также уменьшение коррозии грузовых танков, особенно интенсивной
при постоянном чередовании в них груза и забортной воды.
Отрицательными последствиями выделения танков изолированного
балласта являются значительный рост вместимости судна, а следователь-
но, его размерений и массы, а также необходимость дополнительных зат-
рат в связи с защитой балластных танков от коррозии.
Выраженная через условный показатель вместимость является одной
из важных характеристик судна. По этой величине устанавливают разме-
ры различных сборов, связанных с проходом каналов, использованием
лоцмана, заходами судна в порты и использованием причалов, буксиров и
т. д. Она лежит в основе статистического учета тоннажа в сопоставимых
величинах. Такими условными показателями (до вступления в силу
новой Международной Конвенции по обмеру судов 1969 г.) являются
4 — 837
50 Основные характеристики супертанкеров
два вида регистровой вместимости: валовая, или брутто-регистровая
(BRT), и чистая, или нетто-регистровая (NRT). Их расчет производится
в соответствии с .Правилами о порядке производства обмера и удосто-
верения тождественности морских судов” и соответствующей инструк-
цией Регистра СССР.
В случае предполагаемого прохождения судов через Суэцкий канал
дополнительно рассчитывают регистровый тоннаж по правилам, сформу-
лированным администрацией Суэцкого канала. Указанные расчеты для
выдачи судну мерительного свидетельства производят после разработки
рабочих чертежей.
Если же возникает необходимость приближенно определить величи-
ны регистровых вместимостей для каких-либо сравнительных оценок
на ранней стадии проектирования, то можно воспользоваться зависимос-
тями
BRT = 0.57DJF + 1700 per. т;
NRT = 0,37 W+ 200 per. т.
В новой Конвенции 1969 г. вместо регистрового тоннажа и соответ-
ственно BRT и NRT введены новые термины и обозначения:
валовая вместимость GT (gross tonnage) — в кубических метрах;
чистая вместимость N~ f<iet tonnage) — также в кубических метрах.
По правилам новой Конвенции валовая вместимость должна опреде-
ляться по формуле
GT = fciF,
где — эмпирический коэффициент, обеспечивающий близкое совпаде-
ние характера изменения вместимости GT по новой Конвенции и пере-
считанного в кубических метрах BRT по старой Конвенции: fcj = 0,2 +
+ 0,21ogIO V', V — общий объем всех закрытых пространств на судне, м3.
Чистая вместимость должна определяться по формуле
гр 2 дт
^Г=^кс(—+fc3(N1+-2_),
3 И 10
где к2 и к3 — эмпирические коэффициенты, имеющие тот же смысл, что
коэффициент fc] при расчете GT, вычисляемые по выражениям:
к2 = 0,2 +0,216g 1ОКС, fc3 = l;25
GT + Ю 000
10 000
Vc — входящий в валовую вместимость объем закрытых пространств,
Вместимость 51
приспособленных для перевозки груза; /Vj — общее количество пасса-
жирских мест в каютах с числом мест менее восьми; TV2 - то же, с чис-
лом мест более восьми.
В Конвенции принято, что в формуле для расчета NT множитель
4 Т г
(— . —) не должен приниматься больше единицы. Как видно из струк-
3 Н
туры приведенных выше формул, валовая вместимость GT по новой
Конвенции, так же как и брутто-регистровая вместимость BRT по старой
Конвенции, характеризует размеры судна и общий объем его помещений,
в то время как чистая вместимость NT определяет объем, преназначае-
мый для получения коммерческого дохода.
Поскольку в мировой практике не существует единой системы взима-
ния сборов, которые до настоящего времени практически исчисляются
на основе как чистой, так и валовой в мести мости, в зависимости от пра-
вил каждого конкретного порта, задачей проектанта является при выпол-
нении требований технического задания стремиться к получению мини-
мальных значений GT и NT.
ГЛАВА 3 МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА
§ 3.1
СКОРОСТЬ
Скорость судна — одна из важнейших характеристик, от
правильного выбора которой существенно зависят технико-экономичес-
кие показатели судна. На выбор скорости влияет множество факторов,
таких, как стоимость фрахта груза, стоимость бункера, желание обеспе-
чить конкурентоспособность судна при различной фрахтовой конъюн-
ктуре и пр. В свою очередь от проектной скорости.судна зависят главные
размерения судна, обводы корпуса, мощность, а нередко и тип энерге-
тической установки.
На решение вопроса о выборе скорости судна большое влияние оказы-
вает назначение проектируемого судна и принимаемые критерии оценки
оптимальности решения. Так, при решении комплексной народнохозяй-
ственной задачи обеспечения серией проектируемых судов определенного
грузопотока на заданной линии при выборе скоростей в расчет могут
приниматься такие факторы, как возможное уменьшение количества
судов с более высокими скоростями при обеспечении равной суммарной
годовой провозоспособности.
При проектировании танкеров для работы на фрахтовых перевозках
вышеуказанный фактор, естественно, не может приниматься в расчет
и первоочередной становится задача обеспечения технико-экономической
конкурентоспособности с судами аналогичного класса.
52 Мореходные качества
Анализ всего комплекса этих вопросов и выбор скорости в отечест-
венной практике производится обычно проектантом совместно с заказ-
чиком на самых ранних стадиях проработок. Выбранная скорость указы-
вается в техническом задании на проектирование, и в значительной степе-
ни определяет направление последующего проектирования.
Ввиду очевидной сложности расчетов по выбору оптимальной скорос-
ти судна, учитывающих большое количество влияющих и зависимых
факторов, в отечественной практике расчеты выполняют на ЭВМ, что
позволяет с минимальными трудозатратами произвести множество вари-
ационных расчетов.
Как и в случае выбора главных размерений, в качестве критерия
эффективности принимается показатель приведенных затрат, а сам расчет
производится с использованием тех же программ.
Проектант гарантирует максимальную скорость судна с грузом приме-
нительно к стандартным условиям испытаний (сила ветра до 3 баллов,
волнение моря — до 2 баллов по шкале Бофорта), при чистом свежеок-
рашенном корпусе и при полной мощности главного двигателя.
В условиях эксплуатации происходит снижение скорости судна по ря-
ду причин.
Первой из них является преднамеренное снижение мощности, которое
практикуется прежде всего на дизельных судах. Как известно, паспорт-
ные характеристики дизелей включают, как минимум, два значения мощ-
ности: максимальную длительную мощность и длительную эксплуатацион-
ную мощность, составляющую около 90% максимальной длительной
мощности. Если ходовые испытания производятся при максимальной
длительной мощности главного двигателя, то на практике мощность
двигателя не превышает значения длительной эксплуатационной мощ-
ности.
Второй причиной потерь скорости при эксплуатации является обраста-
ние корпуса.
Отличительной особенностью современных относительно тихоходных
крупнотоннажных танкеров является большая доля (до 75%) составляю-
щей трения в полном сопротивлении воды движению судна. Основная
часть остаточного сопротивления, в свою очередь, обусловлена вихреоб-
разованием в следе за корпусом и косвенно также зависит от сопротивле-
ния трения, в то время как волновая составляющая сопротивления незна-
чительна. В связи с этим влияние обрастания корпуса на ходкость крупно-
тоннажных танкеров существенно возрастает.
В настоящее время отсутствуют общепризнанные методы надежной
количественной оценки влияния длительности стоянки либо эксплуата-
ции судна в различных климатических поясах на увеличение сопротивле-
ния и на изменение гидродинамических характеристик движительного
комплекса.
Скорость 53
Рис. 11. Потеря скорости Ди танкера дедвей-
том 130 000 т из-за обрастания корпуса в за-
висимости от срока эксплуатации судна.
На рис. 11 представлен график потерь
скорости судна в функции от срока его
эксплуатации для японского танкера дед-
вейтом 130 000 т. Вследствие значитель-
ного снижения экономических показателей крупнотоннажных танкеров
из-за потерь скорости, вызванных обрастанием, в мировой практике
принято проводить их регулярное докование (через 6—9 мес), либо под-
водную очистку корпуса.
Известно, что наиболее интенсивное обрастание имеет место во время
стоянок судна в южных широтах.
Указанное обстоятельство представляет интерес для судостроителей,
поскольку, с одной стороны, спецификационное значение скорости гаран-
тируется при идеальном состоянии корпуса (чистая свежеокрашенная
поверхность), а с другой стороны, продолжительность достроечного пе-
риода крупнотоннажного судна после спуска его на воду может превы-
шать 3 мес, что по интенсивности обрастания эквивалентно значительно
более продолжительному периоду его эксплуатации. Поэтому в мировой
практике крупнотоннажного судостроения ограничивают время пребы-
вания судна на плаву после окраски (до выхода на ходовые испытания).
Так, в рекомендациях Международной конференции опытовых бассей-
нов для руководства при сдаточных испытаниях судов упомянутый
предельный срок равен двум неделям.
В случае более продолжительного пребывания на плаву перед выхо-
дом на1 ходовые испытания крупнотоннажные суда проходят докование
с очисткой и окраской корпуса.
Важными причинами, вызывающими потери скорости в эксплуата-
ции, являются ветер и волнение.
Ветровое сопротивление может быть определено по формуле
Ft <pSv отн,
где - коэффициент, зависящий от формы надстроек и курсового угла
ветра; S - площадь проекции надводной части судна на плоскость, перпен-
дикулярную направлению ветра; иотн - относительная скорость ветра.
Кроме ветрового сопротивления, при курсовых углах, отличающихся
от 0, возникает дрейф судна, что приводит к дополнительным потерям
скорости.
54 Мореходные качества
Волнение также увеличивает сопротивление движению судна, причем
сопротивление возрастает при увеличении амплитуд качки. Последнее, как
правило, приводит к сильным ударам, сопровождаемым вибрацией кор-
пуса, что в свою очередь заставляет снижать скорость.
Практика показывает, что наиболее интенсивная килевая качка
и, соответственно наибольшие потери скорости происходят, когда длина
волн приближается к длине судна.
Ветер и волнение влияют на повышение рыскливости судна, что при-
водит к увеличению числа перекладок руля и дополнительному торможе-
нию судна.
Следует иметь в виду, что рост сопротивления движению судна увели-
чивает нагрузку на винт, приводя к его гидродинамическому „утяжеле-
нию”, и в случае винта фиксированного шага это обстоятельство заставля-
ет „сбрасывать” обороты и не позволяет развить полную мощность уста-
новки.
Учитывая изложенное, а также изменение технического состояния су-
дов во времени, в системе ММФ используют следующие понятия скорости:
1) техническая, или паспортная, скорость судна, которую в нормаль-
ном техническом состоянии должно развивать судно в длительных пере-
ходах на спокойной воде при проектном режиме работы энергетической
установки и при установленном расходе топлива. Указанной скорости
для дизельных судов будет соответствовать скорость, получаемая при
длительной эксплуатационной мощности (см. выше). Для паротурбинных
судов техническая скорость хода может совпадать со спецификационной,
так как спецификационная мощность ГТЗАне ограничивается по времени.
На основе технической скорости при эксплуатации судам ежегодно назна-
чается плановая техническая скорость, учитывающая практическое техни-
ческое состояние судна (корпуса, винта и механизмов);
2) плановая эксплуатационная скорость судна, которая рассчитывает-
ся путем внесения поправок на гидрометеорологические условия в плано-
вую техническую скорость;
3) эксплуатационная валовая скорость, которая получается при де-
лении пройденного судном расстояния на время перехода между портами
отправления и Прибытия и учитывает все задержки в пути (неисправности,
прием и высадка лоцманов, маневры в портах, проход каналов и т. д.).
Спецификационная скорость большинства находящихся в эксплуата-
ции крупнотоннажных танкеров лежит в диапазоне 15,0—16,0 уз.
После резкого повышения стоимости топлива на мировом рынке,
ухудшения фрахтовой конъюнктуры и понижения фрахтовых ставок
в 1975—1976 гг. многие судовладельцы из экономических соображений и
во избежание постановки судов на прикол снизили скорости эксплуати-
рующихся крупнотоннажных танкеров до 12—13 уз.
Форма обводов 55
§ 3.2
ФОРМА ОБВОДОВ
Тщательная отработка обводов корпуса на стадии про-
ектирования имеет очень большое практическое значение. Достаточно
сказать, что при этом решаются задачи обеспечения минимального сопро-
тивления движению судна, устойчивости на курсе, удифферентовки
судна, связанной с расположением по длине судна центра величины.
Отработка кормовых обводов совместно с движительным комплексом
позволяет получить необходимые пропульсивные качества судна и его
удовлетворительные вибрационные характеристики.
Следует отметить, что выбор формы обводов корпуса тесно связан
с обеспечением технологичности конструкции корпуса. Прежде всего
это относится к длине цилиндрической вставки и форме носовых образо-
ваний. В этом случае возникает определенное противоречие между зада-
чами обеспечения минимального сопротивления движению судна и повы-
шения технологичности конструкции корпуса. Так, наиболее желательное
с позиции технологичности увеличение длины цилиндрической вставки
приводит к росту сопротивления движению корпуса, а более сложные с
технологической точки зрения бульбовые обводы носа в целом ряде слу-
чаев оказываются предпочтительнее для снижения сопротивления.
Очевидно, что решение этих вопросов должно базироваться на коли-
чественной оценке влияния всех факторов на экономику постройки и
эксплуатации танкеров.
Как уже отмечалось ранее, характерными особенностями крупнотон-
нажных танкеров являются малые отношения L/В, большая полнота
корпуса, характеризуемая значениями 6 > 0,83, и относительно малые
значения числа Фруда, когда в общем балансе сопротивления доминиру-
ет вязкостная составляющая.
Поскольку физические процессы обтекания корпуса с большой
полнотой обводов характеризуются значительной нелинейностью, примене-
ние аналитических методов определения сопротивления затруднено.
Основным способом практической оценки сопротивления при отработке
обводов в процессе проектирования судов этого типа является модельный
эксперимент в опытовом бассейне.
Как правило, исходят из допущения, что малые относительные ско-
рости и наличие относительно большой цилиндрической вставки позволя-
ют раздельно рассматривать влияние формы носовой и кормовой оконеч-
ностей на общее сопротивление.
От формы носовой оконечности зависит волновое сопротивление,
а также сопротивление, обусловленное разрушением подпорной волны.
При исследовании ряда моделей танкеров с полными обводами были обна-
56 Мореходные качества
Рис, 12. Теоретические корпуса носовой оконечности: а цилиндрические образо-
вания; б — таранно-конические бульбовые образования.
ружены появление в носовой око-
нечности свободных вихрей и от-
рыв пограничного слоя, за счет чего
менялся характер обтекания всего
корпуса. Таким образом, измене-
ние сопротивления моделей с раз-
личной формой носовой оконечнос-
ти может быть обусловлено не
только влиянием свободной по-
верхности, но и процессом вихре-
образования.
Возникновение вихреобразова-
ния можно предотвратить путем
изменения формы носовых об-
водов.
Для крупнотоннажных танке-
ров наиболее характерными явля-
ются цилиндрические носовые об-
воды (рис.12, а), бульбовые на-
Рис. 13. Цилиндрический нос танкера
дедвейтом 355 000 т.
Форма обводов 57
делки на основной безбульбовый корпус и различные формы бульбовых
образований носовой оконечности (рис. 12, б).
Цилиндрические обводы (рис. 12, а, 13) достаточно эффективны
при числах Фруда, составляющих 0,18—0,19, и вследствие своей просто-
ты имеют существенные технологические преимущества.
Для цилиндрической формы носа характерными параметрами явля-
ются: относительная ордината строевой по шпангоутам на носовом пер-
пендикуляре У, радиус закругления ГВЛ г т =r j/ и радиус закруг-
ления скулы г 2 =r 2jT.
Опубликованные Королевским институтом корабельных инженеров
(Англия) материалы, а также работы, проведенные ЦНИИ им. акад. Кры-
лова, позволили сформулировать рекомендации, связанные с выбором
указанных характеристик.
•Рекомендуемые оптимальные значения /опт находятся в пределах
0,065—0,105. Для выбора относительного радиуса г, может быть исполь-
зован график, приведенный на рис. 14.
На рис. 15 показаны рекомендуемые значения , выбор которого
имеет важнейшее значение для предотвращения вихреобразования.
Зарубежные и отечественные исследования показывают, что при не-
которых числах Фруда хорошо спроектированные бульбовые обводы
имеют преимущества перед цилиндрическими обводами, особенно при
балластной осадке судна.
Так, предложенные группой авторов (Е. А. Виноградова, Д. Г. Соко-
лов, В. С. Шпаков, В. М. Штумпф) таранно-конические бульбовые обводы
(см. рис. 12, б) в процессе модельных испытаний различных вариантов
корпусов танкера дедвейтом 150 000 т показали лучшие результаты
по сравнению с V-образными безбульбовыми и цилиндрическими носовы-
ми образованиями (рис. 16).
Определенное распространение на судах получили также бульбы
в виде наделки на основной безбульбовый корпус полусферического
либо таранного типа. Недостаток таких наделок заключается в том, что
они дают выигрыш только в балластном переходе.
Если же, желая получить выигрыш в скорости судна с грузом, буль-
бовую наделку соответствующих размеров располагают близко к ГВЛ,
то при балластной осадке свободная поверхность пересекает полные се-
чения бульба, что приводит к интенсивному волнообразованию и соответ-
ствующему увеличению сопротивления. Поэтому диаметр наделки делают
обычно равным осадке при балластном переходе.
Выбор формы кормовой оконечности является комплексной задачей,
где решаются вопросы снижения сопротивления, хорошего взаимодей-
ствия движителя с корпусом, уменьшения неоднородности потока в диске
гребного винта и, наконец, обеспечения хороших характеристик управ-
ляемости судна.
UV
(S
58 Мореходные качества
Рис. 14. Рекомендуемые значения
радиуса закругления носовой ветви
ГВЛ танкера с цилиндрическими
обводами.
Рис. 15. Рекомендуемые значения
радиуса закругления скулы танкера
с цилиндрическими обводами.
Рис. 16. Сопоставление ходовых ка-
честв танкера дедвейтом 150 000 т
при различных вариантах носовых
обводов.
Дг — приращение скорости;
/ —V-образные обводы;
II — цилиндрические обводы;
III — таранно-конические обводы.
Исследование обтекания кормо-
вой оконечности моделей танкеров
показало, что с ростом коэффициен-
та общей полноты свыше 0,82 в
некоторых случаях наблюдается явле-
ние отрыва потока. Это обстоятельст-
во требует тщательной отработки
кормовых обводов для установления
геометрических параметров корпуса,
обеспечивающих безотрывное обтека-
ние, а также исследования влияния
на процесс отрыва потока формы
кормовых обводов и работающего
гребного винта.
Для одновальных крупнотоннаж-
ных танкеров применяются U-образ-
ные, V-образные и сигарообразные
кормовые обводы (рис. 17).
Как показали экспериментальные
исследования, проведенные ЦНИИ
им. акад. Крылова применительно к
моделям крупно тоннажных танкеров
с 5 =0,825 и L/B=6,0, сигарообраз-
ная корма при буксировочных испы-
таниях более подвержена отрыву
пограничного слоя, чем корма с U- и
V-образными шпангоутами. Однако с
точки зрения влияния винта на
размеры области отрыва наиболее
эффективными оказываются сига-
рообразные обводы. По-видимому,
при дальнейшем увеличении 5 и
уменьшении отношения LjB приме-
нение сигарообразных кормовых об-
водов будет предпочтительным.
Определенный интерес может
представлять тоннельная форма кор-
мы (рис. 18), запатентованная Ха-
мад ой (Япония). Благодаря лучшему
обтеканию такой кормы и возмож-
ности разместить винт большего
диаметра выигрыш в мощности при-
вода по результатам модельных
испытаний судов меньших размеров
может составить от 12 до 15% по
сравнению с судном, имеющим обыч-
ную корму.
Форма обводов 59
25
Z3
21
19
. г вл11
13
11
9
1
5
3
ОП 1
25
23
21
19
гвл17^
в)
25
23
21
19
17
ГВ Л1'
АП
15
11
3
Рис. 17. Характерные фор-
мы кормовой оконечнос-
ти танкеров: а - Цюбраз-
ная корма; б - V-образная
корма; в - сигарообраз-
ная корма.
ДП
0П1
13
11
9
А"
Рис. 18. Кормовые обводы тоннельного типа.
60 Мореходные качества
Рис. 19. Кормовые обводы санно-скегового типа двухвального судна.
При переходе к проектированию сверхкрупнотоннажных танкеров
дедвейтом свыше 300 000 т практический интерес представляет двухваль-
ные варианты, для которых наряду с традиционными формами кормовых
образований применяются так называемые санно-скеговые обводы
(рис. 19), характеризующиеся значительным подъемом средней части
днища и наличием двух сильно развитых выкружек-обтекателей, в которых
размещаются валопроводы. Пропульсивные качества судов с этими
обводами, подтвержденные как модельными, так и натурными испытания-
ми, оказались практически такими же, как у одновальных аналогов.
Требования Конвенции о предотвращении загрязнения с судов 1973 г.,
касающиеся создания изолированных балластных объемов, породили
новые идеи в отношении формы обводов танкеров, имеющие целью
снизить стоимость судов. Так, американская компания „Галф трейдинг
энд транспортейшн” разработала и запатентовала обводы корпуса танкера
срезанной формы (рис. 20), отличающиеся подъемом днища к бортам от
продольных переборок до балластной ватерлинии в районе цилиндричес-
кой вставки. По мнению представителей компании, это мероприятие
заметно снижает требуемую вместимость танков изолированного балласта
и позволяет увеличить скорость судна за счет уменьшения балластного
водоизмещения, коэффициента общей полноты и снижения сопротивле-
ния трения благодаря уменьшению смоченной поверхности. Ожидается
также снижение массы корпуса на величину около 10% по сравнению
с обычным танкером, имеющим традиционную форму обводов.
г вл
\Балластная
<_
\батерлиния 1>ис- Миделевое сечение танкера
со срезанной формой корпуса.
Движительный комплекс 61
§ 3.3
ДВИЖИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС
По мере роста мощностей главных двигателей характер-
ной особенностью движительного комплекса крупнотоннажных судов
является резкое увеличение нагрузки на движители, сопровождающие-
ся заметным снижением их КПД.
Возможности повышения КПД винтов за счет выбора их оптимальной
частоты вращения и увеличения диаметров достаточно ограничены. Если
в качестве главных двигателей применяются малооборотные дизели,
частоты вращения, соответствующие номинальным мощностям, имеют
фиксированные значения, определяемые маркой двигателя.
При использовании паротурбинных установок, когда при проектиро-
вании можно выбрать нужные значения частоты вращения, практической
нижней границей, соответствующей полной мощности, является вели-
чина 80—83 об/мин. Ее дальнейшее существенное снижение невозможно,
так как пределы увеличения диаметра винта ограничены балластной осад-
кой судна, производственными возможностями изготовления винтов и
возрастанием удельных нагрузок на дейдвудный подшипник при увели-
чении массы винтов.
В некоторых случаях производственные возможности изготовления
винтов больших диаметров можно расширить, применяя винты со съем-
ными лопастями. В этом случае отливаемые и обрабатываемые элементы
винта имеют меньшую массу и габариты. Такая конструкция винта имеет
и другие преимущества перед цельным винтом: повышенную точность
шагового отношения и возможность замены при ремонте только повреж-
денных лопастей.
Недостатком винтов со съемными лопастями до недавнего времени
было относительное увеличение размеров ступицы, что приводило к не-
которому уменьшению КПД, однако по мере роста абсолютных размеров
винтов и усовершенствования конструкции размеры ступицы винтов
со съемными лопастями практически сравнялись с размерами ступиц
цельных винтов равных диаметров.
В табл. 11 приведены некоторые сравнительные характеристики
гребных винтов ряда крупнотоннажных танкеров. Из таблицы видно,
что при одновальных установках диаметр винтов не превышает 10 м.
Пути повышения КПД движительного комплекса являются предме-
том постоянного поиска. Один из возможных вариантов — применение
направляющей насадки, создающей ряд преимуществ по сравнению
с открытым винтом. Насадка представляет собой окружающее винт коль-
цо, сечение которого аналогично профилю авиационного крыла (рис. 21).
По гидродинамическому действию комплекс винт—насадка сходен с
аксиальным насосом. Повышение КПД объясняется тем, что часть свобод-
60 -- J
К ер'-.Ь 4И>Ь ’ > \ U,i . 3iiHO- >. Kt । 1 4 ! -i .' i И ;'-.5 И''’- \ В .
движи
(Ы1-. КОМПЛЕКС
По Mi.'!'. .. ' к) Moiii'inortt : .ЕВкМГС.КИ Хи-чк icp-
. .копенноеii>p; ,1ииж;и 1 ;nw;u комччекк а ь.рупчс>(с’нния-ныд-—в
1кчся резкое \ ве.егк-чис жиру зь.и o.i ibh'+hic.ih. .'оирчвижчкннкяе..
..СМЮНЫМ СНИ/KCIi.iv’M их КПП.
Возможное'?и новышения Kflj.l винюв 3d <чсi выбора и^ он ;има-о.нор
oihi вращения и увспыения миахюiров .юсшпыно ограничены. Icon
ыешве 1лав»’ы\ дяиьнелей поименным я малой Гнжогные ш -л ли
чы вращения. сооигшивуяищы номинальным мошною яхр имени
•ированныс значения. определяемые маркой двш ат ел я
При использовании паротурбинных установок. ксн да при нроектиро-
ии можно выбрагъ нужные значения часкпы вращения нпаклической
-ней границей, соогвекчвуышей полной мощности. являекя вели-
-.so-S3 об/мин 1-е дальнейшее существенное снижение невозможно
как пределы увеличения диаметра винта ограничены балластной щал-
- ссдна производственными возможностями изготовления винтов и
•астанием удельных нат рузок на дейдву;шый подшипник ври увели-
с.и массы винтов.
К некоторых случаях производственные возможноеiи из1 giub.ichkh
н)В (больших яизморон можно расширив, применяя вины.' еоомм-
• «и лопастями В лом сл \ час оитиваемыс и обрабашвлемьк .жмиы.;
м имею! меньшею ма-.су и габариты. Такая кони р\ж дня ниниимм!
ли ис преимущества перс.: цельным витом повышенную-. ,очночи
-• >:orо]вощения и всыможночгь замены при сымокм? юл?жо поглко
:ча лопастей
Иелостаисом шшюв ж- съемными лоиаюями до недавни времени
относительное увеличение размеров епшщы «м- ирнчолило и
'.poxp. уменьшению КП. L оплык-.? по мере кыш ейсочым’ы^ рюмсров
'В и усовеошенспювания конструкции размеры шупидь; винтов
ьемными лопастями ирак шчесь'и пмкнялиы, L ынчелзми ысшш
гы\ винны навньы шаметнов.
ъ 1 ;Н\; | ’ приведены нс Ki ! ГО ргп.' РЛННИ:'С:ьП',н' ’‘.Срас -/ри и-п <;
ЪМ ВИШОР. ряда КРУШШЮННЗЖНЫХ пнмщ<ш lh шблииы видно,
при одновальнгы. ссишонка*. ща мет г винт.щ и*' превыимю !б \\
1 -и ио?ч or и/к ни ж K-LJ ши-с-ж- шноы' комплекса нв-як-оя
ПСЫЗЯНгсн- ;Ъ1!.М Ф УИН из В'ЫХЛЖШИЧ ВИГ-НЛ1ИОН '; ОС -леи. г'Н
м'ынмасп u u.i.m и, «нльыцен ря .: лреим-ылсив че ымм- жис
.-ПН НШъЛМ Н . Л Л-Л1 ICV И ; -С Йг об(>И ! ПС ОС >\<{ Н;ЩС < НИН; Н .} Ч
ли г-с iCu., -мп'- профные ани<ши.лШ'П о гнысы
62 Мореходные качества
Таблица!!. Сравнительные характеристики гребных винтов
Наименование судна Дедвейт, т . Мощность энергети- ческой ус- тановки, кВт Диаметр винта, м Число лопас- тей Масса, винта, т
„Бритиш адмирал” 111 300 18 400 7,31 6 34,5
„Юниверс апполо” 114 360 20 200 7,32 5 38,0
„Си спирит” 116 250 20 600 7,37 5 39,0
„Нихо мару” 130 250 20 600 7,4 5 37,7
„Наис интерпрайс” 134 440 20 300 7,3 4 34,7
„Токио мару” 157 300 22 000 7,8 5 40,0
„Бергебрагд” 159 200 20 200 7,2 6 34,5
„Эссо Мерция” 171 800 22 000 9,2 4 53,0
„Эссо Малазия” 191 000 22 000 8,9 6 54,0
„Тексако Гамбург” 209 000 20 600 8,8 4 43,0
,Дени” 227 000 23 900 8,6 6 52,0
„Торсхаммер” 230 000 23 500 8,8 5 51,0
„Эссо Скотия” 250 000 23 500 8,9 4 56,0
„Эссо Но рту м бия” 253 000 23 500 9,14 5 57,0
„Джейд” 259 500 23 500 8,6 5 48,4
„Режина Маерск” 289 000 23 900 8,65 6 50,0
.Диссеки мару” 372 700 29 400 9,08 5 54,0
, До анис Ко л о кот- 392 800 33 100 9,4 6- 72,4
ронис”
„Глобтик Токио” 483 700 33 100 9,24 6 70,4
„Эссо пасифик” 500 000 33 100 9,7 5 —
„Батиллус” 540 000 2x23 500 2x8,5 5 52,0
ных вихрей винта превращается в вихри, присоединенные к насадке.
Следствием этого является уменьшение потерь на выходе, и до тех пор,
пока это уменьшение превосходит потери на сопротивление самой насад-
ки, комплекс винт — насадка будет иметь более высокий КПД, чем от-
крытый винт.
Зазоры между кромками лопастей и телом насадки стремятся делать
как можно меньше (30—50 мм).
На рис. 22 приведен график зависимости КПД открытого винта и вин-
та в насадке сравниваемых судов в функции от коэффициента нагрузки
гребного винта Вр. Анализируя этот график, нетрудно установить, что
при равном КПД двух рассматриваемых движительных комплексов
существует значительное отличие в их нагрузке. Так, например, при
КПД, составляющем 55%, коэффициент нагрузки для открытого винта
равняется 31, а для винта в насадке — 40. Иными словами, в рассматрива-
емом случае КПД открытого винта при частоте вращения 70 об/мин
равен КПД винта в насадке при частоте 90 об/мин.
Движительный комплекс 63
Рис. 21. Схема комплекса винт - насадка.
I — осенесимметричная насадка (вид с кормы);
И — осесимметричная насадка (вид с кормы)
1 ~ выходящая кромка; 2 — входящая кромка; 3 — диск винта.
Таким образом, используя все преимущества движительного комп-
лекса винт - насадка, проектант может в определенных пределах умень-
шить диаметр винта и получить выигрыш в его КПД по сравнению с ва-
риантом открытого винта.
Комплекс винт - насадка уже нашел
практическое применение на ряде круп-
нотоннажных танкеров, примеры кото-
рых приведены в табл. 12.
Фирмы провели сравнительные ис-
пытания танкеров „Голар ничу” и „Тор-
сага” с насадками на гребной винт и
Рис. 22. Зависимость КПД открытого винта и
винта в насадке от коэффициента нагрузки
винта.
—----открытый винт,------винт в насад-
ке; заштрихованный участок — наиболее
распространенная область работы винтов.
64 Мореходные качества
Таблица 12. Примеры применения движительного комплекса винт
насадка на крупнотоннажных танкерах
I Внутренний диаметр насадки, м 9‘2. ОО 7,9 8,23
Диаметр винта, 2 I 0\ 7,5 9‘L 8,15 1 8,8
Тип i винта I ВРШ* I ВРШ ВРШ ВФШ** со съемными лопастями ВФШ ВФШ ВФШ ВФШ
I Частота , I вращения, об/мин I I 114 85 90 06 103 1 1
Тип и мощность, I кВт, главного двигателя I .. J две, 18 400 Малооборотный дизель, 18 400 ПТУ, 22 000. ПТУ, 22 000 ПТУ, 26 500 Малооборотный дизель,25 200 ПТУ, 26 500 ПТУ, 33 100
Дедвейт, т I 130 000 131 500 150 500 215 700 229 500 279 000 339 000 500 000 1
Флаг Швеция СССР Норвегия США Норвегия Дания Панама
Наименование судна | I „Океанус” i „Кроноланд” „Крым” „Голар ничу” „Манхэттен кинг” „Торсага” „Кристина Маерск” „Эссо пасифик”
3
- винт регулируемого шага.
— вннт фиксируемого шага.
В
Движительный комплекс 65
аналогичных танкеров, имеющих открытые винты. Испытания показали
увеличение скорости судов, оборудованных комплексом винт - насадка
на 0,35-0,40 уз для судна с грузом и при балластном переходе, что соот-
ветствует увеличению пропульсивного коэффициента приблизительно
на 6,5%. У танкера „Голар ничу” было отмечено улучшение как поворот-
ливости судна, так и его устойчивости на курсе, а также уменьшение на
15% выбега судна. В процессе испытаний танкеры „Торсага” было выяв-
лено значительное улучшение поворотливости, в то время как устойчи-
вость на курсе сохранилась такой же, как и на судах с открытым винтом.
Было отмечено снижение уровня вибрации судна с грузом при сохранении
уровня вибрации в балластном пробеге.
Для предотвращения эрозионного разъедания внутренних поверхнос-
тей насадки их выполняют целиком из нержавеющей стали, либо из нержа-
веющей стали делают пояс в районе диска винта.
Комплекс винт — насадка может быть также выполнен в виде стаци-
онарных осенесимметричных насадок, поворотных насадок и раскрыва-
ющихся насадок.
Осенесимметричная направляющая насадка может применяться
в тех случаях, когда перед проектантом стоит задача снижения передава-
емых от движителя нестационарных нагрузок на валопровод, как, напри-
мер, было при проектировании отечественных крупнотоннажных танкеров
типа ,,Крым”, где применен четырехлопастный винт регулируемого шага
(рис. 23). Необходимая асимметрия, обеспечивающая выравнивание
аксиальной и окружной неравномерности потока в районе диска винта,
достигалась с помощью переменной по окружности профилировки сече-
ния насадки.
Проведенные в отечественной практике, а также опубликованные
в зарубежных источниках анализы экономической эффективности приме-
нения движительных комплексов винт — насадка показывают, что допол-
нительные расходы, связанные с установкой насадки, окупаются в тече-
ние 1—2 лет.
В технической литературе встречаются идеи о применении на крупно-
тоннажных танкерах различных вариантов поворотных и раскрывающих-
ся насадок, которые в дополнение к уже известному эффекту улучшают
маневренность либо облегчают доступ к винту, что важно при примене-
нии ВРШ или винта со съемными лопастями. Однако в практике крупно-
тоннажного танкеростроения эти конструкции до настоящего времени
не применялись.
К числу других способов повышения КПД движительного комплекса
прежде всего относится идея применения соосных винтов противополож-
ного вращения, схема которых приведена на рис. 24. Этот комплекс вклю-
чает два винта, вращающихся в противоположных относительно общей
оси направлениях. Рассматриваемая схема позволяет эффективно, исполь-
5—837 '
66 Мореходные качестве
зовать попутный поток за корпусом судна. Кроме того, часть энергии,
затрачиваемой на закручивание потока в струе переднего винта, возра-
щается задним винтом. Считается, что выигрыш в пропульсивном коэф-
фициенте при применении соосных винтов противоположного вращения
по сравнению с одним винтом, работающим при одинаковой мощности
и при той же частоте вращения, составляет 2—3%.
Уменьшение частоты вращения соосных винтов и увеличение их ди-
аметра приводит к дополнительному выигрышу. Так, соосные винты
противоположного вращения, рассчитанные на частоту вращения
Рис. 23. Винторулевой комплекс танкера „Кубань” с ВРШ в осенесимметричной
насадке
Даижитепьный камннекс @7
Рис. 24. Схема привода соос-
ных винтов проТиВОИОДОзКЙОСО
Вращения, предлагаемая фир-
мой ..Сталь-Л аваль”.
80 об/мин, имели бы такой ./
же диаметр, как один экви-
валентный винт, работаю- I
щий при частоте 100 об/мин, U
а их КПД был бы выше
приблизительно на 8%.
Практическое применен
нис соосных винтов проти-
воположного вращения до настоящего времени сдерживается сложностью
и нерешенностью ряда проблем, связанных с системой их привода.
По мере увеличения дедвейтов строящихся танкеров и возрастания
передаваемых на вал мощностей главных двигателей начали получать
применение двухвальные установки, что не только является вынужден-
ным решением, позволяющим передать на движители суммарную потреб-
ную мощность, но и в ряде случаев составляет конкуренцию одновальным
вариантам. Так, у существующих танкеров с двухвальной установкой
суммарная мощность лежит ниже того предела мощности, который может
быть передан на винт в одновальном судне.
В настоящее время с двухвальными установками построена серия тан-
керов типа „Юнивсрс айленд” дедвейтом 324 000 т с мощностью главных
двигателей 2x17000 л. с., строятся серия танкеров типа ,,Артега” с такой
же установкой и серия новых танкеров дедвейтом 230 000 т с установкой
2x7704 кВт; эксплуатируется серия нефтерудовозов типа „Берге истра”
дедвейтом 225 000 т с установкой 2x11665 кВт, строятся нефтерудовозы
дедвейтом 265 000 т с установкой 2x13 350 кВт, танкеры дедвейтом
540 000 т типа „Братиллус” с энергетической установкой 23 500 кВт,
Двухвальная установка не только существенно повышает надежность
эксплуатации и маневренность крупнотоннажных судов, но при опреде-
ленных условиях позволяет получить более высокий пропульсивный
коэффициент.
Одним из вариантов двухвального движительного комплекса, по ко-
торому в различных странах проводятся исследования, является вариант
с перекрывающимися дисками винтов (рис. 25). Основной целью сближе-
ния дисков гребных винтов является более полное, по сравнению с обыч-
ным двухвальным вариантом, использование энергии попутного потока.
Существует два варианта взаимного расположения винтов:
так называемый „интерлюкинг", когда диски гребных винтов распола-
68 Мореходные качества
Рис. 25. Схема двухвального движительного
комплекса с перекрывающимися дисками
винтов.
гаются в одной плоскости, и ,,оверла-
пинг”, когда диски винтов находят-
ся в разных плоскостях, разнесенных по
продольной оси. Практического приме-
нения на крупнотоннажных танкерах
такие движительные комплексы еще не нашли, но по результатам модель-
ных испытаний сделаны выводы, что их эффективность сопоставима с
вариантом соосных винтов противоположного вращения.
По мере роста внимания к проблеме повышения безопасности эк-
сплуатации крупнотоннажных судов путем улучшения их маневренных
характеристик на них начали применять винты регулируемого шага (ВРШ).
Сохраняя все достоинства винтов со съемными лопастями, ВРШ
создают ряд важных дополнительных преимуществ, к числу которых
прежде всего следует отнести:
улучшение тормозных характеристик судна за счет более эффектив-
ного использования мощности заднего хода;
упрощение схемы дистационного управления движением судна из
рулевой рубки;
Таблица 13. Примеры применения ВРШ на крупнотоннажных танкерах
и Нефтенавалочных судах
Наименование судна Флаг Дедвейт, т Диаметр винта, м Тип и мощность энерге- тической установки, кВт
„Океанус” Швеция 130 000 7,8 Среднеоборотный ди- зель, 3 x 6 180 = 18400
„Сан Су ан Вен- турер” США 130 000 8,2 ПТУ, 17 300
„Кроноланд” Швеция 131 500 6,9 Малооборотный дизель, 18 400
,3<рым” СССР 150 500 7,5 ПТУ, 22 000
„Манхеттен кинг” Либерия 233 500 — ПТУ, 26 500
„Берге Истра” Швеция 265 000 — Малооборотный дизель 2 х 14 700 =29 400
,,Ионис Колокот- ронис” Либерия 392 800 9,4 ПТУ, 33100
Маневренность 69
создание условий для применения высокоэкономических навешива-
емых на вал приводных механизмов (валогенераторы и пр.) за счет
сохранения постоянства частоты вращения.
ВРШ используются, как правило, в сочетании с рядом среднеоборот-
ных двигателей.
В табл. 13 приведены известные случаи применения ВРШ на крупно-
тоннажных танкерах и нефтенавалочных судах.
При максимальном диаметре примененного винта 9,4 м ведущей
мировой фирмой по производству ВРШ КаМеВа разработан типовой ряд
ВРШ диаметром до 10,4 м и массой винта 136,7 т.
К недостаткам ВРШ следует отнести их более высокую стоимость,
усложнение валопровода и большую массу винта по сравнению с винтом
фиксированного шага (ВФШ).
Интересно отметить, что из приведенных в табл. 13 примеров в трех
случаях ВРШ' применен в насадке. Это позволяет несколько уменьшить
диаметр и соответственно массу винта, а также снизить до допустимых
пределов величину пульсации упора, что существенно при применении
четырехлопастных винтов.
§ 3.4
МАНЕВРЕННОСТЬ
Как известно, маневренность судна — это общее понятие,
отражающее такие качества судна, как способность останавливаться,
поворачиваться и сохранять устойчивость на курсе.
Обеспечение хороших маневренных характеристик крупнотоннажных
танкеров имеет огромное практическое значение, так как от них зависит
безопасность плавания танкеров.
Рост размеров и водоизмещения судов сопровождается увеличением
их инерционности, ухудшением маневренности и снижением степени
устойчивости движения. Увеличение инерционности оказывает неблагопри-
ятное воздействие на такие маневренные элементы, как длина тормозного
пути и диаметр циркуляции. Способность судна останавливаться опреде-
ляется его тормозными характеристиками, которые оцениваются време-
нем и пройденным расстоянием при движении судна в режиме переднего
хода с момента подачи команды „полный назад” до полной остановки.
Важнейшим показателем тормозных характеристик является выбег
судна при аварийном реверсе с „полного вперед” на ,.полный назад”.
В табл. 14 приведены тормозные характеристики для ряда крупнотон-
нажных танкеров, полученные по результатам их маневренных испытаний.
Тормозные характеристики судов зависят от таких факторов, как
начальная скорость, водоизмещение судна, сопротивление воды и воздуха
движению судна, мощность двигателя на заднем ходу и метод использо-
вания этой мощности.
70 Мореходный качества
1 а б пина 14. тррмвэныа марактеристики накатррьт
крупивтрииажным танкеров
НмнМЫЮВанИР ИДИ пропильный номер Дедвейт- т Водоизме- щение во Времи ИС- ПЫТАНИЙ Дднна между перепен- дикуля- рамц, м Ста- роста, П ТИП энерге- тической уо тановки И мощность, кВт
„Эссо Лондон" 91 595 110 903 249,9 16,5 Т-17 700
„ЭСТО Ьайерн" 92 040 111 200 249,9 17,85 Т-19 500
№4082 (Япония) 100 800 121 688 246,0 16,2 Д-16 900
„Годар нор” 103 572 121 182 245,0 16,6 Т-17 650
„Куш ланд” 1 10 230 107 300 266,7 — Д-15 450
„Си спирит” , .Марика” 115 830 136 900 257,0 17,0 Т-20 600
116 830 133 500 253,0 13,6 Д-13 200
„Исузугава мару” „Киногава мару” 118 498 140 328 260,0 15,8 Д-19 100
124 85 1 146 420 255,0 14,5 Д-16 900
№ 4153 (Япония) 128 000 154 100 274,0 16,8 Д-20 300
„Крым” 150 500 182 000 272,0 16,0 Т-22 000
„Токио мару” 153 685 183 200 290,0 16,8 Т-22 000
„Эссо Малазия” 193 020 220 450 304,0 16,2 Т-21 600
.,Мариса” 203 180 236 800 310,0 15,5 Т-20 600
„Идемицу мару” 210 000 244 000 326,0 16,6 Т44 300
Наименование или строительный НОМрр Мощность На заднем аоду, кВт Тип виц* ТД, диа- метр, м Выбег, М Время до пол- ной оста? новкн, мин Выбег Я долй$ от ДДИНЫ корпуса
„Эссо Лондон” 8 800 ВФШ-7,5 3 340 12,0 13,3
„Эссо Байерн” 8 800 ВФШ-7,5 3 090 11,0 12,4
№ 4082 (Япония) — ВФШ-6,8 2 700 -13,03 11,0
„Годар нор” 6 380 ВФШ-6,9 4 026 13,93 15,7
„Кунгланд” — ВФШ-7,2 3 080 14,0 11,6
„Си спирит” - ВФШ-7,2 3 400 14,0 13,3
„Марика" 11 800 ВФШ-6.7 2 580 11,5 10,2
„Исузугава мару" 13 2Q0 НФШ-6,95 4 880 16,67 18,8
„Киногава мару" -- ВФШ-6,65 3 590 14,6 14,1
№4153 (Япония) — ВФШ-7,0 2 400 13,2 8,8
„Крым” — ВРШ-7,5 2 330 8,8 7,9
„Токио мару" ВФШ-7,8 3 680 15,67 12,6
„Эссо Малаэия” — ВФШ-8,9 4 384 17,58 13,5
„Мариса” 10 300 ВФ1П-8.8 3 589 15,6 11,6
„Идемицу мару” - ВФШ-7,8 4 900 21,0 11,5
Из рйсеметренныч факторов Начальная скорость и в ряде случаев
метод испрдмования мощности двигателя на задаем ходу при реверсе
зависят от условий эксплуатации, в то время как такие факторы, как
Маневренность 71
водоизмещение, сопротивление движению и мощность двигателя на зад-
нем ходу, учитываются в процессе проектирования судна.
Вполне понятно, что наилучшим образом отработанные с позиций
ходкости обводы корпуса судна являются наименее благоприятными с
точки зрения торможения. Естественно, что проектант всегда отдает
предпочтение характеристикам ходкости и при отработке обводов корпус
са стремится к максимальному снижению сопротивления.
При определении водоизмещения танкера вопрос его влияния на
тормозные характеристики, разумеется, также не принимается во
внимание.
Что касается величин мощности двигателя на заднем ходу, то они для
каждого из типов энергетических установок колеблются в небольших
Пределах, составляя у паротурбинных установок 40—50%, а у дизельных
80—85% мощности на переднем ходу.
Таким образом, можно сделать вывод, что для стандартного, не обо-
рудованного специальными устройствами танкера достижение минималь-
ного выбега при торможении в аварийной ситуации является главным
Образом вопросом правильных действий экипажа.
Значительные величины выбегов крупнотоннажных танкеров, воз-
растающие с ростом размеров судов, заставляют проектантов искать
специальные пути их снижения. Известен ряд конструктивных способов
улучшения тормозных характеристик судов. Прежде всего — это приме-
нение винта регулируемого шага, позволяющего использовать значитель-
ную часть мощности двигателя на заднем ходу независимо от типа энерге-
тической установки.
На рис. 26 приведен характерный совмещенный график зависимости
падения скорости от времени для трех танкеров, два из которых, дедвей-
трм ПО ООО т и 210 000 т, оборудованы винтами фиксированного шага,
9 третий, дедвейтом 150 000 т, имеет винт регулируемого шага. На этом
Графике, а также по данным, приведенным в табл. 14, видно, насколько
применение BPIU улучшает тормозные характеристики судов.
В последнее время в мировой печати появились патенты и описания
ряда устройств, улучшающих тормозные характеристики крупнотоннаж-
ных танкеров благодаря увеличению сопротивления воды движению
судна. К их числу относятся пассивные каналы, раскрывающиеся либо
выдвигающиеся закрылки, раскрывающиеся рули и насадки, специальные
Водяные парашюты (рис. 27).
Возможна комбинация носового пассивного Т-образного канала
С подрулирующим устройством. В этом случае в канал встраивается
РСевой насос. По существующей оценке использование рассматриваемых
устройств может на 30—40% сократить выбег судна, но ни одно из этих
устройств, за исключением парашютов, пока не нашло практического при*
менения, несмотря на их техническую осуществимость. По-видимому,
72 Мореходные качества
Рис. 26. График снижения скорости при экстренном торможении лая :ре\ танкеров
различного дедвейта.
Рис. 27. Схемы действия специальных тормозных устройств: а - пассивный канал
в носовой части; б- раскрывающиеся закрылки в кормовой части; в - парашюты;
е - совмещенное устройство „пассивный канал — носовое подрулирующее ус-
тройство”.
Маневренность 73
это можно объяснить сравнительной конструктивной сложностью, значи-
тельной стоимостью и малой степенью использования в эксплуатации.
Из числа рассмотренных устройств наибольшего внимания заслужи-
вает способ торможения с помощью подводных парашютов, апробирован-
ный на крупнотоннажном танкере японской постройки. Применение
этого способа может дать наибольший эффект, позволяя почти вдвое
сократить выбег судна и, с другой стороны, менее всего отражается на
конструкции судна. Однако в японском отчете о результатах испытания
этого устройства обращается внимание на проблематичность применения
его при необходимости выполнения маневра экстренного торможения в
сложных навигационных условиях, поскольку при этом практически
невозможно предсказать, в какую сторону отклонится нос судна.
Некоторое распространение в практике эксплуатации крупнотоннаж-
ных танкеров начинает получать метод торможения путем максимальной
перекладки руля с борта на борт. Эффективность этого метода заметно
возрастает с увеличением угла перекладки от 35 до 45 , что должно
соответствующим образом обеспечиваться параметрами рулевой машины.
Следующий показатель маневренности — это поворотливость судна,
характеризующаяся элементами его циркуляции, из которых основным
является максимальный диаметр циркуляции судна.
Время и пространство, необходимые для циркуляции судна, в практи-
ке эксплуатации зависят от угла поворота руля и частоты вращения
гребного винта. В проектировании же поворотливость обеспечивается
выбором соответствующих отношений главных размерений, формой
обводов корпуса и задаваемой площадью пера руля. В отдельных случаях,
когда это диктуется требованиями эксплуатации, для обеспечения повы-
шенной поворотливости применяют подруливающие устройства.
Танкеры с меньшим отношением L/B и большим 5 обладают лучшей
поворотливостью.
В табл. 15 приведены значения характерного отношения площади
пера руля к проекции подводной части судна на диаметральную плоскость
для ряда крупнотоннажных танкеров. Как видно из этой таблицы, наи-
большее отношение имеют отечественные танкеры дедвейтом 150 000 т,
в процессе проектирования которых стояла задача обеспечения их повы-
шенной маневренности и, в частности, поворотливости для прохода Черно-
морских проливов своим ходом без использования буксиров.
На рис. 28 приведены характерные совмещенные кривые циркуляции
двух стандартных крупнотоннажных танкеров компании ,Д1елл” дедвей-
том 110 000 т и 210 000 т и отечественного танкера дедвейтом 150 000 т
при перекладке руля на 35° на полном ходу.
Как видно из графика, выбранные отношения главных размерений,
форма обводов корпуса и относительно большая площадь пера руля
обеспечили отечественному танкеру относительно лучшую поворотливость.
74 Мореходные качества
Таблица 15. Некоторые характерные параметры пера
руля крупнотоннажных танкеров
Наименование рудна водоизме- щение, т Мощность анергетю ческой ус- тановки, кВт Скорость УЗ Площадь пера ру- ля, м2 Отношение площади пера К проекции ПОДВОДНОЙ части судна на ДП
„Толар Нор” 121 200 17 700 17,0 53,25 1/70
„Киногава мару” 146 400 16 900 16,7 62,55 1 67
„Юниверс дафн” 154 000 18 330 15,0 68,91 1/65
,,Крым” 182 000 22 000 16,0 85.0 1/56
,,Токио мару” 183 200 22 000 16,8 71,29 1/66
„Марома” 208 300 18 390 15,9 75,4 1/67
„Мариса” 236 800 (8 390 16,0 78,5 1/69
„Идемицу мару” 244 400 24 270 16,6 90,95 1/62
„Берге кинг” 325 000 23 600 15,4 117,0 1/66
На крупнотоннажных танкерах редко устанавливают подрулива-
ющие устройства. Это можно объяснить их относительно высокой стой»
мостью и тем, что практический эффект они дают при отсутствии хода
(либо при очень малом ходе судна - до 2 уз).
В большинстве случаев не удается получить и экономического эффек-
та путем отказа от использования буксиров для маневров в акваториях
портов и проведения швартовных операций, так как правила основных
Портов жестко регламентируют необходимость использования портовых
буксирных средств независимо от наличия на судне каких-либо устройств,
могущих их заменить.
Повышение эффективности подруливающих устройств связано с
увеличением их упора и соответственно потребляемой мощности
приводов.
Голландской компанией „Пипс” разработаны рекомендации по выбо-
ру величины упора подруливающих устройств для транспортных судов.
Для танкеров, в частности, рекомендуются значения удельного упора
4—7 кг на 1 м2 площади боковой проекции подводной части судна, либо
3—6 кг на 1 м2 площади парусности судна, причем рекомендуется прини-
мать наибольшее из полученных значений. В указанных рекомендациях
заметно превышаются величины упоров подруливающих устройств, на-
шедших практическое применение на крупнотоннажных танкерах.
В табл. 16 указаны крупнотоннажные танкеры, оборудованные подруг
дивающими устройствами.
В мировой практике наибольшее распространение получили подру-
дивающие устройства, представляющие собой винт регулируемого шага
В канале. В последнее время в качестве кормового подруливающего уст-
ройства начади применять струйно-реактивные устройства, использую-
Маневренность 7i
Рис. 28. Совмещенные характеристики
циркуляции трех танкеров разных лед-
вейтов на полном ходу при перекладке
РУЛЯ на 36° ПБ.
ода энергии струи ВОДЫ, выраба-
тываемой балластными либо грузо-
выми насосами, что избавляет от
необходимости специально устанав-
ливать мощные приводы. Такое
устройство имеют два финских
И два отечественных крупнртоннаж^
НИХ танкера.
Необходимо отметить, что более предпочтительным является исполь-
зование для этой цели чистобалластных насосов, поскольку при этом не
требуется специальных мер по исключению загрязнения моря.
Задачу существенного улучшения поворотливости судна можно ре-
шить при применении двухвальной энергетической установки Q двумя
винтами и двумя рулями, однако вопрос о выборе двухвальной установи
ни выходит за пределы задачи обеспечения повышенных маневренных
характеристик судна и должен решаться ₽ учетом всего комплекса тех=
НИческих И экономических факторов.
Таблица 1ё Известные примеры применив ПЯДруЛИВЭЮЩИМ УСТРОЙСТВ
ца крупнотоннажных танкерах
У Название вдиа ДедцрЙт Характеристики ПОДрулнВЗМЩИХ УирОЙУ’ТВ
Местораспо- поженив Мощность, кН г Тин ус грОЙГТВЧ
„Тнискьфи” ПО ООО Нос- Корма 8Н0 Опит в канале Струйное реактивннс
,,Жилда” 125 000 Нос- Корм 4 1 100 »> Винт В каналу То Жу
,,ОК₽апур” 130 000 Нос- 1 100 Винт в каналу
,4<рым” 150 500 Корма 1 030 4 400 ( Г|»УЙНО-рс'4КТЦйНОР
<.§рипани" 190 000 Нос- 2 200 Вит и к.иы.1с-
..Европа” 255 000 Корма 2 200 2 200 Гожу ’>
..Эгее Лсмутия” 259 000 Нос- Корма 1 620 1 100 ?> 5?
.Лнтифвр” 400 000 Нос- Корма 4 400 4 40(1 5 ?
74 Мореходные качества
Таблица 15. Некоторые характерные параметре! пера
руля крупнотоннажных танкеров
Наименование судна Водоизме- щение, т МОЩНОСТЬ энер! е!И- ческой ус- 13НОВКИ. кВ f Скорость У* Площадь пера ру- ля, м2 Отношение площади пера к проекции подводной части судна на ДП
,,Голар Нор” 121 200 17 700 17,0 5 3,25 1/70
„Киногава мару” 146 400 16 900 16.7 62,55 1 67
„Юниверс дафн" 154 000 18 330 15.0 68,91 1/65
„Крым” 182 000 22 000 16.0 85.0 1/56
Токио мару” 183 200 22 000 16.8 71,29 1 /66
„Марома” 208 300 18 390 15,9 75,4 1/67
„Мариса” 236 800 1 8 390 16,0 78,5 1/69
„Идемицу мару” 244 400 24 270 16,6 90,95 1/62
„Берге кинг” 325 000 23 600 15,4 117,0 1/66
На крупнотоннажных танкерах редко устанавливают подрулива-
ющие устройства. Это можно объяснить их относительно высокой стои-
мостью и тем, что практический эффект они дают при отсутствии хода
(либо при очень малом ходе судна — до 2 уз).
В большинстве случаев не удается получить и экономического эффек-
та путем отказа от использования буксиров для маневров в акваториях
портов и проведения швартовных операций, так как правила основных
портов жестко регламентируют необходимость использования портовых
буксирных средств независимо от налитая на судне каких-либо устройств ,
могущих их заменить.
Повышение эффективности подруливающих устройств связано с
увеличением их упора и соответственно потребляемой мощности
приводов.
Голландской компанией „Липе” разработаны рекомендации по выбо-
ру величины упора подруливающих устройств для транспортных судов.
Для танкеров, в частности, рекомендуются значения удельного упора
4—7 кг на 1 м2 площади боковой проекции подводной части судна, либо
3-6 кг на 1 м2 площади парусности судна, причем рекомендуется прини-
мать наибольшее из полученных значений. В указанных рекомендациях
заметно превышаются величины упоров подруливающих устройств, на-
шедших практическое применение на крупнотоннажных танкерах.
В табл. 16 указаны крупнотоннажные танкеры, оборудованные подру-
ливающими устройствами.
В мировой практике наибольшее распространение получили подру-
ливающие устройства, представляющие собой винт регулируемого шага
в канале. В последнее время в качестве кормового подруливающего уст-
ройства начали применять струйпо-реактивные устройства, использую-
Маневренность 75
Рис. 28. Совмещенные характеристики
циркуляции трех танкеров разных дед-
вейтов на полном ходу при перекладке
руля на 36° ПБ.
щие энергию струн воды, выраба-
тываемой балластными либо грузо-
выми насосами, что избавляет от
необходимости специально устанав-
ливать мощные приводы. Такое
устройство имеют два финских
и два отечественных крупнотоннаж-
1/ W «•
Casytfuu?, пилу
ных танкера.
Необходимо отметить, что более предпочтительным является исполь-
зование для этой цели чистобалластных насосов, поскольку при этом не
требуется специальных мер по исключению загрязнения моря.
Задачу существенного улучшения поворотливости судна можно ре-
шить при применении двухвальной энергетической установки с двумя
винтами и двумя рулями, однако вопрос о выборе двухвальной установ-
ки выходит за пределы задачи обеспечения повышенных маневренных
характеристик судна и должен решаться с учетом всего комплекса тех-
нических и экономических факторов.
Таблица 16. Известные примеры применил подруливающих устройств
на крупнотоннажных танкерах
Название судна Дедвейт Характеристики подруливающих устройств
Местораспо- ложение Мощность. кВг Тип ус i ройства
.Тииекери” 11 0 000 Нос 880 Винт в канале
Корма С । руйно-реак гивцое
,'Жилда" 125 000 Нос 1 100 ВиН1 в канале
Корма ’ > 3 о же
.Океанус” I 30 000 Нос 1 100 Винг в канале
.Крым” 150 500 1 030 ( |р\йно-реакщвное
Корма 4 400
Крит 1ани’* 100 000 Нос 2 200 Вин) в канале
J-Bpona'* 255 000 >. 2 200 Гоже
Корма 2 200
.Эссо Демсчия” 250 000 Нос 1 620
Корма 1 100
.Ашифер” 400 000 Нос 4 400
Корма 4 400
76 Мореходные качества
Рис. 29. Графические результаты испытания „зигзаг” танкера „Тииск;сри”
Рис. 30. Графические результаты испытания „спираль” танкера „Энскери”.
Маневренность 77
Третий составляющий элемент маневренности — устойчивость на кур-
се находится в некотором противоречии с поворотливостью, поскольку
суда, обладающие наилучшей поворотливостью, менее устойчивы на курсе,
и наоборот.
На основе модельных испытаний установлено, что для танкеров
с малым отношением L/B и большим 3 для улучшения устойчивости на
курсе желательно иметь как можно более смещенное в нос от мидель-
шпангоута положение центра величины, обеспечивающее отсутствие
отрыва потока в кормовой части.
Современные крупнотоннажные танкеры с повышенной полнотой и
тупыми носовыми образованиями обладают пониженной устойчивостью
на курсе и соответственно повышенной рыскливостью. Анализ натурных
маневренных испытаний большого числа таких судов показывает, что при
нормальной эксплуатационной скорости, неустойчивость на курсе дости-
гает 5 — 10°, что должно компенсироваться соответствующими переклад-
ками руля.
В практике эксплуатации крупнотоннажных танкеров большое значе-
ние имеет обеспечение безопасности маневрирования в акваториях портов
и, в частности, при проведении швартовных операций, когда необходим
непрерывный контроль скорости судна относительно грунта или берего-
вых объектов.
Считается, что скорость подхода крупнотоннажного судна к причалу
не должна превышать 2 м/мин, поэтому для измерения скорости с такой
точностью на суда в некоторых случаях устанавливают гидроакустичес-
кие доплеровские лаги, доплеровские радиолокационные системы (либо
оборудуют последними причальные сооружения).
Наиболее полная информация о всех маневренных характеристиках
судна является чрезвычайно важной для обеспечения его безопасной эк-
сплуатации. Указанная информация представляется судовой администра-
ции по результатам сдаточных маневренных испытаний, которые в оте-
чественной практике включают определение выбегов судна и параметров
его циркуляции при максимальной перекладке руля на оба борта.
В мировой практике для проверки надежности оценки скорости
поворота и устойчивости судна на курсе проводится дополнительно еще
два испытания: ,,зигзаг” и „спираль”. На рис. 29 и 30 графически пока-
заны результаты испытания ,,зигзаг” финского танкера „Тиискери”
Дедвейтом 114 430 т и испытания „спираль” однотипного танкера
„Энскери”.
78 Архитектури0-*онструктивныИ тип
ГЛАВА 4 АРХИТЕКТУРИ0‘КОНСТРУКТИВНЫЙ ТИП
§4.1
ВНЕШНЯЯ АРХИТЕКТУРА, ОБЩЕЕ РАСПОЛОЖЕНИЕ
И ОБИТАЕМОСТЬ
За последние годы архитектурный тип крупнотоннажных
танкеров сложился достаточно четко. Он характеризуется максимальной
простотой и подчинением конструктивных решений задачам прямой
функциональности и повышения технологичности постройки ( рис. 31 и
32). Для крупнотоннажных танкеров характерен короткий полубак,
у танкеров большего дедвейта он зачастую вообще отсутствует. Как
правило, отсутствует ют. Часто отказываются от характерного для танке-
ров высокого переходного мостика над верхней палубой в районе грузо-
вых танков. Верхняя палуба чаще проектируется без седловатости, погибь
бимсов обычно ломаная, а не плавная. Корма в надводной части, как пра-
вило, срезана по типу транца (рис. 33).
Рассмотрим типовое общее расположение современного крупнотон-
нажного танкера (подробнее см. рис. 121, 125} 133, 139, 142, 145, 152
и 158 главы 10).
В носовой части танкера под баком (либо под верхней палубой)
располагают помещения для хранения швартовных тросов, боцманские
кладовые, иногда плотницкие и малярные. Кроме форпика, использу-
емого для приема балласта, в большинстве случаев выгораживают дип-
танк для хранения запаса топлива, а также насосное отделение для раз-
мещения перекачивающего топливного насоса и мотопомпы.
Носовой диптанк выгораживают из условия удифферентовки, чтобы
избежать дифферента на нос по мере расходования топлива, размещающе-
го в корме.
Поскольку при размещении диптанка (обычно обогреваемого) в носу
удлиняются магистральные топливные и паровые коммуникации, жела-
тельно обеспечить удифферентовку судна, не прибегая к такому решению.
Ряд больших супертанкеров, спроектированных без носового диптанка,
являются примером того, что для танкеров определенных размеров
эта задача выполнима. В этом случае весь запас топлива помещается
в бункерах, выгораживаемых симметрично по бортам между бортами и
главными продольными переборками, пропускаемыми из района грузо-
вых танков в машинное отделение.
Между форпиковой и носовой переборками грузового насосного отде-
ления располагают грузовые танки, планировка которых подробнее
рассмотрена в §4.2.
Архитектура и обитаемость 7®
Рис. 31. Крупнотоннажный японский танкер „Токио мару”.
Рис. 32. Крупнотоннажный шведский таикер „Торсхаммер”
80 Архитектурно-конструктивный тип
Характерным для крупнотоннажных танкеров является выделение
только одного грузового насосного отделения, размещаемого в корме
между районом грузовых танков и машинным отделением.
В корму от машинного отделения размещается ахтерпик и выше —
румпельное отделение.
На современном крупнотоннажном танкере отсутствует средняя
надстройка и все жилые и служебные помещения располагаются в кор-
мовой части судна.
В средней части судна на верхней палубе в районе расположения
приемораздаточных грузовых фланцев и грузовых полумачт часто выгора-
живают одноярусные рубки, в которых, как правило, располагаются
помещения, функционально связанные с проведением погрузочно-раз-
грузочных операций (кладовая донкермана, помещение для проб груза,
хранения шлангов и т. д.).
Важным элементом внешней архитектуры, в значительной степени
определяющим силуэт танкера, является его надстройка.
Преобладающим типом кормовой надстройки является 6—7-ярусная
рубка, по ширине не доходящая до бортов. Отсутствие связи надстройки
с шириной судна позволяет разработать унифицированную рубку, приме-
няемую на танкерах достаточно широкого диапазона дедвейтов и моди-
фикаций.
Характерным является стремление сосредоточить жилые помещения
в передней башенной части, не связанной с шахтой машинно-котельного
отделения (рис. 34). Это позволяет изолировать жилую часть от основ-
ного источника шумов и тепловыделений и значительно повысить ком-
фортные условия обитаемости экипажа.
Рис. 33. Кормовая оконечность крупнотоннажного норвежского танкера .Джулиан”.
Архитектура и обитаемость 81
На открытых частях рубки в корме располагают плавательный бас-
сейн, солярий и открытую игровую спортивную площадку.
Особенностью силуэтов современных крупнотоннажных танкеров
является большая высота дымовой трубы, заметно превосходящая высоту
башенной рубки и зачастую доходящая до площадки антенны радио-
локационной станции на грот-матче, что объясняется необходимостью
вывести верхнюю часть трубы из зоны действия воздушных завихрений,
образуемых башенной частью надстройки, для обеспечения незадымляе-
мости верхнего мостика и открытых площадок кормовой части рубки.
Часто устанавливают две дымовые трубы, чтобы обеспечить хороший
обзор по корме из рулевой рубки.
Если в течение длительного периода на всех судах рассматриваемого
типа обязательным элементом надстроек являлись крылья ходового
мостика, доходящие по ширине до бортов, то в настоящее время на
ряде танкеров появились укороченные крылья мостика и даже наблю-
даются случаи полного отказа от крыльев (например, на либерийском
танкере „Ликорн оушн” постройки 1974 г.).
Это ломает сложившееся традиционное представление о порядке
управления швартовными операциями судоводителями с верхнего мости-
ка и вызывается, по-видимому, тем обстоятельством, что с ростом разме-
ров танкеров стало сложнее обеспечивать конструктивную прочность
удлиняющихся крыльев и бороться с их вибрацией.
Рассматривая вопросы обитаемости, необходимо учитывать, что
обеспечение нормальной жизнедеятельности человека в судовых условиях
находится в тесной взаимосвязи с особенностями эксплуатации крупно-
тоннажных танкеров. Ряд действующих на людей негативных психологи-
ческих факторов, являющихся специфичными для условий плавания
на судах с относительно небольшой численностью экипажа (однообразие
впечатлений, ограниченность пространства и т. д.), усугубляется такими
характерными для эксплуатации крупнотоннажных танкеров обстоя-
тельствами, как большая продолжительность рейсов, короткие стоянки,
длительный отрыв от портов приписки и т. д.
Несмотря на большой объем автоматизации процессов управления
и контроля, индивидуальные особенности людей, обслуживающих тех-
нику, или так называемый „человеческий фактор”, продолжают играть
первостепенную роль в обеспечении безопасности плавания и всей жизне-
деятельности судна.
Вследствие возрастающего потока информации увеличивается нерв-
но-эмоциональное напряжение человека-оператора, особенно с учетом
ответственности и масштабов возможных последствий от аварий такого
сооружения, как крупнотоннажный танкер. Все это создает возможность
возникновения у людей стрессовых состояний и заставляет судовладель-
цев повышать требования к уровню комфорта, а проектантов уделять
6 — 837
82 Архитектурно-конструктивный тип
все большее внимание вопросам инженерной психологии, эргономики
и эстетики. Сказанное относится прежде всего к проектированию важней-
ших оперативных центров управления судном, таких, как рулевая рубка,
центральный пост управления энергетической установкой и пост управле-
ния грузовыми операциями.
Рациональное размещение и оборудование рулевой рубки тесно свя-
зано с вопросами безопасности плавания. Ее размещение и форма в пер-
вую очередь подчиняются задаче обеспечения хорошего обзора по носу
и по корме, для чего рулевую рубку совмещают со штурманской.
На заре крупнотоннажного танкеростроения, когда начали отказывать-
ся от средних надстроек, на судах с кормовым расположением ходового
мостика стали применять телевизионные установки с расположением
телекамер на фок-мачте для улучшения обзора по носу. Однако эта идея
Архитектура и обтекаемость 83
не получила широкого распространения, поскольку плоское изображение
на экране в рулевой рубке искажало реальную ситуацию.
Анализ навигационных аварий показывает, что большая их часть яв-
ляется результатом недостаточного визуального наблюдения за окружа-
ющей обстановкой, ошибок в определении режима движения встречных
судов и в выполнении команд рулевым.
Для улучшения условий работы судоводителя оборудование и прибо-
ры в рубке стараются размещать по зональному принципу с учетом специ-
фики работы штурмана и степени автоматизации навигационных процес-
сов . Существуют, например, такие зоны:
зона управления движением судна, в которой размещаются авторуле-
вой, репитер компаса, пульт дистанционного управления главным двига-
телем либо машинный телеграф, тахометр, необходимые сигналы, пока-
84 Архитектурно-конструктивный тип
зывающие приборы лага, эхолота, часы, управление световой и звуковой
сигнализацией, внутренняя связь и средства ближней радиосвязи;
зона навигации, в которой расположены радиолокатор, радионавига-
ционные системы, автоматизированные либо механизированные средства
решения задач расхождения, штурманский стол;
зона управления швартовными операциями с крыльев мостика,
где размещаются необходимые репитеры приборов, находящихся в рубке.
На рис. 35 и 36 показаны общее расположение и внутренний вид ру-
левой рубки первого серийного отечественного крупнотоннажного танке-
ра , .Кубань”.
Немало проблем представляет собой рациональная компоновка
центрального поста управления энергетической установкой и выбор
оптимального объема информации, которые, с одной стороны, должны
отвечать требованию управления и контроля за работой установки одним
человеком и, с другой стороны, соответствовать способностям человека
к восприятию информации.
Местоположение ЦПУ в машинном отделении и организация поста
оператбра должны быть такими, чтобы обеспечивалась возможность
визуального наблюдения из ЦПУ за основными механизмами и возможно
большим районом машинного отделения, а внутри ЦПУ была создана
оптимальная рабочая зона оператора (рис. 37).
Пост дистанционного управления грузовыми операциями (ПУГО)
размещают, как правило, на ярус выше верхней палубы у лобовой над-
стройки, что делает возможным обзор грузовой палубы и удобные ком-
муникации между ПУГО и основной арматурой на верхней палубе.
Большое значение имеет создание во всех указанных выше служеб-
ных помещениях соответствующих гигиенических условий, снижающих
до минимума утомляемость оператора, что обеспечивается достижением
таких нормируемых санитарными правилами параметров, как шум,
вибрация, температурный режим и освещенность.
Значительные объемы в надстройках крупнотоннажных танкеров,
а также относительно малая численность команды создают необходимые
предпосылки для обеспечения хороших комфортных условий для эки-
пажа, которые характеризуются следующими показателями:
классность и оборудование кают;
номенклатура и оборудование общественных помещений для органи-
зации досуга и занятий спортом;
удельные величины площадей жилых и общественных помещений
на одного члена экипажа;
Эстетический уровень и качество мебели и отделки жилых и общест-
венных помещений;
Для рассматриваемого типа судов в мировой практике не существует
отдельных правил, определяющих условия обитаемости и они подпадают
Архитектура и обтекаемрсть 85
Рис. 35. Общее расположение в рулевой рубке танкера „Кубань".
7 — аварийная переносная радиостанция; 2 - прибор управления сигнализацией;
3 - секция безбатарейной связи; 4 - секция парной безбатарейной связи;
5 - секция глубины с указателем глубины; 6 - прибор управления сигнализа-
цией; 7 — пульт управления авторулевого; 8 — телефонный аппарат; 9 — за-
шивка пульта судовождения; 10 — секция громкоговорящей связи; 11 — секция
скорости; 12 — электронный блок фирмы „Юнгнер”; 13 - секция управления
ГТЗА — ВРШ; 14 - прибор управления сигнализацией; 75 — печатающий аппа-
рат фирмы „Юнгнер"; 16 - индикатор ситуации; 17 - секция радионавигации;
18 - секция электронавигации; 19 - секция цифрового счисления; 20 — пульт
информационно-вычислительного комплекса; 21, 22 — секция радионавигации;
23, 24 — индикатор навигационной РЛС; 25 — радиостанция; 26 — телетайп.
Нис. 36. Рулевая рубка танкера ,.Кубань”.
86 Архитектурно-конструктивный тип
Рис. 37. Центральный пост управления энергетической установкой танкера „Кубань”.
Рис. 38. Кают-компания и салон отдыха комсостава.
Архитектура и обитаемость 87
под действие требова- Таблица 17. Характеристики площадей жилых и
ний Международной конвенции 1970 г. о служебных помещений на крупнотоннажных танкерах
помещениях для эки- пажа на борту судов, выработанной Между- народной организацией труда. У нас в стране, необходимые требова- ния по обитаемости су- дов содержатся в „Са- нитарных правилах для морских судов СССР". В табл. 17 приво- дятся данные по пло- щадям жилых и слу- жебных помещений крупнотоннажных тан- керов, а на рис. 38 и 39 показаны интерьеры ряда общественных помещений на отечест- венных крупнотоннаж- ных танкерах. Помещения Нормы по Междуна- родной конвенции 1970 1 м2 /чел. Нормы по Са- нитарным правилам для морских судов СССР, м2 /чел. Мировая практика
Блок-каюты: капи гана старшего меха- ника старшего и офи- церского состава Каюты среднего и младшего комсостава Каюты рядового состава Кают-компания Салон комсостава Столовая команды Салон команды 7,5 7,5 4,75 1,0 1,0 20 20 12 7.51 5,5 J 4.2 L51 2,0J 1,2 Не менее пло- щади столо- вой 50 50 30 15-20 10,0 6,4 2,7
Рис. 39. Столовая и салон отдыха команды.
88 Архитектурно-конструктивный тип
Архитектура и обитаемость 89
Рис. 41. Общее расположение крупнотоннажного танкера
90 Архитектурно-конструктивный тип
Мировая практика выработала высокий стандарт комфорта эки-
пажей крупнотоннажных танкеров, за исключением ряда танкеров, плава-
ющих под так называемыми „удобными” флагами, где указанный стан-
дарт распространяется только на командный состав.
В ряде стран командному составу определенное количество меся-
цев в году разрешено плавать с семьями, что учитывается при проектиро-
вании кают.
Современный мировой стандарт комфортабельности подразумевает
оборудование блочных кают для старшего командного состава и одно-
местных кают с индувидуальными санблоками для среднего и младше-
го командного состава, а также одноместных кают для рядового состава.
Иногда предусматривают общий санблок на две каюты рядового
состава либо индивидуальные санблоки.
На рис. 40 показаны типичные планировки кают командного и рядо-
вого состава.
Многолетняя практика проектирования выработала ряд плани-
ровочных решений для надстроек, которые стали традиционными. На
рис. 41 показано общее расположение, которое можно рассматривать как
типовое для современного крупнотоннажного танкера. На первых ярусах
надстройки размещают каюты рядового состава, на верхних ярусах —
каюты командного состава. Исключение делается зачастую для ответствен-
ного за проведение грузовых операций помощника капитана, каюта
которого располагается на первом ярусе, где оборудуется и центральный
пост управления грузовыми операциями. Несмотря на то что на многих
крупнотоннажных танкерах с башенными 6—7-ярусными надстройками
устанавливают лифт, обслуживающий все ярусы надстройки и машинное
отделение, при размещении кают палубной и машинной команд обычно
сохраняется принцип приближенности к рабочим местам.
Общественные и служебные помещения группируют по принципу
их функциональной связи. Характерным примером является взаимное
расположение провизиционных кладовых, камбуза, буфетных и столо-
вых команды и. комсостава.
§ 4.2
КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ РАЙОНА ГРУЗОВЫХ ТАНКОВ
Традиционной конструктивной схемой района грузовых
танков крупнотоннажного танкера, получившей наибольшее распростра-
нение в мировом танкерном флоте до начала реализации требований
Конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 г., является
схема с двумя главными продольными переборками и минимальным
числом главных поперечных переборок, удовлетворяющих требованиям
Конструктивные схемы района грузовых танков 91
классификационных обществ о соблюдении предельных расстояний
не более 0,1 между проницаемыми переборками и не более 0,2
между непроницаемыми переборками.
Требования правил Конвенции по предотвращению загрязнения с
судов 1973 г., направленные на ограничение последствий возможных
аварий, существенно влияют на конструкцию района грузовых танков
крупнотоннажных танкеров, накладывая много дополнительных ограни-
чений на размеры грузовых танков и планировку этого района судна.
Согласно основному правилу расположение грузовых танков и их
размеры должны быть такими, чтобы вычисленный по специальным фор-
мулам гипотетический вылив груза при повреждении бортов Ос либо
повреждения днища в любом месте по длине судна не превышал
30 000 м3 либо 400 "V/ИГ',' в зависимости от того, что больше, но в любом
случае не превышал бы 40 000 м3.
Гипотетический вылив нефти должен рассчитываться по следующим
формулам: Ое = S +Sfc,Q,
os= Щ jCj),
изолированного балласта принимается равным
где И7, — объем бортового танка, считающегося повреждённым (в случае
повреждения танка
нулю), м3;
к;=1А- (Ь.-
t с
ic — поперечный
b । > t(. коэффициент к, =0;
Ci — объем центрального танка, считающегося поврежденным (для
танка изолированного балласта принимается равным нулю), м3;
=1—гН— (b i — минимальная высота рассматриваемого меж-
' S
— ширина рассматриваемого бортового танка, м;
размер предполагаемого повреждения, м). При
дудонного пространства при наличии двойного дна в районе грузовых тан-
ков, Vs — вертикальный размер предполагаемого повреждения). При
h । > v s Zj =0, а в случае отсутствия двойного дна hi =0.
При расчете гипотетического вылива нефти величина предполагаемого
повреждения принимается в трех взаимно перпендикулярных направ-
лениях.
Размеры повреждения бортов следующие: продольная протяженность
I с равна 1/3 ВД или 14,5 м (в зависимости от того, что меньше), попереч-
ная протяженность tc равна В/5 или 11,5 м (в зависимости от того, что
меньше) и вертикальная протяженность vc принимается от основной
линии вверх без ограничения.
Размеры повреждения днища: продольная протяженность lss равна
Ь±1/10 на протяжении О,ЗВ1Х от носового перпендикуляра и Ьщ/Ю или
92 Архитектурно-конструктивный тип
Рис. 42. Схема района грузовых танков танкера дедвейтом около ЗОООООт:
а - традиционная до конвенционная разбивка с минимальным количеством танков;
б - деление на отсеки, удовлетворяющие правилам Конвенции 1973 г., касающимся
расположения и размеров грузовых танков.
5 м '( в зависимости от того, что меньше) в любой другой части судна;
поперечная протяженность t s составляет В/6 или 10 м (в зависимости от
того, что меньше, но не менее 5 м) на протяжении 0,3 от носового
перпендикуляра и 5 м в любой другой части судна; вертикальная протя-
женность от основной линии v s равна В/15 или 6 м (в зависимости от то-
го, что меньше).
Метод выбора размеров повреждений по аналогии с расчетами остой-
чивости и непотопляемости обладает, разумеется, определенной услов-
ностью и синтезирует анализ статистики большого числа аварий.
Имея в виду возможность постройки сверхкрупнотоннажных судов,
для которых описанные выше ограничения представляются недостаточны-
ми, были дополнительно приняты прямые ограничения длин и объемов
грузовых танков. Так, объем любого центрального грузового танка не
должен превышать 75% пределов гипотетического вылива нефти. Длина
любого грузового танка не должна превышать 10 м или одной из следу-
ющих величин (в зависимости от того, что больше):
в случае отсутствия продольных переборок 0,1 Lll ;
при наличии одной продольной переборки в диаметральной плоскости
0,15 Llx;
при наличии двух или более продольных, переборок для бортовых
танков 0,2 ;
для центральных танков при — > —---0,2 L . ;
b 5
6; , 1
если -4- < —, то
В 5
(0,5 Al+ 0,1) при отсутствии продольной
Конструктивные схемы района грузовых танков 93
переборки в диаметральной плоскости и (0,25-^- + 0,15) L^l при наличии
продольной переборки в диаметральной плоскости.
Анализ влияния новых правил на конструкцию района грузовых
танков показывает, что оно находится в непосредственной зависимости
от размеров судна. Так, для танкеров дедвейтом 150 000 т с традицион-
ной разбивкой на грузовые танки (две главные продольные переборки
и пять поперечных непроницаемых переборок) требования правил могут
быть выполнены без увеличения количества переборок. Для танкера дед-
вейтом 300 000 т дело обстоит иначе.
На рис. 42 изображены два варианта схемы разбивки на отсеки танке-
ра дедвейтом 300 000 т, имеющего следующие главные размерения:
Lti -335 м, В-56 м, Г-22 м, //-28,5 м.
Схема, представленная на рис. 42, а, традиционная, не учитывающая
описанных выше правил Конвенции, а схема на рис. 42, б учитывает
требования этих правил. Иэ сравнения схем видно, что выполнение требо-
ваний Конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 г. для тан-
кера дедвейтом 300 000 т влечет за собой увеличение количества попе-
речных переборок с 9 до 11 и количества грузовых танков с 10 до 24. Все
это, разумеется, приводит к увеличению массы корпуса, усложнению
грузовой системы и в конечном счете к удорожанию судов.
Для танкеров большего дедвейта последствия реализации требований
Конвенции еще более заметны и, по мнению ряда авторов, требования
Конвенции 1973 г., касающиеся ограничения размеров грузовых танков
и изолированного балласта, начали оказывать сдерживающее влияние
на рост размеров крупнотоннажных танкеров.
Разумеется, очень многое зависит от выбора конструктивной схемы
района грузовых танков.
Все требования правил Конвенции 1973 г. могут быть выполнены
при различных вариантах конструкции этого района, и задача выбора
оптимальной конструктивной схемы, наилучшим образом отвечающей
специфике проектируемого судна, является одной из основных задач,
стоящих перед проектантом.
Достаточно сказать, что выбор конструктивной схемы района грузо-
вых танков оказывает существенное влияние на массу корпуса, на грузо-
вую, балластную и зачистную систему, (а порой и предопределяет выбор
типа этих систем) на трудоемкость постройки и в конечном счете на сто-
имость постройки танкера.
Кроме того, с этим вопросом тесно связаны такие важные вопросы
эксплуатации, как проведение грузовых операций и мойка танков, имею-
щие не только экономическбе, но и социальное значение, поскольку
на тех танкерах, где не применяется эффективная стационарная система
мойки с предварительной промывкой сырой нефтью, мойка и дегазация
94 Архитектурно-конструктивный тип
os
Рис. 43. Варианты конструкционных схем грузового района танкера дедвейтом
300 000 т, удовлетворяющих требованиям Конвенции 1973 г., касающимся деления
на отсеки и количества изолированного балласта: а - стандартное деление;
б - двойные борта, груз располагается только в центральных танках; в - двой-
ное дно по всему району грузовых танков; г - сочетание двойного дна и
двойных бортов
танков до сего времени остаются одной из наиболее тяжелых и трудоем-
ких операций.
Рассмотрим конструктивные схемы района грузовых танков примени-
тельно к танкеру дедвейтом 300 000 т, имеющему указанные выше глав-
ные размерения.
На рис. 43 представлен ряд конструктивных схем, каждая из которых
удовлетворяет требованиям Конвенции 1973 г. в отношении как деления
на отсеки, так и предусмотренного объема изолированного балласта.
Вариант, показанный на рис. 43, а, представляет собой традиционную
схему. Схема на рис. 43, б характеризуется наличием широко расставлен-
ных продольных переборок или, иными словами, двойных бортов и имеет
продольную переборку в ДП. Вариант на рис. 43, в отличается наличием
Архитектурные схемы района грузовых танков 95
Таблица 18. Массовые показатели корпуса танкера дедвейтом 300 000 т
при различных вариантах конструкции района грузовых танков
Наименование показателей Варианты
Рис. 43, а Рис. 43, б Рис. 43, в Рис. 43, г
Масса металлического 41 650 44 100 46 380 46 700
корпуса, т Увеличение массы корпуса — 2 450 4 730 5 050
по сравнению с вариантом о, т Соотношение масс вариантов, % 100 106 111 112
двойного дна по всей длине района грузовых танков. Вариант г имеет
двойное дно, двойные борта и одну продольную переборку в ДП.
Во всех вариантах предусматривается равное количество изолирован-
ного балласта, располагаемого в отсеках, заштрихованных на схеме.
Мировое крупнотоннажное танкеростроение имеет еще очень мало
опыта постройки танкеров с учетом конструктивных требований Конвен-
ции 1973 г., но, рассматривая доконвенционную практику, можно заклю-
чить, что наиболее распространена схема, представленная на рис. 43, а.
Количество построенных танкеров, имеющих схему в, ограничено.
Что же касается схем б и г, то они до настоящего времени ограниченно
применялись при проектировании танкеров малого и среднего тоннажа
либо танкеров специального назначения, к числу которых, например,
можно отнести строящиеся в США танкеры класса „Эколоджи” дедвейтом
около 120 000 т для перевозки аляскинской нефти.
Следует отметить, что представленная на рис. 43, в схема с двойным
дном, понижающимся от бортов к диаметральной плоскости и с тонне-
лем труб, расположенным в междудонном пространстве, защищена патен-
том так же, как и схема б, известная под названием „дуоклин”.
Рассмотрим достоинства и недостатки приведенных схем как с пози-
ции проектирования и постройки таких судов, так и с позиции их эксплуа-
тации.
Стандартная схема, представленная на рис. 43, а, наиболее гибкая
с точки зрения размещения балласта и достижения минимального расчет-
ного изгибающего момента. Как видно из табл. 18, подобная конструкция
наименее металлоемка, и трудоемкость постройки такого танкера по
сравнению с другими вариантами будет минимальна. Рассматривая этот
конструктивный тип с позиций эксплуатации, следует отметить, что опе-
рация мойки его грузовых танков будет наиболее трудоемкой из всех
рассматриваемых вариантов, так как в этом случае практически весь
бортовой набор и набор продольных и поперечных переборок развернут
в грузовые танки. При применении системы обогрева груза расход топли-
ва на обогрев для этого варианта будет также максимальным. Обеспечение
96 Архитектурно-конструктивный тип
эффективности грузовой системы для этого варианта требует применения
развитой зачистной системы либо специальных зачистных устройств.
Схема ,дуоклин” по варианту б предопределяет однозначное распо-
ложение основной массы балласта в двойных бортах, что неоптимально
с точки зрения снижения расчетного изгибающего момента. Масса метал-
лического корпуса такого танкера возрастает на величину около 6% по
сравнению со стандартным вариантом. Соответственно возрастает трудо-
емкость и стоимость постройки судна. Схема „дуоклин” обладает некото-
рыми преимуществами перед стандартным вариантом в отношении облег-
чения мойки танков, поскольку бортовой набор и набор бортовых про-
дольных переборок обращены в сторону балластных отсеков.
С точки зрения конструктивной защиты грузовых танков от возмож-
ных повреждений при столкновении или посадке на мель и соответствую-
щей минимизации вылива груза оба варианта следует признать приблизи-
тельно равноценными. Будем руководствоваться размерами поврежде-
ний, принятыми в Конвенции при определении величин гипотетического
вылива нефти. Исходя из этих критериев в варианте а повреждение борта
при столкновении захватывает максимум два бортовых танка, при этом
свыше 40% длины района грузовых танков защищено отсеками изолиро-
ванного балласта, значительно превышающими по ширине поперечную
протяженность предполагаемого повреждения.
В схеме б, хотя балласт и располагается в междубортном пространстве
по всей длине грузового района, ширина междубортного отсека, равная
6,4 м, определенная из условия равенства количества изолированного
балласта для всех вариантов, меньше значения поперечной протяженности
предполагаемого повреждения, которое для рассматриваемого судна
равно 10, 12 м.
Таким образом, при расчете гипотетического вылива груза мы долж-
ны считать, что повреждение борта так же, как и в варианте а, захватывает
два грузовых танка, что учитывается при делении судна на отсеки. В ва-
рианте б так же, как и в первом варианте, оказывается необходимым пре-
дусмотреть 18 грузовых танков.
Рассматривая повреждение днища при посадке на мель, нетрудно зак-
лючить, что оба варианта равноценны по конструктивной защищенности.
Схема с двойным дном, представленная на рис. 43, в, характеризу-
ется размещением основной массы изолированного балласта в двойном
дне и позволяет маневрировать относительно небольшим количеством
балласта, располагаемого в районе грузовых танков. Этот вариант свя-
зан со специальным рассмотрением вопроса о балластных переходах,
поскольку из-за размещения основной массы балласта в нижней части
судна и соответственно большого значения метацентрической высоты
возможна весьма стремительная качка.
При проектировании отечественных крупнотоннажных танкеров с
двойным дном для нейтрализации этого явления балластный танк, распо-
Конструктивные схемы района грузовых танков 97
ложенный в районе миделя по всей ширине судна, был оборудован как
пассивный успокоитель качки.
Масса металлического корпуса судна в рассматриваемом варианте
по сравнению с вариантом, представленном на рис. 43, а, возрастает на
11%, что влечет за собой рост трудоемкости и стоимости постройки. При
эксплуатации такой вариант имеет ряд существенных преимуществ.
Отсутствие днищевого набора в грузовых танках и наклоненное к ДП
второе дно обеспечивают высокую эффективность проведения грузовых
операций без применения специальной зачистной системы. Наличие двойно-
го дна позволяет выгородить сухой коридор труб вдоль всего грузового рай-
она, что увеличивает долговечность основных систем судна, уменьшая их
коррозию, и дает возможность применить беструбную канальную систему.
Мойка танков на таком судне упрощена из-за отсутствия днищевого набора.
В случае подогрева груза расход топлива на обогрев снижается по
сравнению со стандартным вариантом. По степени обеспеченности кон-
структивной защиты от вылива груза этот вариант при повреждении бор-
та •равноценен предыдущим, а при повреждении днища создает дополни-
тельную защиту.
Рассматривая вопрос о целесообразности введения двойного дна с по-
зиции повышения конструктивной защиты района грузовых танков от
вылива груза, необходимо принимать во внимание, что двойное дно не
гарантирует защиту от повреждения грузовых танков при посадке судна
на мель, а лишь снижает его вероятность. Так, например, расчеты показы-
вают, что в случае с танкером „Торри Каньон” наличие двойного дна не
изменило бы характера бедствия.
Более того, при посадке танкера на твердый грунт на ограниченном
участке повышенная жесткость двойного дна является неблагоприятным
фактором.
Мировая статистика аварий судов показывает, что посадки на мель
характерны для малых и средних танкеров, обслуживающих относительно
мелководные порты, и весьма редки среди крупнотоннажных танкеров,
которые обрабатываются либо на специально оборудованных глубоковод-
ных причалах в портах либо на выносных глубоководных причалах.
Распространенный вид аварий крупнотоннажных танкеров — повреж-
дение бортов при столкновениях либо навалах. Наличие двойного дна в
этих случаях не дает преимуществ. Однако масштабы последствий при
посадках крупнотоннажных танкеров на мель являются намного более
значительными, чем при других видах аварий.
Последняя схема (вариант г) является наиболее металлоемкой, мас-
са корпуса возрастает по сравнению с вариантом а на 12%. Эта схема об-
ладает достоинствами и недостатками, которые отмечались при рассмот-
рении вариантов б и в, но характеризуется лучшими условиями мойки
танков благодаря минимальному количеству набора, имеющемуся в гру-
7 — 837
98 Архитектурно-конструктивный тип
зовых танках, а также минимальным расходом топлива для обогрева
груза.
Приведенные выше соображения, касающиеся выбора конструктив-
ного типа района грузовых танков, лишь качественно оценивают все фак-
торы, связанные с этим вопросом. При разработке конкретного проекта
с учетом его специфики ( размеров судна, района плавания, необходимос-
ти обогрева груза и т. д.) проектантам необходимо производить коли-
чественную оценку затрат, связанных с выбором того или иного конструк-
тивного типа, рассматривая их во взаимосвязи с экономикой эксплуата-
ции, что позволит принять обоснованное решение.
Выполняя требования Конвенции по количеству изолированного
балласта и обеспечению посадки судна в балластном состоянии, следует
стремиться к тому, чтобы расположение танков изолированного балласта
удовлетворяло условиям достижения минимальных изгибающих момен-
тов и перерезывающих сил во всех случаях нагрузки судна.
Следует стремиться также к однородности конструкции в районе гру-
зовых танков, что снижает трудоемкость постройки за счет максимально
унифицированных секций и модулей.
Танки изолированного балласта помимо своего основного назначения
в определенной степени несут еще и функцию конструктивной защиты,
частично или полностью отделяющей груз от наружной обшивки (бортов
или днища).
В протоколе, принятом на Международной конференции в феврале
1978 г. и являющемся дополнением, к Конвенции по предотвращению
загрязнения с судов 1973 г., регламентируется так называемое безопас-
ное расположение отсеков изолированного балласта.
Согласно новым требованиям, размещение отсеков изолирован-
ного балласта (либо иных отсеков, не являющихся грузовыми танками)
в пределах района грузовых танков должно удовлетворять формуле
2РД- + SPAs > J [Lt (В + 2D) ],
где 1,РАС - площадь бортовой обшивки в пределах района грузовых
танков, защищаемая отсеками изолированного балласта от прямого
контакта с грузом, м; SP.4, — площадь днища в пределах того же района,
защищаемая от прямого контакта с грузом, м2; ./ — коэффициент, рав-
ный 0,45 для танкеров дедвейтом 20 000 т и 0,3 для танкеров дедвейтом
200 000 т (для промежуточных значений дедвейта коэффициент опреде-
ляется линейной интерполяцией); Lt - длина между носовой и кормовой
поперечными переборками, ограничивающими грузовой район, м; В —
наибольшая ширина судна на миделе, м; 1)— теоретическая высота борта
(измеренная от верхней кромки киля до верхней кромки бимса у бор-
та в миделевом сечении), м.
Конструктивные схемы района грузовых танков 99
Для танкеров дедвейтом более 200 000 т коэффициент J определяют
по формуле
J = 0.3 - (а - > 0,2,
где а = 0,25 при 200 000 т, а = 0,4 при /Ж - 300 000 т, а = 0,5
при DW - 420 000 т (для промежуточных значений дедвейтов коэффи-
циент а находится линейной интерполяцией) ; Ос и О., — значения гипоте-
тического вылива нефти, рассчитываемые по формулам, приведенным
в настоящем параграфе; Од — допускаемый вылив нефти, который не
должен превышать величины 400 у/Г) (Г либо 30 000 м3 в зависимости от
того, что больше, но в любых случаях должно быть Од <40 000 м3.
При вычислении значений РАС mPAs должны приниматься во внима-
ние ширина бортовых и высота днищевых отсеков в том случае, если
они удовлетворяют следующим условиям:
минимальная ширина бортового танка, простирающегося по высоте
от верхней палубы до днища либо до двойного дна должна быть
не менее 2 м;
минимальная высота по вертикали каждого отсека двойного дна
должна составлять В/15 или 2 м в зависимости от того, что больше.
Следует отметить, что описанное выше требование к безопасному
расположению отсеков изолированного балласта устанавливает лишь
суммарную площадь наружной обшивки, защищенной от прямого кон-
такта с грузом, и не учитывает неодинаковую вероятность повреждения
наружной обшивки в различных районах судна. В связи с этим рядом
авторов была предпринята попытка разработки системного подхода к
Оценке зависимости между делением грузового района на отсеки и воз-
можным аварийным выливом груза при повреждениях борта и днища.
Так, в частности, В. Н. Волковым и С. Ф. Глазовым предложена методика
вероятностной оценки объема вылива груза при столкновениях и посад-
ках танкеров на мель. Авторы предлагают оценивать различные схемы де-
ления пространства, вычисляя значения ожидаемого аварийного вылива
груза Q по формуле
(2 — ucQc
где Qc ~ математическое ожидание потери груза при получении пробо-
ины вследствие тарана другим судном; Qs - то же, из-за посадки на мель;
Ч- и us ~ относительные доли таранов и посадок на мель в общем числе
аварий рассматриваемых двух видов.
Исходя из статистических данных по аварийности танкеров ми-
рового флота величины и,, и us принимаются равными по 0,5 (ис + us = 1);
100 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
Qe*Q s рекомендуется определять по формулам
Qc = ZWrqc,Qs = SV#,,
где — вероятность повреждения рассматриваемого отсека или группы
смежных отсеков при получении пробоины вследствие тарана другим
судном; Ws — то же, при получении пробоины из-за посадки на мель;
qc - утечка из рассматриваемого отсека (или отсеков) при столкнове-
нии; qx - то же, при посадке на мель.
Принцип определения вероятности Атакой же, как и в Правилах
Регистра СССР, часть V .Деление на отсеки”. Указанная методика под-
робно изложена в статье [4].
ГЛАВА 5 КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА И ХАРАКТЕРНЫЕ СУДОВЫЕ
УСТРОЙСТВА СУП ЕРТ АН КЕРОВ
§ 5.1
КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА
При проектировании крупнотоннажных танкеров вопросы,
связанные с конструкцией корпуса, имеют исключительно важное зна-
чение. Правильно и рационально спроектированный корпус обеспечивает
прочность судна, во многом определяет надежность его эксплуатации
и эффективность мойки танков.
Как показано в §2.2, масса металлического корпуса достигает 85%
водоизмещения порожнего судна. Резервы уменьшения массы металли-
ческого корпуса зависят от выбора марки стали, шпаций, расстояний
между переборками и т. д. и в свою очередь непосредственно влияют
на экономику эксплуатации проектируемого судна как через стоимость
его постройки и ежегодные амортизационные отчисления, так и через
грузоподъемность, увеличивающуюся за счет уменьшения массы корпуса.
Объем корпусных работ при постройке крупнотоннажных танкеров
достигает 50% ее общей трудоемкости, поэтому повышение технологич-
ности корпусных конструкций имеет очень большое значение для заводов-
строителей танкеров [15].
Однородность конструкции корпуса в районе грузовых танков
(рис.44) создает хорошие предпосылки для обеспечения высокой техно-
логичности. путем создания унифицированных секций и одинаковых
модулей.
Разработка простых конструкций с учетом перспективы их изготов-
ления и использования высокопроизводительного оборудования верфи
Конструкция корпуса 101
при минимально возможных трудозатратах способствует сокращению
сроков и снижению стоимости постройки.
Возможность создания работоспособной и технологичной конструк-
ции корпуса должна обеспечиваться при решении такого принципиального
вопроса общего проектирования, как выбор главных размерений и обво-
дов корпуса.
Нормирование общей прочности крупно тоннажных танкеров в прави-
лах классификационных обществ связано с выбором значений минималь-
ного и требуемого моментов сопротивлений. Минимальный момент
сопротивления устанавливают в зависимости от длины, ширины и коэф-
фициента общей полноты судна. Требуемый момент сопротивления зави-
сит не только от главных размерений и коэффициента общей полноты,
но и от величины расчетного изгибающего момента на тихой воде.
Следует отметить, что Правила Регистра СССР, касающиеся нормиро-
вания общей прочности, распространяются на суда длиной до 250 м, в
связи с чем при расчетах общей продольной прочности крупнотоннажных
судов длиной свыше 250 м в отечественной практике используются прави-
Рис. 44. Конструкция корпуса в районе грузовых танков современного крупнотон-
нажного танкера.
100 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
Q,. и Q s рекомендуется определять по формулам
Г)с XWql..Qs = £H.<qs,
где If,. - вероятность повреждения рассматриваемого отсека или группы
смежных отсеков при получении пробоины вследствие тарана другим
судном; - то же, при получении пробоины из-за посадки на мель;
q,. - утечка из рассматриваемого отсека (или отсеков) при столкнове-
нии; qs - то же, при посадке на мель.
Принцип определения вероятности И такой же, как и в Правилах
Регистра СССР, часть V ,Деление на отсеки”. Указанная методика под-
робно изложена в статье [4].
глава 5 КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА И ХАРАКТЕРНЫЕ СУДОВЫЕ
УСТРОЙСТВА СУПЕРТАНКЕРОВ
§ 5.1
КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА
При проектировании крупнотоннажных танкеров вопросы,
связанные с конструкцией корпуса, имеют исключительно важное зна-
чение. Правильно и рационально спроектированный корпус обеспечивает
прочность судна, во многом определяет надежность его эксплуатации
и эффективность мойки танков.
Как показано в §2.2, масса металлического корпуса достигает 85^
водоизмещения порожнего судна. Резервы уменьшения массы металли-
ческою корпуса зависят от выбора марки стали, шпаций, расстояний
между переборками и т. д. и в свою очередь непосредственно влияют
на экономику эксплуатации проектируемого судна как через стоимость
ею постройки и ежегодные амортизационные отчисления, так и через
i рузоподъемность, увеличивающуюся за счет уменьшения массы корпуса.
Объем корпусных работ при постройке крупнотоннажных танкеров
достигает 50% ее общей трудоемкости, поэтому повышение технологич-
ности корпусных конструкций имеет очень большое значение для заводов-
строителей танкеров [15].
Однородность конструкции корпуса в районе грузовых танков
(рис.44) создает хорошие предпосылки для обеспечения высокой техно-
логичности. путем создания унифицированных секций и одинаковых
модулей.
Разработка простых конструкций с учетом перспективы их изготов-
ления и использования высокопроизводительного оборудования верфи
Конструкция корпуса 101
при минимально возможных трудозатратах способствует сокращению
сроков и снижению стоимости постройки.
Возможность создания работоспособной и технологичной конструк-
ции корпуса должна обеспечиваться при решении такого принципиального
вопроса общего проектирования, как выбор главных размерений и обво-
дов корпуса.
Нормирование общей прочности крупнотоннажных танкеров в прави-
лах классификационных обществ связано с выбором значений минималь-
ного и требуемого моментов сопротивлений. Минимальный момент
сопротивления устанавливают в зависимости от длины, ширины и коэф-
фициента общей полноты судна. Требуемый момент сопротивления зави-
сит не только от главных размерений и коэффициента общей полноты,
но и от величины расчетного изгибающего момента на тихой воде.
Следует отметить, что Правила Регистра СССР, касающиеся нормиро-
вания общей прочности, распространяются на суда длиной до 250 м, в
связи с чем при расчетах общей продольной прочности крупнотоннажных
судов длиной свыше 250 м в отечественной практике используются прави-
Рис. 44. Конструкция корпуса в районе грузовых танков современного крупнотон-
нажного танкера.
1 02 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
ла иностранных классификационных обществ или ориентируются на
разработанные ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова и принятые Регистром
СССР ,.Временные нормы прочности”.
Большое влияние на величину изгибающего момента оказывает
распределение нагрузки по длине танкера, зависящее от принятого кон-
структивного типа района грузовых танков и расположения танков изо-
лированного балласта.
У крупнотоннажных танкеров традиционного конструктивного типа
с минимальным количеством чистого балласта наибольший суммарный
изгибающий момент действует в районе миделевого сечения, когда судно
с полным грузом находится на подошве волны. Если в этом случае пус-
тые балластные танки располагаются в средней части судна, то изгибаю-
щий момент уменьшается.
Расчеты показывают, что кубатура танков изолированного балласта,
которую надлежит иметь на танкерах в соответствии с Конвенцией по пре-
дотвращению загрязнения с судов 1973 г., является даже избыточной
с точки зрения целесообразного снижения изгибающего момента
судна с -грузом, если балластные отсеки сосредоточены у миделевого
сечения.
Перед проектантом стоит задача разместить расчетное количество бал-
ласта по длине грузового района наилучшим образом, принимая во вни-
мание всю сумму обстоятельств, определяющих разбивку грузового
района на отсеки, и добиваясь получения минимального изгибающего мо-
мента на тихой воде (в пределах, оговоренных Правилами Регистра или
Нормами прочности). Эта задача довольно просто решается при традици-
онном конструктивном типе танкера (см. рис. 44,а), но заметно усложня-
ется если в районе грузовых танков имеется двойное дно, двойные борта
(либо их сочетание), и, таким образом, значительная часть балласта либо
весь балласт располагается равномерно по длине грузового района.
При проектировании отечественного танкера дедвейтом 150 000 т,
имеющего двойное дно по всей длине района грузовых танков, задача
уменьшения постоянной составляющей изгибающего момента была реше-
на выделением необходимой кубатуры под изолированный балласт в
районе миделя [15]. Следует отметить, что размещение балластных тан-
ков значительного объема в районе миделя не только уменьшает изгиба-
ющий момент на тихой воде, но и смещает от миделя его максимальное
значение ( рис- 45), а также приводит к появлению пиков перерезыва-
ющих сил в сечениях по концам балластных танков. Поэтому в отличие от
прежней практики проектантам приходится определять изгибающие
моменты и перерезывающие силы на тихой воде для нескольких
сечений по длине судна. Несмотря на то что судовой администрации в сос-
таве отчетной документации дается инструкция по загрузке судна, содер-
жащая расчетные и стандартные случаи загрузки с различным количеством
Конструкция корпуса ЮЗ
Рис. 45. Схемы эпюр изгибающих момен-
тов танкера с полным грузом на тихой
воде.
1 — изгибающий момент при отсут-
ствии порожних вместимостей в
районе миделя; 2 — то же, при
наличии порожних вместимостей в
районе миделя.
запасов, в процессе эксплуатации для контроля прочности и посадки
судна при выборе вариантов загрузки возникает необходимость проведе-
ния оперативных расчетов. В мировой практике эта задача решается
обычно с помощью моделирующих вычислительных приборов - лоди-
каторов. Отечественной промышленностью также выпускается прибор
выбора загрузки марки ПВЗС2 (рис. 46), решающий аналогичные задачи
и апробированный на плавающих танкерах. На танкере ,.Кавказ” дедвей-
том 150 000 т все расчеты, связанные с решением задач распределения
дедвейта и проверки прочности в различных сечениях по длине, экипаж
имеет возможности проводить, используя ЭВМ, установленную в составе
навигационного комплекса.
Увеличение дедвейта нефтеналивных судов, изменение соотношений
их главных размерений привели к качественному изменению роли и
характера взаимодействия основных связей корпуса.
Рис. 46. Прибор выбора вариантов загрузки судна ПВЗС-2, применяемый на оте-
чественных крупнотоннажных танкерах.
104 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
На одно из первых мест выдвигается проблема обеспечения прочности
больших танкеров, для решения которой необходимо рассматривать
корпус как пространственную систему продольных и поперечных связей,
и наряду с общей продольной прочностью оценивать и поперечную проч-
ность. Традиционное разделение прочности на общую и местную имеет
свою специфику [2] для крупнотоннажных танкеров.
Одним из наиболее эффективных методов решения задач о работе
пространственных конструкций является метод конечных элементов.
Развитию этого метода применительно к задачам строительной механики
корабля посвящено значительное количество работ в СССР и за рубежом
[10, 17, 28, 29].
Натурные исследования и опыт проектирования крупнотоннажных
танкеров показали, что наряду с вопросом обеспечения общей продольной
прочности в тщательном анализе нуждается также вопрос обеспечения
поперечной прочности при различных вариантах загрузки. Большой рост
ширины танкеров в сочетании с увеличенными расстояниями между
непроницаемыми поперечными переборками приводит к деформациям
корпуса, в значительной степени отличающимся от возникающих при
изгибе коробчатой балки, для которой справедлива гипотеза плоских
сечений. Основная роль в обеспечении поперечной прочности корпуса
принадлежит шпангоутным рамам, которые в свою очередь опираются на
главные продольные переборки, участвующие в обеспечении продольной
прочности корпуса и изгибающиеся в пролете между поперечными пере-
борками. Поперечные переборки вследствие большой ширины корпусов
супертанкеров испытывают значительные деформации сдвига и являются
по отношению к продольным переборкам проседающими опорами.
При расчете шпангоутных рам следует учитывать не только гидроста-
тическую нагрузку, но и дополнительные относительные смещения уз-
лов рам, вызванные различной податливостью бортов и продольных пере-
борок.
Ряд расчетов, проведенных за рубежом с целью анализа работы суще-
ствующих корпусных конструкций супертанкеров, позволил наметить
пути их оптимизации. Так, в частности, делается вывод о нецелесообразнос-
ти постановки усиленных днищевых и бортовых стрингеров, поскольку
значительное увеличение длины пролета этих связей, вызванное ростом
расстояний между поперечными переборками, делает малоэффективным
их участие в обеспечении прочности и может явиться причиной образова-
ния трещин в местах концентрации напряжений у поперечных переборок.
Увеличение главных размерений танкеров и рост размеров танков
вызвали в свою очередь рост размеров перекрытий, которые в плане
существенно увеличились по сравнению с размерами перекрытий на проек-
тируемых ранее обычных танкерах среднего дедвейта. Увеличение разме-
ров перекрытий наряду с существенным ростом действующих нагрузок
Конструкция корпуса 105
привело к более напряженному состоянию конструкций и узлов пере-
крытий. В результате возросла высота рамных связей, потребовалось
более тщательно анализировать вопросы устойчивости стенок рамных
связей, проектирования узлов пересечения продольных связей с рамным
набором и т. д. [1,3]. Рост размеров перекрытий повышает их податли-
вость и делает необходимым учет деформаций сдвига при расчетах балок
перекрытия [16].
Одним из главных вопросов проектирования корпуса является выбор
марки стали, оказывающий значительное влияние на массовые характе-
ристики и экономические показатели проектируемого судна.
С развитием крупнотоннажного танкеростроения большой толчок
получило применение сталей повышенной прочности, позволяющих за-,
метно уменьшить массу корпуса и, несмотря на их более высокую стои-
мость, в комплексе получить экономический эффект.
Ужесточение требований к общей прочности крупнотоннажных танке-
ров и принимаемые размерения этих судов создали необходимые пред-
посылки для применения сталей повышенной прочности с полным исполь-
зованием их механических свойств. Так, применение для района грузо-
вых танков стали 10ХСНД с пределом текучести дт = 400 МПа при проек-
тировании отечественных танкеров дедвейтом 150 000 т позволило умень-
шить массу корпуса на 2000 т по сравнению с вариантом использования
стали 09Г2, имеющей <гт = 300 МПа.
Наиболее широко применяемые в зарубежном танкеростроении
стали повышенной прочности имеют от = 300 МПа.
В отечественной практике, наряду со сталью 10ХСНД, которая про-
ходит закалку и отпуск при толщине более 16 мм, началось применение
стали 15ГБ с пределом текучести 360 МПа, проходящей только нормали-
зацию и полностью отвечающей требованиям ведущих классификацион-
ных обществ.
Однако повышение механических характеристик применяемых
корпусных сталей имеет свой верхний предел, который определяют
следующие факторы:
обеспечение минимальных строительных толщин, назначаемых прави-
лами классификационных обществ;
возможность обеспечения необходимой жесткости, надежности и дол-
говечности;
экономический эффект от применения стали повышенной прочности.
, Рассмотрение всех указанных обстоятельств в ряде случаев приводит
к выводу о нецелесообразности применения стали повышенной прочности
для всех районов корпуса. Распространенным случаем является использо-
вание ее для наиболее напряженных связей (перекрытие верхней палубы
и днища).
Следует отметить, что применение сталей повышенной прочности сти-
мулируется еще и тем обстоятельством, что многие классифицированные
106 Кострукция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
общества снизили требования к минимальным толщинам в случае приме-
нения надежных антикоррозийных средств.
В настоящее время в практике мирового крупнотоннажного танкеро-
сгроения вопросам защиты корпусов от коррозии уделяется большое
внимание. На подводных поверхностях наружной части корпуса, как пра-
вило, сочетают катодную защиту с лакокрасочными покрытиями на
эпоксидной основе. Внутренние поверхности балластных танков пол-
ностью окрашивают красками на эпоксидной основе. Что касается гру-
зовых танков, то решение не всегда бывает однозначным. Наиболее рас-
пространенным вариантом является окраска цинкокремниевой неоргани-
ческой краской подволока верхней палубы и вертикального пояса по
переборкам и бортам высотой 2-2,5 м от палубы. При этом считается, что
остальная поверхность, смачиваемая нефтью, не нуждается в дополнитель-
ной защите. Гораздо реже встречаются случаи полной окраски танков.
Довольно часто в грузовых танках применяют дополнительную защиту с
использованием цинковых протекторов. По всему объему их применяют,
как правило, в тех танках, куда предполагается в необходимых случаях
принимать балласт: в остальных танках протекторы устанавливают в ниж-
ней части, где в течение грузового рейса отстаивается так называемая
„подтоварная” вода.
Рост размеров крупно тоннажных танкеров приводит к увеличению
расстояний между переборками, особенно между главными поперечны-
ми переборками. Даже при соблюдении правил Конвенции 1973 г., каса-
ющихся предельных объемов танков, и с учетом правил классификаци-
онных обществ о предельных расстояниях между поперечными перебор-
ками (0,2 /,хх между непроницаемыми и 0,1 Лхх между проницаемыми
переборками) абсолютные величины расстояний становятся достаточно
большими. Это приводит к изменению характера нагрузок, действующих
на переборки, поскольку помимо гидростатических сил при определен-
ных условиях возникают значительные гидродинамические силы, завися-
щие от параметров качки судна, длины танка, его положения относительно
миделя и от степени заполнения танков грузом. Вопросы учета этих
сил при расчетном определении размеров листов и прочных связей пере-
борок исследованы и отражены в работах Абрахамсена и в методике,
разработанной ЦНИИ им. акад. А. Н. Крылова.
Определенный интерес представляют экспериментальные исследо-
вания гидродинамических давлений, действующих на переборки, выпол-
ненные в лаборатории сектора прочности судов ЦНИИМФа, где исследо-
валось поведение жидкости в резонансной области.
Экспериментальные данные показали, что в некоторых случаях гидро-
динамические давления достигают 50—609? статических давлений. Их зна-
чения по мере удаления от миделя превышают расчетные, полученные
по существующей методике. Так, давления на поперечные переборки
Конструкция корпуса 107
Рис. 47. Эпюра распределения гидродинамических давлений по поперечной пере-
борке.
£0 — расстояние от центра тяжести отсека до оси вращения;-----статическое
давление yh ; ---- расчетное значение гидродинамического давления;
-------результаты экспернмеита.
в носовой части судна на 40—50'% больше, чем в районе миделя, причем
динамика их возрастания не имеет линейного характера, в отличие от
расчетных значений. На рис. 47 приведены результаты сопоставления
расчетных и экспериментальных динамических давлений на поперечные
переборки танкера, имеющего LiX = 300 м, II = 30 м и длину танков 30 м,
для трех случаев положения отсеков.
В гл. 10 даны описания некоторых наиболее интересных из числа
построенных крупнотоннажных танкеров и приведены схемы их общего
расположения и конструктивных мидель-шпангоутов; рассмотрение
этих схем дает возможность проанализировать основные конструктив-
ные решения, принимаемые при проектировании корпуса.
В настоящее время танкеры даже наибольшего дедвейта строят с дву-
мя продольными переборками, в то время как на начальном этапе раз-
вития крупнотоннажного танкеростроения при большой ширине судна
иногда устанавливали третью® переборку в диаметральной плоскости
(например, танкер „Идемицу мару” дедвейтом около 200 000 т построй-
ки 1966 г.), делая ее, как правило, проницаемой. Установка третьей
переборки в целом существенно увеличивала массу корпуса и ухудшала
условия обмыва танков.
При выборе расстояния между продольными переборками принима-
ются во внимание следующие факторы:
соотношение и величины пролетов верхней палубы и днища, опреде-
ляемые постановкой переборок, должны обеспечить конструктивность
систем набора палубы и днища и получение минимальной массы палуб-
ных и днищевых перекрытий, а также самих переборок;
108 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
для увеличения жесткости кормовой оконечности продольные пере-
борки целесообразно протягивать из танковой части в машинное отде-
ление по' возможности без слома либо с минимальным сломом (при
этом в машинном отделении расстояние между продольными перебор-
ками должно удовлетворять условиям размещения энергетической уста-
новки и ее оборудования);
грузовые насосы должны размещаться между продольными перебор-
ками.
Этим условиям наиболее удовлетворяет расстановка переборок на
расстоянии 0,34—0,45 ширины судна. Для больших танкеров характер-
но применение нижнего предела. На наиболее крупных танкерах типа „Ба-
тиллус”, „Глобтик Токио”, „Ниссеки мару” (см. рис. 146, 153 и 158) про-
дольные переборки делят судно по ширине примерно на три равные части.
Расстояние между поперечными переборками, как уже отмечалось
выше, регламентируется правилами классификационных обществ. В прак-
тике проектирования до принятия Конвенции по предотвращению за-
грязнения с судов 1973 г. наблюдалась тенденция максимально возмож-
ного увеличения размеров грузовых танков.
Для обеспечения поперечной прочности и снижения воздействия гид-
родинамических нагрузок на главные, поперечные переборки практикует-
ся установка дополнительных проницаемых поперечных переборок посе-
редине длины отсека.
При проектировании танкера, удовлетворяющего требованиям Кон-
венции 1973 г., проектант наряду с решением традиционных задач должен
удовлетворить правилам Конвенции по ограничению длин грузовых тан-
ков и гипотетического вылива груза при различных авариях (подроб-
нее см. §4.2).
Продольные и поперечные переборки на крупнотоннажных танкерах
выполняют плоскими с соответствующим набором.
Применение гофрированных переборок признается нецелесообразным
с учетом характера нагрузок на переборки при их широкой расстановке,
а также недостаточной жесткости гофрированных переборок при круче-
нии судна в целом как балки. ..
Кроме того, гофрированные переборки обладают низкой жесткостью
в направлении, перпендикулярном линии гофров, что может привести
к неконструктивным размерам стоек, шельфов и к опасности появления
в них трещин.
На крупнотоннажных танкерах в пределах грузового района для всех
перекрытий, обеспечивающих общую продольную прочность (верхняя
палуба, днище, продольные переборки, борта), применяют продольную
систему набора. Следует отметить, что все классификационные общества
требуют обеспечения непрерывности продольных связей верхней палубы
и днища при пересечениях с поперечными непроницаемыми переборками.
Конструкция корпуса 109
Рис. 48. Пример конструктивного испоп- ц)
нения горизонтального сварного набора.
а - вариант, неблагоприятный с точки
зрения мойки танков; б - рекомен-
дуемый вариант.
Рамные связи поперечного на-
бора образуют замкнутые контуры.
В бортовых танках устанавливают,
как правило, по две распорки.
Конструкция набора в пределах fe
района грузовых танков непосред- Вй’
ственно влияет на качество, продолжительность и трудозатраты, связан-
ные с проведением мойки танков в процессе эксплуатации судна. Поэтому
проектантам необходимо учитывать следующие требования, вытекающие
из технологии моечного процесса:
переборки, ограничивающие грузовые танки, должны быть по воз-
можности гладкими с набором, развернутым в сторону балластных тан-
ков:
конструкции элементов горизонтального набора следует выполнять
с учетом обеспечения полного и быстрого стока промывочной воды
с вязкими остатками груза (рис. 48). Для этого помимо конструктивного
оформления набора в горизонтальном полотне необходимо предусматри-
вать вырезы, количество и размеры которых должны быть максимально
допустимыми по условиям прочности;
расположение и число вырезов и протоков в днищевом наборе необ-
ходимо предусматривать с учетом обеспечения быстрого и полного уда-
ления с днища промывочной воды (при крене и дифференте около 1
в сторону приемного патрубка насоса) в количестве, равном максималь-
ному расходу воды при одновременной работе установленных в пределах
танка гидромониторов. При этом вырезы по возможности должны дово-
диться до днища.
Необходимо отметить, что выполнение этих требований не только
облегчает мойку танков, но и способствует повышению эффективности
эксплуатации танкеров, сокращая время зачистных операций и уменьшая
количество неоткачиваемых остатков, являющихся мертвым грузом.
На рис. 49 отражены обобщенные рекомендации ио форме и раз-
мерам вырезов в элементах набора корпуса, разработанные базовой ор-
ганизацией Министерства морского флота по вопросам мойки грузовых
танков.
По массовым показателям и трудоемкости изготовления район
грузовых танков доминирует в'составе корпуса и именно поэтому требу-
ет наибольшего внимания конструктора с точки зрения технологичности
110 Конструкция корпусам характерные судовые устройства супертанкеров
Конструкция корпуса 111
принимаемых конструкций. В тех случаях, когда требования технологич-
ности вступают в противоречие с конструктивными требованиями, необ-
ходимо находить компромиссные решения, обеспечивающие безусловную
надежность конструкции и учитывающие интересы производства.
Особого внимания требуют конструкции, многократно повторяющиеся
в корпусе, как, например, узлы пересечения рамного поперечного набора
с главными продольными связями, узлы пересечения продольных связей
с непроницаемыми переборками и т. д. Например, узел пересечения рам-
ного поперечного набора с продольными связями встречается в современ-
ном крупнотоннажном танкере до 20 тыс. раз. При переходе на изготов-
ление значительной части корпуса из плоских секций на поточных линиях
типа ЕСАБ, где рамы устанавливаются по типу гребенки на обшивку
с установленными ранее продольными связями, потребовалось найти
оптимальное решение для определения выреза в раме и для типа заделки.
В результате комплексных исследований и экспериментов, проведен-
ных специалистами ФРГ, ими рекомендованы конструктивные узлы
(рис. 50), отвечающие требованиям как надежности, так и технологич-
ности.
В оконечностях танкера и в районе машинно-котельного отделения
набор выполняется по поперечной системе. Поскольку для-конструкции
оконечностей важна не только прочность, но и жесткость, зависящая от
толщины применяемого металла, стали повышенной прочности в этих
районах не применяют.
Особенно большое значение имеет обеспечение жесткости днищевого
перекрытия корпуса в районе машинного отделения, поскольку возника-
ющие здесь деформации непосредственно влияют на работу пропульсивно-
го комплекса двигатель — валопровод — винт. Некоторые аспекты этой
проблемы, относящиеся к вопросам центровки валопровода, будут рас-
смотрены в §7.4. Ниже будут изложены только вопросы деформации
корпуса, являющиеся исходными при рассмотрении центровки валопро-
вода.
Рис. 49. Рекомендуемое расположение сточных и переточных вырезов в связях
набора грузовых танков: а — в шельфах поперечных переборок; б - в скуловых
кницах; в-в рамных флорах; г - в вертикальном киле; д - в усиленных днище-
вых стрингерах; е - в днищевых стрингерах.
1 — борт; 2 — зашивка конструктивного выреза; 3 — продольная нефтенепрони-
цаемая переборка; 4 — поперечная нефтенепроницаемая переборка; 5 — скуловая
кница; 6 — вертикальный киль; 7 — килевая кница; 8 — флор рамного шпан-
гоута; 9 - продольная днищевая балка; 10 — днище; 11 — днищевой стрингер;
12 — зашивка конструктивного выреза; 13 — скула; 14 — флор промежуточного
шпангоута.
112 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
Рис. 50. Конструктивные узлы
пересечения рамного набора с
продольными связями, приспо-
собленные под технологичес-
кий цикл изготовления плос-
костных секций на механизи-
рованной поточной линии:
а - в случае Г-образного на-
бора главного направления; б-
в случае таврового набора глав-
ного направления.
Различные типы деформации корпусных конструкций в машинном от-
делении можно свести к двум основным категориям: деформации корпу-
са в целом и местные деформации корпусных конструкций. Деформации
корпуса в целом зависят от состояния загрузки судна и внешних условий
и выражаются в перегибе порожнего судна и прогибе судна с полным гру-
зом. Однако натурные измерения и исследования, проведенные примени-
тельно к крупнотоннажным танкерам рядом специалистов, главным
образом французского Бюро Веритас, показали, что в кормовой части
судна имеет место обратное явление (рис. 51). Объясняется это преоб-
ладанием сдвиговых деформаций в районе кормовой оконечности судна
при сравнительно большой массе порожнего судна и сравнительно малых
из-за достаточно острых обводов корпуса силах поддержания.
Указанные деформации корпуса поддаются расчету по существующим
методикам, являются неизбежными, и задача состоит лишь в учете резуль-
Рис. 51. Схема деформации корпуса крупнотоннажного танкера при различных
случаях загрузки: о-в порожнем состоянии; б - с грузом.
КП, НП — кормовой и носовой перпендикуляры; 1 — носовая переборка ма-
шинного отделения.
Конструкция корпуса 113
татов этих расчетов при определении технологии центровки вало-
провода.
Рассматривая влияние на работу комплекса двигатель -- валопровод
винт местных деформаций корпусных конструкций, следует иметь в виду,
что основную опору для пропульсивного комплекса создают флоры
двойного дна, которые вместе со стрингерами образуют днищевое пере-
крытие. Жесткость флоров зависит от ширины судна, увеличивающейся с
ростом его размеров. При выборе элементов конструкции двойного дна
исходя из допустимых напряжений их жесткость может оказаться недо-
статочной для предотвращения значительных деформаций, неблагоприят-
но отражающихся на работе системы двигатель — валопровод.
Вследствие изменения гидростатического давления при изменении
осадки судна двойное дно работает как мембрана, перегибаясь во время
нагрузки и прогибаясь при разгрузке. Расчеты и замеры, выполненные
для танкера дедвейтом 250 000 т, показали что вертикальное смещение
двойного дна в районе последней ступени редуктора прямо пропорци-
онально изменению осадки и по абсолютному значению может превышать
6 мм. Было установлено, что на деформацию двойного дна оказывает вли-
яние и деформация соседних конструкций бортового перекрытия, причем
характер этого влияния зависит от соотношения длин флоров и бортового
набора.
Французским Бюро Веритас были проделаны расчеты и проведены
натурные замеры местных деформаций днищевых перекрытий МО для
оценки их влияния на работу энергетической установки применительно
к двум крупнотоннажным танкерам. На одном из них днищевое перекры-
тие представляло собой двойное дно классической конструкции, а на вто-
ром в корму от редуктора выполнена конструкция повышенной жесткос-
ти, представляющая собою тройное дно.
Сравнение результатов показало следующее.
В первом случае характер общей деформации в районе носового под-
шипника редуктора показывает наличие в этом месте точки перегиба,
вызывающей изменение угла между осью большого колеса и осями веду-
щих шестерен и приводящей к изменению условий их зацепления.
Во втором случае отмечается однородный характер деформации дни-
щевого перекрытия по всей длине валопровода и отсутствие точек пере-
гиба, полученных в первом случае. Максимальная деформация замерена
в нос от главного двигателя.
Указанный пример иллюстрирует важность обеспечения необходимой
жесткости перекрытия машинного отделения, уменьшающей либо устра-
няющей влияние мембранного эффекта на работу валопровода и
редуктора.
Для решения этой задачи проектанты обычно идут по пути увеличения
высоты двойного дна, увеличения толщины листов обшивки и настила
8 — 837
114 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
Конструкция корпуса 115
днища и совмещения днище-
вых стрингеров с продольны-
ми балками.
В качестве иллюстрации
на рис. 52 схематично пока-
заны фундаменты под глав-
ный турбозубчатый агрегат
мощностью 22 000 кВт и глав-
ный упорный подшипник на
танкере дедвейтом 150 000 т,
а также под ГТЗА мощностью
17 650 кВт на танкере дед-
вейтом 140 000 т.
§ 5.2
ХАРАКТЕРНЫЕ СУДОВЫЕ
УСТРОЙСТВА СУПЕРТАНКЕРОВ
Одним из важнейших ус-
тройств крупнотоннажных
танкеров, обеспечивающих
их швартовку к причалу
и стоянку у причала при
различных погодных услови-
ях, является швартовное уст-
ройство. Правильное проекти-
рование этого устройства,
обеспечение необходимого
числа подаваемых концов,
выбор количества, типов и
характеристик швартовных
механизмов и их расположе-
ние не только гарантирует
безопасность швартовки и
стоянки танкеров, но и вли-
яет на время швартовки, тру-
дозатраты и количество прив-
лекаемых к этой операции
членов команды.
В общем виде требования
к швартовным устройствам
формулируются следующим
образом:
116 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
должны быть обеспечены достаточная мощность, прочность и распо-
ложение устройств, позволяющие подтянуть судно.к причалу без чрезмер-
ного напряжения в механизмах и без слишком большого числа участвую-
щих в операции людей;
устройства должны удерживать судно у причала в неблагоприятных
погодных условиях и при дополнительном действии течения без риска
повреждения самого судна или причала;
устройства должны быть достаточно универсальными, чтобы удов-
летворять условиям различных причалов, в том числе точечных выносных
буйковых устройств.
Требования к количеству и характеристикам швартовных устройств
регламентируются классификационными обществами. В отечественной
практике количество, длина и разрывное усилие швартовных канатов
определяют в соответствии с Правилами Регистра СССР по формулам
в функции от характеристики снабжения. Практически выбор количества
швартовов и швартовного оборудования осуществляют также и с учетом
требований судовладельца, основанных на морской практике.
На рис. 53 в графической форме приведены рекомендации фирмы
„Норвинч” по определению необходимого суммарного тягового усилия
швартовных лебедок и выбору их числа в зависимости от размеров судна.
Способы швартовки танкеров в разных портах различны, проводка
и места крепления канатов также меняются в зависимости от типа при-
чала и от погодных условий. На крупнотоннажных танкерах число
подаваемых швартовных канатов колеблется от 8 до 16.
При рассмотрении вопроса о выборе количества лебедок и канатов
стараются свести их число к разумному минимуму, что желательно для
равномерного распределения нагрузки на все канаты и для уменьшения
числа занятых людей.
Для обеспечения надежной швартовки морская практика рекомен-
дует иметь, как минимум, по два продольных и по два прижимных швар-
това с каждой оконечности танкера с рабочими углами, приведенными на
схеме (рис. 54).
Время швартовки крупнотоннажного танкера у причала обычно сос-
тавляет около 1 ч, при этом число занятых людей при их правильной рас-
становке колеблется от 10 до 18 чел.
В связи с различной степенью удлинения стальных и неметаллических
канатов в настоящее время рекомендуется однородная система (исполь-
зование либо стальных либо неметаллических канатов). На танкерах
большого размера обычно применяются стальные канаты и только в ка-
честве первых концов подаются синтетические канаты. Для подачи первых
концов рекомендуется применение лебедки с двойным швартовным бара-
баном, на котором канат остается после подтягивания судна к причалу
(рис. 55).
Характерные судовые устройства супертанкеров 117
Рис. 53. Рекоменда-
ция фирмы „Нор-
винч” по выбору
швартовных меха-
низмов в зависи-
мости от размеров
судов.
На танкерах меньшего размера наиболее распространены неметалли-
ческие канаты, которые обычно хранятся в специальных помещениях
под верхней палубой
Руководствуясь соображениями удобства и безопасности, стальные
канаты рекомендуется применять максимальной окружностью не более
140 мм. Следует отметить, что Правилами Регистра СССР запрещается
применение стальных канатов при их проводке над грузовой палубой
11 Stj Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
Конструкции применяемых швартовных лебедок позволяют остав-
лять на барабанах как стальные, так и неметаллические канаты. Широкое
применение получили автоматические лебедки, обеспечивающие постоян-
ное натяжение каната.
Заметим, что у судовладельцев не существует единых требований
по целому ряду принципиальных вопросов швартовных устройств. Так
компания „Бритиш петролиум” в своем сборнике требований, предъ-
являемых к крупнотоннажным танкерам, указывает только то, что сис-
тема швартовки должна обеспечивать швартовку судна к обычному
причалу за 20 мин с момента подачи на берег первого конца.
Компания „Шелл” в своих требованиях не задает время швартовки,
но однозначно оговаривает, что швартовные тросы должны быть стальные,
а лебедки автоматические. Этими же требованиями предусматривается,
что в носовой и кормовой оконечностях должно стоять по одной швартов-
ной лебедке для подачи первых синтетических концов.
Морская практика выработала ряд общих требований к расположе-
нию выбранного числа лебедок на палубе танкера.
, Для уменьшения числа приводных двигателей стараются объединять
приводы лебедок и совмещать лебедки с якорными механизмами
(рис. 56). Лебедки располагают так, чтобы с их помощью можно было
швартоваться на два борта и таким образом по возможности избежать
потерь, связанных с применением направляющих роульсов (рис. 57 и 58).
На рис. 59 приведены две схемы расположения швартовных лебедок,
соответствующие мировой практике эксплуатации крупнотоннажных тан-
керов.
При неблагоприятных погодных условиях для заводки дополнитель-
ных швартовов используются кнехты, которые устанавливают из расчета
один кнехт на каждый клюз.
Для швартовных лебедок на танкерах применяют паровой и электро-
гидравлический приводы, в равной мере обеспечивающие безопасность
эксплуатации танкеров. Оба типа приводов имеют свои достоинства и
недостатки.
При наличии на танкере развитой паровой системы (паросиловая
энергетическая установка, паровой привод грузовых насосов) паровой
привод палубных механизмов считается экономически наиболее эффектив-
ным, требующим минимальных капитальных затрат и эксплуатационных
расходов. Простота конструкции обеспечивает его обслуживание и ремонт
персоналом относительно невысокой квалификации. К числу недостатков
парового привода можно отнести существенное увеличение количества
подверженных коррозии изолированных труб на верхней палубе и повы-
шенную сложность автоматизации пароприводных палубных механизмов.
Электро] идравлический привод, несмотря на более высокую перво-
начальную стоимость, обеспечивает небольшие габаритные размеры уста-
Характерные судовые устройства супертанкеров 119
Рис. 55. Лебедка для подачи первых синтетических швартовных концов.
Рис. 56. Совмещенная якорно-швартовная лебедка.
120_Конструкция корпуса и характерные судОВЬ,е устройства
Рис. 57. Швартовные лебедки в средней части судна.
Рис. 58. Швартовные лебедки в кормовой части. Слева в
одачи первых синтетических канатов. ’
сторону кормы, лебедка
Характерные судовые устройства супертанкеров 121
навливаемого на верхней палубе оборудования, короткие магистральные
коммуникации гидравлических трубопроводов, эффективную защиту
против перегрузки, простое бесступенчатое управление скоростью и
легкость дистанционного автоматического управления.
В процессе постройки судна электрогидравлическая система управле-
ния требует обеспечения высокой чистоты при монтаже системы, а в про-
цессе обслуживания и ремонта — более высокой квалификации обслужи-
вающего персонала.
На отечественных крупнотоннажных танкерах проектантами и заказ-
чиком с учетом всех изложенных обстоятельств предпочтение было отда-
но электрогидравлическому приводу палубных механизмов.
В зависимости от размеров судна и количества установленных на па-
лубе механизмов обычно оборудуют две или три гидравлические станции,
которые размещают в закрытых помещениях под баком, под ютом и, в
целесообразных случаях, в рубке, расположенной в средней части судна.
В процессе эксплуатации крупнотоннажные танкеры часто швартуют-
ся к точечным выносным буйковым устройствам (рис. 60), что учитыва-
ется требованиями ведущих судоходных компаний, фрахтующих такие
танкеры. Так, для этой цели в требованиях компаний „Бритиш петро-
лиум” и „Шелл” рекомендуется установка в носовой оконечности в ди-
аметральной плоскости буксирного кнехта на расстоянии не менее 2,7 м
и не более 3,6 м от носового клюза.
122 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства супертанкеров
К числу характерных устройств крупнотоннажных танкеров относится
грузовое устройство, располагаемое в районе грузового коллектора и слу-
жащее для обеспечения его соединения с соответствующими причальными
устройствами. Требования предусматривают установку грузового устрой-
ства грузоподъемностью не менее 10 т (компания „Шелл”) либо не менее
15 т (компания „Бритиш петролиум”). Общие требования этих компаний
предусматривают необходимость обеспечения вылета устройства за борт
на расстояние 0,6 м по всей длине грузового коллектора, включая патруб-
ки для бункеровки с учетом подъема конечного фланца принимаемого
Рис. 60. Швартовка танкера у выносного буйкового устройства.
/ — швартовные концы; 2 — грузовой шланг; 3 - подводные шланги;
4 — якоря или сваи; 5 — соединительное устройство; б — трубопровод к бе-
регу; 7 — якорный канат; 8 — распределительное устройство; 9 — якорный
вертлюг.
Характерные судовые устройства супертанкеров 123
шланга над палубой на высоту 7,6 м. При этом в своих требованиях к
крупнотоннажным танкерам компания „Бритиш петролиум” оговаривает
скорость подъема, которая должна быть не менее 9,1 м/мин.
Требованиями судовладельцев оговаривается также установка в этом
районе кнехтов и клюзов для подъема и подвешивания шлангов.
Должны быть предусмотрены два комплекта клюзов на каждом бор-
ту (или на леерном ограждении), расположенные на расстоянии 1,8 м в
нос и в корму от середины грузового коллектора. Для закрепления цепей
и тросов, используемых при подвешивании шлангов, на каждом
борту танкера должны быть предусмотрены две пары кнехтов, одна
из которых располагается в нос, а другая - в корму от грузовою
коллектора. Кнехты должны находиться вне пространства палубы
между грузовым коллектором и бортом, но в непосредственной
близости. Клюзы и кнехты должны быть рассчитаны на тяювыс
усилия не менее 25,4 тс.
В районе грузовых коллекторов требуются также опоры для шлангов,
выполненные из изогнутого листа или трубы диаметром не менее 20 см
(рис. 61). Эта конструкция должна простираться в нос и в корму на рас-
стояние 0,6 м от самых крайних кромок крайних фланцев.
Если же на борту в этом районе предусмотрено постоянное леерное
ограждение, верхняя часть этого ограждения должна быть защищена
аналогичной конструкцией, причем верх этой конструкции должен нахо-
диться не менее чем на 0,7 м ниже центров клапанов грузового
коллектора.
При швартовке крупнотоннажных танкеров на рейде к точечному
причалу возникает проблема сообщения с берегом, особенно в условиях
волнения. Проблема усугубляется тем, что крупнотоннажные танкеры
являются достаточно высокобортными судами. На ряде танкеров для
этой цели предусматривают возможность приема вертолета, который
обеспечивает доставку экипажа, снабжения и провизии, на специальную
площадку аналогично танкеру „Тиискери" (см. §10.1) либо на подходя-
щий участок грузовой верхней палубы (рис. 62).
' Для отечественных крупнотоннажных танкеров в целях обеспече-
ния сообщения экипажа с береговым плавсредством было спроектирова-
но и изготовлено экспериментальное устройство, работающее по принципу
забортного лифта, движущегося по закрепленным в нижней части на плав-
средстве тросам, в которых поддерживается постоянное натяжение для
компенсации разницы в относительном перемещении судов в условиях
волнения (рис. 63).
Большая высота бортов крупнотоннажных танкеров, особенно при
балластном переходе, создает трудности приема и высадки лоцмана.
Для облегчения этой операции и Повышения ее безопасности на высоко-
бортных танкерах, согласно требованиям лоцманской Конвенции, уста-
124 Конструкция корпусам характерные судовые устройства супертанкеров
Рис. 61. Грузовые операции у нефтяного причала.
Характерные судовые устройства 125
Рис. 62. Крупнотоннажный танкер с посадочной площадкой для вертолета, разме-
ченной на грузовой палубе по правому борту (белый круг).
126 Конструкция корпуса и характерные судовые устройства
1’ис. 63. Экспериментальное устройство для рейдового подъема людей.
Грузовая, бапластная, зачистная и газоотводная системы 127
навливают специальные механизированные лоцманские подъемники,
представляющие собой скользящий по борту штормтрап, приводимый
двумя тросами, заведенными на пневматическую лебедку.
ГЛАВА 6 СПЕЦИАЛЬНЫЕ СУДОВЫЕ СИСТЕМЫ
§ 6.1
ГРУЗОВАЯ, БАЛЛАСТНАЯ, ЗАЧИСТНАЯ И
ГАЗООТВОДНАЯ СИСТЕМЫ
Грузовая система предназначена для приема и выкачки
груза в портах. Она включает грузовые насосы, трубопроводы, арматуру
и приемные устройства в танках.
Грузовой трубопровод состоит из нескольких самостоятельных
магистралей, каждая из которых обслуживает своим насосом группу
танков. Как правило, грузовые магистрали перевязаны между собой по
приемной и напорной частям таким образом, что насосы являются взаи-
мозаменяемыми. На соединительных трубах устанавливаются запорные
элементы для обеспечения перевозки различных сортов груза.
Заполнение танков с берега производится береговыми средствами
через палубную магистраль по стоянкам.
Основным требованием, предъявляемым к грузовой системе крупно-
тоннажного танкера, предназначенного для перевозки сырой нефти, яв-
ляется ее максимальная простота и обеспечение заданного времени погру-
зочно-разгрузочных операций.
Грузовая система является основной системой танкера, определя-
ющей эффективность проведения грузовых операций в комплексе с сис-
темой зачистки и газоотводными устройствами. От ее типа и комплекта-
ции грузовыми средствами непосредственно зависят время стоянки суд-
на при грузовых операциях и степень использования танкера для од-
новременной перевозки различных сортов груза.
Мировой опыт постройки и эксплуатации крупнотоннажных танкеров
позволил выработать ряд основных стандартных требований, предъявля-
емых фрахтователями к грузовым системам и касающихся их произво-
дительности. а также расположения приемо-раздаточных колонок на гру-
зовой палубе. Выполнение этих требований позволяет эксплуатировать
суда на традиционных линиях мировых перевозок нефти. Ниже приводят-
ся требования, разработанные компаниями „Шелл” и „Бритишпетролиум”
и предъявляемые к фрахтуемым ими крупнотоннажным танкерам, пере-
возящим сырую нефть.
Грузовая система, с учетом разбивки района грузовых танков, должна
обеспечивать перевозку не менее двух сортов груза в пропорции 5(У% :50%
128 Специальные судовые системы
либо 25%:75%. Должна быть возможна как одновременная, так и после-
довательная выгрузка, при этом допускается частичное смешивание груза
в трубопроводах при последовательной выдаче (или приеме).
Производительность грузовой системы должна обеспечивать разгруз-
ку (включая зачистку) в течение 15 ч при напоре в судовой магистрали
не ниже 115м вод. ст.
Грузовые трубопроводы и газоотводные устройства должны созда-
вать возможность налива однородного груза береговыми средствами с
часовой интенсивностью, эквивалентной 10% от чистой грузоподъемности.
Требованиями предусматривается возможность параллельного и од-
новременного проведения и завершения грузобалластных операций как
во время погрузки, так и во время выгрузки, при этом в любой момент
судно должно иметь загрузку не ниже 30% его полного дедвейта для обес-
печения мореходности.
Для возможности сопряжения с имеющимися погрузочно-разгру-
зочными устройствами и арматурой стандартных глубоководных неф-
тяных причалов предусматривается ряд специальных требований к распо-
ложению грузовых коллекторов на верхней палубе. Середина грузового
коллектора должна находиться на миделе судна или отстоять от него
ие более чем на 3 м в любом из направлений.
Высота центров присоединительных фланцев над палубой должна
составлять 90 см. При большей высоте должна предусматриваться ста-
ционарно прикрепленная к палубе рабочая площадка, отстоящая от цент-
ров фланцев на расстоянии 90 см.
В том случае если рабочая площадка совмещается с конструкцией
поддона для сбора протечек, она должна быть покрыта решетчатым на-
стилом и отступать от кромок крайних фланцев в нос, в корму и к ДП
на 60 см.
На грузовом коллекторе должно располагаться не менее четырех
отростков с фланцами диаметром 40,6 см, устанавливаемых таким обра-
зом, чтобы расстояние между центрами было не менее 2,1 м, а отстояние
от борта к ДП равнялось 4,6 м.
Для подсоединения грузового коллектора от стандартных клапанов
к береговым шлангам требованиями предусматривается снабжать судно
комплектом переходных соединений под фланцы 10,1x20,3 см, 10,1х
х25,4 см, 10,1x30,4 см.
Между клинкетами грузового коллектора и переходниками преду-
сматривается установка проставок длиной 40 см, опора которых должна
быть рассчитана на нагрузку от шлангов, равную 4 тс.
В настоящее время в наиболее распространенных вариантах комплек-
тования крупнотоннажных танкеров грузовыми насосными средствами
предусматривается установка от двух до четырех грузовых насосов
производительностью каждый в диапазоне 3,0—6,0 тыс. м3/ч.
Грузовая, балластная и газоотводная системы 129
Каталогами специализированных насосных фирм предусматривается
возможность поставки насосов производительностью до 12 000 м3/ч,
однако наибольшими из известных примененных насосов являются насо-
сы производительностью 9000 м3/ч (танкер „Блоиск” дедвейтом
240 000 т, танкеры „Райла” и „Рания” дедвейтом 220 000 т, где установ-
лено по два таких насоса).
Наиболее мощные насосные станции (4x6000 м3/ч) применены на тан-
керах типа „Батиллус” дедвейтом 540 000 т и типа „Глобтик Токио” дед-
вейтом 483 000 т.
Самым распространенным типом привода для грузовых насосов
является турбинный, причем для супертанкеров с мощностью главного
двигателя 22,0—26,0 тыс. кВт потребная для привода грузовых и балласт-
ного насоса мощность доходит до 50% мощности главного двигателя.
Стандартное расположение грузового насосного отделения — в нос от
переборки машинного отделения, при этом насосное отделение является
коффердамом между машинным отделением и грузовыми танками.
Грузовые насосы применяются двух типов: горизонтального и верти-
кального.
Применение горизонтальных грузовых насосов, при котором как при-
вод, так и насосная часть опираются на конструкции двойного дна, не соз-
дает проблем спаривания приводной части с насосной, однако требует,
как правило, большей длины машинного отделения.
Использование вертикальных насосов (рис. 64), требующее слома
носовой переборки машинного отделения, позволяет сократить длину
машинного отделения и несколько ниже опустить насосную часть, улуч-
шив условия всасывания. В этом варианте заметно увеличивается длина
промежуточного вала, причем насосная и приводная части опираются
на различные конструкции корпуса, лежащие в разных плоскостях и под-
вергающиеся в условиях эксплуатации судна различным деформациям,
что требует принятия специальных мер (шарниры Гука, эластичные муф-
ты) для обеспечения надежной работы подшипников комплекса привод —
вал — насос.
Центробежные грузовые насосы не обеспечивают выбор остатков
груза по причине прохватывания воздуха к концу выгрузки при работе
без подпора на всасывании, что вызывает необходимость применения
специальных зачистных систем.
Грузовая и зачистная системы фактически полностью дублируют
Друг друга, отличаясь только типом и производительностью насосных
средств и диаметром магистралей.
Поскольку производительность зачистных насосов небольшая, время
полной зачистки составляет до 30% общего времени выгрузки танкера.
Наличие двух дублирующих систем—грузовой и зачистной - удоро-
жает первоначальную стоимость судна, загромождает насосное отделение
9 — 837
130 Специальные судовые устройства
Рис. 64. Вертикальный грузовой насос.
1 — турбопривод; 2 — газонепроницаемый
сальник; 3 — шарнирное соединение; 4 —
насос.
и усложняет автоматизацию грузовых опера-
ций из-за наличия дополнительного количест-
ва механизмов и арматуры. Именно поэтому
на современных крупнотоннажных танкерах
распространилась тенденция отказа от специ-
альной зачистной системы с передачей ее
функций грузовой системе путем внедрения
ряда конструктивных мероприятий, улучшаю-
щих условия всасывания грузовых насосов.
Рассмотрим ряд применяемых в мировой
практике принципиальных схем грузовых сис-
тем, отвечающих изложенному выше принципу.
Одним из типов высокоэффективной грузовой системы, находящим
применение на танкерах, перевозящих один сорт нефти, является „система
безнапорного потока”, предложенная фирмой „Бритиш петролиум”
(рис. 65). Эта система основана на свободном перетекании нефти через
переборочные клинкетные двери, которые соединяют между собой все
грузовые танки. При наливе либо сливе все грузовое пространство танке-
ра благодаря открытию клинкетных дверей с гидроприводами превраща-
ется в один грузовой отсек. При сливе нефть перетекает в кормовой танк,
откуда забирается грузовыми насосами (рис. 66).
Высокая эффективность системы основана на том, что выгрузка про-
изводится при максимальной производительности грузовых насосов
вплоть до последнего танка.
Значительное преимущество этой системы состоит в сокращении
длины трубопроводов и в соответствующем снижении потерь напора,
поскольку приемные трубы располагаются только в кормовом танке.
Перетекание нефти в сторону всасывания обеспечивается соответст-
вующей удифферентовкой и кренованием при помощи переборочных
клинкетов, позволяющих увеличить либо уменьшить поток нефти в нуж-
ном направлении.
К недостатку этой системы по сравнению со стандартной линейной
системой можно отнести меньшую гибкость в эксплуатации.
Для обеспечения надежного всасывания грузовых насосов из послед-
него кормового танка в последнее время получила применение система
заливки из небольшого танка, расположенного выше насосной части грузо-
Грузовая, балластная, зачистная и газоотводная системы 131
грузки; 3 - танки изолированного балласта; 4 - задвижки на переборках.
1ых насосов (рис. 67). Нефть из этого танка циркулирует через насос
I танк, одновременно приводя в действие эжектор, зачищающий кормо-
вой танк.
На танкерах с обычным конструктивным исполнением грузового
района наибольшее распространение получила стандартная линейная
трубная система, примером которой может служить грузовая система
танкера .Диссеки мару” (см. рис. 147).
Для возможности отказа от автономных зачистных систем рядом
фирм разработаны специальные устройства с целью автоматического уда-
ления воздуха из приемного трубопровода и уменьшения производитель-
ности грузовых насосов при окончании выкачки либо обеспечения вса-
сывания путем рециркуляционной заливки насоса.
К числу таких устройств относятся системы „Сентри-стрип”, .Дрима-
вак”, „Селф-стрип” и ряд других, где применяются вакуум-насосы и эжек-
торы для удаления воздуха либо клапаны и приемные храпки специальной
конструкции.
132 Специальные судовые системы
В системе „Сентри-стрип” (рис. 68) применена вакуумная ус-
тановка. Основную часть времени грузовые насосы работают с
полной нагрузкой. По мере падения уровня в танках количество
воздуха, поступающего в воздухоотделитель 1 увеличивается.
Из воздухоотделителя воздух
удаляется вакуумной установкой
(5-72), сохраняя уровень в воз-
духоотделителе постоянным. В
случае увеличения поступления
Рис. 67. Метод заливки грузового насоса
при зачистке грузового танка.
1 — зачистной эжектор; 2 — отстой-
ный танк; 3 — насосное отделение;
4 — грузовой насос; 5 — грузовой
танк; б — приемная труба грузового
насоса; 7 — приемная труба зачист-
ного эжектора.
Грузовая, балластная, зачистная и газоотводная системы 133
воздуха уровень нефти падает. Это отмечается дифференциальным дат-
чиком давления 2, подающим сигнал на привод клапана 3 на напорной
магистрали насоса, который в свою очередь прикрывает клапан 4, снижая
тем самым производительность грузового насоса. При уменьшении уров-
ня в танках, сопровождающемся увеличением поступления воздуха в воз-
духоотделитель, клапан 4 все больше закрывается и к концу выгрузки он
почти полностью закрыт.
Весь процесс выгрузки контролируется с пульта управления и по
соответствующим манометрам 13 и 14 можно контролировать положе-
ния пневматического клапана 5 и задвижки 4 типа „баттерфляй”.
Существует также вариант системы, где изменение производительнос-
ти грузовых насосов регулируется с помощью изменения частоты вра-
щения турбопривода, что является предпочтительным с точки зрения
экономичности в пределах, обеспечивающих необходимый напор
в системе.
В отличие от описанной выше системы устройство „Прима-вак”
основано на принципе обеспечения всасывания грузового насоса путем
рециркуляции (рис. 69).
При нормальной работе грузового насоса и наличии нормального
потока через трубку Вентури, расположенную перед клапаном „Прима-
вак” и являющуюся датчиком системы, весь поток направляется по напор-
ной магистрали. В случае срыва всасывания насоса при понижении уровня
в грузовых танках в трубке Вентури происходит разрыв потока, вызы-
вающий изменение давления в клапане „Прима-вак”, который от-
крывается и через клапан 4 и рециркуляционную трубу 6 в цистерну
2 сливается весь объем груза, находящегося в напорной магистрали
между клапанами 7 и 3, восстанавливая т.аким образом всасывание
насоса. Полный цикл от срыва всасывания до его восстановления
составляет 30 с.
Все указанные устройства предназначены для повышения эффектив-
ности грузовой системы путем увеличения времени работы грузовых
насосов на полную мощность, исключения ручного управления и отка-
за от применения зачистной системы.
Наиболее эффективно грузовая система может функционировать при
наличии двойного дна в районе грузовых танков, когда грузовые насосы
имеют подпор на всасывании вплоть до завершения выгрузки. При этом
обеспечивается полная зачистка грузовой системой без применения специ-
альных устройств, а отсутствие срыва всасывания при понижении уровня
в танках обеспечивается путем регулирования производительности гру-
зовых насосов. Конструктивно такая система может быть выполнена
трубной либо канальной. Примером трубного варианта системы являют-
ся грузовые системы танкеров типа „Крым” и „Мобил Пегасус”
(см. §10.2 и § 10.3).
134 Специальные судовые системы
Машинное
отделение
Грузовая, балластная, зачистная и газоотводная системы 135
Канальные системы иногда встречаются на комбинированных судах,
но на танкерах с двойным дном они распространения не получили. При-
чиной этого, по-видимому, является их пониженная ремонтопригодность
по сравнению с вариантом, где трубы проходят в сухом коридоре. В слу-
чае появления свищей или трещин в каналах единственным методом
ремонта является сварка, что вызывает необходимость производства
большого объема сложных работ по дегазации коридора и танков.
С внедрением конвенционных требований о необходимости изоли-
рованного балласта обязательным становится наличие достаточно разви-
той системы изолированного балласта со своими автономными насосами.
Поскольку такая система дает возможность проведения балластных
операций параллельно с грузовыми, очевидной является целесообразность
ее проектирования исходя из условий обеспечения балластных операций
за время, не превышающее время проведения грузовых операций.
Что касается условий работы и выбора типа системы, то все эти
вопросы тесно связаны с выбором конструктивного типа района грузовых
танков, вариантов размещения балласта и в общем виде являются ана-
логичными тем вопросам, которые решаются при проектировании грузо-
вых систем.
Следует только обратить внимание на необходимость специальных
мер по обеспечению эффективности откачки балласта из междудонных
отсеков в случае выбора конструктивного типа танкера с двойным дном.
На отечественных танкерах для этой цели предусмотрена откачка балласта
через вакуум-танк.
По своему назначению тесно связана с грузовой системой газоотвод-
ная система, предназначенная для удаления газовоздушной смеси из тан-
ков в атмосферу во время погрузки и для снятия избыточного давления,
возникающего при изменении температуры.
С развитием крупнотоннажного танкеростроения, увеличением интен-
сивности налива и внедрением систем инертного газа осложнилась задача
удаления значительного количества газов на безопасное расстояние от па-
лубы и жилых надстроек.
Рис. 68. Схема системы „Сентри-стрип”.
1 — воздухоотделитель; 2 — дифференциальный датчик давления; 3 — привод
клапана на нагнетании; 4 — клапан типа „баттерфляй”; 5 — пневматический
клапан; 6 — вакуумный резервуар; 7 — вакуумный клапан; 8 — невозврат-
ный клапан; 9 — вакуумный насос; 10 — электропривод вакуумного насоса;
21 — ‘ воздушный фильтр; 12 — холодильник воздушного фильтра; 13 — ва-
куумметр; 14 — манометр; 15 — клапан подачи воздуха.
136 Специальные судовые системы
Рис. 69. Схема устройства.,При-
ма-вак”.
/ — грузовой насос; 2 —
рециркуляционная цистер-
на; 3 — клапан ,,Прима-
вак”; 4 — автоматический
клапан; 5 - труба выхо-
да воздуха; 6 — рециркуля-
ционная магистраль; 7 —
клалан на напорной магист-
рали; 8 — контрольный кла-
пан воздушной магистрали.
Традиционные газоотводные системы, объединяющие танки одной
группы в магистральные трубопроводы, отводящиеся на мачты, оказа-
лись не в состоянии обеспечить новые условия работы, что привело к пе-
реходу на автономные трубопроводы от каждого танка. Отличительной
особенностью этой системы является то, что каждая газоотводная труба
на конце снабжается специальным клапаном, создающим большую ско-
рость истечения газов.
Значительную проблему в практике эксплуатации танкеров представ-
ляет вопрос обеспечения долговечности трубопроводов, в особенности
грузобалластных. Трубы этой системы подвержены как механическому
износу из-за наличия тяжелых примесей в транспортируемых средствах,
так и действию общей и язвенной коррозии. Долговечность грузобал-
ластных трубопроводов предопределяется в основном выбором матери-
алов труб системы и скоростей движения сред.
Для рассматриваемой системы мировой практикой и отечественными
нормативными материалами установлено, что скорости движения сред
по трубам не должны превышать 3 м/с.
Начиная с 50-х гг. в мировом танкеростроении широкое распростра-
нение начали получать трубы, изготовленные из модифицированного
чугуна (чугуна с шаровидным графитом), который обладает высокой
прочностью, пластичностью, хорошими литейными свойствами, а также
низкой стоимостью. Коррозионная стойкость труб из такого чугуна более
чем в 5 раз выше, чем у стальных труб, при этом чугунные трубы не под-
вержены воздействию язвенной коррозии. В настоящее время отечествен-
ной промышленностью проводятся работы по освоению выпуска таких
труб для судостроения.
Системы мойки танков и предотвращение загрязнения моря нефтью 137
§ 6.2
СИСТЕМЫ МОЙКИ ТАНКОВ И ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ
ЗАГРЯЗНЕНИЯ МОРЯ НЕФТЬЮ
При периодической мойке грузовых танков преследуются
такие цели:
подготовка танков для приема балласта;
предотвращение нарастания твердых неоткачиваемых остатков нефте-
продуктов;
подготовка для дегазации перед ремонтом и докованием.
В практике эксплуатации в каждом балластном переходе попеременно
моют около 30% танков.
Мойка танков, даже при современных эффективных стационарных
системах, довольно трудоемкая операция, требующая затрат труда, мате-
риальных расходов и принятия специальных мер по предотвращению
загрязнения моря при сливе воды за борт.
Внедрение правил Конвенции по предотвращению загрязнения с судов
1973 г., касающихся изолированного балласта, значительно уменьшает
объемы мойки, но не исключает ее полностью, поскольку конвенционное
количество изолированного балласта не обеспечивает мореходности
судна в штормовых условиях, когда приходится принимать балласт в
часть грузовых танков.
Одной из важных задач эксплуатации является предотвращение
нарастания твердых неоткачиваемых остатков нефтепродуктов, которые
для танкера дедвейтом 250 000 т после выгрузки могут составить от
1400 до 2200 т. Это важно как с точки зрения предотвращения снижения
полезной грузоподъемности, так и с точки зрения уменьшения объема
мойки, который повышается с ростом неоткачиваемых остатков. В связи
с этим большой интерес представляет метод предварительной мойки
танков сырой нефтью.
По опубликованным данным, применение этого метода позволяет
уменьшить количество неоткачиваемых остатков для танкера дедвейтом
250 000 т до 300—450 т за счет размыва сильной струей нефти твердых
отложений на днище танков и на других горизонтальных корпусных кон-
струкциях.
Метод мойки сырой нефтью не исключает традиционную мойку во-
дой, а облегчает ее, значительно уменьшая количество воды, необходимое
Для мойки.
Для мойки нефтью используются стационарно установленные моеч-
ные машинки и система. Мойка проводится в среде инертного газа, при-
чем должен быть строгий контроль за тем, чтобы содержание кислорода
в атмосфере танка не превышало 8%. Использование переносных машинок
138 Специальные судовые системы
при мойке нефтью запрещается. Поэтому в тех случаях, когда система
водяной мойки спроектирована так, что после использования стационар-
ных гидромониторов требуется обязательная домывка переносными
машинками, обеспечение качественной мойки нефтью с помощью только
стационарных гидромониторов требует изменения их программы либо
числа циклов.
Обычно мойку нефтью производят в период выгрузки. Если верхние
конструкции танков можно мыть по мере падения уровня груза, то днище
моют только после полного осушения танка.
В настоящее время метод предварительной мойки танков сырой
нефтью получил широкое признание. Международной палатой судоход-
ства совместно с Международным морским форумом нефтяных компаний
(ОКИМФ) в 1976 г. выпущено специальное руководство по проведению
такой мойки. Протоколом 1978 г. с дополнениями к Конвенции преду-
сматривается требование об обязательной промывке сырой нефтью тан-
ков, в которые возможен прием „штормового” балласта, на всех новых
танкерах дедвейтом 20 000 т и более. В протокол включено специальное
правило, содержащее требования к системе и процессу мойки танков сы-
рой нефтью.
Тем не менее, как следует из сказанного выше, несмотря на проведе-
ние мероприятий, способствующих сокращению частоты и объема во-
дяной мойки танков, она, хоть и в меньших масштабах, продолжает
оставаться необходимой операцией.
Резкое увеличение габаритов танков с ростом размеров танкеров пот-
ребовало изменения традиционных способов мойки с использованием
переносных моечных машинок. На крупнотоннажном танкере примене-
ние старой системы потребовало бы привлечения большого количества
судового персонала и значительных затрат ручного труда и времени,
что противоречит тенденции внедрения автоматизации, механизации
труда и сокращения количества экипажа.
Рядом фирм („Сален и Викандер”, „Батерворс”) были разработаны
новые принципы мойки танков, базирующиеся на применении высокона-
порных гидромониторов, смонтированных в танках стационарно (рис. 70).
Каждый ствол работает на воде с давлением 8—12 кгс/см2 и имеет
пропускную способность 160—190 м3/ч. Сопло ствола дает сильную струю
воды с эффективной плотностью на расстоянии до 40 м. Движение ствола
состоит из комбинации вращательного движения вокруг вертикальной
оси и качательного вокруг горизонтальной оси, создавая спиральную
форму обмыва с хорошим охватом поверхностей танка. Привод и управ-
ление движением стволов осуществляется переносной установкой, рабо-
чей средой для которой является воздух либо та же моечная вода, сли-
ваемая в танк. Частоту вращения ствола можно менять от нуля до двух
оборотов в минуту. Угловое движение ствола в вертикальной плоскости
Системы мойки танков и предотвращение загрязнения моря нефтью 139
Рис. 70. Стационарный гидромонитор для
мойки танков.
1 — управляющая съемная головка;
2 — подача воды; 3 — палуба; 4 — пово-
ротный ствол.
можно также варьировать. Программу
движения ствола можно выбирать таким
образом, чтобы по времени обмывка
концентрировалась на участках танка,
наиболее загрязненных и сложных с
точки зрения их обмыва.
В настоящее время разработаны
различные конструкции гидромонито-
ров, допускающие различное заглубление
под верхнюю палубу и позволяющие
производить их установку внутри тан-
ков со стационарным силовым приводом.
Следует отметить, что благодаря
высокой энергии струи от гидромони-
торов ржавчина и различного рода отло-
жения размельчаются на мелкие части-
цы и удаляются насосом вместе с водой.
Таким образом, применение этой систе-
мы избавляет экипаж от самой тяжелой
работы по очистке танка - ручного
сбора и удаления ржавчины и от-
ложений.
Описываемая система работает от
грузовых насосов. При этом один насос
подает воду в систему через стационарно
проложенную палубную магистраль,
имеющую разводку к каждому гидромонитору, а другой насос откачи-
вает воду из моющихся танков. Мойка производится при закрытых
лючках на верхней палубе.
Поскольку образование статического электричества сочтено наи-
более вероятной причиной случавшихся взрывов в танках во время
мойки крупнотоннажных танкеров, существующими международными
рекомендациями и отечественными нормативными документами пред-
писывается высоконапорную мойку проводить только в среде инертных
газов.
Эффективность высоконапорной гидромониторной моечной системы
зависит в первую очередь от двух факторов: выбора числа гидромониторов,
140 Специальные судовые системы
которое обычно составляет 4 ед, на один танк, и выбора их местораспо-
ложения с учетом конструкции корпуса и набора в танках. Практика
показывает, что при проектировании судна, не имеющего близкого анало-
га, обычно не удается сразу добиться оптимального решения этой задачи
и в систему приходится вносить коррективы по опыту эксплуатацион-
ной мойки головного судна.
В отличие от описанной системы, требующей ручного вмешательства
на палубе (установка переносных приводов, манипуляции с арматурой)
фирмой „Батерворс” (Англия) предлагается полностью автоматизирован-
ная система мойки „Лавоматик”. В этом случае приводной и программи-
рующий механизм, работающий от моющей воды, устанавливается ста-
ционарно на каждый гидромонитор.
Система приводится в действие из поста грузовых операций с по-
мощью дистанционно управляемых клапанов.
Поскольку после завершения грузовых операций количество неотка-
чиваемой нефти на танкерах обычной конструкции достаточно велико,
для облегчения последующей мойки, а также дегазации танков шведской
фирмой „Сален и Викандер” предложен новый метод предварительного
удаления оставшейся нефти — метод „скимклин”. Он основывается на
заполнении танка балластом до определенного уровня ниже подпалубного
набора для исключения отсекающего влияния набора. Остаточная нефть
отстает от днища и других конструкций и всплывает на поверхность-воды,
образуя на ней слой. Внутрь танка опускается складной буй специальной
конструкции, который плавает на поверхности таким образом, что его
отсасывающие отверстия находятся в слое нефти (рис. 71). Через шланг
буй подключен к всасывающему агрегату производительностью 50 м3/ч.
Конструкция буя позволяет опускать его через стандартные отверстия для
переносных моечных машинок. После употребления буй складывается
сам при вытягивании из танка.
Различают два способа мойки танков: по замкнутому и разомкнутому
циклам.
Мойка танков по замкнутому циклу заключается в многократном
использовании промывочной воды без слива ее за борт при непрерывно-
проточном отстое этой воды от содержащейся в ней нефти в специальных
танках (рис. 72).
Мойка танков по разомкнутому циклу осуществляется при сливе
за борт отстоявшейся промывочной воды с контролем содержания в ней
нефти.
Метод мойки по замкнутому циклу имеет свои достоинства и
недостатки. Основное его достоинство состоит в существенном умень-
шении количества сливаемой за борт воды и более высокой эконо-
мичности при использовании подогрева моющей воды и моющих
средств.
Системы мойки танков и предотвращение загрязнения моря нефтью 141
Рис. 71. Принцип выборки исоткачиваемых
остатков нефти по методу „скимклии”.
Недостатками этого метода являют-
ся увеличение слоя эмульсии при мно-
гократной циркуляции и снижение эф-
фективности мойки при ухудшении сепа-
рации в отстойном танке.
Поскольку прием балласта в часть
грузовых танков в штормовых усло-
виях и периодическая мойка танков
неизбежны в практике эксплуатации тан-
кера, также неизбежной является и проб-
лема слива воды при соблюдении сущест-
вующих норм и правил, направленных
на предотвращение загрязнения моря.
Правила Конвенции 1973 г. жестко
регламентируют условия, при которых
разрешается слив нефтесодержащей воды
с танкеров. Такой слив допускается
при одновременном соблюдении следу-
ющих условий:
танкер должен находиться в пути
за пределами особых районов, где слив
вообще запрещен, и на расстоянии более
50 морских миль от ближайшего берега;
мгновенная интенсивность сброса
нефти не должна превышать 60 л на
морскую милю:
общее количество сброшенной в мо-
ре нефти с новых танкеров не должно
превышать 1/30 000 общего количества
груза, из которого образовался ос-
таток;
на танкере должна быть действую-
щая система автоматического замера и
контроля над сбросом и соответственно
оборудованные отстойные танки;
количешво отстойных танков долж-
но быть не менее двух, а их суммарная
вместимость -- не менее 2% кубатуры
142 Специальные судовые системы
грузовых танков. Для быстрого и точного определения в отстойных
танках положения поверхности раздела нефть — вода должны предусмат-
риваться специальные индикаторы поверхности раздела;
система автоматического замера и контроля над сбросом нефти долж-
на оснащаться самопишущим устройством для непрерывной регистрации,
сброса нефти в литрах на морскую милю и общего количества сброса
либо регистрации содержания нефти и интенсивности сброса с показания-
ми времени суток и даты. Эта система должна включаться при любом
сбросе в море нефтесодержащей воды и обеспечивать прекращение сброса,
если его мгновенная интенсивность превысит установленную правилами
предельную величину 60 л на морскую милю.
Известны две системы автоматического замера и контроля содержа-
ния нефти, которые по своим паспортным данным удовлетворяют ука-
занным выше требованиям: это английская система „Бейли” (рис. 73)
и система, разработанная шведской фирмой „Сален и Викандер”, основан-
ная на комбинированной регистрации цвета и паров газа с помощью
фотооптического и газомерного приборов.
Рис. 72. Схема мойки танков по замкнутому циклу.
1 — гидромонитор; 2 — грузовая магистраль; 3 — отстойный танк; 4 — подогре-
ватели отстоя; 5 — прибор автоматического замера и контроля нефтееодержа-
ния; 6 — слив за борт; 7 — нефтеводяной сепаратор; 8 — зачистная магистраль:
9 - подогреватель моющей воды; 10 - грузовой насос; 11 - зачистной насос;
12 - эжектор; 13 — переливная труба из отстойного танка 1-й ступени в танк 2-й
ступени.
Системы мойки танков и предотвращение загрязнения моря нефтью 143
Рис. 73. Установка фирмы „Бейли” для автоматического замера и контроля нефте-
содержания в сбрасываемых водах.
144 Специальные судовые системы
Согласно требованиям Конвенции 1973 г. на новых танкерах трубо-
проводы для сброса в море нефтесодержащих вод должны быть выведены
на открытую палубу или к борту судна выше ватерлинии, соответству-
ющей наибольшей осадке судна при балластном переходе. Правилами
Конвенции 1973 г. требуется также наличие специального поста на судне,
расположенного с учетом возможности визуального наблюдения за сли-
вом и оборудованного эффективной связью (телефон, радио) с постом
инструментального контроля за сбросом либо средствами непосредст-
венной остановки слива.
Следует отметить, что правила разрешают сброс под ватерлинию не
только изолированного, но и чистого балласта, определяемого в Конвен-
ции 1973 г. как балласт в танке, очищенный после последнего рейса с
грузом нефти так, что сток из танка при неподвижном судне в спокой-
ную воду и в ясный день не приводит к появлению видимых следов неф-
ти (либо замеренное инструментально содержание нефти в стоке не пре-
вышает 15 ч. на миллион)..
Для выполнения требований Конвенции 1973 г. по нормам слива неф-
ти требуется применение эффективной системы отстоя и очистки нефте-
содержащей промывочной воды или грязного балласта.
В отечественной практике действует ОСТ 5.5057—71 „Система мойки
грузовых танков. Правила и нормы проектирования”, в котором сформу-
лированы требования к устройству и оборудованию танков.
Согласно этим правилам отстойные танки, располагающиеся в непос-
редственной близости от грузового насосного отделения, должны состоять
из двух сообщающихся между собой емкостей, образующих двухступен-
чатую систему проточного отстоя (см. рис. 72).
Танк 1-й ступени предназначается для отстоя в нем промывочной во-
ды от основного количества отмытых остатков груза. Танк 2-й ступени
обеспечивает более полный отстой воды, что дает возможность ее после-
дующего использования в качестве моющей.
Минимальная вместимость отстойного танка 1-й ступени должна быть
не менее 2,5 объема, занимаемого остатками груза, отмываемого со всех
внутренних поверхностей грузовых танков за одну мойку.
Конфигурацию отстойных танков рекомендуется выбирать таким об-
разом, чтобы высота была наибольшей при минимальной площади сво-
бодной поверхности.
В мировой практике, еще задолго до принятия Конвенции 1973 г.,
исследования вопроса о контроле за сбросом нефти с танкеров привели
к разработке метода погрузки поверх остатков, именуемого в мировой
практике методом LOT, сущность которого состоит в следующем: со-
держащие нефть сточные воды не сбрасывают непосредственно за борт,
а собирают в специальный танк, где производится сепарация воды с после-
дующим ее сливом за борт. Отстоявшаяся нефть перекачивается в грузо-
Системы мойки танков и предотвращение загрязнения моря нефтью 145
вой танк, и в следующем рейсе груз принимается поверх этого отстоя.
В порту выгрузки отстой выдается на берег вместе с грузом. Для танке-
ров, не имеющих конвенционного количества изолированного балласта,
характерен регулярный прием забортной воды в грузовые танки после
завершения выгрузки для обеспечения мореходности в балластном пере-
ходе. Согласно системе LOT после некоторого времени основная масса
балласта из танков откачивается за борт за исключением слоя толщиной
около 2 м, представляющего собой отстой с высоким содержанием нефти.
Этот отстой собирается в отстойном танке вместе с промывочной водой,
где происходит сепарация в течение определенного времени, после чего
вода откачивается за борт. В процессе этой операции необходимо следить
за положением границы нефть — вода и при возникновении опасности по-
падания нефти во всасывающую магистраль насоса следует остановить
насос на тот период, пока снова не произойдет дополнительное отстаива-
ние. После повторения этого цикла 2—3 раза в отстойном танке остается
нефть и небольшое количество воды.
В процессе освоения этот метод неоднократно усовершенствовался,
вместо одного отстойного танка во многих случаях стали применять
два танка, а затем, по мере ужесточения международных требований
к нормам слива нефтепродуктов, стали дополнительно использовать
нефтеводяные сепараторы (рис. 74).
По сообщению ряда компаний, эксплуатирующих крупнотоннажные
танкеры с такими системами, благодаря комбинации двух отстойных
танков с эффективным нефтеводяным сепаратором содержание нефти
в сливе не превышает 30 ч. на миллион. Однако, как указывалось выше
при таком содержании нефти сливаемая вода не удовлетворяет принятому
в Конвенции 1973 г. определению чистого балласта.
Рядом судовладельцев используются системы с тремя отстойными
танками (рис.. 75).
Норвежский корабельный исследовательский институт в рамках
работ, проводимых ИМКО, применительно к танкерам дедвейтом
200 000—350 000 т провел исследование возможности усовершенствова-
ния системы очистки моющей воды и разработал рекомендации для вари-
анта с тремя отстойными танками. Предполагается выгородить отстойные
танки путем деления кормового центрального танка двумя поперечными
переборками либо использовать как сточные кормовые бортовые танки
и центральный танк между ними. Таким образом, три танка при после-
довательном соединении будут обеспечивать ступенчатое отстаивание.
Поскольку в первом танке остается основное количество нефти и
осадков, его конструкция должна допускать легкую очистку благодаря
устройству гладких стенок и днища. В танке, где происходит вторая
ступень сепарации, также рекомендуется применять гладкое днище, а
третий танк может иметь конструкцию, аналогичную грузовым.
10 — 837
146 Специальные судовые системы
За основной параметр при расчете вместимости сточных танков реко-
мендуется принимать максимальный суммарный расход моющей воды.
Так, первичный отстойный танк должен иметь объем, по крайней мере
в 4 раза превышающий расход воды на мойку в танках за час. Вторичный
отстойный танк должен иметь объем, по крайней мере в 2 раза больше
объема первого танка.
Третий танк должен быть в 2 раза больше первого танка. Из третьего
танка далее забирается вода при мойке по замкнутому циклу.
Системы инертных газов и контроля газового содержания 147
Придор-указа- Коагулирующий сепаратор
тель количества
нефти, содержа-
щейся в воде
Чистая
вода
Возврат нефти Впуск нефти,
-------...< 'смешанной с
водой
Первая ступень се- |
парации, происходя- |
щая в центре от- f
стоиного танка
Нефть
Вторая
ступень
сепарации
Чистая
вода
Водо-
Третья
ступень
сепара-
ции
Нефть
Нефть
-^2~~—вода~~.
z—Z—':~Г
насосное
отделение
— Вода —
Рис. 75. Схема трехкаскадной системы отстоя нефти.
Наиболее эффективным методом мойки и очистки, по-видимому,
является комбинация следующих операций:
1) мойка танков сырой нефтью для доведения до минимума неотка-
чиваемых остатков;
2) мойка танков забортной водой по замкнутому циклу и с примене-
нием в необходимых случаях домывки переносными машинками;
3) применение трехкаскадной системы с тремя отстойными танка-
ми и использованием нефтеводяного сепаратора.
§ 6.3
СИСТЕМЫ ИНЕРТНЫХ ГАЗОВ
И КОНТРОЛЯ ГАЗОВОГО СОДЕРЖАНИЯ
Взрывоопасная атмосфера в грузовых танках создается
при содержании углеводородов в процентах по объему от 1,5% (нижний
предел воспламеняемости) до 11,5% (верхний предел воспламеняемости)
и при содержании кислорода более 11% по объему.
Анализ атмосферы грузовых танков на различных стадиях эксплу-
атации танкера показывает, что во многих случаях (окончание выгрузки,
пустые танки, грузовые танки после откачки балласта, в процессе мойки
танков и т. д.) концентрация газов в танках является взрывоопасной.
148 Специальные судовые системы
Известны три способа предотвращения образования взрывоопасной
атмосферы в танках:
искусственное поддержание концентрации паров углеводородов
в атмосфере танков выше верхнего предела воспламеняемости;
искусственное поддержание концентрации паров углеводородов
в атмосфере танков ниже нижнего предела воспламеняемости;
искусственное снижение содержания кислорода в атмосфере ниже
минимально необходимого для поддержания процесса горения.
Опыт применения первых двух способов показал, что они не гаран-
тируют взрывобезопасность танкеров при эксплуатации; наиболее надеж-
ным был признан третий способ. Он основан на заполнении свободного от
груза объема танков инертными газами, содержащими минимальное
количество кислорода.
Система инертных газов создает взрывобезопасную атмосферу и из-
быточное давление в танках на всех этапах эксплуатации танкера. В пе-
риод разгрузки танкера это достигается превышением производительнос-
ти системы инертных газов над производительностью выгрузки. В осталь-
ные периоды (ход с грузом, балластный переход, мойка танков) подпор
и необходимая концентрация газов обеспечиваются с помощью систем
автоматики и контроля газов, содержащихся в танках.
Кроме надежного обеспечения взрывобезопасности система инертных
газов создает дополнительные преимущества, а именно:
снижается коррозия внутренних поверхностей танков благодаря
резкому уменьшению содержания кислорода в атмосфере танков и умень-
шению частоты мойки танков;
ускоряется процесс выгрузки благодаря подпору в танках, создава-
емому системой инертных газов;
уменьшаются потери груза на испарение при-ходе с грузом благодаря
наличию над поверхностью груза газовой подушки с избыточным дав-
лением.
Исследования компании „Бритиш петролиум” показывают, что вы-
игрыш только от снижения степени коррозии покрывает расходы на ус-
тановку и эксплуатацию системы инертных газов.
В настоящее время в Конвенцию по сохранению человеческой жизни
на море введено обязательное требование об оборудовании крупнотон-
нажных танкеров дедвейтом свыше 100 000 т системами газов. Основны-
ми элементами систем являются: источник или генератор инертных газов,
очищающие и охлаждающие устройства, газодувки, водяной затвор,
магистрали подачи газа в танки и система сигнализации.
В качестве инертных газов там, где это возможно, используются
дымовые газы главных либо вспомогательных котлов, поскольку этот
способ является наиболее экономичным.
В тех случаях когда на танкере нет развитой котельной установки,
применяют автономные генераторы газа.
Системы инертных газов и контроля газового содержания 149
Системы инертных газов выполняются по следующей схеме (рис. 76) :
инертные газы от дымоходов паровых котлов или от автономных газо-
генераторов поступают в скрубберы различных типов, где охлаждаются
и очищаются благодаря непосредственному контакту с забортной водой,
и далее цетробежными газодувками подаются в палубную магистраль
через водяной затвор.
Обычно устанавливают две газодувки, работающие одновременно
в период разгрузки, когда требуется максимальная производительность.
Для поддержания избыточного давления в этом, самом тяжелом режиме,
производительность системы, т. е. суммарная производительность газоду-
вок, выбирается на 25% больше суммарной производительности одновре-
менно работающих грузовых средств. На переходах судна для компенса-
ции утечек и поддержания постоянного избыточного давления работает
только одна газодувка.
Для обеспечения нормальной работы газодувок при повышении
давления в грузовых танках предусматривается либо рециркуляционный
трубопровод, соединяющий напорный трубопровод со скруббером, либо
на напорной магистрали устанавливается отросток с предохранительным
клапаном удаления избытков газа в атмосферу.
Важнейшим элементом систем инертных газов всех типов является
водяной затвор, устанавливаемый на верхней палубе вне пределов МКО с
целью полного исключения возможности попадания газов из танков
в дымоход котла и в МКО. Применяются водные затворы трех типов:
„мокрый”, „полусухой” и „сухой” (рис. 77).
Рве. 76. Принципиальная схема системы инертных газов.
7 — Дымоход котла; 2 — скруббер; 3 — газодувки; 4 — рециркуляционный тру-
бопровод; 5 — водяной затвор.
150 Специальные судовые системы
Рис. 77. Схемы водяных затворов: а „мокрый"; б - „полусухой; в - „сухой".
Системы инертных газов и контроля газового содержания 151
Более предпочтительными являются затворы „сухого” типа, не увлаж-
няющие газ перед подачей его в танки.
Для возможности использования газодувок при вентиляции танков
в схемах, как правило, предусматривается возможность забора газодув-
ками свежего воздуха.
Для охлаждения и очистки инертных газов во всех схемах применя-
ются аппараты только контактного типа (рис. 78). При всем разнообра-
зии скрубберов существуют общие тенденции в развитии конструкции
этих аппаратов. Все они имеют вертикальную конструкцию и основаны на
принципе противотока, когда газы движутся снизу вверх, а вода — сверху
вниз.
В более ранних конструкциях широко применялись заполнители
из колец Рашига, керамических колец и т. п.; в поздних — контакт с во-
дой осуществляется в пространстве и происходит интенсивное распыле-
ние воды. Это позволяет снизить массу и габариты аппаратов, а также по-
высить их эффективность как с точки зрения охлаждения газов, так и
очистки их от различных примесей.
По мере расширения применения систем инертных газов наблюдается
тенденция к полной автоматизации их работы (рис. 79).
Основным регулирующим органом является многоступенчатое реле
давления, устанавливаемое на главной распределительной магистрали.
Система включается при падении давления до нижнего предела в любом
Рис. 78. Конструктивные схемы скрубберов: а — конструкция с заполнителем;
б ~ конструкция с пространственным распылением.
I — трубка Вентури; 2 — наполнитель.
152 Специальные судовые системы
Рис. 79. Схема автоматизированной системы инертных газов.
1 — скруббер; 2 — датчик температуры газа; 3 — автоматический клапан на охлаждающей магистрали; 4 — датчик
давления воды; 5 — манометры; 6 ~ автоматический клапан на газовой магистрали; 7 — газодувки; 8 — импульсная
труба от палубной махистрали; 9 — реле давления; 10 — трубопровод рециркуляции; 11 — датчик уровня.
Системы инертных газов и контроля газового содержания 153
из танков и выключается при достижении верхнего предела давления
во всех танках. Имеется защита от повышения температуры газа за скруб-
бером и газодувками. Предусматривают также защиту при подаче воды
в скруббер и при повышении содержания кислорода в инертном газе
выше 6%.
Для дополнительного снижения коррозии внутренних поверхностей
танков инертные газы иногда осушают после их охлаждения и очистки
перед подачей в грузовые танки. С этой целью за скруббером устанавли-
ваются блоки осушения различной конструкции и принципа действия.
В практике эксплуатации нормальный рабочий цикл системы начи-
нается с нейтрализации атмосферы в чистых пустых танках, которые
продуваются инертными газами группами по 3—4 танка одновременно до
тех пор, пока содержание кислорода в атмосфере танков не уменьшится
до 2—59?. После этого в танках устанавливается давление около 6,9 кПа,
система отключается и ставится на автоматический режим. Если по каким-
либо причинам до начала погрузки происходит падение давления в танках
ниже 0,98 кПа, система включается и вновь поднимает давление до 6,9 кПа,
после чего отключается. Таким образом, к наливному причалу танкер
прибывает с танками, заполненными инертным газом. Во время погрузки
поступающий в танки груз вытесняет инертный газ, который удаляется из
танков через газоотводную систему.
К концу погрузки под уровнем груза остается ,.подушка” инертного
газа давлением, определяемым настройкой газовыпускного клапана газо-
отводной системы, которая должна несколько превышать величину
6,9 кПа.
Автоматизированная система инертных газов в грузовом переходе
должна поддерживать давление газовой подушки в диапазоне 6,9—0,98 кПа.
Частота включения системы в этот период зависит от внешних атмосферных
условий и в первую очередь от суточных перепадов температур. Как по-
казывает практика, включение происходит не чаще одного раза в сутки
на 5-10 мин, в течение которых одна газодувка восстанавливает давление.
Во время разгрузки производительность подачи инертного газа в
танки несколько превышает производительность выгрузки, что создает
постоянное избыточное давление в танках. Таким образом, к концу
выгрузки танки оказываются заполненными инертными газами.
В том случае если после выгрузки предполагается мойка танков либо
полная их дегазация для возможности производства в них каких-либо
работ, пустые танки вентилируют инертным газом. После этого, при необ-
ходимости, газодувки переключаются на нагнетание свежего воздуха
с целью полной дегазации танков. При этом содержание кислорода должно
составлять свыше 20% объема танков.
Содержание газа в танках контролируется путем отбора проб или
с помощью специальной системы газового анализа. В мировой практике
154 Специальные судовые системы
широкое распространение получила система „Салвико” шведской фирмы
„Сален и Викандер”, позволяющая осуществлять непрерывный контроль
за концентрацией углеводородов, азота и двуокиси углерода, а также
кислорода. Система состоит из датчиков, размещаемых в танках в нужном
количестве и в необходимых местах, палубных станций, многожильного
трубопровода, отсасывающего пробы насоса, блока анализатора, показы-
вающего прибора и сигнализации. Вся система монтируется стационарно.
Принцип работы систем следующий.
Из грузовых танков отбираются с помощью насоса пробы атмосферы
и по пробоотборным трубкам подаются в блок анализатора. Обычно в каж-
дом танке имеется по две точки для отбора проб — одна в носовой, другая
в кормовой части; от 3 до 6 точек подсоединяют к палубной станции
(рис. 80). Многожильные пробоотборные трубы соединяют каждую палуб-
ную станцию с блоком анализатора, где смонтирован насос, отсасывающий
Рис. 80. Структурная схема системы газового анализа „Салвико” (а) и табло управ-
ления (б).
7 точка отбора проб; 2 — палубная станция; •_? — многожильные пробоот-
борные трубы; 4 - блок анализатора и табло управления.
Развитие энергетических установок супертанкеров 155
пробы из танков. В газоанализаторе определяется концентрация газов,
после чего соответствующие сигналы и измерения поступают на табло
управления, которое обычно располагается в посту управления грузовы-
ми операциями.
На табло показывается мнемосхема района грузовых танков с указа-
ниями точек отбора, кнопка пуска насоса, собственный выключатель
каждой пробоотборной точки, устройства сигнализации и измерительный
прибор, показывающий концентрацию газов. С табло выполняются все
операции управления.
ГЛАВА 7 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
§ 7.1
РАЗВИТИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
СУПЕРТАНКЕРОВ
Мощности энергетических установок, применяемых
для современных крупнотоннажных танкеров, находятся в пределах
18 400- 5 1 500 кВт.
Рост размеров крупнотоннажных танкеров, сопровождающийся
увеличением мощностей главных двигателей, послужил мощным импуль-
сом для развития судовой энергетики и в первую очередь турбо- и дизеле-
строения. Мощности малооборотных дизелей лежат в пределах 18 400—
22 000 кВт, причем в последние годы имеется тенденция к дальнейшему
их повышению в связи с ростом размеров дизелей и повышением среднего
эффективного давления.
Мощности главных двигателей наиболее крупных строящихся танке-
ров, передаваемые на одном валу, составляют 33 100—36 800 кВт. В на-
стоящее время этому значению мощностей могут удовлетворять как
паротурбинные ГТЗА, так и дизели, таким образом, необходимые на-
ибольшие реальные значения мощностей для крупнотоннажных танкеров
уже не могут ограничивать выбор того или другого типа энергетической
установки.
В том случае, если тип главного двигателя не задан однозначно заказ-
чиком судна и проектант не связан практическими ограничениями в выбо-
ре типа главного двигателя в рассматриваемом диапазоне мощностей, этот
вопрос становится одним из основных, подлежащих решению на самой
ранней стадии проектирования.
Основными критериями выбора типа главного двигателя являются
экономические показатели проектируемого судна, что проверяется техни-
ко-экономическим расчетом для сравниваемых вариантов. В процессе
проектирования отечественных танкеров такие сравнительные расчеты
156 Энергетические установки
были проведены для трех вариантов энергетической установки: паротур-
бинной установки (ПТУ) с высокими параметрами и промежуточным
перегревом пара, установки с малооборотным дизелем „Бурмейстер и
Вайн” марки K98FF и установки дизель-редукторного агрегата (ДРА)
со среднеоборотными дизелями ,Дилстик” марки PC2V.
Ниже кратко излагается методика проведения сравнения и приводят-
ся результаты расчета. Для объективности сравнения принимались сле-
дующие положения:
суда с рассматриваемыми вариантами энергетических установок
имеют одинаковые грузоподъемность, кубатуру танков и скорость;
У всех трех вариантов одинаковая номенклатура общесудового обо-
рудования;
количество экипажа на танкерах с ПТУ и малооборотным дизелем
одинаковое, а у варианта со среднеоборотным дизелем на 2 чел. больше
с учетом большего объема ремонта и обслуживания.
Обеспечение равной грузоподъемности и кубатуры сравниваемых
танкеров потребовало некоторого увеличения главных размерений вари-
антов с дизелями и привело к увеличению массы порожнего судна.
Характеристики сравниваемых вариантов приведены в табл. 19.
Для всех вариантов было принято единое топливо типа ДМ с ценами
по действующему прейскуранту оптовых цен.
Стоимость смазочных материалов принималась для варианта ПТУ —
1,5%, для малооборотных дизелей - 7% и для среднеоборотных дизелей —
10% от стоимости топлива.
В табл. 20 приведены технико-экономические показатели сравнива-
емых вариантов, полученные в результате расчетов. Из таблицы следует,
что паротурбинный вариант имеет лучшие показатели.
Публикуемые аналогичные технико-экономические сравнения,
проведенные зарубежными авторами, обычно касаются паротурбинных
установок со стандартным циклом без промежуточного перегрева пара с
удельным расходом топлива 272 -286 г/(кВт-ч). Результаты этих рас-
четов, учитывающие происшедший за последние годы рост мировых
цен на топливо, довольно близки для паротурбинного варианта и варианта
с малооборотным дизелем и колеблются в ту или иную сторону, как пра-
вило, в зависимости от того, какую отрасль машиностроения представля-
ет автор.
При выборе энергетической установки принимается во внимание
также целый ряд факторов, которые трудно в явном виде учесть в техни-
ко-экономическом анализе. В первую очередь это относится к степени
надежности принимаемой установки, что особенно важно при эксплуа-
тации такого дорогостоящего сооружения, как крупнотоннажный танкер,
где возможные убытки от простоев из-за аварий могут намного превы-
шать разницу в экономичности различных типов энергетических устано-
Развитие энергетических установок супертанкеров 157
Таблица 19. Характеристики сравниваемых вариантов танкера дедвейтом
около 150 000 т с паротурбинной и дизельными установками
Наименование ПТУ Дизель K98FF ДРЛ
Длина между перпендикулярами, м 272,0 274,2 272,0
Ширина, м , 45,0 45,0 45,0
Высота борта, м 24,8 25,4 25,7
Осадка с грузом, м 17,0 17,0 17,0
Масса порожнего судна, т 27 560 28 960 27 830
Грузоподъемность на рассматрива- 148 400
смой линии, т
Кубатура грузовых танков, м3 190 000
Расчетная скорость, уз 16,3
Мощность энергетической. 22 000 23 170 22 950
установки, кВт
при при при
85 об/мин 100об/мин 85 об/мин
Удельный расход топлива на уста- 249 215 218
новку, г/ (кВт ч)
Численность экипажа, чел. 34 34 36
Таблица 20. Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов
танкера дедвейтом около 150 000 т с паротурбинной
и дизельными установками
Показатели ПТУ Дизель K98FF ДРА
Провозоспособность за гол на линии
Черное морс Куба, тыс. т Себссюимость. руб.: 1363 1363 1363
1 1 груза 2,75 2,96 3,0
1000 тонна-миль 0,42 0,46 0,46
Себестоимость, '/< Капиталовложения, руб.; 100 108 109
на 1 । груза 16,87 17,9 17,68
на 1 00 тонна-миль 2,60 2,75 2,72
Капиталовложения, 7< 100 106 105
Прибыль за год,'/ 100 97 96
Эффективность капиталовложений, % Показатель приведенных затрат, руб.: 44 41 41
на 1 т । руза 4,44 4,75 4,77
на 1000 Тонна-миль 0,68 0,74 0,73
Показатели приведенных затрат, 100 107 107
158 Энергетические установки
вок. С другой стороны, необходимо учитывать особенность танкера,
как типа судна, требующего значительного количества пара для обогрева
груза, а также больших мощностей для привода грузовых насосов, кото-
рые в большинстве случаев принимаются турбоприводными. В результате
на дизельных танкерах приходится устанавливать достаточно развитую
котельную установку.
В практике мирового танкеростроения малооборотные дизели уже
завоевали достаточно прочные позиции в диапазоне мощностей 18 400—
27 200 кВт для танкеров дедвейтом до 200 000 т. В январе 1977 г. в
мировом портфеле заказов насчитывалось 60 танкеров такого дедвейта,
из них около 60% составляли танкеры с малооборотными дизелями. Доля
заказанных дизельных танкеров большего дедвейта составляла 10%.
В связи со значительным ростом мировых цен на топливо все большее
значение приобретает проблема снижения эксплуатационных расходов на
энергетическую установку эа счет уменьшения расхода топлива и исполь-
зования топлива дешевых сортов. Учитывая возрастающую конкуренцию
со стороны дизельных энергетических установок, следует ожидать, что
указанное обстоятельство будет стимулировать развитие высокоэко-
номических паротурбинных установок с высокими параметрами и проме-
жуточным перегревом пара.
Шведской фирмой „Сталь—Лаваль” спроектирована установка с про-
межуточным перегревом пара и параметрами 541° С и 10 300 кПа, имею-
щая удельный расход топлива 238 г/ (кВт . ч).
Компанией „Шантье де Атлантик” (Франция) при участии фирм
„Сталь—Лаваль”, „Бабкок и Вилькокс” (США) разработан проект ПТУ с
промежуточным перегревом пара мощностью 25 000 кВт, с удельным рас-
ходом топлива 230 г/(кВт ч), температурой пара 610°С и давлением
14 120 кПа. В дополнение к главному котлу обычного тина предусматри-
вается установка автономного пароперегревателя, использующего новый
способ сжигания топлива. Несмотря на применение ВФШ. предусмотрен
валогенератор мощностью 1000 кВт с системой синхронизации частоты
тока.
В печати появились сообщения о том, что фирма „Дженерал элек-
трик” заключила контракт с управлением торгового флота США на проек-
тирование ПТУ следующего поколения с удельным расходом топлива
в пределах 223—234 г/(кВт ч) с учетом обеспечения энергией общесу-
довых нужд. При этом предполагается применить схему с промежуточ-
ным перегревом пара и доведением параметров пара до 565°С и
16 573 кПа, используя опыт создания мощных тепловых электростанций.
Следует отметить, однако, что планируемое повышение температуры
пара сверх общепринятого в настоящее время порога, которому соответ-
ствуют 515 —520 С, приведет к необходимости перехода с ферритных
сталей на новые материалы.
Развитие энергетических установок супертанкеров 159
Наряду с развитием и применением на крупнотоннажных танкерах
традиционных типов энергетических установок проводятся исследования
в области применения новых типов энергетических установок. В первую
очередь это относится к атомным установкам. Собственно говоря, атом-
ную энергетическую установку (АЭУ) можно рассматривать как частный
случай паротурбинной установки, где вместо главных паровых котлов
применена атомная паропроизводящая установка, главными элементами
которой являются реактор и парогенераторы.
Сравнение обычной ПТУ с АЭУ в практически применяемом для тан-
керов диапазоне мощностей показывает, что стоимость АЭУ и масса с уче-
том биологической и конструктивной защиты, а также вспомогательной
котельной установки и принимаемого для нее запаса топлива превышают
аналогичные показатели обычной ПТУ. Невысокие параметры пара, выра-
батываемые ядерными пароп^оизводительными установками (давление
3923 кПа и температуры 300 С) по сравнению с применяемыми в обыч-
ных ПТУ, не позволяют получить достаточно высокий КПД цикла.
С учетом этих обстоятельств, а также принимая во внимание эксплу-
атационные затраты, связанные с заменой тепловыделяющих элементов
и с увеличенным числом экипажа, АЭУ длительное время не считались
конкурентоспособными для применения на крупнотоннажных танкерах.
Точка зрения на этот вопрос начала пересматриваться по мере резкого
роста цен на углеводородное топливо в результате мирового энергети-
ческого кризиса, начавшегося в 1973 г.
Уже в начале 1974 г. в печати появились сообщения о том, что минис-
терство торговли США рассматривает предложение о постройке 12 танке-
ров дедвейтом 415 000 т каждый с АЭУ типа „Энерджи энтерпрайз”.
Танкер предлагается двухвальный с мощностью 2x44 130 кВт при пода-
че пара от ядерной ППУ или мощностью 16 900 кВт при подаче
пара от двух резервных котлов. Скорости судна при этом соста-
вят 21,6 либо 16,0 уз соответственно. Поскольку правительственные
субсидии выделены не были, планы постройки этих танкеров были
заморожены.
В 1977 г. в печати были опубликованы сообщения о том, что компа-
нией „Глобтик танкере", владеющей крупными танкерами типа „Глобтик
Токио”, заключено предварительное соглашение с американской фирмой
„Ньюпорт ньюс шипбилдинг” на постройку трех атомных танкеров дед-
вейтом 600 000 т каждый с поставкой заказчику в 1985-1987 гг. Танкеры
предназначаются для перевозки нефти из Персидского залива в бассейн
Карибского моря, для чего к 1980 г. должны быть построены соответст-
вующие причалы на побережье штата Луизиана. Танкеры предполага-
ется зарегистрировать в США и обслуживать американскими экипажами.
Техническая реальность этого проекта не вызывает сомнений, но Перспек-
тивы его практической реализации зависят о г ряда юридических и финан-
совых аспектов.
160 Энергетические установки
Экономические расчеты, проведенные многими авторами, показыва-
ют, что при современном уровне цен на ядерное и углеводородное топливо
и сохранении тенденций их изменения АЭУ становятся конкурентоспособ-
ными с ПТУ обычного типа, начиная от мощностей 36 800—44 130 кВт.
Следует иметь в виду, что сдерживающими факторами в приме-
нении АЭУ на транспортном флоте являются отсутствие соответствующих
международных правовых основ, дающих гарантии свободного допуска
судов с АЭУ в территориальные воды и порты морских стран, отсутствие
международных правил, устанавливающих критерии безопасности судов
с АЭУ, а также отсутствие установившегося порядка страхования таких
судов.
В настоящее время, когда в рамках ИМКО создана рабочая группа
при подкомитете по проектированию и оборудованию судов с задачей
разработки кода по конструкции и эксплуатации гражданских судов
с АЭУ, эти вопросы можно считать хотя еще и достаточно далекими от
разрешения, но все же сдвинутыми с мертвой точки.
За последние годы большое развитие получили газотурбинные уста-
новки (ГТУ), развивающиеся по двум направлениям: установки промыш-
ленного, или ,,тяжелого”, типа и установки „легкого” типа на базе ави-
ационных двигателей. Существующие установки обоих типов по своим
мощностям покрывают диапазон, необходимый для крупнотоннажных
танкеров, однако ГТУ до сего времени не нашли применения на этом типе
судов в силу целого ряда причин, объясняемых некоторыми особеннос-
тями ГТУ.
Удельные расходы топлива на установках обоих типов лежат в диапа-
зоне 299—245 г/ (кВт • ч) в зависимости от степени регенерации. В этом
отношении ГТУ не имеют преимущества перед дизельными или паротур-
бинными установками.
Вопрос о возможности сжигания тяжелых сортов топлива в ГТУ
является проблематичным, так как изготовители установок предъявля-
ют очень высокие требования к предварительной очистке топлива, в пер-
вую очередь от окислов ванадия.
Повышение долговечности основных элементов ГТУ требует приме-
нения специальных материалов и осуществления комплекса мероприятий
по защите проточной части турбин от воздействия агрессивных примесей в
продуктах сгорания.
К числу основных преимуществ ГТУ по сравнению с паротурбинным
и дизельным вариантами следует отнести меньшие габариты и массу,
а также несколько меньшую начальную стоимость и трудоемкость мон-
тажа и ремонта. Однако эти преимущества, весьма важные для неко-
торых специализированных судов, до сих пор не являлись определяющи-
ми для крупнотоннажных танкеров.
При оценке возможных перспектив применения ГТУ на крупнотон-
нажных танкерах все авторы сходятся в том, что для обеспечения конку-
Паротурбинные энергетические установки 161
рентоспособности ГТУ с ПТУ и дизельными установками Должны быть
решены вопросы сжигания дешевых тяжелых сортов топлива и обеспе-
чения надежной работы ГТУ в парогазовом цикле, когда вырабатываемый
в утилизационном котле пар приводит пропульсивную турбину, что замет-
но улучшает КПД цикла и снижает расход топлива.
§ 7.2
ПАРОТУРБИННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
В настоящее время ПТУ нашли широкое применение на
крупнотоннажных танкерах в диапазоне мощностей от 22 000 до
36 800 кВт на одном валу. Ведутся работы по созданию еще более мощ-
ных установок. Так, фирмой „Исикавадзима харима” (Япония) проекти-
руется ГТЗА мощностью 51 500 кВт, который, по ее предположению,
может найти применение на танкере дедвейтом 700 000 т.
Для ПТУ термический КПД и расход пара, а следовательно, и топлива,
в значительной степени зависят от мощности (рис. 81).
При всем разнообразии детальных технических решений при проекти-
ровании ПТУ можно четко выделить два принципиальных направления,
первое из которых характеризуется простым прямым циклом с различной
степенью регенерации, а второе — циклом с промежуточным перегревом
пара.
Наиболее употребительные параметры пара, используемые в первом
цикле составляют: температура 510— 520°С и давление 5900—7850 кПа.
В зависимости от степени регенерации удельный расход топлива лежит
в диапазоне 286—272 г/ (кВт ч). В цикле с промежуточным перегревом
температура составляет 515—525°С, давление 7845—10 300 кПа. Удельный
расход топлива составляет 245—252 г/(кВт • ч). ПТУ включают турбины
высокого (ТВД), среднего (ТСД) и низкого (ТНД) давления.
Ниже приводятся типоразмерные ряды паротурбинных ГТЗА японс-
ких фирм „Кавасаки” и Хитачи” (табл. 21).
Фирмами „Кавасаки” и „Хитачи” разработаны и предлагаются заказ-
чику три серии стандартных ГТЗА: UA, UB и UR (рис. 82—84).
Конструктивные решения, принятые в ГТЗА серий UB и UR, основы-
ваются на одинаковых технических принципах. Отличия составляют кон-
струкции узлов высокого давления в связи с применением в серии UR
промежуточного перегрева пара. Все другие узлы практически взаимоза-
меняемы.
Отличительными конструктивными особенностями ГТЗА этих серий
по сравнению с ГТЗА серии UA являются:
применение осевого конденсатора вместо конденсатора подвального
типа, что позволило уменьшить потери давления на выхлопе ТНД;
11 837
162 Энергетические установки
Рис. 81. Характер зависимости изменения расхода
топлива от мощности ГТЗА.
трехпоточное выполнение редуктора с раздвоением мощности со сто-
роны ТВД и с равномерным распределением нагрузки по трем потокам.
Корпус главного упорного подшипника отделен от корпуса редуктора
и установлен на судовом фундаменте с кормовой стороны редуктора;
наличие электрогенератора, навешенного на редуктор через специаль-
ную разобщительную муфту для повышения КПД установки.
Шведской турбостроительной фирмой „Сталь—Лаваль” спроектиро-
ван стандартный ряд установок, характеристики которых приведены в
табл. 22, а некоторые принципиальные схемы циклов — на рис. 85, 86,
87. Аналогичный ряд разработан американской фирмой ,Дженерал
электрик”.
Как видно из анализа всех приведенных схем циклов, степень эконо-
мичности установок, работающих по прямому циклу, определяется коли-
чеством ступеней регенеративного подогрева питательной воды и выбором
типа привода электрогенераторов и питательных насосов.
Для наиболее экономичных циклов характерной является однопла-
новая компоновка агрегата в отличие от подвального расположения
конденсатора (рис. 88), что повышает внутренний КПД установки на 1%
за счет осевого выхлопа пара из ТНД в конденсатор.
Паротурбинные энергетические установки, работающие по прямому
циклу, хорошо отработаны, достаточно надежны и получили широкое
распространение в мировой практике крупнотоннажноготанкеростроения.
Установки с промежуточным перегревом пара до настоящего времени
имеют ограниченное применение из-за увеличенных капитальных затрат
Таблица 21. Типоразмерный ряд паротурбинных ГТЗА
фирм „Кавасаки" и „Хитачи" (Япония)
Серия ГТЗА Мощ- ность, кВт Частота враще- ния вала, об/мин Параметры пара Расход топлива, г/ (кВт - ч) Характеристика цикла
Температура, °C Давление, кПа
UA 26 500 110 90 510-520 3920-5900 279 Прямой
ив 36 800 100 80 520 5900-7850 272 Прямой
UR 36 800 80 520 9800 252 С промежуточ- ным перегревом
Паротурбинные энергетические установки 163
и главным образом из-за слож-
ности схемы и основных элемен-
тов установки, понижающей ее
надежность, затрудняющей авто-
матизацию и требующей высо-
кой квалификации обслужива-
ющего персонала. Всего на круп-
нотоннажных танкерах эксплуа-
тируются около 20 таких уста-
новок, включая серию отечест-
венных танкеров.
Одним из основных элемен-
тов ПТУ, определяющих массо-
габаритные и экономические по-
казатели, являются главные кот-
лы, производительность которых
значительно выросла по мере
увеличения мощностей энергети-
ческих установок.
Как показывает опыт эксплу-
атации ПТУ, главные котлы яв-
ляются и наиболее уязвимым
элементом с точки зрения обес-
печения надежности ПТУ в целом.
В ПТУ крупнотоннажных танке-
ров наибольшее распространение
нашли двухкотельные установ-
ки. в которых выбранная с не-
которым запасом паропроизво-
дительность каждого из котлов
обеспечивает 60—70% мощности
Рис. 84. Принципиальная тепловая
схема ПТУ серии UR.
1 — главный котел с промежу-
точным перегревом; 2 — ТВД;
3 — ТСД; 4 — валогенератор;
5 — ТНД; 6 — конденсатор;
7 — конденсатный насос; 8 —
маслоохладитель; 9 — испаритель-
ная установка; 10 — подогре-
ватели ПВ; 11 — турбопитатель-
ный насос; 12 — деаэратор.
Рис. 82. Принципиальная тепловая
схема ПТУ серии UA.
1 — главный котел; 2 — Т'ВД;
3 — ТНД; 4 — конденсатор;
5 — турбогенератор; 6 — подог-
реватели питательной воды (ПВ);
7 — деаэратор; 8 — турбопитатель-
ный насос.
Рис. 83. Принципиальная тепловая
схема ПТУ серии UB
1 — главный котел; 2 — валоге-
нератор; 3 — ТВД; 4 — ТНД;
5 — конденсатор; 6 — испаритель-
ная установка; 7 — подогрева-
тели ПВ; 8 — деаэратор; 9 —
турбопитательный насос.
164 Энергетические установки
Таблица 22. Основные характеристики стандартных паровых циклов
фирмы „Сталь-Лаваль"
Наименование Без промежуточного перегрева С промежуточным перегревом
ЗВ 4В 5В 5BR 5MR
Давление пара (за перегрева- телем) , кПа 6420 6420 8200 10 300 10 300
Температура пара (за перегре- вателем) , 6 С 513 513 513 513 541
Давление пара за промежуточ- ным перегревателем, кПа — — — 2276 2276
Температура пара за промежу- точным перегревателем, °C — — — 513 541
Температура подогрева пита- тельной воды,° С 142 194 209 221 221
Температура уходящих газов котла, ° С 167 130 130 130 116
КПД котла 0,883 0,900 0,900 0,90 0,907
Давление в главном конден- саторе, кПа 5,09 5,09 5,09 5,09 5,09
Число ППВ высокого давления — 1 2 2 2
Число ППВ низкого давления 3 3 3 3 3
Привод генератора и питатель- ного насоса Охлаждение испарителя Охлаждение масляного холодильника Удаление паровоздушной смеси из конденсатора Система охлаждения кон- денсатора От общей вспомогательной турбины Конденсатом Забортной водой Паровой эжектор Самопроточная От ГТЗА Конден- сатом Воздуш- ный насос
Общий термический КПД 0,308 0,316 0,322 0,338 0,352
Удельный расход топлива г/ (кВт ч) 272 265 260 247 238
ГТЗА. Находят применение полуторакотельные установки, в которых
главным котлом обеспечиваются ходовой режим и режим грузовых опе-
раций, а вспомогательным котлом — погрузка судна, аварийный ход
и при необходимости грузовые операции с меньшей интенсивностью.
Известны также случаи применения однокотельной установки.
Вопрос предпочтительности того или иного варианта является пробле-
матичным и в конечном счете должен решаться в зависимости от степени
отработки и надежности принятого типа главного котла. Следует только
отметить, что при наличии одного работающего на ходу главного котла
схема значительно упрощается, особенно в случае применения промежу-
точного перегрева. Установка вспомогательного котла, позволяющего
Паротурбинные энергетические установки 165
Рис. 85. Схема парового цикла ЗВ фирмы „Сталь-Лаваль".
1 — главный котел; 2 - ТВД; 3 — турбопривод генератора и питательного насо-
са; 4 — ТНД; 5 — главный конденсатор; 6 — паровоздушный эжектор; 7 —
цистерна дистиллята; 8 — охладитель испарителя; 9 — конденсатор системы
отсоса пара от уплотнений; 10 - испарительная установка; 11 - подогреватели
НД; 12 - деаэратор; 13 — дренажная цистерна.
1 - главный котел; 2 - ТВД; 3 — турбопривод генератора и питательного на-
соса; 4 — ТНД; 5 — шавный конденсатор; 6 — паровоздушный эжектор; 7^
цистерна дистиллята; 8 — охладитель испарителя; 9 — конденсатор системы от-
соса пара от уплотнений; 10 - испарительная установка; 11 — подогреватели
НД; 72- деаэратор; 13 - подогреватель ВД; 14 - дренажная цистерна.
Рис. 89. Тепловая схема ПТУ танкера „Торсхаммер”.
1 — главный котел; 2 — подача воздуха; 3 — автономный пароохладитель; 4 — потери; 5 — турбопривод грузовых насосов;
6 — турбопривод балластного насоса; 7 — главный турбогенератор; 8 — атмосферный конденсатор турбоприводов; 9, 31 —
подпитка из цистерны дистиллята; 10 — главный конденсатный насос; 11 — главный конденсатор; 12 — клапан стравлива-
ния избытка пара; 13 — ТНД; 14 — привод насоса системы мойки; 15 — резервный турбогенератор; 16 — ТВД; 17 —
сажеобдувка; 18 — парогенератор низкого давления; 19 — подогреватель питательной воды 5-й ступени; 20 — подогрева-
тель питательной воды 4-й ступени; 21 — питательный насос; 22 — деаэратор; 23 — подогреватель питательной воды 2-й
ступени; 24 — подогреватель питательной воды 1-й ступени; 25 — конденсатор главного эжектора и пара от сальников; 26
испарительная установка; 27 — атмосферная сточная цистерна; 28 — насос подачи системы конденсата греющего пара в
систему питательной воды; 29 — эжектор опреснительной установки; 30 — атмосферный конденсатор; 32 — контрольно-
наблюдательная цистерна: 33 — насосы; 34 — в систему мойки; 35 — разные нужды; 36 — обогрев топлива; 37 — обогрев
груза; 38 — питательный насос парогенератора низкого давления (ПГНД) ; 39 — пар в атмосферу.--------пар;-----пи-
тательная вода, конденсат; ---•-----протечки от сальников.
Рис. 90. Общее расположение в машинно-котельном отделении танкера ,,'Горсхам-
мер”: а - продольный разрез; б - план трюма; в - план платформы турбоприво-
дов; г - план котельной платформы; д - план верхней платформы.
1 — деаэратор; 2 — конденсатор системы НД; 3 — главный котел; 4 — резерв-
ный турбогенератор; 5 - атмосферный конденсатор; 6 — турбопривод грузо-
вого насоса; 7 — главный конденсатор; 8 — ГТЗА; 9 — главный турбогенера-
тор; 10 — испарительная установка; 7 7 — пульт ДАУ из ЦПУ; 12 — ГРЩ; 13 —
ПГНД; 14 — масляный холодильник; 75 — главный конденсатный насос;
16 — вспомогательный циркуляционный насос; 17 — главный циркуляционный
насос; 18 — турбопривод балластного насоса; 79 — конденсатный насос атмос-
ферного конденсатора; 20 — турбопривод насоса системы мойки: 27 — подог-
реватель питательной воды НД; 22 — топливные насосы главного котла; 23 —
автономный пароохладитель; 24 — лифт; 25 — главный питательный насос;
26 “ стояночный питательный насос; 27 — местный пульт ручного управления
главным котлом; 28 — подогреватель топлива.
Дизельные энергетические установки 169
танкеру иметь скорость 7—8 уз и при необходимости обеспечивающего
работу грузового насоса, решает задачу обеспечения аварийных ситуаций
при неработающем главном котле.
Наиболее распространенным вариантом комплектования электростан-
ций ПТУ является применение одного ходового турбогенератора (или
валогенератора с резервным турбоприводом), аналогично резервного
турбогенератора, а также стояночного и аварийного дизель-генераторов.
На рис. 89 показана схема парового цикла ПТУ крупнотоннажного
танкера „Торсхаммер”, а на рис. 90 приведена компоновка его машинного
отделения. В качестве главного двигателя применен ГТЗА фирмы „Дже-
нерал электрик” мощностью 23 480 кВт. Котельная установка состоит
из двух главных котлов.
Комплектация энергетической установки этого танкера, схема паро-
вого цикла и компоновка машинного отделения являются в достаточной
степени типичными для крупнотоннажных танкеров с ПТУ.
§ 7.3
ДИЗЕЛЬНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
Дизельные установки с малооборотным двигателем в насто-
ящее время широко применяются для мощностей до 25 700—27 200 кВт. Из-
вестны случаи использования на крупнотоннажных танкерах и более
мощных дизелей. Так, на итальянском танкере „Аджип Абрузо” дедвей-
том 254 000 т установлен дизель фирмы „Фиат” марки GMT1060 мощ-
ностью 28 390 кВт. В июне 1977 г. норвежская компания „Сиг Бергесен”
заказала фирме „Мицуи” (Япония) танкер дедвейтом 320 000 т с дизелем
фирмы „Бурмейстер и Вайн”, имеющим агрегатную мощность 30 000 кВт.
Такая экспансия мощностей дизелей в область, ранее традиционно
принадлежавшую паровым турбинам, стала возможной после того, как
мировой дизелестроительной промышленности удалось решить ряд проб-
лем, обеспечивающих этому типу двигателя высокую конкурентоспо-
собность. В первую очередь это относится к переводу дизелей на работу на
тяжелом топливе и к резкому повышению их удельных мощностей.
Благодаря применению наддува и повышению среднего эффективного
давления ре до 1080—1180 кПа удельные мощности двухтактных мало-
оборотных дизелей возросли в 2—3 раза (табл. 23). При этом удельная
масса уменьшилась с 95-115,5 кг/кВт у двигателей без наддува до 40,8-
47,6 кг/кВт у двигателей с наддувом.
С переходом на большие размеры цилиндров улучшились и габарит-
ные показатели дизелей, так как при среднем увеличенииревдвое, цилин-
дровые мощности увеличились в 3—4 раза. В результате мощность, при-
ходящаяся на 1 м длины дизеля, повысилась более чем в 1,5 раза.
170 Энергетические установки
Рис. 91. Общее распо-
ложение машинного
отделения дизельного
танкера дедвейтом
154 000 т: а - про-
дольный разрез; б -
план трюма; в - план
котельной платформы;
г - вид в корму на
котлы.
1 — главный дви-
гатель; 2 - котел;
3 — дизель-генера-
тор с Приводом
грузового насоса;
4 — турбопривод
грузового насоса;
5 — конденсатор
труб©приводов;
6 — электропри-
вод балластного
насоса; 7 — хо-
лодильник прес-
ной воды дизель-
генератора; 8 —
охлаждающий на-
сос пресной водь!
дизель-генератора;
Многие специалисты считают, что существующие цилиндровые мощ-
ности малооборотных дизелей близки к предельным и перспектива раз-
вития малооборотных дизелей заключается в дальнейшем повышении их
надежности и экономичности. Тем не менее рядом фирм („Бурмейстер и
Вайи”, „Гетавсркен”) ведутся работы по повышению цилиндровой мощ-
ности путем увеличения размеров и среднего эффективного давления до
1770 кПа при применении двухступенчатого наддува.
Дизельные энергетические установки 171
9 — масляный
фильтр; 10 — мас-
ляный холодиль-
ник; 11 — охлаж-
дающий насос
главного двигате-
ля; 12 — опрес-
нительная установ-
ка: 13, 14 - пи-
тательные насосы;
15 — холодильник
пресной воды;
16 — масляный на-
сос главного дви-
гателя; 17 — се-
паратор топли-
ва; 18 ~ кладо-
вая; 19 - мастер-
ская; 20 — ава-
рийный воздуш-
ный компрессор;
21 — компрессор
пускового возду-
ха; 22 — дизель-
генератор; 23 —
утилизационный
котел.
Дизельная энергетическая установка с малооборотным дизелем
имеет ряд особенностей, которые нуждаются во внимательном рассмот-
рении при проектировании. В первую очередь это относится к выбору
типа привода грузовых средств.
Грузовые насосы крупнотоннажных танкеров требуют больших
мощностей приводов, и если в случае паротурбинной установки этот
вопрос решается путем применения турбоприводов с получением пара от
. ¥
172 Энергетические установки
Таблица 23. Основные параметры малооборотных дизелей, выпускаемых
мировой дизелестроительиой промышленностью
(Аец > 2500 л. с.)
Фирма | Марка дви- гателя D/s П, об/мин \?ц. кВт КПа 9е> г/ (кВт-ч)
K80GF 80/160 126 1940 1148 209
„Бурмейстер K84EF 84/180 121 2020 1000 216
и Вайн” K90GF 90/180 114 2500 1157 209
K98EF 98/200 103 2800 1089 209
K98GF 98/200 103 2990 1157 209
RND90 90/155 122 2130 1069 209
RND90M 90/155 122 2460 1236 206
„Зульцер” RND105 105/180 108 2940 1059 209
RND105M 105/180 108 3380 1206 206
МАН KSZ90/160A 90/160 122 2360 1118 209
KSZ 105/180 105/180 106 2950 1052 205
Фиат GMTA900 90/160 118 2130 ’1010 206 ;
GMTA1060 106/190 120 2940 991 206
„Мицубиси” UEC 85/180 85/180 118 2200 1098 206
UEC 85/180 85/180 120 2790 1373 204 ..
„Доксфорд” М76У 76/52-186 123 2020 981 205
Примечание. D - диаметр цилиндра; S - ход поршня; Neii - цилиндровая
мощность; q€ — удельный расход топлива.
главных котлов, то при дизельных установках проектанту необходимо
оценить целесообразный путь решения этой проблемы. Если по заданию
требуется обеспечение обогрева груза и потребность в паре в любом
случае становится большой, наиболее распространенным является при-
менение турбоприводных насосов.
В качестве альтернативных вариантов могут рассматриваться вари-
анты применения электрических приводов, вызывающих рост установ-
ленной мощности электростанции, либо дизельных приводов.
Применяются и комбинированные схемы приводов. Примером
такого решения могут служить дизельные танкеры дедвейтом, 154 000 т,
строящиеся шведской фирмой „Гетаверкен” для ряда заказчиков, где из
четырех грузовых насосов производительностью по 3000 м3/ч два имеют
турбопривод, а два - через муфту и угловую передачу приводятся от
двигателей дизель-генераторов.
Дизельные энергетические установки 173
Общая компоновка машинного отделения этого танкера (рис. 91),
где в качестве главного двигателя установлен двигатель „Бурмейстер и
Вайн” марки K90GF с длительной эксплуатационной мощностью
18 240 кВт, может рассматриваться как типичная для этого класса судов.
Можно отметить наличие развитой сепарационной установки топлива
в сочетании с развитой схемой подогрева, обеспечивающей работу дизе-
ля на тяжелом топливе. Характерным является наличие утилизационного
котла, работающего на выхлопных газах главного двигателя и повыша-
ющего общий КПД установки.
Во многих случаях применяется схема так называемой глубокой
утилизации тепла, когда утилизационный пар используется в ходовых
турбогенераторах (как правило, тогда, когда их мощности достаточно
для обеспечения энергией ходового режима судна).
Проблемным вопросом для дизельных энергетических установок
является генерирование инертных газов. Этот вопрос взаимно связан
с комплектацией вспомогательной котельной установки.
При наличии развитой котельной установки с высоким КПД и малым
коэффициентом избытка воздуха в качестве инертного газа могут исполь-
зоваться соответствующим образом обработанные дымовые газы котлов.
В том случае, если вспомогательная котельная установка не рассчи-
тана на обеспечение грузовых операций и параметры дымовых газов не
позволяют использовать их в системе инертных газов, требуется примене-
ние специальной достаточно мощной генерирующей установки инертных
газов, потребляющей топливо. Это обстоятельство должно приниматься
во внимание при рассмотрении всего комплекса вопросов, связанных
с выбором приводов грузовых насосов и состава вспомогательной котель-
ной установки.
Наряду с прогрессом в области развития малооборотных дизелей
в судовом машиностроении большое развитие получили и среднеоборот-
ные дизели (табл. 24), приближающиеся в настоящее время по своим
технико-эксплуатационным характеристикам к малооборотным дизелям,
а по ряду показателей и превосходящие их.
Принимая во внимание, что среднеоборотные дизели могут также
работать на тяжелом топливе, можно отметить их следующие преимуще-
ства по сравнению с малооборотными дизелями равной мощности:
меньший объем машинного отделения;
более низкая первоначальная стоимость’
значительное сокращение массы;
возможность выбора более „удобной” с точки зрения гидродинамики
частоты вращения гребного винта благодаря наличию в агрегате
редуктора;
возможность выбора экономичного и конструктивного привода
генераторов электростанции и грузовых насосов.
*174 Энергетические установки
Рис. 92. Компоновка
машинного отделения
танкера ,,Океанус” а —
продольный разрез;
б - план трюма; в —
план нижней платфор-
мы; г - сечение По
43-Му шпангоуту
( см. в нос).
1 — главный двига-
тель; 2 — редук-
тор; 3 — муфта
главного двигате-
ля; 4 — валопо-
воротное устройст-
во; 5 — упорный
подшипник; 6 —
огнетрубный ко-
тел; 7 — утилиза-
ционный котел;
8 - ЦПУ; 9 -
пожарный насос;
10 — муфта при-
вода грузовых на-
сосов; 11 — ох-
лаждающий насос
Дизельные энергетические установки 175
пресной воды;
12 — охлаждаю*
щий насос заборт-
ной воды; 13 —
валогенер это р;
14 — баллзстно -
осушительный на-
сос; 75 — муфта
валопровода; 16 —
насос тяжелого
топлива; 17 — на-
сос дизельного
топлива; 18 — се-
паратор; 19 — воз-
душный компрес-
сор; 20 — дизель-
генератор; 21 ~
испарительная ус-
тановка пресной
воды; 22 — гидро-
фор пресной во-
ды; 23 — цистерна
смазочного масла;
24 — лифт; 25 —
сточная масляная
цистерна. •
176 Энергетические установки
Таблица 24. Основные параметры среднеоборотных двигателей, выпускаемых мировой дизелестроительной промышленностью (Л'(,ц> 368)
Фирма Марка двигателя Dis П, об/мин Уец. кВт Ре, кПа Че- г/ (кВт-ч)
,,Акасака” 8U50 500 620 322 510 1735 212
„Бурмейстер 50LU 500/545 465 625 ’ 1520 213
и Вайи”
„Зульцер” ZV40/48 400/480 500-530- 370-400 1790—1900 206
МАИ L=V52/55A 520/550 450 780 1740 202
L-V 65/65 650/650 425 1180 1765 202.
, Дил стик” РС=3 480/520 470 700 1890 202
РС=4 570/620 400 1100 2090 198
РС2=5 400/460 520 480 1910 201
SWD ТМ410 410/470 550 440 1725 204
ТМ620 620/660 425 1250 1765 204
GMT А550 550/590 430 880 1755 206
„Мицуи” V60M 600/630 370 990 1980 206
Рассматривая энергетическую установку значительной мощности,
нетрудно увидеть и наиболее существенный недостаток дизель-редуктор-
ного агрегата со среднеоборотными дизелями — это усложнение обслу-
живания такой установки из-за наличия большого количества цилиндров
и ее меньшая надежность по сравнению с малооборотным дизелем.
Этими обстоятельствами, по-видимому, и следует объяснить тот
факт, что установка со среднеоборотными дизелями имеет в настоящее
время единичное применение на крупнотоннажных танкерах. Примером
может служить шведский танкер „Океанус” дедвейтом 133 000 т, где
применен дизель-редукторный агрегат (ДРА) с двигателями SEMT
типа „Пилстик” 18PC2V и с ВРШ.
Установка мощностью 18 240 кВт при 95 об/мин включает три
двигателя мощностью по 6 420 кВт, работающих на тяжелом топливе
вязкостью до 3500 с Редвуда. Через редуктор и муфту двигатели при-
водят ВРШ диаметром 7,8 м. Два двигателя размещены в нос от редук-
тора соосно с линией вала, а третий — располагается в корму от редук-
тора, со стороны правого борта и выше линии вала (рис. 92).
Главными источниками энергии являются-в ал оГенераъор мощностью
1200 кВт, работающий от вала двигателя левого борта через повыша-
ющий редуктор, и дизель-генератор мощностью 880 кВт.
Пар вырабатывается в двух огнетрубных котлах общей производи-
тельностью 26 т/ч и в трех утилизационных котлах производительностью
по 3 т/ч. Два грузовых насоса через муфты приводятся от носовых дви-
гателей.
Обеспечение надежности валопроводов супертанкеров 177
Учитывая, что цилиндровые мощности у некоторых моделей двига-
телей уже сегодня достигли значения 1100 кВт и что ведутся работы
по их увеличению до 1840 кВт, есть основания полагать, что среднеобо-
ротные двигатели в ближайшем будущем смогут конкурировать с мало-
оборотными дизелями.
§7.4
ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ВАЛОПРОВОДОВ
СУПЕРТАНКЕРОВ
С ростом размеров танкеров и мощностей, передаваемых
на винт, выявился ряд проблем, связанных с надежностью дейдвудных
подшипников валопровода и редукторов ГТЗА. Между тем обеспече-
ние надежности этих ответственных узлов судна является одной из пер-
воочередных задач, поскольку их выход из строя влечет за собой дли-
тельные простои дорогостоящих судов и во многих случаях вызывает
необходимость постановки судов в док.
В результате резкого увеличения нагрузок на подшипники в конст-
рукциях дейдвудных подшипников был повсеместно осуществлен
переход от применения вкладышей из бакаута либо заменяющих его
материалов на антикоррозионный белый металл, выдерживающий зна-
чительно большие нагрузки (до 980 кПа) и подвергающийся незначи-
тельному износу.
Применение металлических подшипников с масляной смазкой
привело к необходимости создания специальных уплотнений, которые
должны удерживать масло и не пропускать воду.
С увеличением осадки судов и соответственно гидростатического
давления на наружное уплотнение возросла уязвимость этого узла
дейдвудного устройства, что вызвало появление целого ряда кон-
струкций, служащих для обеспечения надежной смазки дейдвудного
подшипника.
Наиболее распространенной конструкцией уплотнений в металличес-
ких подшипниках являются уплотнения „Симплекс” фирмы „Ховальдтс-
верке—Дойчеверфт” (ФРГ) и его модификация „Симплекс-компакт”,
разработанная с учетом длительной эксплуатации уплотнений „Симп-
лекс” и особенностей крупнотоннажных судов с большой осадкой
(рис. 93 и 94).
Новая модификация уплотнения служит для следующих целей:
обеспечение герметичности при давлениях до 294 кПа;
повышение долговечности манжет;
максимальная унификация элементов носового и кормового уплот-
нения;
12 — 837
178 Энергетические установки
Обеспечение надежности валопроводов супертанкеров 179
Рис. 95. Схема дейдвудного уплотнения „Костгард”.
1 — защитная втулка вала; 2 — торцевое уплотнение; 3 — буферная полость;
4 — уплотнительные кольца; 5 — сточная трубка; 6 — переливная трубка.
упрощение замены манжет без постановки судна в док.
Аналогичные конструкции разработаны и рядом других фирм,
например „Ваукеша” (Япония).
Следует отметить, что в отечественной и зарубежной практике
эксплуатации сальниковых уплотнений типа „Симплекс-компакт”
зачастую наблюдаются повышенные расходы масла с его утечкой за борт,
что создает проблемы и с точки зрения загрязнения моря.
Учитывая возросшее внимание к вопросам предотвращения загряз-
нения моря, двумя английскими компаниями разработано новое сальник
ковое уплотнение марки , ДСостгард” (рис. 95). В отличие от существую-
щих уплотнение „Костгард” конструктивно выполнено таким образом,
что при износе или повреждении уплотнительных элементов исключается
попадание как масла в забортную воду, так и забортной воды в систему
смазки. О состоянии уплотнения можно судить путем наблюдения за тем,
какая среда и в каком количестве отводится через сточную трубку.
Опыт эксплуатации крупнотоннажных танкеров показал, что возрос-
шая относительно корпуса судна жесткость валопровода, а также повы-
шенная чувствительность к центровке металлических вкладышей застав*:
ляют предъявлять повышенные требования к обеспечению должной
центровки валовой линии на всем ее протяжении с соответствующим
распределением нагрузок между различными опорными конструкциями,
позволяющим уменьшить нагрузку на крайний кормовой подшипник.
Большое внимание при этом уделяется конструкции дейдвудного ус-
тройства.
180 Энергетические установки
Практика эксплуатации традиционного дейдвудного устройства с
двумя подшипниками показала, что обычное концентричное расположе-
ние подшипников не позволяет должным образом нагрузить носовой
подшипник, поскольку оно не учитывает линию прогиба вала. Во избе-
жание этого явления была внедрена наклонная расточка кормового
вкладыша, а затем стали вводить одноподшипниковую систему.
В настоящее время широко распространены как одноподшипниковые,
так и двухподшипниковые дейдвудные устройства. Различными фирмами
предложены специальные конструкции дейдвудных устройств повышен-
ной надежности и примером может служить конструкция „Глэсьер —
Херберт” (рис. 96), основанная на следующих принципах:
гребной винт и вал должны поддерживаться двухподшипниковой
системой, в которой угол установки выбирается таким образом, чтобы он
соответствовал среднему наклону вала в точке опоры, а кормовой под-
шипник свободно перемещался на имеющемся участке;
для сохранения эффективного распределения нагрузок в дейдвудном
подшипнике, несмотря на изменяющийся в процессе эксплуатации наклон
вала (изменение схемы загрузки танкера, метеоусловий, воздействия
потока винта), должна иметься возможность окончательного регулирова-
Обеспечение надежности валопроводов супертанкеров 181
ния положения подшипника на плаву после окончания всех работ на судне;
должен быть предусмотрен осмотр оборудования и замена изношен-
ных деталей подшипника и уплотнений силами команды на плаву судна
при любой осадке;
конструкция дейдвудного устройства должна допускать использова-
ние уплотнений различных типов
для повышения надежности гребного вала крепление гребного винта
должно быть фланцевым во избежание концентрации напряжения, созда-
ваемой при шпоночной посадке винта на конусе;
должна быть предусмотрена принудительная циркуляция масла
в подшипнике с промежуточным охлаждением масла.
Интересно отметить применение сферического роликового дейдвуд-
ного подшипника фирмы СКФ (рис. 97) на танкере „Си свифт” шведской
постройки дедвейдом около 250 000 т.
Роликовые подшипники имеют большую несущую способность по
сравнению с подшипниками скольжения и масляной смазкой, а также не-
чувствительны к понижению частоты вращения, когда в подшипниках
скольжения возникает повышенный износ из-за уменьшения толщины
масляного клина.
Рис. 96. Конструкция дейдвудного
устройства „Глэсьер-Херберт”.
1 — обтекатель винта; 2 —
уплотнение; 3 — винт; 4 —
надувное уплотнение; 5 —
сферическое опорное кольцо;
6 — сферическое кольцо;
7 — дейдвудная труба; 8 —
дейдвудный подшипник; 9 —
вварыш; 10 — носовое опор-
ное кольцо; 11 — зажимной
болт; 12 — смотровое окно;
13 — носовое уплотнение
„Симплекс”; 14 — допол-
нительные уплотнительные
кольца; 15 — пригоночный
фиксирующий сегмент; 16 —
масляная ванна; 17 — греб-
ной вал; 18 — распорное
уплотнительное кольцо; 19 —
кормовое уплотнение „Сим-
плекс”; 20 — опорное кольцо.
Рис. 98. Схема центровки валопровода танкера дедвейтом
около 140 000 г. ива
Обеспечение надежности валопроводов супертанкеров 183
/«г □
Рис. 99. Схема центровки валопровода танкера дедвейтом около 250 000 Т.
Вторым после дейдвудных подшипников уязвимым местом в ком-
плексе движитель — валопровод — двигатель, связанным с центровкой
валопровода, является редуктор ГТЗА, где для обеспечения правильно-
го зацепления шестерен с главным колесом их оси должны быть па-
раллельны либо отклонены в пределах допуска, не влияющего на нормаль-
ную работу зацепления. Как показывают многочисленные исследования и
опыт, это достигается при условии, что разность реакций на носовом и
кормовом подшипниках главного колеса не превышает 10%.
Рис. 98 и 99 иллюстрирует практические схемы центровки валопро-
водов танкеров дедвейтом 140 000 и 250 000 т по изогнутой линии, где
выполняются все рекомендации по эксплуатации крупнотоннажных
танкеров.
Ряд авторов обращает внимание на неблагоприятное влияние вынос-
ного упорного подшипника, имеющего опорные вкладыши, на работу
большого колеса редуктора из-за наклона и колебаний подшипника в
процессе эксплуатации. С целью исключения этого влияния рекомендуется
упорный подшипник крепить к фундаменту на уровне оси валопровода,
чтобы фундамент работал на сдвиг и смещение, а не на изгиб, и исключить
из конструкции упорного подшипника опорные вкладыши.
184 Автоматизация управления судном
ГЛАВА 8 АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ
И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, МЕХАНИЗАЦИЯ
И ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ЭКИПАЖА
§8.1
АВТОМАТИЗАЦИЯ НАВИГАЦИИ И
ОБЩЕСУДОВЫХ ПРОЦЕССОВ
Объем и характер автоматизации крупнотоннажных танке-
ров определяются прежде всего тем, что эти суда являются дорогостоя-
щими сооружениями и в случае аварии представляют повышенную опас-
ность для окружающей среды. Естественно, что для крупно тоннажных
танкеров повышение степени безопасности навигации, контроль за состоя-
нием корпуса, управление грузовыми операциями имеют первостепенное
значение. Затраты, направленные на автоматизацию таких процессов и сво-
дящие к разумному минимуму вмешательство в них людей, окупаются
уменьшением риска аварий, приводящих к серьезным повреждениям
или даже к гибели судна либо к выливу груза в море. Следует отметить,
что, по публикуемым данным, в мировом транспортном флоте свыше
50% всех навигационных аварий, повлекших за собой столкновение
судов либо посадку на мель, являются следствием субъективного фак-
тора — неправильных действий судового экипажа.
Автоматизация навигации призвана решать две основные задачи:
прием й обработку навигационной информации, непрерывное опре-
деление географических координат местонахождения судна с выдачей
данных по наивыгоднейшему пути на индикацию, регистрацию и авто-
прокладчик, а также удержание судна на курсе;
предупреждение столкновения судов путем обнаружения и автома-
тического сопровождения нескольких объектов и автоматического проиг-
рывания необходимых для безопасного расхождения маневров.
Эти задачи в мировой практике решаются с помощью оборудованных
ЭВМ навигационных систем, использующих данные радиолокационных,
радионавигационных и навигационных спутниковых систем.
Применение систем, решающих первую задачу, позволяет получить
экономию путевого времени за счет оптимального выбора курса, учиты-
вающего снос и дрейф судна, обусловленные наличием течений и ме-
теорологическими условиями.
Исследования ряда фирм, производящих автоматические навигацион-
ные системы, показывают, что при использовании таких систем ежегодная
экономия времени для танкеров, работающих на линии Северная Евро-
па - Персидский залив, составляет от 4 до 6 дней. Наиболыцую точность
определения местонахождения судна и соответственно наибольший эффект
Автоматизация навигации 185
дают системы, базирующиеся на информации от навигационных спутни-
ков земли.
В мировой практике на крупнотоннажных танкерах широкое распро-
странение получили спутниковая система „Магнавокс” (США), обеспе-
чивающая круглосуточную работу при любой погоде с точностью опре-
деления места судна до 0,15 мили, система ,Автоматик омега навигатор”
(Япония), использующая данные радионавигационных систем и обеспе-
чивающая точность определения до 1,0 мили, а также система , Дейтесей-
линг” фирмы „Норконтрол” (Норвегия), использующая данные и спутни-
ковой, и радионавигационных систем.
Системы, решающие вторую задачу, повышают безопасность эксплу-
атации крупнотоннажных танкеров. Применяемые в мировой практике
системы позволяют осуществлять автоматическое сопровождение и ре-
шают задачи расхождения начиная от 20 целей (система предупреждения
столкновений „Спери”, США) и до 40 целей (система „Рейскан”, Дания).
В некоторых случаях системы, решающие обе группы задач (навига-
ционные и предупреждения столкновений), объединяют в одном навига-
ционном комплексе. Таким образом выполнен автоматизированный
навигационный комплекс „Бриз” (рис. 100) на отечественных серийных
крупнотоннажных танкерах типа „Крым”, а также комплекс „Дейтеб-
ридж” фирмы >гНорконтрол”, установленный более чем на 100 судах.
Все указанное выше оборудование и средства автоматизации располага-
ются в ходовой рубке, за исключением ЭВМ, которая в ряде случаев раз-
мещается в близлежащем отдельном помещении.
Входящие в состав навигационных комплексов или систем ЭВМ,
как правило, обладают более широкими возможностями (объем блока
памяти и т. д.), чем требуется для выполнения их прямых функций в сос-
таве этих комплексов. Поэтому такие ЭВМ стараются использовать од-
новременно для решения ряда эксплуатационно-экономических задач
(составление и проверка каргопланов, расчеты продолжительности рейса,
судовых запасов и т. д.). В ряде случаев эти ЭВМ применяют для расчетов
вариантов загрузки и разгрузки танкера с проверкой изгибающих момен-
тов и перерезывающих сил, а иногда и действующих напряжений в наибо-
лее нагруженных связях корпуса.
На рис. 101 показана структурная схема автоматизации, с применени-
ем компьютера на суперавтоматизированном танкере „Тоттори мару”
дедвейтом 237 000 т.
Необходимо отметить, что в концепции автоматизации судов произо-
шли значительные изменения с момента создания первых комплексно-
автоматизированных судов в конце 60-х гг. до настоящего времени, ког-
да уточнились понятия стандартных объемов автоматизации, подтвер-
жденные соответствующими правилами и символами классификацион-
ных обществ, а также определились основные принципы их реализации.
186 Автоматизация управления судном
Если вначале понятие комплексной автоматизации связывалось
со стремлением к централизации управления различными системами
автоматизации и использованием единой многоцелевой ЭВМ, обслужива-
ющей как навигационные и общесудовые системы автоматизации, так и
системы автоматики энергетических установок, то впоследствии утвер-
дился принцип автономности систем или групп систем, повышающий
эксплуатационную надежность автоматизированных систем и обеспечива-
ющий большую гибкость их комплектования. В качестве примера на
рис. 102 приведена структура навигационного комплекса „Дейтебридж”
фирмы ,,Норконтрол”. В табл. 25 даны примеры автоматизации крупно-
тоннажных танкеров с помощью ЭВМ.
Одним из важнейших объектов автоматизации на крупнотоннажных
танкерах являются грузовые и балластные операции. Различают два основ-
Рис. 100. Структурная схема автоматизированного навигационного комплекса
„Брнз”.
7 - антенна; 2 - приемопередатчик (3 см); 3 - приемопередатчик (10 см);
4 - коммутационный прибор; 5 - индикатор кругового обзора; 6 - индикатор
ситуаций; 7 — прибор синхронизации; 8 — судовая ЭВМ; 9 — прибор единого
времени; 10 — прибор регистраций; 11 — навигационный пульт; 12 — секция
приемоиндикатора РНС ,,Лоран”; 13 — секция приемоиндикаторов ,Щекка”,
,,Омега”; 14 — пульт управления ЭВМ; 15 — цифровой автосчислитель; 16 —
секция автопрокладчика.
Автоматизация навигации 187
ных варианта их автоматизации. Первый, наиболее распространенный, —
это дистанционное автоматизированное управление из специального поста,
в котором сосредоточивается управление грузовыми и балластными на-
сосами (управление режимом их работы и остановка), управление поло-
жением арматуры и дистанционный контроль уровня в танках с соответ-
ствующей сигнализацией. Таким образом, в частности, организовано уп-
равление грузобалластными операциями на отечественных крупнотоннаж-
ных танкерах (рис. 103).
Второй, реже встречающийся вариант, который является более высо-
кой ступенью автоматизации, включает набор определенных жестких прог-
рамм проведения грузовых и балластных операций. В функцию оператора
в этом случае входит лишь выбор и задействование нужной программы,
которая затем отрабатывается автоматически.
На современных танкерах все расчеты, связанные с производством
погрузочно-разгрузочных работ, автоматизируются с помощью счетно-
решающих устройств или так называемых лодикаторов, в том случае,
если их функции не выполняются ЭВМ общего назначения.
188 Автоматизация управления судном
Рис. 102. Структура автоматизированного навигационного комплекса .Дейтебридж”.
Указанные приборы, как правило, также устанавливаются в централь-
ном посту управления грузовыми операциями.
В соответствии с требованиями Международной конвенции по предо-
твращению загрязнения с судов 1973 г. для новых танкеров требуется
применение автоматической системы замера и контроля сбросов нефти,
которая должна контролировать степень загрязнения воды, выбрасыва-
емой в процессе мойки танков, либо дебалластировки судна, если по по-
годным условиям танкер был вынужден принять балласт в грузовые
танки.
Система должна оснащаться самопишущим устройством для реги-
страции сброса нефти в литрах на морскую милю и общего количества
сброса либо регистрации содержания нефти и интенсивности сброса.
Такая система должна включаться при любом сбросе содержащего нефть
балласта и обеспечивать автоматическое прекращение слива, когда мгно-
венная интенсивность сброса нефти превышает величину, установленную
Конвенцией.
Важное значение имеет автоматизация систем обеспечения пожаро-
и взрывобезопасности танкеров.
На некоторых танкерах автоматизируется работа системы инертных
газов на основе поддержания задаваемого подпора в танках, а также
противопожарной водяной системы по принципу постоянного поддержа-
ния давления в магистрали с помощью пневмоцистерны.
Автоматизация навигации 189
Таблица 25. Примеры автоматизации крупнотоннажных танкеров
с применением ЭВМ
. Наименование операций „Си си- верин” „Сейко мару” „Си се- рнеит” „Готто- рн мару” ,,Тор.с- хольм” „Кубань”
Управление судном
Определение местопо- ложения судна + + + + + +
Расчет оптимального курса и удержание на нем судна + + + + ' + +
Расчет и регистрация маневров при рас- хождении + + + + + +
Расчет и регистрация данных для вахтен- ного журнала Управление грузовыми операциями + + , + + + +
Оптимизация и управ- ление грузовыми опе- рациями + +• — + . - +
Расчет каргоплана + + - + - +
Контроль хода грузо- вых операций,напря- жений корпуса, кре- на и дифферента Управление энергетической установкой + + +
Программное ДАУ главным двигателем с мостика + + + + + +
Контроль состояния оборудования ЭУ, ин- дикация и регистра- ция параметров + + + + + +
Пуск и остановка ос- новных резервных механизмов + + + + + +
Управление и контроль оборудования электро- станции, включение в сеть, распределение нагрузки + Ь + + + +
190 Автоматизация управления судном
Продолжение табл. 25
Наименование характеристик „Си си- верин” „Сейко мару” „Си се- риент” „Тотто- ри мару” ,, Торс- хольм” „Кубань”
Пуск и остановка ре- зервных агрегатов в зависимости от наг- рузки электростан- ции и в аварийных случаях + + + + + —
Аварийно-предупреди- тельная сигнализация и регистрация откло- нений параметров + + + +
Контроль крутящего момента главного двигателя и поддер- жание его в допус- тимых пределах + + 4-
Диагностика состояния цилиндропо ршневой группы,форсунок, ГТН, обрастания корпуса и определение сроков проведения осмотров и профилактических ремонтов + + +
Определение КПД ЭУ и ее отдельных агре- гатов + + + + — —
Самоконтроль работы ЦВМ и систем автома- тизации + + + + + +
Примечание. „Си Сиверин” — DR'=210 ООО т, численность экипажа 32 чел.,
главный двигатель ПТУ мощностью 23 S00 кВт. Соответственно ,,Сейко мару” —
DU' = 138 500 т, 32, дизель, 20 600 кВт; „Си Сериент-/)!(’ =255 000 т, 35, ПТУ,
23 500 кВт; „Тоттори мару” — DH-’=23 700 т, 39, ПТУ, 25 000 кВт; „Торсхольм”—
Р1У=28О 000, дизель, 25 150 кВт; „Кубань” - W = 150 000 т, 36 ПТУ, 22 000 кВт.
Стандартный уровень автоматизации на всех эксплуатирующихся
крупнотоннажных танкерах включает автоматизацию работы бытовых
систем (холодное и горячее водоснабжение, рефрижераторная установка,
система кондиционирования).
Наиболее консервативным участком остаются швартовные операции,
определяющие, по существу, численность палубной команды.
Автоматизация навигации 191
Несмотря на применение автоматических швартовных лебедок,
поддерживающих постоянное натяжение швартовных канатов, количест-
во людей, привлекаемых в начальный момент швартовки (прием провод-
ников, подача концов и т. д.), доходит до 10 чел.
Поскольку автоматизация лебедок заметно усложняет и удорожает
эти механизмы, в мировой технической литературе не прекращается
дискуссия о целесообразности ее применения. Доводы противников
автоматизации швартовных операций заключаются в том, что в практике
эксплуатации крупнотоннажных танкеров в соответствии с правилами
портов либо из соображения безопасности зачастую подают концы в ко-
личестве, превышающем число лебедок, заводя дополнительные концы
на кнехты. В этом случае смысл автоматизации лебедок теряется. Увели-
чивать же количество устанавливаемых на судне лебедок считается нецеле-
сообразным и экономически неоправданным.
В связи с изложенным при решении вопроса автоматизации швартов-
ных операций необходимо тщательно проанализировать вопрос о правиль-
ном выборе их количества.
Для повышения безопасности плавания на крупнотоннажных танкерах
все чаще применяют дистанционную автоматическую отдачу якорей.
Рис. 103. Оборудование поста управления грузовыми операциями на отечественных
крупнотоннажных танкерах (прямо - пульты управления грузовыми и балластными
насосами; справа - панель управления арматурой и контроля уровня в танках).
192 Автоматизация управления судном
§8.2
АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ,
КОНТРОЛЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК
Автоматизация отдельных операций и процессов в том
или ином объеме применяется практически на всех крупнотоннажных
танкерах независимо от типа энергетических установок.
Если вначале основной целью внедрения автоматизации было сокра-
щение численности машинной команды, а экономическая целесообраз-
ность применения автоматизации определялась возможностью ее окупа-
емости в результате экономии затрат при уменьшении численности экипа-
жа, то в настоящее время на первом плане стоит задача повышения безо-
пасности эксплуатации судов.
Особенность эксплуатации крупнотоннажных танкеров состоит в дли-
тельном отрыве от портов приписки и в кратковременных стоянках, что
создает определенные трудности при комплектовании экипажа квалифи-
цированными специалистами. Это заставляет судовладельцев создавать
на судне условия труда, приближенные к береговым, при которых вахту
в машинном отделении благодаря применению соответствующего уровня
автоматизации и контроля несут только в дневное время.
Практика эксплуатации современных автоматизированных судов
выявила ряд конкретных преимуществ, получаемых от применения
автоматизации, в том числе:
численность машинной вахты сокращается с 3—5 чел. до 1 чел., а об-
щая численность судового экипажа снижается с 55—60 чел. до 30—36 чел.;
применение дистанционного автоматизированного управления глав-
ным двигателем непосредственно из рулевой рубки исключает промежу-
точные звенья (машинный телеграф, механик), что влечет за собой сокра-
щение числа маневров;
более устойчивая работа главных и вспомогательных механизмов
на оптимальных режимах благодаря автоматизации, по некоторым дан-
ным, повышает КПД энергетической установки примерно на 2%;
автоматизация электростанции в случае обесточивания сети обеспечи-
вает автоматическое восстановление ее нормальной работы примерно
за 25—40 с, без остановки энергетической установки и потери судном
хода, в то время как для выполнения вручную всех операций по пуску
ранее работавших механизмов может потребоваться до 30 мин с потерей
хода, что в определенных условиях может привести к аварийной
обстановке:
эксплуатационные преимущества, даваемые автоматизацией, вклю-
чающие уменьшение износов и нарушений в работе механизмов, в том чис-
Автоматизация управления судном 193
ле из-за ошибок обслуживающего персонала, по мнению отдельных спе-
циалистов, повышают межремонтный период эксплуатации судна на
6-10%.
Помимо технико-экономических выгод, выражающихся в конкрет-
ных цифрах, автоматизация энергетических установок дает значительное
число важных косвенных выгод, не поддающихся расчету, например:
сосредоточение в рулевой рубке в руках судоводителя всех операций
по управлению режимами работы главного двигателя обеспечивает воз-
можность более быстрой и точной отработки принятых решений, что очень
важно при маневрировании в сложных навигационных условиях. Однов-
ременно это освобождает вахтенного механика от непрерывного напря-
жения, связанного с необходимостью пребывания в состоянии готовности
для выполнения маневров по команде из рулевой рубки. В свою очередь
это позволяет улучшить наблюдение за параметрами, характеризующими
работу установки, и тем самым повышает надежность и безопасность
ее работы;
автоматизация управления и контроля за работой оборудования
в значительной степени позволяет исключить ошибки обслуживающего
персонала с их возможными последствиями и дает возможность выявить
нарушения в работе механизмов и систем в начальной стадии их возник-
новения, что также существенно повышает надежность и безопасность
эксплуатации энергетических установок.
В настоящее время вопрос о целесообразности автоматизации энерге-
тических установок крупнотоннажных танкеров уже не является дискус-
сионными, хотя расчеты технико-экономической эффективности авто-
матизации достаточно затруднительны, поскольку отсутствует методика,
позволяющая учесть определенные выгоды и последствия автоматизации,
не нашедшие цифрового выражения.
На сегодняшний день автоматизированной можно считать такую
энергетическую установку, в составе которой предусмотрены следующие
средства управления, контроля и сигнализации:
система дистанционного автоматизированного управления (ДАУ)
главным двигателем из рулевой рубки или из изолированного централь-
ного поста управления в машинном отделении ‘ (ЦПУ), иногда с обоих
постов;
автоматическая система, обеспечивающая работу вспомогательной
энергетической установки и подачу электропитания и пара всем потреби-
телям на судне;
система контроля и сигнализации о неисправностях в работе меха-
низмов и отклонении параметров от нормы;
автоматика, обеспечивающая нормальное функционирование постоян-
но работающих бытовых и общесудовых систем и обслуживающих их ме-
ханизмов в машинном отделении;
13 — 837
г
194 Автоматизация управления судном •
Г2
Автоматизация управления судном 195
системы сигнализации, обеспечивающие безопасное состояние машин-
ного отделения (противопожарная сигнализация и сигнализация об опас-
ном уровне воды в льялах).
На рис. 104 и 105 показаны структурные схемы автоматизации тур-
бинной и дизельной энергетических установок супертанкеров.
Основным элементом автоматизации энергетической установки
является централизация управления и контроля за работой оборудования,
позволяющая осуществлять из ЦПУ пуск и остановку механизмов, изме-
нять режим их работы, контролировать необходимые параметры, своев-
ременно обнаруживать отклонение параметров от нормы, дистанционно
применять меры по восстановлению нормального режима работы
(рис. 106).
Многолетний опыт строительства и эксплуатации автоматизированных
танкеров, в ходе которого осуществлялось экспериментирование с объ-
емом и методами автоматизации, позволил определить ряд основных
принципов автоматизации, которыми в настоящее время руководству-
ются в мировой практике, а именно:
объем автоматизации должен быть достаточным для обеспечения
нормальной эксплуатации установки экипажем определенной чис-
ленности;
автоматизировать следует наиболее ответственные с точки зрения
безопасности эксплуатации процессы, а также наиболее трудоемкие
и регулярно повторяющиеся операции;
должна быть обеспечена автоматическая защита от любой неисправ-
ности, могущей повлечь за собой аварию;
Рис. 104. Структурная схема автоматизации ПТУ.
А — рулевая.
7 - задатчик оборотов и указатель заданных/истинных оборотов на крыльях
мостика; 2 — фиксатор времени и даты события; 3 — указатель эаданных/ис-
тинных оборотов; 4 — кнопочное управление машинным телеграфом; 5 —
кнопочная панель индикации отказов; 6 - рукоятка управления ДАУ — теле-
граф: 7— самописец машинного телеграфа;
Б - цпу.
7 — кнопочная панель индикации; 2 - кнопочная панель экстренной остановки;
3 — указатель положения маневрового клапана; 4 — указатель давления пара
в турбине; 5 — указатель заданных/истинных оборотов; 6 — ЭВМ; 7 — пере-
ключатель управления; 8 — кнопочное управление машинным телеграфом;
9 — рукоятка управления ДАУ — телеграф; 10 — кнопочная панель индикации
неполадок; II — кнопочная панель управления;
С - ГТЗА.
7 - тахогенератор; 2 - редуктор; 3 - ТНД; 4 - ТВД: 5 - датчик давления
в корпусе ГТЗА; 6 - маховик ручного управления клапаном; 7 — серводви-
1атель маневрового клапана; 8 — муфта; 9 - маневровый клапан; 10 — датчик
положения маневрового клапана; 11 - БЗК; 12 — главный запорный клапан.
196 Автоматизация управления судном
комплектация ЦПУ приборами управления и контроля должна исклю-
чать необходимость ухода вахтенного из ЦПУ непосредственно в машин-
ное отделение для осуществления операций управления и контроля;
надежность оборудования энергетической установки, а также средств
автоматизации и контроля должна быть настолько высокой, чтобы обес-
печить нормальную эксплуатацию установки силами экипажа, численность
которого соответствовала бы принятому уровню автоматизации.
Автоматизированные энергетические установки по принципу их об-
служивания могут быть поделены на две категории, а именно:
установки с круглосуточной вахтой в центральном посту управления;
А — рулевая; Б — ЦПУ; В — машинное отделение.
1 — электростанция; 2 — система ДАУ главного двигателя; 3 — оборудование
регистрации маневров; 4 — система сигнализации; 5 — система контроля;
б — параметры главного двигателя; 7 — система управления насосами; 8 —
регулирование температуры охлаждающей воды; 9 - фиксация даты-времени;
10 — параметры выхлопных газов; 11 — осушительная насосная установка;
12 — сепарационная установка; 13 — компрессорная установка; 14 — контроль
уровня; 15 — регистрация маневров; 16 — регистрация неполадок; 17 — выпе-
чатка параметров; 18 — цистерна; 19 — вспомогательные механизмы; 20 —
вспомогательные дизель-генераторы; 21 — главный двигатель; 22 — позицио-
нер; 23 — клапаны.
Рис. 106. Общее расположение в ЦПУ.
/—секция независимых механизмов; 2—щит контроля общесудовых систем; 3-
ГРЩ; 4—секция контрольно-измерительных приборов ГТЗА—ВРШ; 5—секция ГТЗА—
ВРШ; 6—секция котельной установки; 7—секция контрольно-измерительных прибо-
ров котельной установки; 8— секция первичных двигателей; 9—секция управления
генераторами; 10— щит дымовой пожарной сигнализации; 11—щит питания дымовой
пожарной сигнализации; /2—пульт управления комплексом ГТЗА—ВРШ; 13— цент-
ральный пульт контроля параметров; 14—секция громкоговорящей связи; /5—сек-
ция телефонной связи; 16—указатель скорости и пройденного расстояния; 1 7—указа-
тель мощности и оборотов; 18—лифт; 19—печатающее устройство регистрации пара-
метров; 10— щит питания; 21—стойки машины централизованного контроля.
198 Автоматизация управления судном
установки, не требующие круглосуточной вахты (как правило, ночью
на стоянках без выгрузки груза).
В обоих случаях объем автоматизации технических средств одинаков,
однако во втором случае сигнализация дополнительно обобщена и кроме
ЦПУ и рулевой рубки вынесена во все помещения, где может оказаться
вахтенный механик, находясь вне машинного отделения и ЦПУ.
Дополнительно к установкам второй категории предъявляются тре-
бования повышенной надежности при длительной работе (до 24—48 ч)
без обслуживания.
§ 8.3
ВОПРОСЫ МЕХАНИЗАЦИИ И
ОРГАНИЗАЦИИ ТРУДА ЭКИПАЖА
Для крупно тоннажных танкеров, отличающихся высокой
стоимостью постройки и эксплуатации, доля расходов на экипаж относи-
тельно невелика и экономический эффект от сокращения численности
экипажа по сравнению с выгодами от снижения простоев и потерь ходово-
го времени имеет второстепенное значение. Тем не менее сокращение
численности судового экипажа имеет определенное социальное значение и
дает экономический эффект, тем более что кроме экономии средств
на содержание экипажа сокращаются и капитальные затраты за счет умень-
шения числа и размеров жилых и служебных помещений, запасов и спа-
сательных средств.
Численность экипажа, разумеется, находится в зависимости от
принятого объема автоматизации, но в значительно большей мере
она определяется принятой судовладельцем организацией труда и, в
частности, организацией проведения планово-предупредительных
ремонтов.
При осуществлении планово-предупредительных ремонтов береговы-
ми средствами, что преобладает в мировой практике, нет необходимости
постоянно возить с собой ремонтные бригады. Однако большая стоимость
простоев крупнотоннажных танкеров побуждает некоторых судовладель-
цев изыскивать возможности сокращения времени стоянок этих судов
путем проведения максимально возможного объема планово-предупре-
дительных ремонтов в рейсе. Это наблюдается и в отечественной практике.
В таких случаях численность экипажа соответственно возрастает.
С учетом принятой организации труда и плановых ремонтных работ
численность экипажа определяется теми операциями, которые требуют
одновременного участия наибольшего количества людей. К числу таких
операций относятся швартовные операции, мойка и дегазация танков,
работы в аварийных ситуациях (отказ систем автоматики, борьба за жи-
Вопросы механизации и организации труда экипажа 199
вучесть). а также работы по поддержанию в надлежащем состоянии судна
и материальной части (окрасочные работы и т. д.).
Таким образом, важнейшими условиями автоматизации, которые
могут позволить получить максимальный технико-экономический эффект
от ее внедрения, являются мероприятия по снижению трудозатрат экипа-
жа на выполнение указанных выше операций, а также повышение надеж-
ности применяемого оборудования, увеличение периода времени между
его профилактическими осмотрами и плановыми ремонтами. Всем этим
вопросам необходимо уделять внимание еще на ранних стадиях проекти-
рования судна. Так, применение автоматических швартовных лебедок,
обеспечивающих подачу необходимого числа концов, механизация сматы-
вания и наматывания концов на вьюшки упрощают проведение швартов-
ных операций и сокращают количество членов экипажа, занятых на этих
работах. Для снижения трудозатрат на мойку танков в крупнотоннажном
танкеростроении используются механизированные системы мойки с
помощью стационарно установленных в танках гидромониторов, что
требует ручной домывки моечными машинками только в отдельных
труднодоступных местах. При рациональном проектировании корпусных
конструкций число таких мест может быть сведено к минимуму. Приме-
нение системы инертных газов практически исключает необходимость
проведения дегазации танков в условиях нормальной эксплуатации судна,
за исключением случаев подготовки танков к проведению ремонтных
огневых работ.
Другой путь снижения численности экипажа — изменение традицион-
ного разделения труда, практикуемого на флоте, и внедрение совмещения
профессий путем привлечения свободных членов машинной команды
к наиболее трудоемким палубным работам (швартовные операции,
мойка танков, покрасочные работы и т. д.).
Таким образом, решение задачи сокращения численности экипажа
до разумного минимума заключается в комплексном сочетании соответ-
ствующих проектно-конструкторских решений, необходимого объема
автоматизации и механизации наиболее трудоемких процессов и внедре-
ния должной организации труда экипажа со стороны судовладельца.
ГЛАВА 9 СПЕЦИФИКА ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И
ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЙКИ СУПЕРТАНКЕРОВ
Начало интенсивного строительства крупнотоннажных
танкеров в 60-х гг. поставило на повестку дня перед мировым
судостроением задачу повышения технико-экономических показателей
производства, снижения трудоемкости и сокращения сроков постройки
судов. Решение этой задачи потребовало подъема на новую ступень уровня
организации и технологии производства, максимального осуществления
200 Специфика организации производства
принципов поточно-конвейерного производственного процесса с обеспе-
чением равномерности загрузки рабочей силы. В качестве необходимой
предпосылки к этому в указанные годы наметилась тенденция достаточно
четкой специализации верфей в сочетании с максимальной унификацией
однотипных конструкций строящихся судов, что в определенной степени
компенсировало отрицательные последствия индивидуального либо
мелкосерийного строительства, присущего зарубежному судостроению.
В период 1960—1975 гг. мировое танкеростроение в основном было
сконцентрировано на вновь построенных либо существенно реконстру-
ированных производственных мощностях. В Европе — это верфь Гета-
веркен в г. Арендале (Швеция), верфь компании „Веролме” (Голландия),
верфь в г. Монфальконе (Италия), верфь компании „Кокумс” в г. Мальме
(Швеция), верфь в г. Линде (Дания), верфь компании „Бремер^улкан”
в г. Бремене (ФРГ), верфь компании „Шантье де Атлантик” в г. Сен-На-
зере (Франция) и верфь компании „Харланд энд Вольф” в г. Белфасте
(Северная Ирландия). В Японии - это верфь компании „Мицуи зосен”
в г. Тиба, верфь компании „Кавасаки хэви индастриз” в г. Сакайде, верфи
компании „Хитачи зосен” в г. Сакаи и Ариаке, верфь компании „Ниппон
Кокан” в г. Цу, верфь компании „Сумимото” в г. Оппама, верфь компа-
нии „Мицубиси зосен” в г. Кояги и верфи компании „Исикавадзима
харима индастриз” в г. Иокогама, Куре и Чита.
На рис. 107 в качестве примера приведен генеральный план верфи
фирмы „Исикавадзима харима индастриз” в г. Чита с указанием техно-
логического производственного потока, характерного для современных
верфей, специализирующихся на постройке крупнотоннажных танкеров.
У всех вновь построенных и реконструированных судостроительных
комплексов есть ряд общих черт, к числу которых, прежде всего, отно-
сятся принцип построения производственного цикла верфи и тип построеч-
ного места.
Рассматривая принципы организации производственного цикла
постройки крупнотоннажных танкеров, следует отметить, что все основ-
ные этапы (обработка, корпусообрабатывающее, сборочно-сварочное
производство, доковый период) являются позициями прямоточной линии
судостроительного производства. Вместе с тем производство на каждом
из упомянутых этапов также организовано по принципу поточных линий.
Наиболее отчетливо это можно увидеть на примере корпусообрабатываю-
щего производства, в основу организации которого закладывают прин-
ципы непрерывного прямоточного процесса с делением цехов на участки
и позиции с закреплением за ними определенных операций и со стро-
гим подчинением общему режиму работы верфи. При этом обеспе-
чиваются :
наиболее удобная для организации поточного производства планиров-
ка цеха при максимальном использовании полезной площади;
Технология постройки супертанкеров 201
непрерывность потока материалов по определенным технологическим
маршрутам, начиная со склада стали, и непрерывность производственных
процессов их обработки с предельно возможным сокращением межопе-
рационного движения деталей на любой стадии обработки;
максимальное использование конвейерной системы в качестве основ-
ных внутрицеховых транспортных средств.
На рис. 108 показана типовая схема корпусообрабатывающего прои>
водства, включающего участки первичной обработки листового и про-
фильного металла (правка, очистка и грунтовка), участки автоматизиро-
ванной газовой резки, участки разметки и полуавтоматической газовой
сварки, участки механической резки и гибки.
На современных верфях широко применяются дистанционно управ-
ляемые с помощью перфолент широкопролетные (до 12 м) газорезатель-
ные машины с 4—5 головками, в ряде случаев имеющие и программную
маркировку деталей металлизирующим электродом.
Одним из важнейших участков является сборочно-сварочное произ-
водство, которое в значительной мере определяет весь ритм и цикл пост-
ройки судна.
Основными принципами совершенствования сборочно-сварочного
производства являются:
создание специализированных участков и поточных линий;
максимальная механизация производственных операций;
прямоточное и непрерывное движение деталей с максимальной меха-
низацией средств;
изготовление деталей, узлов и секций в системе жестких допусков
(в чистый размер).
Увеличение размеров танкеров, упрощение формы и обводов и унифи-
кация однотипных конструкций способствовали повышению эффектив-
ности сборочно-сварочного производства, так как появилась возможность
разбивки корпуса на плоские секции, суммарная масса которых достигает
80—85% общей массы корпуса. Это повлекло за собой создание отдельных
специализированных участков и цехов—поточных линий изготовления
плоскостных секций, которые затем укрупняются в объемные секции
и блоки массой до 600—1000 т.
На рис. 109 и ПО показаны схемы поточных линий изготовления
плоскостных секций на европейских верфях и верфях Японии.
Европейское направление характеризуется применением двусторон-
ней сварки полотнищ с кантовкой, установкой в первую очередь набора
главного направления (продольного) с угловой автоматической привар-
кой, а затем поперечных рам по типу „гребенки”, с последующей установ-
кой и приваркой внахлест заделок в местах прохода набора главного
направления. Производительность такой поточной механизированной ли-
нии составляет четыре секции размером 12x12 м за одну смену. Линия
обслуживается десятью рабочими.
Док
2
I V
XIV
X 24
23
ХПГ J_.
vm
IV I
< 7
П
10
9
I Рис. 107. Генеральный план верфи фирмы ,Д4сикавадзима харима хеви ин-
g дастриз” (Япония) в г. Чита.
/ — склад стали; 2 — ЭВМ системы контроля технологических процес-
сов; 3 — дробеметная установка со скоростью очистки 9 м/мин листов
шириной до 5 м; 4 — вертикальный автомат для сварки решеток
ребер жесткости; 5 — устройство для установки продольных связен;
6 — сварочный агрегат для дуговой односторонней сварки; 7 — газо-
резательная машина с пролетом 12 м и 6-резаковой головки; 8 — уп-
рощенная гаэорезательная машина с пролетом 5,6 м и 3-резаковой
головкой; 9 — автомат для установки ребер жесткости книц произ-
водительностью 5 м х 30 шт./ч; 10 — гибочный пресс 750 т; 11 —
гидравлический гибочный пресс для гибки стальных листов усилием
100 тс; 12 — агрегат для сварки составных продольных связей; 13 —
газорезательная машина с пролетом 12 м и 2-резаковой головки
14 — газорезательная машина для параллельной резки с пролетом 12 м и головкой на 24 резака; 75 — газорезательная
машина с программным управлением для вырезания отверстий в полосовой стали с пролетом 5,6 м и 4-резаковой голов-
кой; 16 — газорезательная машина с чистовой обработкой кромок; 17 — ЭВМ типа ИБМ; 18 — чертежная машина с ЭВМ;
19 — портальный кран грузоподъемностью 20 т; 20 — рабочая установка для внутрикорпусных работ; 27 — козловой
кран грузоподъемностью 350 т с пролетом 177 м; 22 — портальный кран грузоподъемностью 100 т; 23 — трейлер
грузоподъемностью 200 т; 24 — трубогибочный станок для труб максимального диаметра до 200 мм и длиной до 22 м;
25 — кантователь для секции массой 300 т; 26 — управляемый ЭВМ автомат для нанесения лакокрасочных покрытий
производительностью 500 м2/ч; 27 — установка для пассивации производительностью 500 м2/сут.: 28 — трейлер с гидро-
приводом грузоподъемностью 400 т; 29 — агрегат для дуговой сварки под слоем флюса микропроволокой,
1 — административное здание: II — блок корпусообрабатывающих цехов; III — электромеханический цех; IV— трубо-
медницкий цех; V — склад комплектации судового оборудования; VI — трансформаторная подстанция; V II — комп-
рессорная; VIII — склад комплектации крупногабаритного судового оборудования; IX — придОковая площадка хране-
ния секций; X - достроечные цехи; XI — малярный цех; XII — причал для разгрузки стали; XIII - участок сборки
агрегатов; XIV — кислородоацетиленовая станция.
А — разметка и резка листов; Б — разметка и резка сварных профилей; В — подача сварных профильных связей; Г —
гибка листов; Д — сварка криволинейных секций; Е — сборка объемных криволинейных секций; Ж — предварительная
сборка; 3 — гибка связей; И — сварка листов; ТС — листоправильный участок; Л — сварка полотнищ; М — предваритель-
ная сборка; Н — сварка решеток набора; О — сборка объемных блоков; П — приварка решеток набора к полотнищам.
zj поток стали и блоков; <1=—— поток агрегатов в сборе; ------------------- поток деталей оборудования и т. п.
(контрагентские поставки) ; ------поток деталей со склада; --------поток комплектов насыщения.
204 Специфика организеции производства
фронта сборочно-сварочных
работ. Основными направле-
ниями развития этого метода
являются:
увеличение размеров и
массы секций и блоков, пода-
ваемых на построечное место;
перенос значительной час-
ти монтажных и достроечных
работ со стапеля на участки
сборки узлов, секций и бло-
ков секций.
Разбивка корпуса на бло-
ки и секции производится
исходя из условий максималь-
ного использования подъемно-
транспортного оборудования
как на участках предваритель-
ной сборки, так и на по-
строечном месте, а также из
условия унификации секций
по конструкции.
На рис. 111 приведена
схема разбивки на секции
и блоки района грузовых
танков отечественных круп-
нотоннажных серийных тан-
керов дедвейтом 150 000 т,
а на рис. 112 показана тран-
спортировка одного из бло-
ков.
Чрезвычайно большое
влияние на сроки постройки
судна оказывает процесс на-
сыщения корпуса, поэтому
на всех современных верфях
организация этих работ идет
по направлению их макси-
мального переноса на доста-
пельный период.
Как известно, монтаж сис-
тем, механизмов, устройств
и т. д. непосредственно на
снятия подкрепления секций.
206 Специфика организации производства '
Рис. 110. Схема поточной линии изготовления плоскостных секций, принятая на япон-
ских верфях.
1 — линия сборки решетки набора; 2 — монтаж набора на панели; 3 — линия
односторонней сварки; 4 — сборочно-сварочный конвейер; 5 — угловая сварка
крестовин.
судне требует обычно больших затрат трудоемкости, так как работы
выполняются в относительно стесненных условиях, что сказывается
и на их качестве. Производство этих работ непосредственно на судне
связано также с необходимостью транспортировки к судну и погрузки
на него большого количества элементов насыщения, что приводит к по-
терям рабочего времени на переходы рабочих между цехом и судном.
При секционно-блочном методе постройки появилась возможность
переноса значительной части монтажных работ по предварительному
и узловому насыщению с судна на участки изготовления секций и блоков.
Такая технология не только облегчает работы по монтажу и сокращает
их трудоемкость, но и позволяет обеспечить более высокое качество.
Большое развитие получило агрегатирование механического оборудо-
вания по функциональному признаку, когда группы механизмов, трубо-
Технология постройки супертанкеров 207
Рис. 111. Разбивка на блоки района грузовых танков корпуса отечественных крупно-
тоннажных серийных танкеров.
Рис. 112. Транспортировка в док блока массой 500 т.
208 Специфика организации производства
проводы, арматура, электроаппаратура и контрольно-измерительные при-
боры, объединенные общим назначением, монтируются на единой фун-
даментной раме на специальных участках агрегатирования и в таком
виде поступают на установку в секцию либо на судно.
Метод параллельного насыщения конструкций корпуса получил ши-
рокое применение и при изготовлении надстроек. В настоящее время,
как правило, надстройки на судне собирают из предварительно насыщен-
ных и заизолиро ванных крупных блоков, масса и габариты которых
с учетом возможностей подъемно-транспортных средств (рис. 113) прини-
маются максимальными.
Механомонтажные и достроечные работы выполняются двумя спо-
собами: юнитным и блочным.
При юнитном способе в цехе на специальных жесткостях собирают
узлы механизмов, систем, электрооборудования и т. д. в отдельные
сборочные единицы, которые затем поступают для последующего мон-
тажа на судно.
При блочном способе формулируемые в достапельном периоде
блоки в максимальной степени, насыщаются узлами (агрегатами, юнитами
И1.д.) ив таком виде подаются на стапель.
Следует отметить, что внедрение указанных технологических методов
насыщения корпусных конструкций предъявляет определенные требова-
ния к организации и технологии проектирования.
Рис. 113. Транспортировка в док насыщенного блока надстройки.
Технология постройки супертанкеров 209
При проектировании машинных отделений должны приниматься во
внимание вопросы технологичности конструкций с точки зрения их сбор-
ки и монтажа: трассировка трубопроводов должна в максимальном
объеме обеспечивать панельный метод прокладки, а разделение кор-
пуса на секции должно учитывать находящееся в пределах секции
насыщение. Рабочие чертежи при этом выполняют в форме совме-
щенных чертежей всего устанавливаемого насыщения в пределах
секций или блока.
Важнейшим этапом постройки судна является стапельный (доковый)
период, так как на его долю приходится до 40% общей трудоемкости
корпусных, монтажных и других работ. Этот период связан с использо-
ванием дорогостоящих сооружений — построечных мест, пропускная
способность которых, как правило, определяет производительность
верфей.
Практически стапельный период является определяющим и для
сроков постройки судна, поэтому большое значение имеет интенсифика-
ция использования построечных мест, сокращение стапельного периода
за счет совершенствования организации и технологии, сводящегося к мак-
симальному снижению выполняемой на этом этапе трудоемкости работ
и переносу их на достапельный период.
В подавляющем большинстве основным типом построечного места
для крупнотоннажных танкеров являются сухие доки. Лишь небольшое
число верфей (испанская верфь в г. Астано, шведская верфь в г. Удевал-
ла, английская верфь Литсгоу в г. Глазго и др.) продолжают постройку
крупнотоннажных судов на наклонных стапелях, имеющих по сравнению
с доками ряд недостатков, таких, как необходимость выполнения боль-
шого объема работ по спуску судна на воду, сложность выполнения
как корпусных, так и монтажных работ при наклонном положении судна
ит. д.
По зарубежным данным, строительство сухих доков обходится на
40—50% дороже, чем продольных стапелей, что однако, окупается преиму-
ществами постройки судов.
При выборе размеров доков по отношению к расчетным размерениям
судна в начальный период модернизации верфей в основном ориентирова-
лись на двухпозиционную или так называемую полутандемную схему
постройки, когда в доке размещаются готовые для вывода судно и кор-
мовая оконечность следующего судна на нулевой позиции. При этом дли-
ну дока выбирают равной длине расчетного судна плюс длина его кор-
мовой оконечности и минимально необходимые технологические зазоры.
В табл. 26 приведены характеристики ряда доков и их кранового обо-
рудования.
Рассмотрим схемы постройки крупно тоннажных танкеров в ряде
сухих доков (рис. 114).
14 — 837
210 Специфика организации производства
Таблице 26. Характеристики ряда построенных мест и
их кранового оборудования
Наименование верфн Параметры доков Количество и гру- зоподъемность кранов
Длина, м Ширина, м Глубина, м Максималь- ный тоннаж, т
„Исикавадзима харима индастриз” в г. Куре №1 312,7 43,9 6,74 150 000 2x100 т
№2 341,7 65,0 6,8 250 000 2x200 т козловые
№3 510,0 80,0 13,5 800 000 1x120 т 1x10 т 2x300 т козловые
,.Хитачи зосен” в г. Сакаи №1 400,0 56,0 12,5 300 000 2x200 т козловые
№2 380,0 62,0 12,5 400 000 1x200т 1x15 т 1x120т
, ДСокумс” 405,0 75,0 ИД 700 000 1x15 т 1x850 т козловой
в,г. Мальме „Ниппон Кокан” N* 1 500,0 75,0 11,8 500 000 2x200 т козловые
В Г. Цу „Сумимото” 560,0 80,0 12,6 — 2x300 т козловые
в г. Оппама ..Шантье де Атлан- тик” в г. Сен-Назере Мицубиси зосен” 875,0 990,0 70,0 100,0 14,5 1 250 000 1x150т 2x200 т 750 т козловой 2x600 т козловые
в г. Кояги 90,0 70,0 9,65 1x100 т 2x40 т
„Исикавадзима ха- 810,0 92,0 14,5 1 000 000 2x350 т козловые
рима индастриз” в г. Чита „Хитачи зосен” в г. Ариакс А 620,0 85,0 2x30 т 2x700 т козловые
В 380,0 85,0 — 1x50 1x700 т козловой
.Мицуи зосен” в г. Тиба №1 400,0 72,0 12,5 500 000 1x15 т 2x300 т козловые
£ 190,0 47,0 10Д — 2x20 т 2x150 т козловые
310,0 45,0 10,5 — 1x20 т
№3 199,0 72,0 12,5 - 1x10 т
Технология постройки супертанкеров 211
Рис. 114. Схемы различных по-
строечных систем: а - полутан-
демная система; б — система
канал —шлюз; в - трехпозицион-
ная система.
При полутандемной системе постройки (рис. 114, а) на определенном
этапе формирования корпуса строящегося судна происходит закладка
и параллельное формирование кормовой оконечности последующего
судна. После вывода готового судна из дока сформированную кормо-
вую оконечность следующего судна сразу же передвигают по воде и ус-
танавливают на штатное место. При такой системе требуется, чтобы к мо-
менту вывода судна кормовая передвигаемая часть имела плавучесть
и была удифферентована.
Необходимость такой синхронизации создает определенные трудности
и, кроме того, проведение работ во всплытию и передвижке затрудняет
параллельное проведение монтажно-достроечных работ в машинном от-
делении передвигаемого отсека.
Дальнейшим развитием доковой построечной системы, в котором
учитывались отмеченные выше недостатки, явилась постройка новых
верфей в городах Цу и Оппама с доком по системе канал-шлюз
(рис. 114,6).
212 Специфика организации производства
Доки оборудованы двумя выходами в акваторию с противополож-
ных торцов, а также имеют несколько позиций передвижного водонепро-
ницаемого затвора, который делит док на две части — одну для форми-
рования целого корпуса и вторую для формирования кормовой оконеч-
ности следующего судна.
После вывода готового судна путем перестановки затвора объем ма-
лой камеры увеличивается до размеров, необходимых для достройки суд-
на на базе находящегося в значительной степени готовности кормового
острова, а в образовавшейся новой малой камере формируется кормовой
остров следующего судна.
Таким образом, полутандемная система постройки реализуется без
передвижки кормовой оконечности, а вывод готовых судов в каждом
последующем цикле осуществляется в противоположных направлениях.
Такая схема постройки накладывает определенный отпечаток на техноло-
гический поток сборочно-сварочного производства, который в этом слу-
чае направлен Т-образно по отношению к оси дока.
Дальнейшим развитием построечных систем, направленным на расши-
рение фронта работ по наиболее трудоемким участкам, явились трехпози-
ционные системы постройки, в которых формирование, насыщение и все
монтажно-достроечные работы кормовой части танкеров производят
последовательно на трех позициях построечного места (рис. 114, в). Как
видно на примерах верфей компаний „Шантье де Атлантик” в г. Сен-
Назере, „Мицубиси зозен” в г. Кояги, „Исикавадзима харима индастриз” в
г. Чита и „Хитачи зосен” в г. Ариаке, применение трехпозиционной систе-
мы потребовало заметного увеличения габаритов построечных мест
по сравнению с вариантом двухпозиционной полутандемной схемы
постройки.
Большой интерес представляет трехдоковая построечная система
на верфи „Мицуи зосен” в г. Тиба, где применен ряд оригинальных реше-
ний по изготовлению и транспортировке в док готовых блоков корпуса,
объединенных в так называемую систему „ротас”.
На рис. 115 показан технологический процесс постройки крупнотон-
нажных танкеров на этой верфи.
Наиболее интересным на этой верфи является метод индустриального
изготовления блоков цилиндрической вставки танкеров массой 800—
1400 т, которые собирают в цехах, а затем перемещают в док скольжени-
ем и поворотом без применения кранов (рис. 116).
Последовательность сборки цилиндрической части корпуса показана
на рис. 117. При этом методе объем сборочно-сварочных работ в доке
сводится к минимуму.
Одним из резервов сокращения докового периода постройки судна
является механизация сборочно-сварочных работ на монтажных стыках.
На ряде верфей этому вопросу уделяется большое внимание. Так, напри-
Технология постройки супертанкеров 213
Постройка Док
. Т1"1*1 Ойо Йо
вывод из дома Дом уд Построй-
rfxl на
фывод из дока~Дом н^-ВДоп УМ
Построила
Ремонт
Закладка
Вывод из дока
Постпоика
Пост
Н u Iя а
'1, - I
Установка. Постройка
Постройка
вы^од извека
Постройка
Ремонт
Постройка
ввод ?до°
v' Док №-в .."
Постройка среднего блока
• Док N‘2
вывод из дока готового корпуса
Док № 1-А
вывод из дока носового и кормового
блоков_______
вывод из *^^стройка
Ремонт
Постройку
Постройка
Постройка
Док N-2
После разделения носовой и кормовой
блоки устанавливаются на свои места
Док Н-1-А
Закладка следующих сидов
Док Naf~B
Ремонт судна
Док №3
Вывод из дока среднего блока и последую-
щая стоянка у причала приблизительно
б течение одного часа
Док N4-A
Вывод из дока носового блока и последую-
щая стоянка у причала примерно в
течение одного месяца
Док N'-2
Вывод из дока готового блока и
достройка кормового блока
Док Н°-2
Перегонка двух блоков от причала
и последующая установка трех
блоков на свои места
Док Н’-2
Монтаж недостроенных частей
корпуса
Повторяются этапы 1-В
Рис. 115. Технологический процесс постройки крупнотоннажных танкеров на верфи
фирмы Мицуи (Япония) в г. Тиба.
2*14 Специфика организации производства
Рис. 116. Метод индустриального изго-
товления блоков цилиндрической встав-
ки на верфи фирмы „Мицуи”.
1 — тележки и колеи; 2 — опуск-
ное установочное устройство; 3 —
поворотный круг; 4 — кантовоч-
ное устройство для сварки; 5 —
цех сборки блоков.
Рис. 117. Последовательность сборки
цилиндрической части корпуса крупно-
тоннажных танкеров на верфи фирмы
„Мицуи”.
7 — установка днищевых блоков
средних танков; 2— установка бло-
ков бортовых танков; 3 — установ-
ка блоков верхней палубы сред-
них танков; 4 — дальнейший ход
постройки.
г
Технология постройки супертанкеров 215
Рис. II8. „Рабочая установка” для производства внутрикорпусных сборочно-свароч-
иых работ.
216 Специфика организации производства
Рис. 119. Специальные приспособления для работ внутри танкой.
мер, на верфи „Исикавадзима харима индастриз” в г. Куре при постройке
серии танкеров типа „Ниссеки мару” дедвейтом 372000 т для проведения
сборочно-сварочных работ внутри танков были применены специально
спроектированные так называемые рабочие установки (рис. 118), пред-
ставляющие собой самодвижущиеся леса со смонтированными на них
энергоснабжением, специальными захватами и гидравлическими приспо-
соблениями.
Организация корпусных работ внутри танков на крупнотоннажных
танкерах вообще является проблемой из-за больших объемов танков и
особенно из-за больших высот Эти работы стараются свести к минимуму
и облегчить путем максимального укрупнения блоков в достапельный
период и путем рационального выбора положения монтажных стыков
и пазов.
На рис. 119 схематично показаны специальные приспособления, пред-
лагаемые фирмой „Симон инженириш дадли” (Англия) для работ внутри
танков.
Танкер „Тиискери" 217
ГЛАВА 10 ОПИСАНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ ПОСТРОЕННЫХ
ТАНКЕРОВ
10.1
ТАНКЕР „ТИИСКЕРИ"
Танкер „Тиискери” дедвейтом 114 430 т построен фирмой
„Рейнсталь нордсиверке” (ФРГ) для компании „Несте” (Финляндия) и
вместе с однотипным танкером „Энскери”, переданным в эксплуатацию
в 1972 г., предназначен для регулярного плавания в порты Балтики.
Танкеры „Тиискери” и „Энскери” являются самыми большими судами,
совершающими регулярные рейсы в этом, относительно сложном в нави-
гационном отношении районе, что наложило определенный отпечаток
на технические решения, принятые при их проектировании.
Судно имеет следующие главные размерения и основные характерис-
тики:
Длина максимальная, м................................. 274,3
Длина между перпендикулярами, м...................... 258,25
Ширина, м ............................................ 39,0
Высота борта, м....................................... 20,5
Максимальная осадка по летнюю грузовую марку, м . . . . 15,42
Проектная осадка, м.................................. 14,0
Масса порожнего судна, т............................ 20 520
Валовая вместимость, per. а....................... 62357,5
Чистая вместимость, per. т.......................... 39 717,3
Мощность энергетической установки. кВт ............. 19 120
при 122 об/мин
Скорость на испытаниях, при осадке
14,15 м, уз.......................................... 17,0
Кубатура грузовых и отстойных танков, м3 ........... 134 039
Кубатура вместимости изолированного балласта, м3 .... 21419
Танкер имеет бульбовый нос и корму „везеровского типа”. Корма
в надводной части срезанная типа транца.
В 'отступление от установившейся современной тенденции жилые
и служебные помещения на танкере расположены не только в кормовой
но и в средней надстройках, что по-видимому, можно объяснить желанием
приблизить к носовой части рулевую рубку для уменьшения мертвой
зоны. В кормовой части над ютом оборудована специальная площадка
для приема вертолета.
Для обеспечения повышенной маневренности на судне предусмот-
рен винт регулируемого шага, носовое подруливающее устройство
с упором 39,2 кН и кормовое водоструйное подруливающее устрой-
ство с упором 73,6 кН.
Танкер „Тйискери" 219
218 Описания характерных танкеров
Две главные продольные и четыре поперечные переборки делят гру-
зовой район на 15 танков, из которых 5 центральных и 8 бортовых явля-
ются грузовыми, а два бортовых танка №3, расположенных в районе
миделевого сечения, — танками изолированного балласта (рис. 120).
Около 60% массы стального корпуса составляет сталь повышенного
сопротивления с пределом текучести 36 кгс/мм2.
Толщины листов и элементы набора корпуса показаны на конструк-
тивной схеме мидель-шпангоута (рис. 121).
со швартовными лебедками, и один такой же агрегат в корме. Кроме то-
го, предусмотрено 5 швартовных лебедок с тяговым усилием по 196,2 кН.
Тяговое усилие спаренных лебедок — 265 кН.
В средней части судна установлены два крана грузоподъемностью
по Ют.
Грузовая система линейного типа обслуживается тремя горизонталь-
ными турбоприводными насосами производительностью по 3800 м3/ч
каждый при напоре 1450 кПа.
Предусмотрено также два паровых поршневых вертикальных зачист-
ных насоса производительностью по 300 м3/ч при напоре 1450 кПа.
220 Описания характерных танкеров
§17,5
10,5*350
J7* 120
300*15
^6
200*13
\ПГ\
200 *13
950*10,5
U50*22
Н0~
375*10,5
.120*20
350* 10,5
.120*17
. 090*10,5
S11 \_150*22
375*10,5
_120*20
590*10,5
.150*23
тз11\
L150*30
600 * 12
Рис. 121. Мидель-шпангоут танкера „Тиискери”.
skrr
i4
200*15
аЮ\
300*15
Для обеспечения балластных операций установлен балластный гори-
зонтальный насос с электроприводом производительностью 1600 м3/ч
при напоре 294 кПа
Дистанционное управление грузобалластными операциями сосредо-
точено в специальном посту управления.
В качестве главного двигателя установлен малооборотный десятици-
линдровый дизель „Зульцер” марки 10 RND90 мощностью 19 120 кВт
при 122 об/мин.
Котельная установка состоит из двух водотрубных котлов произво-
дительностью по 30 т/ч каждый и одного утилизационного котла.
В составе судовой электростанции основными источниками тока
"являются валогенератор мощностью 1150 кВт и три дизель-генератора
мощностью по 736 кВт. Предусмотрен аварийный дизель-генератор мощ-
ностью 230 кВт.
На рис. 122 схематично показаны планы трюма МКО и котельной
платформы.
Тан кары типа „Крым" 221
§ 10.2
ТАНКЕРЫ ТИПА „КРЫМ"
Рис. 122. Общее расположение машинно-
го отделения танкера „Тиискери”: а -
план трюма; б - план платформы; в -
вид на левый борт.
1 — турбопривод грузового насо-
са; 2 — электропривод балластного
иасоса; 3 — циркуляционный насос
конденсатора; 4 — охлаждающий
насос забортной воды; 5 — сепара-
торы топлива; 6 — сепараторы
масла; 7 — главный двигатель;
8 — масляные насосы главного
двигателя; 9 — питательный насос
котла; 10 — валогенератор; 11 —
дизель-генератор; 12 — охлаждаю-
щий насос пресной воды; 13 —
испарительная установка; 14 —
* охладитель пресной воды пластин-
чатого типа; 15 — вспомогательный
котел; 16 — циркуляционный насос
утилизационного котла; 17 — подо-
греватель топлива; 18 — лифт;
19 - УПУ; 20- конденсатор трубо-
приводов грузовых насосов.
Объем автоматизации энергети-
ческой установки обеспечивает уп-
равление и контроль за работой
установки одним человеком из
ЦПУ.
Танкеры типа „Крым” дедвейтом 150 500 т строятся серий-
но на Керченском судостроительном заводе „Залив” им. Б. Е. Бутомы
(рис. 123).
Танкер имеет следующие главные размерения и основные характерис-
тики:
222 Описания характерных твикеров
Длина максимальная, м................................... 295,2
Длина между перпендикулярами, м......................... 277,1
Ширина, м................................................ 45,0
Высота борта, м.......................................... 25,4
Осадка по летнюю грузовую марку, м....................... 17,0
Полное водоизмещение, т................................182 000
Валовая вместимость, per. т............................ 88 692
Чистая вместимость, per. т............................. 67 543
Мощность энергетической установки, кВт.................22 000 при
85 об/мин
Скорость эксплуатационная, уз.......................... ~ 16,0
Дальность плавания, мили...............................25 000
Суточный расход топлива, т............................. ~ 135
Кубатура грузовых танков, м3........................... 183 715
Кубатура отсеков изолированного балласта, м3........... 57 140
Судно проектировалось с учетом обеспечения безопасного регуляр-
ного прохода через сложные в навигационном отношении Черноморские
проливы, поэтому при отработке его обводов, наряду с ходкостью, боль-
шое внимание было уделено таким характеристикам маневренности, как
поворотливость и устойчивость на курсе. По результатам большого объе-
ма проведененных испытаний был принят вариант с таранно-коническими
бульбовыми носовыми образованиями и умеренно V-образными кормо-
выми шпангоутами, обеспечивающий наилучшие ходовые показатели
и хорошие маневренные характеристики.
Особое внимание было уделено выбору движительного комплекса.
На основании сравнительного анализа различных вариантов был выбран
ВРШ в осенесимметричной направляющей насадке. Применение ВРШ
значительно уменьшило тормозной путь судна, а также облегчило реали-
зацию ряда экономичных решений, принятых при проектировании энерге-
тической установки (промежуточный перегрев пара, навешенный
генератор).
Применение насадки, помимо выигрыша в пропульсивных качествах,
позволило существенно снизить статические и динамические нагрузки
на валопровод как благодаря уменьшению диаметра винта до 7,5 м против
оптимального значения для открытого винта, равного 8,5 м, так и благо-
даря свойству осенесимметричной насадки снижать в 4 раза переменные
нагрузки лопастной частоты и на 40—50% постоянную вертикальную сос-
тавляющую вектора момента, изгибающего гребной вал.
Дейдвудное устройство применено на масляной смазке с одним
кормовым подшипником и уплотнением „Симплекс-компакт”.
Архитектурный тип танкера — гладкопалубный, без средней надстрой-
ки, юта и танкерного переходного мостика.
В целях уменьшения свеса и вибрации кормовой части, а также для
технологического упрощения корма в надводной части срезана по типу
транца.
Танкеры типа „Крым" 223
Жилые служебные и общественные помещения размещены в кормо-
вой рубке, носовая часть которой выполнена в форме семиярусной башни
(рис. 124).
В основу компоновки рубки положена идея отделения жилых поме-
щений от шахты машинного отделения для обеспечения комфортных
условий.
Танкеры этого типа являются первыми крупнотоннажными танкера-
ми, конструкция которых полностью отвечает требованиям Конвенции
о предотвращении загрязнения с судов 1973 г.
Грузовой трюм разделен двумя главными продольными переборка-
ми и четырьмя главными поперечными переборками на 12 грузовых
танков. Кроме того, в пределах этого района расположены три танка
изолированного балласта.
По всей длине района грузовых танков предусмотрено имеющее
наклон от бортов к диаметральной плоскости двойное дно. Отсеки между-
донного пространства используются для приема чистого балласта; в рай-
оне диаметральной плоскости выгорожен коридор труб.
Рис. 123. Танкер „Крым”.
Танкеры типа „Крым" 225
Рис. 124. Обшее расположение танкера „Крым”.
15 — 837
226 Описания характерных танкеров
Размещение значительной части балласта в отсеках двойного дна
вызвало понижение центра тяжести судна в балластном состоянии, вслед-
ствие чего собственный период качки судна составляет всего 11с.
Для умерения бортовой качки при балластном переходе в простира-
ющемся от борта до борта танке №3 была предусмотрена специальная
запатентованная многоярусная пассивная успокоительная система
(рис. 125). Применение успокоительной цистерны такой конструкции
позволяет повысить собственный период качки судна в балластном состо-
янии до 16 с и снизить амплитуды бортовой качки в 1,8—2,0 раза в усло-
виях нерегулярного морского волнения силой 7—8 баллов.
Для корпусных конструкций в районе танков применена сталь повы-
шенного сопротивления с пределом текучести 400 МПа, а в районе МКО
и оконечности — сталь с пределом текучести 300 МПа.
Перекрытия палубы, днища, продольных переборок и бортов
выполнены по продольной системе набора.
Толщины перекрытий и элементы набора показаны на конструктив-
ной схеме мидель-шпангоута (рис. 126).
Для защиты от коррозии подводной части наружных поверхностей
корпуса установлена автоматическая система катодной защиты в соче-
тании с лакокрасочными покрытиями. Для внутренних поверхностей
танков и отсеков изолированного балласта применена протекторная за-
щита.
Рулевое устройство принято с полубалансирным рулем площадью
85 м2.. Рулевая машина электрогидравлического типа имеет крутящий
момент на баллере 3924 кН • м.
Для повышения безопасности мореплавания кроме двух основных
электрогидравлических агрегатов установлен вспомогательный агрегат
меньшей мощности, имеющий питание от щита аварийной электростанции.
Якорно-швартовное устройство — электрогидравлического типа,
с питанием по группам от трех станций, одна из которых расположена
в носу под полубаком, вторая — в районе мйделя на верхней палубе,
третья — в кормовой части, в румпельном отделении.
Якорные механизмы для цепи калибром 117 мм представляют собой
одноякорный брашпиль, спаренный с автоматической швартовной ле-
бедкой.
В качестве швартовных механизмов приняты 12 автоматических
швартовных лебедок с тяговым усилием 196,2 кН.
В средней части судна, в районе расположения приемораздаточных
грузовых колонок, расположено грузовое устройство, включающее две
механизированные стрелы грузоподъемностью по 157 кН.
Грузовая система выполнена по линейной схеме (рис. 127) в виде
самостоятельных трубопроводов для трех групп танков и позволяет
проводить грузовые операции одновременно с тремя сортами нефти.
Танкеры типа „Крым" 227
1 СвО я I бодныи ' "1 уровень 1
' — - ——- — —
воздушный канал
Свободный уровень
1 воздушный канал 1
Свободный уровень
- Г' 1 т т 1
Рис. 126. Мидель-шпангоут танкера ,,Крым”.
228 Описания характерных танкеров
Верхняя палуба
Рис. 127. Принципиальная схема грузовой системы на танкере „Крым”.
/, XI -кормовые балластные танки; II, IV, V, VIII, IX, X - цистерны чистого балласта; III - балластный танк;
VI — носовой балластный танк; VII — диптанк.
1» 2 — грузовые и балластные насосы; 3 — зачистной балластный насос; 4 — зачистной грузовой насос.
Танкеры типа „Крым" 229
Обеспечен закрытый прием груза несудовыми средствами с интенсив-
ностью налива до 15 000 т/ч.
Грузовая система обслуживается тремя вертикальными турбопривод-
ными центробежными насосами производительностью по 4000 м3/ч каж-
дый при напоре 1130 кПа.
Для операций с изолированным балластом предусмотрена автономная
система, позволяющая осуществлять балластировку и дебалластировку
танкера параллельно с грузовыми операциями. Система обслуживается
двумя насосами, однотипными с грузовыми, один из которых резервный.
Приемные грузовые и балластные трубы диаметром 800 мм, а также
арматура типа „баттерфляй” размещены в сухом вентилируемом коридо-
ре, выгороженном в междудонном пространстве.
Расположение приемных патрубков ниже двойного дна и уклон
последнего обеспечивают хорошее осушение танков и исключают необ-
ходимость в зачистной системе для груза. Для зачистки груза, оставше-
гося в трубах грузовой системы, используется вертикальный зачистной
винтовой насос производительностью 300 м3/ч. Аналогичный насос обслу-
живает автономную балластную зачистную систему. Имеется возможность
откачки балласта через вакуум-танк.
Танкер оборудован системой обогрева груза, рассчитанной на сохра-
нение к концу рейса первоначальной температуры груза (+40°С).
Стационарная система мойки обслуживается высоконапорными
гидромониторами, работающими от грузовых насосов. Кроме того, преду-
смотрена возможность домывки танков с помощью переносных моеч-
ных машинок.
Образование взрывоопасной атмосферы в танках предотвращается
автоматизированной системой инертных газов, использующей дымовые
газы главного котла (рис. 128). Состав атмосферы танков и коридора
труб контролируется с помощью системы газового контроля „Сальвико”.
В качестве главного двигателя принят паровой нереверсивный ГТЗА
мощностью 22 000 кВт при 85 об/мин.
ГТЗА состоит из ТВД с размещенными в ее корпусе ступенями сред-
него давления, ТНД, одноходового подвального конденсатора, трехсту-
пенчатого редуктора, главного упорного подшипника и маневрового
устройства.
С целью исключения влияния валопровода на редуктор между глав-
ным упорным подшипником и редуктором установлена зубчатая муфта.
В качестве главного источника пара температурой 515°С и давлением
7850 кПа принят один котел с КПД 96%, номинальной производитель-
ностью 80 т/ч и максимальной производительностью 90 т/ч. Кроме того,
установлен вспомогательный котел производительностью 35 т/ч.
Расчетный удельный расход топлива в номинальном режиме состав-
ляет около 250 г/ (кВт ч). Такая высокая экономичность установки
230 Описания характерных танкеров
Рис. 128. Принципиальная* схема системы инертных газов на танкере „Крым”.
1 — дымоход главного котла; 2 — невозвратно-запорный клапан; 3 — поворот-
ный затвор; 4 — циклонно-пенный охладитель 1-й ступени; 5 — поворотный зат-
вор; 6 — запорный клапан; 7 — каплеотделитель; 8 — газодувка; 9 — невозв-
ратно-запорный клапан на воздухе; 10 — воздухоприемное устройство; 11 —
охладитель газа; 12 — клинкетная задвижка; 13 — водяной затвор; 14 — фильтр
забортной воды; 15 — охлаждающий насос забортной воды.
-------- инертный газ;----- атмосферный воздух; -X—X— забортная
вода; -------------------------------------------------------.-. сточные трубы.
РРД — рабочее реле давления; АРД — аварийное реле давления; АДТ — аварий-
ный датчик температуры; Т — дистанционный контроль температуры.
достигнута за счет усовершенствования тепловой схемы (рис. 129),
которая имеет следующие особенности:
высокие начальные параметры пара;
промежуточный перегрев пара до начальных параметров;
пятиступенчатый регенеративный подогрев питательной воды за счет
отборов от ГТЗА;
охлаждение маслоохладителя ГТЗА и конденсатора испарительной
установки главным конденсатом.
Повышение экономичности установки достигнуто также за счет
• привода ходового электрогенератора и главного питательного насоса
Танкеры типа „Крым" 231
котла от редуктора ГТЗА, а также применения самопроточной циркуля-
ции главного конденсатора.
Общее расположение механизмов в МКО показано на рис. 130.
В качестве источников электроэнергии приняты два основных гене-
ратора мощностью по 1350 кВт, один из которых приводится от ГТЗА
и при понижении частоты вращения ниже 95% с помощью шинно-пневма-
тцческой муфты отключается от ГТЗА и работает от турбопривода, а вто-
рой, резервный, приводится от автономного турбопривода. Кроме того,
Рис. 129. Тепловая схема энергетической установки танкера ,Д<рым”.
1 — главный котел; 2 - ТВД; 3 ~ ТСД; 4 — турбоблок; 5 — ТНД; 6 — вакуум-
ный насос; 7 — главный конденсатор; 8 — вода в систему автоматики; 9 —
насос рабочей воды автоматики; 10 — дистиллятная система; 11 — пятая сту-
пень регенеративного подогрева ПВ; 12 — четвертая ступень регенеративного
подогрева ПВ; 13 — третья ступень регенеративного подогрева ПВ; 14 — деаэ-
ратор; 15 — подогреватель питательной воды низкого давления (первая реге-
неративная ступень); 16 — эксгаустер; 17 — пар от концевых уплотнений;
18 — испаритель котловой воды; 19 — пар от парогенератора низкого давле-
ния; 20 — эжектор испарителя котловой воды; 21 — маслоохладитель; 22 —
конденсатный насос; 23 — возврат рабочей воды автоматики; 24 — цистерна
горячих конденсатов; 25 — дистиллятный насос; 26 — конденсатор отсоса
пара от уплотнений турбин; 27 — дренажный насос; 28 — возврат конденсатов;
29 — цистерна грязных конденсатов; 30 — питательный насос парогенератора
низкого давления; 31 — парогенератор низкого давления; 32 — пар на эжектор
испарителя котловой воды; 33 — пар от парогенератора низкого давления к
потребителям.
------пар; — — — конденсат, питательная вода; — . — . — пар первого
отбора; пар второго отбора; — ... — пар третьего отбора; -О-----
пап четвептого отбппя----v----пап па-г^п/х
Рис. 130. Компоновка машинно-котельного отделения: а — план трюма; б — план IV платформы; в — план III платформы;
г — вид на левый борт.
1 — циркуляционный электронасос главного конденсатора; 2 — грузовой насос; 3 — электронасос перекачки топлива;
4 — зачистной насос; 5 — балластный насос; 6 — цистерна горячих конденсатов; 7 — конденсатный электронасос главного
конденсатора; 8 — главный турбозубчатый агрегат; 9 — питательный турбонасос; 10 — маслоохладитель турбоблока;
11 — турбоблок приводных механизмов; 12 — аварийный масляный электронасос ГТЗА; 13 — главный масляный электро-
насос ГТЗА; 14 — масляный электронасос системы регулирования ГТЗА; 75 — масляный фильтр ГТЗА; 76 — агрегат
маслоохладителей ГТЗА; 7 7 — циркуляционный электронасос вспомогательного конденсатора; 18 — конденсатор вспо-
могательный; 79 —лифт; 20 — турбогенератор (резервный); 21 — пульт управления ГТЗА; 22 — турбопривод грузового
насоса; 23 — подогреватель питательной воды НД; 24 — турбопривод зачистного насоса; 25 — агрегат вакуумных насо-
сов главного конденсатора; 26 — турбопривод балластного насоса; 27 — цистерна грязных конденсатов; 28 — дизель-
генератор стояночный; 29 — баллон пускового воздуха стояночного дизель-генератора; 30 — агрегат топлнвоподготовки
главного котла; 31 — электрокомпрессор; 32— баллон низкого давления для хозяйственных нужд; 33— масляная цис-
терна аварийной смазки ГТЗА; 34 — агрегат топливно-форсуночных насосов главного котла; 35 — маневровое устройство
ГТЗА; 36 — подогреватель питательной воды ВД; 37 — водоопреснительная установка; 38 — вспомогательный котел;
39 — теплый ящик вспомогательного котла; 40 — парогенератор низкого давления; ^7 ~ главный котел; 42 — электровен-
тилятор машинной вентиляции.
Описания характерных танкеров Танкеры типа „Крым " 233
234 Описаний характерных танкеров
установлены стояночный дизель-генератор мощностью 400 кВт, аварий-
ный дизель-генератор мощностью 400 кВт и аварийный дизель-генератор
мощностью 200 кВт.
Объем автоматизации энергетической установки соответствует
классу А2 Регистра СССР и обеспечивает возможность управления
и контроля за работой установки одним вахтенным механиком
из ЦПУ.
С помощью машины централизованного контроля (МЦК) „Полюс”
в ЦПУ осуществляется автоматический централизованный контроль
состояния энергетической установки, в том числе сигнализации, дистан-
ционного измерения и оперативной регистрации параметров.
Управление комплексом ГТЗА — ВРШ с помощью системы дистанци-
онного автоматизированного управления может осуществляться как
из рулевой рубки, так и из ЦПУ.
Дистанционное управление грузовыми операциями и контроль уровня
груза и балласта сосредоточены в посту управления грузовыми опе-
рациями.
На танкере установлена система комплексной автоматизации процес-
сов навигации и судовождения „Бриз’’, решающая следующие основные
задачи:
автоматическое счисление и прокладку пути судна;
непрерывную автоматическую коррекцию координат места судна
по радионавигационным системам;
отображение надводной обстановки;
предупреждение столкновений;
проведение эпизодических расчетов;
регистрацию навигационных данных и состояния судовых технических
средств;
автоматический контроль за правильностью работы устройств
системы.
Для защиты от поражения разрядом молний на судне установлена
пятистержневая система металлических молниеотводов.
\
§ 10.3
ТАНКЕР /.МОБИЛ ПЕГАСУС"
Первый крупнотоннажный танкер с двойным дном в рай-
оне танков „Мобил Пегасус” дедвейтом 211 600 т был построен японской
фирмой „Сасебо хэви индастриз” для компании „Мобил шипинг ко”
(рис.131).
Судно является головным в серии из четырех ед.
Танкер „Мобил Пегасус" 235
Рис. 131. Танкер „Мобил Пегасус”.
Танкер имеет следующие главные размерения и основные харак-
теристики:
Длина максимальная, м . . . ............................ 326,0
Длина между перпендикулярами, м......................... 313,0
Ширина, м............................................... 48,2
Высота борта, м........................................... 19,33
Полное водоизмещение, т......................,..........247 249
Валовая вместимость, per. т............................112 656,6
Чистая вместимость, per. т............................. 91 975,8
Мощность энергетической установки, кВт..................22 000
при
80 об/мин
Скорость на испытаниях при осадке 16,5 м, уз............ 16,9
Дальность плавания, мили................................ 26 700
Суточный расход топлива, т.............................. 144,5
Судно имеет бульбовый нос, крейсерскую корму, палубу без седло-
ватости и традиционное кормовое расположение машинного отделения
и жилой надстройки рубочного типа.
Как видно из общего расположения (рис. 132), две главные продоль-
ные переборки и четыре главные поперечные делят грузовой район на 5
Центральных и 10 бортовых грузовых танков.
236 Описания характерных танкеров
По всей длине грузового района простирается двойное дно высотой
3,05 м. В междудонном пространстве по диаметральной плоскости выго-
рожен коридор, в котором размещаются приемные трубы грузовой
системы и арматуры.
Основные элементы конструкции двойного дна указаны на чертеже
конструктивного мидель-шпангоута (рис. 133).
Принятая конструкция позволила использовать междудонное прост-
ранство для изолированного балласта, что сокращает длительность стоя-
нок судна в порту благодаря одновременному проведению грузовых
и балластных операций.
Второе дно выполнено наклонным с подъемом к бортам. Главные
продольные переборки наклонены к бортам от днища к палубе. Днищевая
обшивка, скуловой пояс, палуба и ширстречный пояс выполнены из стали
повышенного сопротивления. Сталь повышенного сопротивления приме-
нена также для верхней части продольных переборок, продольных подпа-
лубных связей, бортов на высоте трех шпаций и для продольных связей
двойного дна.
Защита от коррозии наружных поверхностей корпуса осуществля-
ется с помощью лакокрасочных покрытий; для смачиваемых поверхнос-
тей применяется катодная защита, для внутренних поверхностей танков —
протекторная защита из цинковых анодов, установленных до высоты
15 м от днища.
В состав якорно-швартовного комплекса входят якорно-швартовные
лебедки с тяговым усилием по 589 кН при скорости подъема 10 м/мин
и 6 швартовных лебедок тяговым усилием по 294 кН.
В районе грузовых раздаточных колонок, в средней части судна,
для проведения грузовых операций предусмотрено стреловое устройство,
включающее две паровые лебедки грузоподъемностью по 73,6 кН.
Рис. 132. Схема разбивки грузового района танкера „Мобил Пегасус”.
Танкер „Мобил Пегасус" 237
Грузовая система обслуживается четырьмя горизонтальными центро-
бежными турбо приводными насосами производительностью по 4200 м3/ч
при напоре 1225 кПа. Предусмотрен также зачистной насос производи-
тельностью 250 м3/ч при напоре 1180 кПа.
Четыре всасывающих грузовых магистрали, расположенные в кори-
доре двойного дна, выполнены из стальных труб диаметром 700 мм
(рис. 134).
На палубе проложены четыре напорные магистрали диаметром 600 мм
с коллектором для выдачи груза на четыре линии. Зачистная магистраль
диаметром 125 мм служит для осушения и зачистки главных грузовых
магистралей.
Рис. 133. Мидель-шпангоут танкера „Мобил Пегасус”.
Рис. 134. Принципиальная схема грузовой системы танкера „Мобил Пегасус”.
Танкер „Мобил Пегасус" 239
Принятая конструкция танкера обеспечивает полную разгрузку
танков и исключает ручной труд для выбора остатков при зачистке ,,под
тряпку”.
Трубы и арматура всасывающих магистралей, расположенные в сухом
коридоре, находятся в более благоприятном положении с точки зрения
подверженности коррозии, чем на танкерах обычной конструкции, пос-
кольку они не испытывают попеременное воздействие нефти и морской
воды. Коридор труб оборудован отдельной системой вытяжной вентиля-
ции, предусмотрена система сигнализации в случае затопления, а также
система обнаружения газа.
Дистанционное автоматизированное управление грузовыми операци-
ями сосредоточено в помещении специального поста, расположенного на
шлюпочной палубе. В помещении поста установлены пульты управления
арматурой грузовой и балластной систем, указатели уровнемеров, прибор
обнаружения газа и системы сигнализации (рис. 135).
В качестве главного двигателя установлен двухкорпусный паровой
турбозубчатый агрегат, включающий ТВД активного типа с пятью ступе-
нями и ТНД — однопроточную, восьмиступенчатую активного типа. ТЗХ
встроена в ТНД. Редуктор двухступенчатый. ГТЗА приводит во вращение
пятилопастный винт диаметром 8,4 м, выполненный из никелево-алюми-
нйевой бронзы.
Рис. 135. Пост управления грузовыми операциями танкера „Мобип Пегасус”.
Рис. 136. Компоновка машинно-котель-
ного отделения танкера „Мобил Пега-
сус”: а - план трюма; б - план котель-
ной платформы; в - продольный раз-
рез.
1 — главный циркуляционный на-
сос; 2 — турбоприводы грузовых
насосов; 3 — вспомогательный
конденсатор; 4 — топливоперека-
чивающий насос; 5 — балластный
насос; 6 — дренажный насос;
7 — главный масляный холодиль-
ник; 8 — форсуиочные насосы;
9 — ГТЗА; 10 — масляный
сепаратор; 11 — главные масля-
ные насосы; 12 — масляный фильтр;
13 — запасный вал; 14 — сепаратор
трюмных вод; 15 — главный котел;
16 — подогреватель котельного
топлива; 17 — лифт; 18 — пульт
ДАУ; 19 — воздушный баллон
системы автоматики; 20 — ком-
прессор воздуха системы автомати-
ки; 21 — турбогенератор; 22 —
ГРЩ; 23 — испарительная установ-
ка; 24 — подогреватель НВ; 25 —
главный питательный насос; 26 —
атмосферный конденсатор; 27 —
деаэратор.
240 Описания характерных танкеров Я Танкер,,Мобил Пегасус" 241
242 Описания характерных танкеров
Перегретый пар температурой 513°С и давлением на выходе за паро-
перегревателем 6000 кПа вырабатывается в двух паровых котлах типа
„Фостер — Виллер”
Судовая электростанция состоит из двух турбогенераторов мощ-
ностью по 1120 кВт и аварийного дизель-генератора мощностью 400 кВт.
Контроль за работой электроэнергетической установкой сосредото-
чен на пультах, расположенных непосредственно в машинном отделении
на верхней платформе (рис. 136).
Состав навигационного оборудования стандартный, состав оборудо-
вания радиосвязи конвенционный. В рулевой рубке установлен пост
дистанционного автоматизированного управления ГТЗА.
§ 10.4
ТАНКЕР„ФАБИАН"
Танкер „Фа-биан” дедвейтом 285 700 т, являющийся голов-
ным судном стандартной серии в 14 ед., построен норвежской верфью
Сторд (рис. 137). Эти суда строятся из двух частей с последующей их
стыковкой на плаву.
Рис. 137. Танкер „Фабиан”.
Танкер ,.Фабиан" 243
Танкер имеет следующие главные размерения и основные техничес-
кие характеристики:
Длина максимальная, м....................................... 347,77
Длина между перпендикулярами, м......................... 330, 70
Ширина, м................................................. 51,8
Высота борта, м......................................... 28, 40
Осадка, м................................................ 22, 14
Масса порожнего судна, т................................ 37 270
Валовая вместимость, per. т.............................140 462
Чистая вместимость, per. т..............................120 699
Мощность главного двигателя, кВт........................ 25 370
при
80 об/мин
Скорость, уз . . . ..................................... 15,6
Кубатура грузовых танков, м3............................381 835
Кубатура изолированного балласта, м3....................11 700
Численность экипажа, чел/число каютных мест............. 34/45
Архитектурно-конструктивный тип судна — традиционный для круп-
нотоннажных танкеров. Танкер гладкопалубный, без юта, с полубаком;
все жилые и служебные помещения сосредоточены в кормовой рубке
башенного типа, носовые обводы — бульбообразные, корма в надводной
части — транцевого типа.
Две главные продольные и пять непроницаемых поперечных перебо-
рок (рис. 138) делят грузовой район на пять поперечных „троек” грузо-
вых танков и отстойные танки, расположенные в кормовой части перед
насосным отделением.
Все продольные связи по палубе и днищу выполнены из стали повы-
шенного сопротивления с пределом текучести 360 мПа.
Расстояние между рамными связями в районе грузовых танков
составляет 4900 мм, продольная шпация по палубе и днищу — 920 мм,
по бортам и продольным переборкам — 850 мм.
Особое внимание было уделено оценке влияния деформации корпуса
на работу редуктора- ГТЗА и обеспечению жесткости кормовой оконеч-
ности и днищевого пролета под ГТЗА. Результаты расчета, выполненного
на ЭВМ, позволили уменьшить высоту двойного дна для серийных судов
с 3000 до 2200 мм в носовой части машинного отделения. Расчетные
напряжения в двойном дне при этом не превосходят 50 мПа.
Якорно-швартовный комплекс состоит из двух одноякорных браш-
пилей, спаренных со швартовными лебедками, и восьми швартовных
лебедок с тяговым усилием 245 кН каждая.
Грузовая система линейного типа обслуживается четырьмя вертикаль-
ными турбоприводными грузовыми насосами производительностью
ч
244 Описания характерных танкеров
. -
по 4500 м3/ч каждый при напоре 1450 кПа. Для зачистки предусмотрено
два эжектора производительностью по 940 м3/ч.
В отличие от ранее построенного этой верфью для того же судовла-
дельца танкера „Кинг Хаакон VII” дедвейтом 220 000 т„ на котором про-
изошел взрыв во время мойки танков в балластном переходе, на танкере
„Фабиан” установлена система инертных газов производительностью
22 500 м3/ч газа.
В качестве главного двигателя установлен ГТЗА производства фирмы
.Дженерал электрик” типа MST-14 мощностью 25 370 кВт, приводящий
во вращение винт диаметром 9 м и массой 57,6 т. Для повышения гибкос-
ти валопровода длина гребного вала была искусственно увеличена путем
устройства специального рецесса в ахтерпиковой переборке, что хорошо
видно на продольном разрезе машинного отделения (рис. 139).
Рис. 138. Общее расположение танкера „Фабиан”.
Танкер „Фабиан” 245
На танкере установлен один главный котел, изготовленный по лицен-
зии фирмы „Фостер — Виллер”, с максимальной производительностью
140 т/ч и нормальной производительностью 107,5 т/ч пара с температурой
513° С и давлением 6000 кПа.
Предусмотрен также парогенератор низкого давления с нормальной
производительностью пара 20 т/ч давлением 1270 кПа с возможностью
увеличения производительности до 40 т/ч в аварийном случае.
Судовая электростанция включает турбогенератор мощностью
1400 кВт и два дизель-генератора, один из которых мощностью 1200 кВт,
а второй — 390 кВт.
Предусмотрен аварийный дизель-генератор мощностью 184 кВт.
Управление и контроль за работой энергетической установки осу-
ществляет один вахтенный механик из центрального поста управления,
расположенного в кормовой части на котельной платформе.
246 Описания характерных танкеров
..«•«чй
Танкер ,,Фабиан" 247
Рис. 139. Компоновка машинно- котельного отделения танкера ,,Фабиан”: а - план
трюма; б - план платформы; в - продольный разрез.
7 — турбопривод грузового насоса; 2 — балластно-осушительный насос; 3 —
сепаратор трюмных вод; 4 — пожарный насос; 5 — главный масляный насос;
б — главный двигатель; 7 — аварийный выход из МКО; 8 — вакуумный насос;
9 — главный конденсатный насос; 10 — главный циркуляционный насос; 77 —
воздушный компрессор; 12 — топливный насос главного котла; 13 — главный
котел; 14 — подогреватель питательной воды БД;' 15 — главный питательный
насос; 16 - пульт управления в ЦПУ; 77 - ГРЩ; 18 — дизель-генератор; 19 —
воздушные баллоны; 20 — испарительные установки (одна охлаждается за-
бортной водой, другая — конденсатом) ; 27 - парогенератор низкого давления;
22 — деаэратор; 23 — воздухоподогреватель; 24 — вспомогательный конденса-
тор; 25 — турбогенератор.
248 Описания характерных танкеров
§ 10.5
ТАНКЕР „АРТЕГА"
Танкер , Артега” дедвейтом 326 585 т был построен на
верфи в г. Астано (Испания) для испанской компании „Петронор”
(рис. 140).
Интересной особенностью является то, что танкеры типа „Артета”
являются самыми крупными судами, построенными на наклонном стапе-
ле. При этом потребовались специальные подкрепления корпуса для обес-
печения его прочности при спуске.
Танкер является головным в серии из 5 ед. и построен по модерни-
зированному проекту известной серии двухвальных японских танкеров
типа „Юниверс айленд”. Ниже приведены сравнительные характеристики
танкеров этих двух типов-.
, Артега” ,Д0ииверс”
айлеид”
Длина максимальная, м..................... 347,2 345,3
Длина между перпендикулярами, м........... 330,0 330,0
Ширина,м .................................... 53,3 53,3
Высота борта, м.............................. 32,0 32,0
Осадка по летнюю грузовую марку, м.......... 24,83 24,78
Дедвейт, т................:................. 323 073 326 585
Полное водоизмещение, т..................... 381 120 382 000
Валовая вместимость, per. т................. 163 794 149 609
Чистая вместимость, per. т.................. 126 989 128 257
Мощность энергетической установки.
кВт ......................................... 2x13 750 2x13 750
при при
90 об/мин 90 об/мин
Скорость, уз................................ 15,0 14,6
Вместимость грузовых танков, м3 ............ 400 510 399 630
Вместимость балластных отсеков, м3 .......... 40 781 46 830
Численность экипажа, чел.................... 70 76
В процессе модернизации проекта были заново проведены модельные
испытания в опытовых бассейнах, где вновь исследовались сопротивление
корпусу, пропульсивные и маневренные характеристики танкера. В резуль-
тате был выбран вариант без носового бульбав отличие от прототипа. С уче-
том ряда изменений обводов корпуса ходкость танкера „Артега” была нес-
колько улучшена по сравнению с танкером „Юниверс айленд”. Благодаря
Танкер ,,Артега" 249
Рис. 140. Танкер „Артега”.
двухвальной энергетической установке и двум полубалансирным рулям
судно обладает хорошими маневренными характеристиками. На испыта-
ниях при полной осадке и скорости около 14,5 уз максимальный диаметр
циркуляции составил 3,5 длины корпуса, а выбег - 4 длины корпуса.
При аварийном торможении со скорости 14,2 уз судно за 20,2 мин до пол-
ной остановки прошло расстояние 4400 м.
Помимо отсутствия носового бульба в. отличие от танкеров типа
„Юниверс” на танкерах типа „Артега” принята транцевая корма в надвод-
ной части и между надстройкой и баком предусмотрен переходной мостик.
Грузовой район разделен на 24 танка двумя главными непроницаемы-
ми продольными переборками и семью поперечными переборками. Борто-
вые танки №4 чистобалластные (рис. 141).
Система набора в танках продольная, в машинном отделении смешан-
ная, в оконечностях поперечная.
Большое внимание уделено защите корпуса от коррозии. Наружные
поверхности окрашены краской „Билкот” на эпоксидной основе, причем
смачиваемые поверхности для предотвращения обрастания покрыты
двумя слоями.
Верхняя палуба, переходный мостик, грузовые трубопроводы на па-
лубе, подволок палубы в танках и пояс высотой 2,15 м, а также днище
и днищевые конструкции на высоте 1,2 м от настила окрашены цинко-
кремниевой краской.
Чистобалластные и грузобалластные танки имеют анодную защиту.
Палубные механизмы включают три якорно-швартовные лебедки,
две из которых находятся на баке и одна на юте. Масса каждого якоря
20,3 т, калибр якорной цепи 113 мм. Кроме того, установлено шесть ав-
томатических швартовных лебедок тяговым усилием по 216 кН.
Рулевое устройство состоит из двух полубалансирных рулей и двух
электрогидравлических рулевых машин с моментом на баллере по
6670 кН • м.
250 Опирания характерных танкеров
Рис. 141. Общее расположение танкера ,,Артега”.
Танкер „Артега" 251
4-ц ярис Ходовой Верхний Бак
252 Описания характерных танкеров
Танкер ,,Артега*' 253
£
а - план трюма; б
платформы; в - про-1
циркуляционный насос
5 — испари-
установка;
1 Рис. 142. Компоновка машинно-котель-}
ного отделения:
план котельной
дольный разрез.
1 — главный
2 — турбопривод грузового насоса;
3 — турбопривод бал-
ластного насоса; 4 —
ГТЗА;
тельная
6 — турбогенератор;!
7 — ГРЩ; 8 — пульту
ДАУ в ЦПУ; 9 - глав-|
ный котел; 10 — деа-|
эратор; 11 — подогре-|
ватель питательной во-|
ды; 12 — вспомога-?
тельный конденсатор.!
\J0
254 Описания характерных танкеров
Грузовая система обслуживается четырьмя горизонтальными турбона-
сосами производительностью по 3500 м3/ч при напоре 1180 кПа.
Установлен балластный насос производительностью 3500 м3/ч при
напоре 340 кПа, а также четыре зачистных насоса производительностью
по 300 м3/ч при напоре 1180 кПа.
Дистанционное управление 194 клапанами грузовой и балластной
систем и контроль уровня в танках осуществляется из специального
поста, расположенного в надстройке. Для мойки танков используют
стационарные гидромониторы „Ганклин”. Предусмотрена система обогре-
ва груза а танках.
Главные двигатели — два паровых ТЗА мощностью г.о 13 750 кВт
при 93 об/мин работают на пятилопастные гребные винты диаметром 7 м
и массой по 30 т.
Пар давлением 6080 кПа и температурой 515° С вырабатывается
двумя главными котлами с максимальной производительностью по 75 т/ч,
приспособленными для работы на сырой нефти.
Судовая электростанция включает два турбогенератора мощностью
по 1175 кВт и аварийный дизель-генератор мощностью 500 кВт.
Управление энергетической установкой и контроль за ее работой
сосредоточены в ЦПУ, расположенном на котельной платформе в машин-
ном отделении (рис. 142). Объем автоматизации и контроля технических
средств позволяет эксплуатировать установку с одним вахтенным в ЦПУ.
§ 10.6
ТАНКЕР„НИССЕКИ МАРУ"
Танкер „Ниссеки мару” дедвейтом 376 698 т построен
японской компанией „Исикавадзима харима хэви индастриз” по заказу
компании „Токио танкер” для перевозки нефти из Персидского залива
в Японию (рис. 143).
Судно имеет следующие главные размерения и основные характе-
ристики:
Длина максимальная, м................................... 347,0
Длина между перпендикулярами, м......................... 330,0
Ширина, м.............................................. 54,5
Высота борта, м.......................................... 35,0
Осадка ло ле иною грузовую марку, м..................... 27,04
Полное водоизмещение, т................................ 425 676
Водоизмещение порожнею судна, т........................ 52 978
Валовая вместимость, per. г............................ 184 855
Чис,ая вместимость, per. т.............................145 600,3
Мощность энергетической установки, кВт................. 29 420
при
90 об/мин
Танкер „Ниссеки мару" 255
Скорость на испытаниях, уз............................ 15,45
Вместимостьгрузовых танков, ........................ 472 173,4
Вместимость балластных отсеков, м3 .................. 42 305,8
Дальность плавания, мили......................... • • 18 150
Экипаж, чел.............................................. 31
Маневренные качества танкера характеризуются диаметром циркуля-
ции, равным 3,3 длины корпуса, и выбегом судна при аварийном тормо-
жении, равным 5290 м за время 22 мин 40 с.
Конструктивный тип судна — одновинтовой танкер с бульбовым
носом и крейсерской кормой с транцевым образованием в верхней части,
кормовым расположением машинного и насосного отделений и жилой
надстройки.
Две главные продольные и четыре непроницаемые поперечные пере-
борки делят грузовой район на 17 танков, из них 5 средних и 12 бортовых
(рис. 144).
Средний танк №3 предназначен для приема только балласта, средние
танки №2 и №5 — грузобалластные.
С учетом высокобортное™ судна и соответственно малого отношения
L/H, равного 10,0, корпус судна выполнен из обычной судостроительной
стали толщиной менее 35 мм.
Рис. 143. Танкер „Ниссеки мару”.
256 Описания характерных танкеров
Палубный настил — из листов толщиной 30,0 мм, борта — из листов
толщиной 26,0 мм, толщина обшивки днища и скулы 33,5 мм.
Размеры основных связей приведены на конструктивном мидель-
шпангоуте (рис. 145).
Для обеспечения поперечной прочности толщина стенок рам была
увеличена с учетом восприятия расчетных касательных напряжений,
вызывающих потерю устойчивости.
Жесткость днищевой части кормы обеспечивается переменной
высотой двойного дна - от 1,1 м в грузовом насосном отделении
и носовой части МО до 5,3 м в кормовой части МО. В МО предус-
мотрены четыре платформы, набор которых и пиллерсы обеспечивают
непрерывность конструкции и предупреждение повышенной вибрации.
Защита от коррозии наружных поверхностей корпуса осуществля-
ется покрытием эпоксидными красками.
Танкер „Ниссеки мару" 257
Внутренние поверхности балластных отсеков, грузобалластных и
отстойных танков окрашены эпоксидными красками.
Подволоки и пояса палубы в грузовых танках покрыты цинко-крем-
ниевой неорганической краской.
Якорно-швартовное устройство включает следующие пароприводные
механизмы: две якорно-швартовные лебедки, девять швартовных
лебедок. Якоря имеют массу по 24,6 т, калибр якорной цепи 120 мм.
Балансирный руль вращается машиной с крутящим моментом
7850 кНм.
Грузовая система (рис. 146) обеспечивает производство операций
с двумя сортами груза и обслуживается четырьмя горизонтальными
турбонасосами производительностью по 5000 м3/ч при напоре 1470 кПа
и одним зачистным насосом производительностью 350 м3/ч при напоре
1225 кПа.
Рис. 144. Схема разбивки грузового района танкера „Ниссеки мару”.
Танкер ,,Ниссеки мару" 259
Рис. 145. Мидель- шпангоут танкера „Ниссеки мару”.
Грузовой трубопровод включает четыре всасывающие магистрали, на
двух из которых предусмотрены самозачистные устройства, и две напор-
ные магистрали.
Диаметры трубопроводов всасывающих 900 мм, напорных 750 мм.
Дистанционное автоматизированное управление грузобалластными
операциями сосредоточено в центральном посту, расположенном в носо-
вой части надстройки на втором ярусе.
Система ДАУ, конструктивно оформленная в посту в виде несколь-
ких пультов и мнемосхем (рис. 147), позволяет осуществлять следующие
операции:
контроль и управление поворотной арматурой типа „баттерфляй”;
контроль и управление режимами работы грузовых и балластного
насосов, самозачистных устройств и зачистного насоса;
замер уровня в грузовых танках и балластных отсеках;
замер осадки носом, кормой и на миделе.
Предусмотрена специальная сигнализация, предупреждающая о чрез-
мерно высоком подъеме палубы с патрубками раздачи груза относительно
уровня причала при разгрузке танкера.
Мойка танков осуществляется механизированным способом при по-
мощи 66 стационарных моечных машинок. В каждом центральном танке
установлено по 4 машинки, в бортовом танке — по 6 и в каждом из двух
отстойных танков — по 2 машинки.
Для предупреждения взрывов в танках применена система инертных
газов, использующая дымовые газы паровых котлов. Система включается
автоматически при падении давления в танках.
Рис. 146. Схема грузовой системы танкера „Ниссеки мару”.
260 Описания характерных танкеров
Рис. 147. Пост управления грузовыми операциями на танкере „Ниссеки мару”.
Танкер ,,Ниссеки мару" 261
262 Описания характерных танкеров
Противопожарная безопасность обеспечивается стационарной систе-
мой пенотушения в танках и углекислотной системой в МО.
В качестве главного двигателя на судне установлен паровой главный
турбозубчатый агрегат, включающий двухкорпусную турбину активного
типа и двухступенчатый редуктор.
ГТЗА приводит во вращение пятилопастный винт диаметром 9,08 м
и массой 54 т, выполненный из алюминиево-никелево.й бронзы. Полый
гребной вал имеет наружный диаметр 939 мм, промежуточный вал —
695 мм.
Дейдвудное устройство имеет подшипник с масляной смазкой.
Пар вырабатывается в двух паровых котлах максимальной произво-
дительностью по 80 т/ч.
Параметры пара: температура 515° С, давление за пароперегревателем
6000 кПа.
Суточный расход топлива составляет 195 т.
Расположение основных механизмов в МО показано на рис. 148.
Электростанция включает два турбогенератора мощностью 1440 кВт,
каждый из которых обеспечивает ходовой режим.
Приводная турбина основного турбогенератора работает на конден-
сатор, в то время как приводная турбина резервного турбогенератора
работает на противодавление.
Предусмотрен стояночный дизель-генератор мощностью 750 кВт.
Объем автоматизации электроэнергетической установки обеспечивает уп-
равление и контроль за работой установки одним человеком из ЦПУ,
размещенного на четвертой платформе в МО. В ЦПУ сосредоточены при-
боры дистанционного управления установкой и контроля технических
средств в пультовом исполнении. Установка автоматической регистрации
параметров контролирует и регистрирует параметры с обеганием по 105
точкам.
В состав навигационного комплекса входит система предупреждения
столкновения, доплеровский лаг и ЭВМ, выполняющая также функции
лодикатора.
§ 10.7
ТАНКЕР „ГЛОБТИК ТОКИО"
Танкер дедвейтом 483 600 т, бывший самым крупным в
мире до постройки в 1976 г. французского танкера „Батиллус”, создан
японской компанией „Исикавадзима харима хэви индастриз” для англий-
ской компании „Глобтик танкере” и зафрахтован на 15 лет японской ком-
панией „Токио танкере” для перевозки сырой нефти с о. Харк (Персидс-
кий залив) в Японию. Танкер является головным в серии из 3 ед.
(рис. 149).
Танкер,,Глобтик Токио" 263
Рис. 149. Танкер „Глобтик Токио’’.
Судно имеет следующие главные размерения и основные характерис-
тики:
Длина максимальная, м................................... 378,8
Длина между перпендикулярами, м......................... 360,0
Ширина, м................................................ 62,0
Высота борта, м.......................................... 36,0
Осадка по летнюю грузовую марку, м....................... 28,2
Полное водоизмещение, т................................ 550 000
Масса порожнего судна, т................................ 67 239
Мощность энергетической установки, кВт.................. 33 100
- при
90 об/мин
Скорость на испытаниях, уз............................... 15,6
Дальность плавания, мили................................~24 000
Валовая вместимость, per. т............................ 238 231
Вместимость грузовых танков, м3.........................~ 585 000
Вместимость отсеков изолированного балласта, м3.........~ 74 000
Численность экипажа, чеп.................................. 38
264 Описания характерных танкеров
Танкер спроектирован гладкопалубным, с кормовым расположением
МО и жилой надстройки, бульбовой формой носовой оконечности и крей-
серской кормой, срезанной в надводной части по типу транца.
Переходной мостик вдоль палубы отсутствует, трубопроводы проло-
жены на высоте 1,5 м над палубой.
Осадка танкера допускает балластный переход Малаккским проли-
вом, с грузом он вынужден следовать более длинным путем через Лам-
бок ский пролив.
На испытаниях диаметр циркуляции составил около трех длин судна,
а аварийное торможение осуществлялось через 19.5 мин с выбегом, рав-
ным 4,4 км.
Грузовой район судна состоит из пяти центральных грузовых танков,
14 бортовых грузовых танков и двух бортовых балластных танков,
которые образованы двумя продольными главными переборками и де-
сятью поперечными переборками (рис. 150).
Танкер „Глобтик Токио” 265
Низкое значение отношения L/H, равное 10,0, предопределило целе-
сообразность использования для корпуса обычной малоуглеродистой
стали.
Корпус набран по продольной системе, оконечности и двойное дно
в МО набраны по поперечной системе.
Шпация в районе танков составляет 5300 мм.
Толщины наружной обшивки: днища, настила палубы и ширстречных
листов — 32 мм, борта — 24—26 мм.
Размеры основных связей показаны на конструктивном мидель-
шпангоуте (рис.151).
Для снижения вероятности появления повреждений стенок шпангоут-
ных рам (что наблюдалось в процессе эксплуатации танкера „Ниссеки
мару”) все вырезы для прохода продольных связей заделывались.
Большое внимание при проектировании было уделено жесткости
кормовой оконечности, особенно днища в районе валопровода. Высота
Рис. 150. Схема разбивки грузового района танкера „Глобтик Токио”.
266 Описания характерных танкеров
двойного дна в грузовом насосном отделении и носовой части МО состав-
ляет 1,3 м, далее в корму — 3,2 м и в корму от редуктора ГТЗА — 5,5 м
(тройное дно).
Расчеты прочности при назначении размеров основных связей
корпуса были проведены на ЭВМ с применением метода конечных
элементов.
Компания ,,Исикавадзима харима” провела обследование более 50
танкеров своей постройки с целью определения реальных значений из-
гибающих моментов на тихой воде и на волнении. После завершения
постройки на танкере „Глобтик Токио” были проведены замеры факти-
ческих напряжений более чем в 100 точках.
Рис. 151. Мидепь-шпангоут танкера „Глобтик Токио”.
Танкер „Глобтик Токио" 267
Судно снабжено двумя якорями массой по 29 т, калибр якорной
цепи 132 мм. В состав якорно-швартовного комплекса входят две якор-
но-швартовные лебедки и девять швартовных лебедок. На бортах в носо-
вой и кормовой частях имеется девять буксирных рымов для облегче-
ния буксировки такого высокобортного судна.
Вследствие значительного отстояния шлюпочной палубы от ватерли-
нии, особенно при балластном переходе, предусмотрено управление
спуском спасательных шлюпок из самих шлюпок.
На судне установлен один балансирный руль площадью 168 м2, кото-
рый перекладывается на борт за 28 с электрогидравлической рулевой
машиной, развивающей крутящий момент 1157 кНм.
Грузовая система линейного типа (рис. 152) обслуживается четырьмя
грузовыми горизонтальными турбонасосами производительностью по
6000 мз/ч при напоре 1470 кПа и одним зачистным насосом производи-
тельностью 350 м3/ч.
Грузовая система и разбивка района грузовых танков дают возмож-
ность перевозить на судне два сорта груза соотношением 45 : 55 или
30 : 70.
Диаметры всасывающих магистралей 1000 мм, нагнетательных
800 мм.
Управление всеми грузовыми операциями сосредоточено в специаль-
ном посту, где установлена аппаратура контроля уровня в танках, посад-
ки судна и аппаратуры управления режимами работы грузовых, балласт-
ного и зачистных насосов и клапанами грузовой и балластной систем.
Система мойки танков механизированная с использованием 70 ста-
ционарных моечных машинок.
В каждом центральном танке установлено по 4 машинки, в бортовых
цистернах — по 6. Одновременно могут работать 6 моечных машинок.
В целях предотвращения возможности взрывов предусмотрена систе-
ма инертных газов, использующая дымовые газы главных котлов.
Противопожарная защита грузовых танков осуществляется системой
пенного пожаротушения, а защита МО и грузового насосного отделения —
с помощью углекислотной системы.
В качестве главного двигателя на судне установлен паровой главный
турбозубчатый агрегат, включающий двухкорпусную турбину и двух-
ступенчатый редуктор.
Источниками пара служат два котла фирмы „Фостер — Виллер” с
максимальной производительностью по 100 т/ч, вырабатывающие пар
температурой 575°С и давлением за пароперегревателем 6000 кПа.
Суточный расход топлива составляет 220 т.
Расположение основных механизмов и агрегатов показано на рис. 153.
ГТЗА вращает пятилопастный винт диаметром 9,24 м, массой 67 т,
изготовленный из никель-алюминиевой бронзы. Диаметр гребного вала
978 мм, промежуточных 710 мм.
268 Описания характерных танкеров
Танкер „Глобтик Токио** 269
Рис. 153. Компоновка ма-
шинно-котельного отделе-
ния: д-трюм; б»-котель-
ная платформа; в - про-
дольный разрез.
Рис. 152. Схема грузовой системы танкера „Глобтик Токио”.
1 — турбопривод гру-
зового насоса; 2 —
турбопривод балласт-
ного насоса; 3 — глав-
ный циркуляционный
насос; 4 — форсуноч-
ный насос котла; 5 —
ГТЗА; 6 — главный
масляный насос; 7 —
топливоперекачиваю-
щий насос; 8 — дре-
нажный насос; 9 —
вспомогательный кон-
денсатор; 10 - глав-
ный конденсатный на-
сос; 11 — насос за-
бортной воды; 12 — турбогенератор; 13 — ГРЩ; 14 — лифт; 75 — главный питатель-
ный насос; 16 — аварийный питательный насос; 7 7 — главный котел; 18 — испари-
тельная установка.
270 Описания характерных танкеров
Электростанция включает два турбогенератора мощностью по
1600 кВт, каждый из которых обеспечивает ходовой режим, стояночный
дизель-генератор мощностью 720 кВт и аварийный дизель-генератор
мощностью 60 кВт.
Напряжение главной электросети составляет 450 В. Объем автома-
тизации энергетической установки обеспечивает дистанционное автомати-
зированное управление главным двигателем из рулевой-и контроль за ра-
ботой установки одним человеком из центрального поста управления,
расположенного в МО.
Параметры технических средств контролируются с помощью регис-
трирующего устройства, позволяющего контролировать 107 точек.
Уровень воды в котлах контролируется с помощью телевизионной,
системы.
Навигационный комплекс включает систему предупреждения столк-
новений с судами, аппаратуру спутниковой навигации и швартовный
доплеровский лаг.
§ 10.8
ТАНКЕР„БАТИЛЛУС"
Крупнейший в мире супертанкер „Батиллус” дедвейтом
554 000 т был построен на французской верфи ,Д1антье де Атлантик”
в г. Сен-Назере и в 1976 г. передан заказчику французскому отделению
нефтяной монополии ,Д1елл”. Судно является головным в серии из трех
ед. В 1977 г. этой же компании передан второй танкер серии —
„Белламия”.
Танкеры предназначены для перевозок сырой нефти из Персидского
залива во французские нефтяные терминалы Антифер и Фос-сюр-Мер.
Танкер имеет следующие главные размерения и основные характерис-
тики:
Длина максимальная, м . ................................ 414,2
Длина между перпендикулярами, м........................ 401,1
Ширина на миделе, м...................................... 63,0
Высота борта, м . . . . ................................. 35,9
Осадка по летнюю грузовую марку, м................ . . . 28,6
Мощность энергетической установки, кВт................ 2x23 830
при
86 об/мин
Скорость, уз............................................. 16,7
Валовая вместимость, регГт.......'.................... 274 000
Вместимость грузовых танков, м3 ...................... 667 300
Численность экипажа, чел................................... 38
Танкер „Батиллус" 271
По результатам модельных испытаний проектантами была выбрана
цилиндрическая форма носовых образований без бульба (рис. 154).
Грузовой район поделен на отсеки с учетом лимитирующих правил
Конвенции по предотвращению загрязнения с судов 1973 г. Две главные
продольные переборки, 8 главных поперечных переборок и 15 попереч-
ных переборок между бортами и продольными переборками образуют
9 грузовых центральных, 28 грузовых бортовых танков и 2 бортовых
танка для изолированного балласта (рис. 155). Три кормовых танка
перед надстройкой используются для хранения смывок.
На рис. 156 показан конструктивный мидель-шпангоут танкера и раз-
меры основных связей корпуса.
Для обшивки днища, настила палубы и ширстрека, продольного на-
бора днища и палубы применена сталь повышенной прочности. Для борто-
вой обшивки — обычная малоуглеродистая сталь.
Шпация в районе танков равна 4,46 м в носовых танках и 5,00 м в
остальных танках.
Для повышения жесткости корпуса в районе МО продольные пере-
борки продлены до ахтерпика и предусмотрено повышенное двойное дно.
Для защиты наружных поверхностей подводной части корпуса, состав-
ляющей около 45 300 м2, наряду с лакокрасочными покрытиями приме-
нена автоматическая катодная защита, включающая три станции, о;ша
из которых расположена в носу, а две - в машинном отделении.
Рис. 154. Теоретический чертеж танкера „Батиллус”: а - носовая оконечность корпу-
са; б — кормовая оконечность корпуса. у
272 Описания характерных танкеров
2-й ярус
Наибольшая сила тока составляет 1600 А.
Якорно-швартовное устройство электрогидравлического типа. Масса
якорей составляет по 24 т, .калибр цепи 147 мм. Для подъема и отдачи
Танкер „Батмллус" 273
Рис. 155. Общее расположение танкера „Батмллус”.
3-и ярус
якорей в носу установлены две якорно-швартовные лебедки. Кроме
того, в носовой части размещены три швартовные лебедки с тяговым
усилием по 294 кН.
18 — 837
274 Описания характерных танкеров
Три швартовные лебедки установлены на палубе перед надстройкой
и четыре - на юте.
В средней части судна в районе раздаточной колонки для обеспечения
грузовых операций установлены два гидравлических крана грузоподъ-
емностью по 157 кН.
В рулевом устройстве проектантами был принят двухрулевой вари-
ант. несмотря на то что мощность привода на 10—15% превышает потреб-
ную мощность для однорулевого варианта. Площадь каждого руля, равная
125 м2, и крутящий момент на баллере каждой рулевой машины ана-
логичны тому, который требуется для танкера дедвейтом 270 000 т. Оси
баллеров имеют наружный наклон от ДП книзу (рис. 157)
Ч' ..............^Жпйл'па^Ь1
И. Продольные подпалибные
И балки 32 * 450
(Лирстрек 25,5 мм
Ш31525 мм от ОЛ
з15,0^.1^_._
S25*500
3 20*250
;з1з,о
i ] 20*250
з 16,5
з14Л' '
; 7 25*500
20*251.
U&525 мм от ОЛ
20*250'
I -з :2850
<077<г Пп ^0 25*250
19775 мм от ОЛ т
борт. обшивка ~
25,0 мм ^314,0 25х250
14025 мм от ОЛ
2850 , и
Л -ДдЛг Расстояние
25*250г между срлора-
м 2 J г ми 5000 мм
25*250^^ j
25*400
9650 мм от ОЛ
35*40
25*400
55*300
т \ 55*400
\&/ 817,0 г s1l°
nn _-_^гтптттттттттттттттт.лтттттгт' хД
Обшиби а днища 27 5 мм 50*200
родольные Валки днища J ^-*во"
Рис. 156. Мидель-шпангоут танкера „Батиллус”.
Танкер „Батиппус" 275
Применение двух рулей обеспечивает гигантскому судну прекрасную
маневренность (диаметр циркуляции танкера составляет 1 милю), а
также позволяет использовать их при аварийном торможении путем
перекладки на разные борта, чем значительно сокращается тормозной
путь судна.
Грузовая система линейного типа спроектирована из расчета операций
с тремя сортами груза и обслуживается четырьмя горизонтальными
турбонасосами производительностью по 6000 м3/ч при напоре 1620 кПа.
Управление грузовыми операциями дистанционное автоматизирован-
ное сосредоточено в специальном посту, расположенном на ходовом
мостике в корму от рулевой (рис. 158).
ЭВМ управляет положением арматуры типа „баттерфляй” и контроли-
рует уровни в танках и напряжения в корпусе в зависимости от вариантов
логрузочно-разгрузочных операций. Вся информация выводится на ви-
деоэкран и печатающее устройство.
Операции с чистым балластом обеспечиваются двумя погружными
гидронасосами.
Система мойки танков об-
служивается 92 палубными и 140
трюмными стационарными моеч-
ными машинками. Система пре-
дусматривает одновременную
работу восьми моечных маши-
нок при расходе моющей воды
1400 т/ч. Схемой предусматрива-
ется непосредственная подача
холодной воды от одного из
грузовых насосов либо через
два подогревателя моющей воды
производительностью по 720 т/ч
каждый с подогревом воды до
82°С.
Для создания инертной ат-
мосферы в грузовых танках
применена система инертных га-
зов, использующая дымовые га-
зы котлов. Газ отбирается из
дымохода с температурой 370°С,
очищается и охлаждается до
Рис. 157. Винторулевой комплекс
танкера „Батиллус”.
276.Описания характерных танкеров
температуры, не превышающей более чем на 2° температуру моющей
воды. Очищенный газ содержит не свыше 4,2% кислорода и 0,03 триокиси
серы.
В качестве главных двигателей применены два паровых ГТЗА „Сталь -
Лаваль” мощностью 23 830 кВт каждый при 86 об/мин. Котельная уста-
новка состоит из двух главных котлов типа „Фостер-Виллер” произво-
дительностью по 125 т/ч пара с температурой 515°, температура питатель-
ной воды 138° С. Суточный расход топлива составляет 330 т.
Проведенные сравнительные испытания движительных комплексов
с четырех-, пяти- и шестилопастными винтами показали преимущество
пятилопастных винтов, которые и были приняты. Диаметр винтов 8,5 м,
масса каждого 52 т.
Рис. 158. План ходового мостика танкера „Батиллус”.
А — рулевая рубка; Б — каюта; В — кабинет; Г— помещение щитов; Д — радио-
рубка; Е — ЦПУ; Ж — помещение аппаратуры аварийной сигнализации и связи;
3 - кабинет старшего механика; И — помещение электронной аппаратуры;
К — пост управления грузовыми операциями.
1 — навигационное оборудование; 2 — рулевая колонка; 3 — затемняющее
штора; 4 — навигационный пост; 5 — индикатор системы предупреждения
столкновения; 6 — штурманский стол; 7 — пульт системы инертных газов;
8 — блок аварийной сигнализации; 9 — панель положения клапанов и уровня
груза; 10 — пульт грузового поста; 11 — штора; 12 — пульт главных котлов;
13 — пульт ГТЗА; 14 — аварийная сигнализация; 15 — пульт главных конден-
сатов; 16 — пульт паропроводов; 17 — лифт; 18 — пульт электростанции;
19 — пульт турбогенераторов.
Танкер „Батилпус" 277
Дейдвудные подшипники приняты с масляной смазкой и с уплотне-
ниями „Симплекс-компакт” фирмы „Ховальдсверке-Дойчеверфт”.
В качестве главных источников электроэнергии установлены два
турбогенератора мощностью по 1700 кВт, в качестве вспомогательного
источника - дизель-генератор мощностью 1450 кВт, в качестве аварийного
источника - дизель-генератор мощностью 1350 кВт.
Вспомогательный и аварийный дизель-геиераторы запускаются авто-
матически по импульсу падения напряжения в главной сети.
Объем автоматизации электроэнергетической установки обеспечивает
возможность ее эксплуатации без постоянной вахты. Управление и конт-
роль технических средств установки осуществляются из ЦПУ, располо-
женного на ходовом мостике в корму от рулевой.
ЭВМ обеспечивает непрерывную и по вызову регистрацию значений
более 200 параметров и аварийную сигнализацию более чем по 500 пара-
метрам.
При срабатывании аварийной сигнализации включается звуковой
сигнал, значения отклонений параметров выводятся на экран электронно-
лучевой трубки и одновременно регистрируются печатающим устройст-
вом, осуществляющим ведение машинного'вахтенного журнала. В ЦПУ
установлены также приемные экраны телевизионной системы, имеющей
ряд фиксированных и дистанционно поворачиваемых телекамер в МО.
Используемая в системе контроля ЭВМ выполняет также функции ло-
дикатора.
В состав навигационного комплекса входят две радиолокационные
станции, аппаратура предотвращения столкновения, ЭВМ, радиолокацион-
ная станция и индикатор, работающий по спутниковой навигационной
системе. Предусмотрен также доплеровский лаг.
Обращает на себя внимание необычное решение - сосредоточение
всех главных постов управления судном на ходовом мостике. По-видимо-
му, только по мере накопления опыта эксплуатации можно будет сде-
лать вывод, насколько оправдано такое удаление центральных постов
управления энергетической установки и грузовыми операциями от управ-
ляемых объектов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Мировой опыт постройки и эксплуатации большого флота
крупнотоннажных танкеров позволяет выявить основные тенденции в
развитии судов этого типа. ,
В настоящее время мировое крупнотоннажное танкеростроение и су-
доходство переживает длительный период депрессии, вызванный общим
экономическим кризисом капиталистической системы. Это привело к
резкому падению фрахтовых ставок, постановке на прикол и переобору-
дованию большого числа „сверхкрупнотоннажных” танкеров, а также
аннулированию большого числа заказов и резкому сокращению объема
строительства судов этого типа.
Согласно многочисленным прогнозам сбалансированность между
спросом и предложением на танкерном фрахтовом рынке будет достигну-
та не ранее 1985 г., после чего можно ожидать увеличения числа заказов
на постройку крупнотоннажных танкеров следующего поколения.
За последнее десятилетие крупнотоннажные танкеры потерпели
значительное число аварий, результатом которых явились их гибель
и вылив в море больших масс нефти, что привело к заметным экологи-
ческим последствиям в- районах бедствий и повлекло за собой громад-
ный экономический ущерб. Эти обстоятельства, а также воздействие
мирового общественного мнения заставили осознать ту повышенную
опасность, которую представляет эксплуатация крупнотоннажных танке-
ров для окружающей среды, и пересмотреть в направлении существенного
повышения безопасности основные критерии и правила, по которым
проектировался, строился и эксплуатировался существующий мировой
крупнотоннажный танкерный флот. Это нашло практическое отражение в
новой Международной конвенции по предотвращению загрязнения с судов
(1973 г.) и в дополнениях к этой Конвенции и к Конвенции СОЛАС 74,
принятых на Международной конференции по безопасности танкеров и
предотвращению загрязнения (1978 г,), а также в ряде правил националь-
ных администраций.
Большая заслуга в деле борьбы за предотвращение загрязнения
Мирового океана принадлежит нашей стране. Уже в проекте первых оте-
чественных крупнотоннажных танкеров типа „Крым” (1970 г.) был пре-
дусмотрен ряд существенных мер по обеспечению безопасности их эк-
сплуатации (двойное дно в районе танков, большие объемы изолирован-
ного балласта и т. д.).
Борьба за чистоту Мирового океана получила дальнейшее воплощение
в проекте танкеров типа „Победа” дедвейтом 65 000 т, постройка кото-
рых будет осуществляться в 11-й и 12-й пятилетках. На этих танкерах,
наряду с выполнением всех действующих правил, кроме двойного дна
в районе грузовых танков предусмотрена и двойная обшивка борта.
В связи с неизбежным утяжелением, а значит, и повышением строи-
тельной стоимости крупнотоннажных танкеров и стоимости топлива
все большую актуальность приобретает вопрос обеспечения экономики
эксплуатации этого типа судов. Основными направлениями решения
этой проблемы при проектировании является выбор оптимальной скорос-
ти судна, повышение пропульсивного коэффициента движительного
комплекса и выбор наиболее экономичного типа энергетической
установки.
Все большее значение приобретает обеспечение надежности кон-
структивных решений и применяемого оборудования, тесно связанное
как с безопасностью, так и с экономикой эксплуатации крупнотон-
нажных танкеров.
И, наконец, очень важными вопросами, влияющими на сроки пост-
ройки и ремонтов судов этого типа, являются вопросы обеспечения
технологичности и ремонтопригодности проектируемых конструкций.
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бойцов Г. В., Кнорннг С. Д. Прочность и работоспособность корпусных
конструкций. Л., Судостроение, 1972.
2. Бойцов Г. В., Палий О. М. Прочность и конструкция корпуса судов новых ти-
пов. Л., Судостроение, 1979.
3. Векслер В. М. Некоторые вопросы проектирования танкеров. Л., Судострое-
ние, 1967.
J 4. Волков В. Н., Глазов С. Ф. Вероятностная оценка объема вылива груза при
столкновениях и посадках на мель танкеров. - Судостроение, 1978, № 4, с 11-15.
v 5. Глазов С. Ф., Мирошниченко И. П. О целесообразности конструктивной за-
щиты танкеров. - Труды ЦНИИМФ, Л., Транспорт, 1974, выл. 187, с. 92-108.
6. Гречин М. А. Влияние различных факторов на характеристики торможения
судов. - Труды ЦНИИМФ, Л.,Транспорт, 1973, вып. 182, с. 36-50.
7. Голоиии В. И. Развитие и опыт эксплуатации мирового танкерного флота.
ЦБНТИ ММФ, Л., 1977, с. 39.
8. Дорин В. С., Проблема предотвращения загрязнения моря нефтью с тан-
керов. - „Судостроение”, № 4, с. 5-10.
9. Дорин В. С., Пашин В. М., Солдатов В. Е. Применение экономико-математи-
ческих методов и ЭВМ при проектировании судов. - „Судостроение”, 1967,
№ 11,с. 17-24.
10. Козляков В. В., Постной В. А., Хархурим И. Я. Применение метода конеч-
ных элементов для расчета прочности судовых конструкций. - „Судостроение”,
1972, №6, с. 13-18.
/ 11. Конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 года. Л., „Транс-
порт” 1979 г.
12. Конторович Б. М. Из опыта проектирования и постройки крупнотоннажного
танкера „Крым”. - В сб. НТО им. акад. А. Н. Крылова, Л., Судостроение, 1975,
вып. 225.
13. Контороиич Б. М. Некоторые вопросы проектирования корпусов крупно-
тоннажных танкеров. - В сб.: „Проблемы проэдости судов”. Под ред. В. С. Чувнков-
ского, Л., Судостроение, 1975, с. 295-303.
14. Кустои В. Н. Особенности расчета прочности перекрытий крупнотоннажных
судов. - „Судостроение”, 1977, № 7, с. 6-9.
15. Логачев С. И. Морские танкеры. Л., Судостроение, 1970.
16. Мельников А. М. Особенности расчета npowocni крупнотоннажных танке-
ров. - В сб.. „Эксплуатация судового корпуса”, Труды ЦНИИМФ., Л., Транспорт,
1973, вып. 169, с. 34-42.
17. Мельников А. М., Чечик Н. Т. Экспериментальное исследование гидродина-
мических давлений, действующих на переборки танкеров. - В сб.: „Прочность кор-
пуса и защита судов от коррозии”, Труды ЦНИИМФ, Л., Транспорт, 1975, вып. 199,
с. 42-46.
18. Постно* В. А., Хархурим И. Я., Хегази С. X. Использование метода конеч-
ных элементов для расчета судовых перекрытий. - Судостроение, 1971, №6,
с. 11-15.
19. Родионов Н. Н. Влияние требований по предотвращению загрязнения моря
на проектирование супертанкеров, - Судостроение, 1973, № 10, с. 6-9.
20. Родионов Я. И. Проблемы проектирования и строительства крупнотоннаж-
ных танкеров. Судостроение, 1973, № 5, с. 3-6.
21. Родионов Н. Н. Тенденции мирового крупнотоннажного танкеростроения. -
Морской флот, 1973, № 12, с. 58-61.
22. Родионов Н. Н., Зенова И. А. Развитие мирового крупнотоннажного танке-
ростроения. - „Судостроение за рубежом”, 1973, № 1, с. 23-35.
23. Турбал В. К. Применение движителей новых типов на морских транспорт-
ных судах. - В сб.: .Дрочность судов транспортного флота”. Труды ЦНИИ им.
акад. А. Н. Крылова. Л., Судостроение, 1971, вып. 264, с. 208-226.
24. Турбал В. К., Шпаков В. С., Штумф В. М. Влияние обрастания корпуса и дви-
жителя на характеристики ходкости крупнотоннажных судов. - Судостроение,
1975, №3, с. 4-7
25. Фомин О. Н. Некоторые особенности статистического анализа характеристик
судов на примере крупнотоннажных танкеров. - В сб. НТО им. акад. А. Н. Крылова.
Л., Судостроение, 1975, вып. 229.
26. Штумиф В. М. Практические пути совершенствования формы обводов Перс-
пективных транспортных судов. - В сб.: ,Дроблемы Прикладной гидромеханики
судна”. Под ред. И. А. Титова. Л. Судостроение, 1975, с. 208-226.
г 27. Araldsen Р. The application of the superelement method in analysis
and design of ship structures and machinery components. National
symposium on computerized structures analysis and design, Norway,
March, 1972.
28. Hylarides S. Finite element technigue in ship vibration analysis.
International shipbuilding progress, 1968, vol. 15, N 169.
29. Hansa, 1970, N 6; 1975, N 22.
30. Marine engineering / LOG, 1971, vol. 76, N 13; 1975, vol, 80, N 18;
1976, vol. 81, N 1,51
31. Norwegian Shipp, news, 1976, N 18, 22, 24.
32. Schiff und Hafen, 1973, N 25.
33. Shipping world and shipbuilder. 1970, N 3843; 1972, N 3867.
3870,3871; 1973, N3882; 1976, N 3919.
34. Fanker and bulk carrier, 1972, vol. 18, N9.12.
35. Fanker manoeuvring characteristics, Shell International Marine
LTD.
36. The motor ship, 1977, vol. 57, N 678; vol. 58, N 682.
37. Zosen, 1977, vol. XXII, N 2.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ.................................... 3
ГЛАВА 1 МОРСКИЕ НЕФТЕПЕРЕВОЗКИ
§1.1. Тенденции развития супертанкеров......... 5
§ 1.2. Проблемы эксплуатации супертанкеров и предот-
вращения загрязнения Мирового океана ......... 19
ГЛАВА 2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
СУПЕРТАНКЕРОВ
§2.1.Д едаейт................................ 28
§ 2.2. Водоизмещение порожнего судна.......... 33
§ 2.3. Главные размерения......................33
§ 2.4. Вместимость............................ 4g
ГЛАВА 3 МОРЕХОДНЫЕ КАЧЕСТВА
§ 3.1. Скорость.............................. 5j
* § 3.2. Форма обводов.......................... 55
§ 3.3. Движительный комплекс.................. 61
§ 3.4. Маневренность ......................... 69
ГЛАВА 4 АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЙ ТИП
§ 4.1. Внешняя архитектура, Общее расположение
и обитаемость................................. 78
§ 4.2. Конструктивные схемы района грузовых танков . 90
ГЛАВА 5 КОНСТРУКЦИЯ КОРПУСА И ХАРАКТЕРНЫЕ
СУДОВЫЕ УСТРОЙСТВА СУПЕРТАНКЕРОВ
§ 5.1. Конструкция корпуса................... 100
§ 5.2. Характерные судовые устройства супертанкеров . 115
ГЛАВА 6 СПЕЦИАЛЬНЫЕ СУДОВЫЕ СИСТЕМЫ
§ 6.1. Грузовая, балластная, зачистная и газоотводная
системы........................................ 127
§ 6.2. Системы мойки танков и предотвращение
загрязнения моря нефтыо....................... 137
§ 6.3. Системы инертных газов и контроля газового
содержания .................................... 147
ГЛАВА 7 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
§ 7.1. Развитие энергетических установок супертанкеров 155
§ 7.2. Паротурбинные энергетические установки. 161
§ 7.3. Дизельные энергетические установки...... 169
§ 7.4. Обеспечение надежности валопроводов
супертанкеров.................................. 177
ГЛАВА 8 АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ И
ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ, МЕХАНИЗАЦИЯ И
ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ЭКИПАЖА
§ 8.1. Автоматизация навигации и общесудовых процессов 184
§ 8.2. Автоматизация управления, контроля и технических
средств энергетических установок............... 192
§ 8.3. Вопросы механизации и организации труда экипажа 198
ГЛАВА 9 СПЕЦИФИКА ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА И
ТЕХНОЛОГИИ ПОСТРОЙКИ СУПЕРТАНКЕРОВ 199
ГЛАВА 10 ОПИСАНИЯ ХАРАКТЕРНЫХ
ПОСТРОЕННЫХ ТАНКЕРОВ
§ 10.1. Танкер „Тиискери” ................... 217
§ 10.2. Танкеры типа „Крым”................... 221
§ 10.3. Танкер ,(Мобил Пегасус”............... 234
§ 10.4. Танкер „Фабиан”....................... 242
§ 10.5. Танкер „Артега”....................... 248
§ 10.6. Танкер „Ниссеки мару”................. 254
§ 10.7. Танкер „Глобтик Токио”................ 262
§ 10.8. Танкер „Батиллус”..................... 270
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................... 278
УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ.......................... 280