Комбинированные суда

Недостаточная эффективность использования узкоспециализированных судов (обратный рейс делается без груза, в балласте) привела к появлению комбинированных судов, приспособленных для перевозки двух видов грузов в разных направлениях. Один из основных типов таких судов - нефтерудовозы. Позднее появились суда многоцелевого назначения - типа ОВО (Oil-Bulk-Ore), приспособленные для перевозки руды, насыпных
и жидких грузов. Схемы мидель-шпангоутов таких судов приведены на
рис. 4.25.

Рис. 4.25. Типовые миделевые сечения комбинированных судов

Нефтерудовозы и нефтенавалочники должны иметь надёжные люковые закрытия, удерживающие жидкий груз и противостоящие его ударам при качке судна в шторм (рис. 4.26).

Размещение различных грузов на судне типа ОВО, обеспечивающее наибольшую грузовместимость при обеспечении общей продольной прочности, представлено на рис. 4.27.

Рис. 4.26. Нефтенавалочник «Berge Phoenix» у причала /21/

Рис. 4.27. Судно типа ОВО и варианты его загрузки

СУДА ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ГЕНЕРАЛЬНЫХ ГРУЗОВ

Лесовозы

Наличие морских линий с устойчивыми перевозками лесных грузов вызвало выделение из общей группы сухогрузных судов специализированных судов-лесовозов.

Особенностью таких судов, вызванной большим удельным погрузочным объёмом лесного груза, является прием до 40 % перевозимого груза на палубу, что требует специальных мер по обеспечению остойчивости судна, существенного увеличения прочности палубы и закрытий люков, установки специальных устройств для крепления палубного груза, усиления фальшбортов.

Палубный груз лесовоза понижает его остойчивость до недопустимых пределов, поэтому приходится принимать балласт в цистерны двойного дна. У безбалластных в грузу лесовозов остойчивость обеспечивается увеличением относительной ширины по грузовой ватерлинии, уменьшением высоты палубного груза за счёт более широкой палубы.

Громоздкость лесных грузов и стремление к сокращению времени грузовых операций привело к большим размерам люков. Современные лесовозы относятся к типу судов с широким раскрытием палубы (открытых судов). Их особенностью является пониженная жёсткость корпуса и ослабление верхнего пояска эквивалентного бруса. Для обеспечения общей прочности и жёсткости корпуса используются различные средства: большие толщины палубного стрингера и ширстрека; подпалубные цистерны (рис. 5.1); двойные борта; непрерывные по длине судна продольные комингсы люков; прочные фальшборты, соединённые с ширстреком; спонсоны или развал бортов (рис. 5.2); продольная система набора палубы и верхней части борта.

Лесовозы могут перевозить груз в виде брёвен или пиленый лес в пакетах. Для удержания груза на палубе служат вертикальные стойки – стензели, закреплённые на усиленном фальшборте (рис. 5.3), а также охватывающие палубный груз сверху найтовы. Штормовые нагрузки могут
вызвать разрушение креплений и срыв или смещение палубного груза. В результате судно может получить опасный крен и потерю остойчивости.

Рис. 5.2. Лесовоз «Пионер Москвы» с двойными бортами и развалом бортов

При перевозке пиленого леса его желательно укрывать от воды. В этом случае груз находится полностью в трюмах под люковыми закрытиями, а для повышения вместимости трюмов применяются высокие комингсы (рис. 5.4).

Крайне нежелательны конструкции, выступающие за общие габариты набора, например, рамные шпангоуты, так как нагрузка от брёвен на борт в этом случае не распределена по длине, а сосредоточена (рис. 5.5). Поэтому на лесовозах применяются борта с однородной системой набора или двойные борта.

Рис. 5.5. Характер нагрузки на борт и его деформация

при однородной и неоднородной системах набора

Выступающие бортовые стрингеры и карлингсы мешают грузовым операциям и могут быть погнуты от ударов лесного груза при погрузке
или выгрузке. По этой же причине в трюме лесовозов не применяются пиллерсы.

Контейнеровозы

Суда - контейнеровозы предназначены для перевозки грузов в контейнерах. Контейнерные перевозки начали интенсивно развиваться после введения в 1964 г. Международной организацией по стандартизации (ISO) стандарта на размеры контейнеров. Появилась возможность проектировать размеры и конструкцию корпуса судна под конкретные контейнеры. Нагрузка от контейнера сосредоточена по его опорам (в углах, которые фиксируются специальными направляющими стойками – рис. 5.6), поэтому эти точки должны располагаться над районами пересечения рамных связей корпуса (флоров и днищевых стрингеров). Исходя из этого требования, выбираются шпации корпуса.

Несмотря на потери на перевозку самих контейнеров, провозная способность контейнеровоза в два раза выше провозной способности обычного сухогрузного судна, в первую очередь, из-за сокращения времени стоянки судна под грузообработкой. С постройкой специальных контейнерных терминалов в портах производительность труда увеличилась в 8 - 10 раз. Если до середины XX в. все генеральные грузы перевозились универсальными сухогрузами, то в настоящее время основная масса таких грузов перевозится в контейнерах. Классические морские сухогрузы постепенно уходят в историю.

Существует два основных типа контейнеровозов (рис. 5.7): для местных перевозок (так называемые фидерные – рис. 5.8) и океанского плавания большой контейнеровместимости (более тысячи контейнеров –
рис. 5.9, 5.10). По мере развития контейнеровозов наблюдается тенденция роста их вместимости. Некоторые суда по размерам приближаются к крупнотоннажным танкерам и балкерам, а вместимость их достигает 8 тыс. контейнеров.

Рис. 5.7. Схема расположения контейнеров на контейнеровозах:

а - фидерном, оборудованном кранами; б – океанском, постройки
70-х годов; в – океанском современной постройки

Рис. 5.8. Контейнеровоз «Александр Фадеев» (после модернизации)

Рис. 5.9. Контейнеровоз «Капитан Гаврилов»

Рис. 5.10. Контейнеровоз типа «Владивосток»

Современные контейнеровозы характеризуются полным раскрытием палубы, наличием специальных ячеистых конструкций для фиксации контейнеров, острыми обводами корпуса и большой долей груза (до 60 %), перевозимого на палубе.

Для обеспечения общей прочности и жёсткости корпуса применяются большие толщины палубного стрингера, двойные борта, непрерывные продольные комингсы люков, продольная система набора палубы и верхней части борта.

Для повышения эффективности эксплуатации контейнеровозов
увеличивают количество ярусов контейнеров на палубе (до восьми, в проектах – до девяти). В результате возникают большие нагрузки на люковые закрытия, а при качке судна – боковые нагрузки, которые могут привести к разрушению креплений и срыву контейнеров за борт (при укладке более шести ярусов контейнеров опасным может быть шторм в 6 баллов).

Для фиксации контейнеров на палубе используют найтовы, а в последнее время - более надёжные ячеистые конструкции, несущие вертикальные направляющие стойки для палубных контейнеров (рис. 5.11).

В последние годы появились большие контейнеровозы без люковых закрытий, у которых направляющие продолжаются из трюма и возвышаются над палубой, что позволяет увеличить вместимость судов и сократить время грузовых операций. Такие суда снабжены мощными насосами для осушения открытых трюмов при их заливании в шторм или в дождь
(рис. 5.13).

На рис. 5.12 – 5.16 приведены примеры конструкций контейнеро-возов.

Рис. 5.11. Палубная ячейка со съемными частями направляющих[6]

Рис. 5.12. Средняя часть контейнеровоза

Рис. 5.14. Корпус контейнеровоза /24/

Рис. 5.15. Мидель-шпангоут контейнеровоза «Александр Фадеев» /13/

Рис. 5.16. Носовая оконечность и средняя часть контейнеровоза

Накатные суда

Накатные суда называют по-разному: суда с горизонтальной грузообработкой (СГГ), суда типа Ro-Ro (от «roll on / roll off» – вкатывать/выкатывать) или просто ролкеры. Это суда, погрузка и разгрузка
которых осуществляется преимущественно или исключительно через ворота - лацпорты в оконечностях или бортах по сходням, которые называются аппарелями или рампами (рис. 5.17, 5.18). Перевозят эти суда автомобили, трейлеры, вагоны и т.п. – то есть грузы на колёсах. Распространены грузопассажирские суда (паромы – рис. 5.19, 5.20), а также контейнеровозы – ролкеры (типа «Con-Ro» - рис. 5.21).

Ролкеры имеют много палуб, как правило, сплошных (без люков для вертикальной грузообработки), однако с вырезами и наклонными съездами – пандусами или лифтами для перемещения между палубами (рис. 5.22). Необходимость более полного использования площади палуб для размещения колесных грузов и свободы маневра требует отказа от поперечных переборок и других конструкций, препятствующих размещению и передвижению внутри корпуса.

Отсутствие переборок может привести к быстрому затоплению судна. Самые известные и трагические катастрофы паромов, это гибель Princess Victoria (1953 год, 132 человека погибли), Toya Maru (1954 год, 1178 человека погибли), Herald of Free Enterprise (1987 год, 193 человека погибли), и Estonia (1994 год, 750 человек погибли). Все четыре случая связывает одна общая главная причина гибели – затопление. Для обеспечения непотопляемости на ролкерах применяются двойные борта (обычно до уровня главной палубы), но в упомянутых катастрофах вода поступала в основном через негерметичные палубы и носовые ворота.

Рис. 5.18. Автомобильно-пассажирский паром «Kronprincessa Victoria»

Рис. 5.19. Автомобильно-пассажирский паром «Андрей Коробицын»

Рис. 5.20. Железнодорожно-пассажирский паром «Сахалин»

Рис. 5.21. Контейнерно-накатное судно «Atlantic Companion»

Отсутствие поперечных переборок на накатных судах приводит к проблемам с обеспечением их жёсткости и прочности на действие поперечных и крутящих нагрузок, которые частично решаются применением двойных бортов. Прочность палуб, не опирающихся на переборки, обеспечивается рамными бимсами.

Для уменьшения пролёта рамных бимсов при большой ширине палуб могут устанавливаться промежуточные опоры в виде одного – трёх
карлингсов, поддерживаемых рядами пиллерсов. Однако пиллерсы мешают движению по палубам, поэтому их количество не должно быть большим.

Рис. 5.22. Паром «Madame Butterfly»

Система набора палуб – продольная (рис. 5.23). Это объясняется не столько необходимостью обеспечения общей продольной прочности (на обычных сухогрузах нижние палубы обычно имеют поперечную систему набора), сколько характером нагрузки от колёс – она близка к сосредоточенным усилиям, динамически изменяющимся вдоль судна.

Рис. 5.23. Мидель-шпангоут речного судна для перевозки

легковых автомобилей /16/

Лихтеровозы

Суда – лихтеровозы (баржевозы) появились в 60-х годах XX в.
Они предназначены для перевозки мелкосидящих речных барж (лихтеров) и погрузки-выгрузки их на рейде (рис. 5.24). Транспортные системы на
основе лихтеровозов удобны при смешанных перевозках по морским и речным путям, так как крупные морские суда не могут пройти по рекам, а суда внутреннего и смешанного плавания не годятся для океанских переходов.

Преимуществами подобной системы перевозок являются:

Ø исключение перегрузочных операций, ведущее к серьезной экономии времени доставки грузов и транспортных расходов на перевозку грузов по внутренним водным путям;

Ø повышение качества доставки грузов по системе «от двери до двери»;

Ø разгрузка портовых мощностей, уменьшение капиталовложений на портовое оборудование;

Рис. 5.24. Мидель-шпангоут сухогрузного лихтера

Существует три основных типа лихтеровозов: LASH (Lighter Aboard Ship – лихтер на борту судна); Seabee (морская пчела); BACat (Barge Aboard Catamaran – баржа на борту катамарана).

У судов системы LASH лихтеры загружаются и выгружаются козловым краном, который может перемещаться по рельсовым путям по всей длине грузовой части судна и заводиться над водой по выступающим кормовым консолям (рис. 5.25, а);

Рис. 5.25. Основные типы лихтеровозов: а – LASH; б - Seabee

Рис. 5.26. Лихтеровоз «Сиби»

Система Seabee предполагает погрузку - выгрузку барж с кормы с помощью специального понтона - элеватора, поднимающего баржи до уровня соответствующей палубы с последующим откатом на тележках вдоль судна (рис. 5.25, б и 5.26).

Судно системы BACat представляет собой однокорпусную конструкцию в носовой части и двухкорпусную грузовую часть. Лихтеры могут заводиться под палубу судна и закрепляться между корпусами, а также подниматься на палубу.

На рис. 5.27 представлена конструкция корпуса отечественного лихтеровоза «Севморпуть».

Рис. 5.27. Мидель-шпангоут атомного лихтеровоза «Севморпуть» /13/