Особенности проектной оценки ходкости спасательных судов для применения во Вьетнаме

Май Ван Куан,

студент 5 курса Санкт-Петербургского государственного морского технического университета.

Спасательные суда имеют важное значение в обеспечении деятельности морского флота. Это актуально и для Вьетнама – страны, омываемой Южно-Китайским морем (Атлантический океан), имеющей морскую границу длиной в 3260 км и морскую экономическую зону площадью 1 000 000 км². Вьетнам находится на самом оживленном морском пути, - на пересечении Тихого и Индийского океанов, - соединяющим Европу и Западную Америку с Азией. Ежедневно проходит через Южно-Китайское море 150-200 судов, транспортирующих около 50% грузов со всего мира. Кроме этого, Вьетнам находится в зоне, подверженной действию штормов. Ежегодно в Южно-Китайском море регистрируется от 12 до 15 случаев штормовых катастроф, приносящих колоссальный урон. Поэтому вопрос проектирования и строительства наиболее современных спасательных судов, способных самостоятельно оказывать помощь судам, терпящим бедствие на море, является актуальным для Вьетнама.

Спаса­тельное судно должно обладать достаточно высокой скоростью хода чтобы быстро подойти к аварийному судну и оказать ему помощь. Спа­сательные суда имеют при эксплуа­тации, как правило, три основные скорости: 1-крейсерскую, т. е. наибольшую длительную скорость хода, используемую главным образом при следовании к месту происшед­шей аварии; 2- экономическую скорость хода, применяемую при пат­рулировании и 3-скорость хода с буксируемым аварийным судном при возвращении на базу.

 Нередко в практике спасания судов, потерпевших бедствие, необходима подача на спасаемое судно буксирного троса (при стаскивании с мелей или скал) а также отбуксировка аварийного судна в ближайший порт. И часто спасатели стаскивают с мели или камней суда, потерпевшие аварию из-за ошибки в прокладке курса. Поэтому на спасателе должно быть совершенное буксирное устройство с автоматической лебедкой и амортизированными буксирными гаками. Стаскивание судна с мели сопряжено с приложением мощных тяговых усилий и применением рывков. Кроме буксирного устройства для спасательного судна необходимо противопожарное оборудование, водолазное снаряжение, хорошее медицинское оборудование и помещение для спасенных людей с погибшего судна.

Ходкость и способность к буксировке являются важнейшими качествами спасательных судов. Расчет ходкости спасательных судов производится по обычным схемам, но кроме обычного хода надо отдельно рассмотреть возможность движения при максимальной мощности и при буксировке.

Для предварительных оценок по данным результатов модельных испытаний буксирных судов, может быть предложена интерполяционная кривая зависимости удельного остаточного сопротивления при свободном ходе судна от числа Фруда (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления R_ост/D буксирных судов от числа Фруда.

По кривой может быть найдена зависимость:

                                                                      (1)

Для первоначальных оценок необходимо установить зависимость между мощностью и длиной спасательного судна. Эта зависимость показана на рис. 2. Практические данные можно разделить на 2 группы. Нижняя группа точек соответствует той мощности, которая предназначена для движения малых спасательных судов или для буксировки ими небольших аварийных судов. Верхние точки отражают такие случаи, когда необходима дальняя буксировка сравнительно крупных аварийных судов, для этого должен иметься значительный запас мощности.

Рис. 2. Зависимость мощности энергетической установки спасательных судов от их длины.

Для спасательных судов, после предварительного определения их главных размерений, как правило, первым начинается установление места расположения и размеров машинного отделения. В тех случаях, когда главные размерения заданы или выбраны в процессе предварительной проработки, необходимые размеры машинного отделения определяются сравнительно просто. Но практически в первоначальной стадии обычно известна лишь потребная мощность энергетической установки. С целью ориентировочного определения длины машинного отделения могут быть использованы кривые на рис. 3, построенные по данным работы [1].

Рис. 3. Зависимость длины машинного отделения от типа и мощностьи энергетической установки.

На рис. 3. кривая I может быть рекомендована для выбора длины машинного отделения дизельных энергетических установок с реверсивными дизелями и прямой передачей мощности на гребной винт. При применении нереверсивных дизелей с реверс-редукторами следует использоваться кривой II – в случае одного дизеля и кривой, III – для двух дизелей на один гребной винт. А кривая IV, определяющая длину машинных отделений дизель-электрических энергетических установок, была частично откорректирована для обеспечения единообразия формул.

В результате, все зависимости этих 4 типов энергетической установки получили общий вид:

                                                                                                             (2)

где, l_M – длина машинного отделения, м;

N_B – мощность энергетической установки, кВт;

a_i – коэффициент, равный в среднем 0,46 для кривой I; 0,44 для кривой II; 0,37 для кривой III; 0,35 для кривой IV. На практике разброс данных характеризуются колеблемостью около 10% для I и IV и 4% для II и III.

Как говорилось выше, для спасательных судов тяговое качество имеет большое значение. Характеристикой тяговых качеств таких судов является зависимость между установленной мощностью и тягой на гаке. Для швартовного режима, показателем, характеризующим движительный комплекс спасательного судна, является удельная тяга:

                                                                                                                       (3)

Здесь, Z – тяга на рассматриваемом режиме, кН;

N_B – эффективная мощность ЭУ, кВт;

Зависимость удельной тяги от мощности энергетической установки показана на рис. 4. Такая зависимость соответствует формуле:

Рис. 4. Зависимость удельной тяги от мощности энергетической установки спасательного судна.

Из рис. 4 видно, что при N_B < 1000 кВт обсуждаемая величина имеет большой разброс значений, но не выходит за пределы зависимости (4) при колеблемости примерно 25%. Однако для тех судов малой мощности, основная задача которых – буксировка, удельная тяга возрастает от типичных 0,03 – 0,12  до 0,13 – 0,22 то есть в 2-4 раза.

Для судов длиной от 38 до 65 м на рис. 5 приведены данные по мощности и скорости. Эти данные позволяют судить о примерном диапазоне достижимых скоростей при конкретной мощности. Например, для N_B = 1000 – 2000 кВт скорость будет v = 12 – 15,5 уз; для N_B = 2500 – 3000 кВт – v = 15 – 17,5 уз; а для N_B  = 5000 – 7000 кВт скорость повышается только до 16 – 18 уз. Это подтверждает предложение о том, что основная часть мощности предназначена для дальней буксировки.

Рис. 5 Зависимость скорости спасательного судна от мощности энергетической установки.

Скорости, приведенные на рис. 5, характеризуют крейсерский режим работы спасательного судна. Ранее были упомянуты экономические скорости, которые обычно на 8-10% меньше чем крейсерские.

Кроме этого, важное значение имеет скорость буксировки, нижнее значение которой связано с обеспечением скорости не менее 5 узлов, так как при скоростях менее 5 узлов трудно управляться и противостоять непогоде.

В качестве примера можно проанализировать данные по спасательному буксиру, [3] показанные на рис. 6. Тяга этого буксира на швартовах достигала 300 кН при мощности 2200 кВт. При систематизации подобных данных необходимо учитывать особенности движителя (обычный, в насадке, регулируемого шага и пр.).

Рис. 6. Изменение скорости буксировки при различных значениях тяги: 1-скорость свободного хода; 2-при 180 кН; 3-при 220 кН.

Изучение рассмотренных характеристик позволяет уточнить вопросы ходкости спасательных судов в различных режимах их работы, а также для тех вариантов использования, которые характерны для условий Вьетнама.

Литература

1.                   Гурович А.Н., Родионов А.А. Проектирование спасательных и пожарных судов, Л., «Судостроение», 1971.

2.                   Сидорченко В.Ф. Суда-спасатели и их служба, Л., «Судостроение», 1983.

3.                   Буксирные суда флота рыбной промышленности, Клайпедс. отд. КТИРХ, Клайпеда, 1985.

Поступила в редакцию 22.03.2011 г.