Все виды скоростных судов

Обновлено: 16.04.2024

Главный критерий классификации судов — их назначение, т.е. род выполняемой работы или вид перевозок.

По назначению речные суда подразделяют на:

- транспортные (пассажирские, грузопассажирские, грузовые);

- технические (землечерпательные и землесосные снаряды, суда для обслуживания навигационного оборудования, ремонтные);

- вспомогательные (плавучие доки, санитарные и очистительные стан­ции, плавучие краны, дебаркадеры, топливозаправщики);

- специально­го назначения (ледоколы, паромы, пожарные, плавучие магазины, разъездные).

Классификация судов также по разным другим признакам:

- способ и принцип движения по воде,

- число гребных валов,

способ выполнения грузовых операций.

По районам плавания Российский Речной Регистр подразделя­ет все суда на 5 классов:

«М-СП» — для смешанного — «река-море» плавания при шторме не более 8 баллов, высоте волн до 3,5 м, максимальном удалении от портов-убежищ 50 миль;

«М» — для плавания на внутренних водных путях при высоте волн до 3 м (в условиях больших рек, озер, морских заливов);

«О» — для плавания на внутренних водных путях при высоте волн до 2 м (на крупных водохранилищах и низовьях крупных рек);

«Р» — для плавания на средних и нижних плесах крупных рек, на каналах и спокойных озерах при высоте волн до 1,2 м;

«Л» — для плавания по рекам при высоте волн до 0,6 м (малые реки и верховья крупных рек).

Судам «река-море» плавания также присваивают классы: I, II, IIСП и III.

Эти классы ограничивают морские районы плавания указанных судов, т.е. границы их максимального удаления от пор­тов-убежищ.

У российских судовладельцев суда плава­ния класса «река-море» представлены в основном судами класса IIСП Российского Морского Регистра Судоходства.

Для таких судов разрешено плавание при максимальной высо­те волны 6 м с удалением от места убежища не более 50 миль в открытых морях при допустимом расстоянии между местами убежищ не более 100 миль; в закрытых морях — не более 100 миль от места убежища и с допустимым расстоянием между местами убежищ не более 200 миль

Для судов I класса разрешается плавание в морских районах с максимальной высотой волны 8,5 м при удалении от мест убе­жищ не более 200 миль и расстоянии между ними не более 400 миль.

Суда смешанного плавания «река-море» играют все более за­метную роль в объеме российских внешнеторговых перевозок и успешно конкурируют с морскими судами.

По способу движения по воде все суда подразделяются на:

- само­ходные, т.е. с собственным механическим двигателем и

- несамоход­ные, т.е. приводимые в движение источником энергии, находящимся вне судна — толкачами, буксирами, энергией ветра (парусные).

Тех­ническому надзору Российского Речного Регистра подлежат все самоходные суда с энергетическими установками мощностью 55 кВт и более, а также несамоходные суда валовой вместимостью 80 т и более.

По принципу движения суда подразделяют на:

- водоизмещающие (т.е. плавающие на поверхности воды),

- глиссирующие (т.е. скользящие по этой поверхности), а также

- суда на подводных крыльях, воздушной подушке и экранопланы (передвигающиеся над поверхностью воды).

По числу гребных винтов суда бывают:

По способу выполнения грузовых операций их подразделяют на суда:

- с вертикальной загрузкой-разгрузкой через гру­зовые люки;

- с горизонтальной загрузкой-разгрузкой через бортовые порты или по специальным помостам (аппарелям);

- методом притапливания (докования) судна;

- способом перекачки по трубопроводам жид­ких и пылевидных грузов.

Пассажирские и грузопассажирские суда внутреннего плава­ния по назначению и продолжительности рейса (в одном направ­лении) подразделяют на 4 группы:

— транзитные дальнего следования с длительностью рейса более 24 ч;

— местные с длительностью рейса менее 24 ч;

В 1999 г. на учете в Российском Речном Регистре находилось 34,3 тыс. судов различного назначения общей грузоподъемнос­тью 13,1 млн. т. Средний возраст судов 23 года. Почти 13% этих судов оценивают как ограниченно годные или негодные к эксплу­атации. Около 12 тыс. судов общей грузоподъемностью 12 млн. т и пассажировместимостью 163 тыс. мест принадлежат пароходствам и портам, которые выполняют 90% всей транспортной работы на внутренних водных путях.

Структурный состав этих судов следующий:

- пассажирские и грузопассажирские — 9%,

- остальные — вспо­могательного, технического и специального назначения.

В общей структуре грузовых судов:

- 23% приходится на самоходные сухо­грузные,

- 11% — на самоходные наливные (танкеры),

- остальные на несамоходные сухогрузные суда.

Сложившаяся структура судов, ис­пользуемых на внутреннем водном транспорте, не оптимальна. Она не соответствует сложившимся характеристикам грузопото­ков и судоходным условиям перевозок.

Грузовые суда вынужде­ны работать с неполной нагрузкой из-за малых глубин судовых ходов. Количество несамоходных судов не соответствует количе­ству потребных буксиров-толкачей. Испытывается дефицит су­дов для палубной перевозки грузов. Многие суда устарели (мо­рально и физически) и требуют списания.

Согласно программе «Возрождение торгового флота России», принятой в 1992 г., надлежало списать по срокам службы 48% всех транспортных судов, в том числе 232 судна, работающих на загранперевозках. За 8 лет (1993-2000 гг.) было намечено построить и модернизировать 1810 судов, в том числе 516 для доставки внеш­неторговых грузов. За 6 лет с начала 1993г. было построено и модернизировано 380 судов, в том числе 272 судна смешанного плавания « река-море». Строительство вы­полнялось в основном на зарубежных верфях преимущественно за счет средств судовладельцев, кредиторов иностранных банков.

Общая потребность России в судах класса «река-море» увеличи­вается с каждым годом. Сегодня на перевозках российских внешне­торговых грузов занято более 700 таких судов, принадлежащих различным судовладельцам. Эти суда обеспечивают транспортныесвязи с иностранными портами 45 стран.

Порты.

На внутренних водных путях функционируют:

- порты общего пользования;

- порты, принадлежащие промышленным предприятиям, и

- причалы, арендуемые клиентурой.

По назначению порты подразделяют на:

Грузовые порты осуществляют пере­валку грузов с водного на смежные виды транспорта и обратно. Их подразделяют на универсальные и специализиро­ванные. Универсальные порты служат для перевалки самых разнооб­разных грузов, а специализированные предназначены для перевалки грузов определенных видов.

По объему и характеру работы порты и портопункты в зави­симости от грузооборота и объема отправления пассажиров клас­сифицируют на четыре категории.

Общий объем перевалки грузов в портах внутреннего водного транспорта составил в 1999 г. 134,4 млн. т, в том числе экспорт­но-импортных грузов 9 млн. т. В этих портах функционируют 835 грузовых и грузопассажирских причалов общей протяженностью 100 км. В парке перегрузочных средств, используемых на грузовых причалах портов, насчитывается 4,2 тыс. единиц техники. Степень ее изношенности достигает 80%. Поэтому эксплуатируемый парк портовых перегрузочных средств нуждается в активном обновле­нии и пополнении.

К высокоскоростным относятся суда, у которых число Фруда при эксплуатационной скорости не менее 1. К ним относятся некоторые водоизмещающие суда и суда с динамическими принципами поддержания (СДПП). В группу СДПП входят суда: глиссирующие, на подводных крыльях (СПК), на воздушной подушке (СВП), на воздушной каверне, экранопланы, а также разнообразные суда, у которых сила поддержания корпуса над поверхностью воды обеспечивается несколькими способами (рис. 7.1).


Рис. 7.1. Типы высокоскоростных судов

Конструкции СДПП во многом схожи с самолётными. Так же, как и к корпусу самолёта, к корпусу СДПП предъявляются жёсткие требования к массе. Поэтому основным материалом корпуса являются лёгкие (обычно алюминиевые) сплавы. Широко внедряются элементы конструкций из композитов. Для создания динамической силы поддержания применяются специальные устройства и элементы конструкций (у СПК – подводные крылья, у СВП – ограждение воздушной подушки, у глиссеров – реданы и т.п.).

Большие мощности двигателей и большие скорости СДПП приводят к значительным ударным и вибрационным нагрузкам. Это может вызвать повышенный износ конструкций, усталостные трещины и повреждения. Поэтому при проектировании конструкций СДПП большое внимание уделяется сглаживанию концентраций напряжений в узлах соединений, исключению жёстких точек, применению виброизоляции. Для снижения шума (особенно у амфибийных СВП и экранопланов) широко применяют звукоизоляционные панели.

Малый модуль упругости алюминиевых сплавов приводит к пониженной устойчивости продольных связей и повышению общей вибрации. Для повышения жёсткости корпуса даже у относительно небольших судов обычно применяется продольная система набора.

Малые толщины элементов и применение разнородных материалов часто не позволяют выполнить традиционную для судостроения шовную сварку конструкций. В этих случаях конструкции соединяются клёпкой, точечной сваркой, склеиванием, клееклёпкой, клеесваркой.

Шпация продольного набора скоростных судов при малой толщине обшивки требуется также небольшой (150 – 350 мм). Технологические сложности крепления набора к обшивке привели к широкому применению прессованных и трёхслойных панелей. В конструкциях из прессованных панелей для упрощения технологии соединения перекрёстных балок набора и уменьшения концентраторов напряжений широкое распространение получила навесная конструкция набора.

Наиболее широко распространены пассажирские высокоскоростные суда. Они имеют развитые надстройки с большими оконными вырезами, снижающими общую продольную прочность судна (особенно от срезывающих сил). Для обеспечения прочности требуются специальные подкрепления вырезов либо исключение надстроек из общего изгиба судна путём усиления корпуса и применения подвижных соединений надстройки с корпусом.

Для характеристики судов обычно используют их основные признаки. Разделение судов на группы по основным признакам называется классификацией судов. Главным признаком классификации является назначение судна.

Наиболее важным признаком судна является его назначение. По назначению суда можно разделить на следующие группы: транспортные, вспомогательные, специальные, рыбопромысловые, военные, прогулочные.

Транспортные суда предназначены для транспортировки грузов и пассажиров (рис. 1.1) В свою очередь, транспортные суда разделяются на подгруппы: сухогрузные, наливные и пассажирские.


К пассажирским судам относятся суда, перевозящие более 12 пассажиров или не членов экипажа. К этим судам относятся: пассажирские паромы (рис.1.2), круизные суда (рис. 1.3), суда местных линий, линейные и т.д. Следует отметить, что в настоящее время практически нет линейных пассажирских судов, так как длительность перевозки на большие расстояния и стоимость перевозки во много раз больше, чем на авиатранспорте. Суда, построенные как линейные, после переоборудования используются как круизные (для отдыха и путешествий). Паромы предназначены для перевозки людей и автомашин (или железнодорожных вагонов) на короткие расстояния, и к этим судам предъявляются требованиям, как к пассажирским судам. Еcли паром не предназначен для перевозки пассажиров, то его следует отнести к сухогрузным судам с горизонтальным методом грузовых операций (ролкерам).

Рис. 1.2. Паром для перевозки пассажиров, автомашин и железнодорожных вагонов

Рис. 1.3.Круизное судно.

К наливным судам относятся танкеры-нефтевозы, танкеры-продуктовозы, газовозы, химовозы и т.д.

К сухогрузным судам относятся универсальные сухогрузные, суда для перевозки генеральных грузов (т.н. контейнеро-универсальные), балкеры различных типов для перевозки грузов навалом, рефрижераторные суда для перевозки скоропортящихся грузов, контейнеровозы, ролкеры — суда с горизонтальной погрузкой (т.н. накатные суда), грузовые паромы, лихтеровозы и т.д.

Особую подгруппу составляют суда двойного назначения (т.н. комбинированные суда): нефтенавалочники и нефтерудовозы и др. На этих судах реализована заманчивая идея загрузки судна в прямом и обратном рейсе.

Вспомогательные суда предназначены для обеспечения работы транспортных и других судов. К этой группе относятся буксиры, бункеровщики, плавкраны, перегружатели, снабженцы, рейдовые катера, нефтемусоросборщики и т.д. (рис. 1.4, 1.5)

Рис. 1.4. Плавкран

К группе специальных судов можно отнести научные суда, учебные, кабелеукладчики, трубоукладчики, дноуглубительные суда, плавучие доки, плавучие буровые платформы и т.д.

Плавучие доки (рис.1.6) предназначены для подъёма судов с целью осмотра и ремонта подводной части корпуса.

К другим признакам классификации относятся: район плавания, тип силовой установки, вид движителя, характер движения по воде, материал корпуса, архитектурно-конструктивные признаки.

Суда по району плавания подразделяются на суда:

- неограниченного района плавания – океаны и открытые моря (Рис.1.7);

Первого ограниченного района плавания (R1) - в морях с высотой волны 3% обеспеченности 8,5м, с удалением от места убежища не более 200 миль.

Второго ограниченного района плавания (R2) – в морях с высотой волны 3% обеспеченности 7м и с удалением от места убежища не более 100 миль.


Рис.1.7. Морское пассажирское судно.

Рис.1.8. Пассажирское судно смешанного района плавания (река-море).

Смешанное (река-море) плавание (R2-RSN) с высотой волны 3% обеспеченности 6м с удалением от места убежища в открытых морях до 50 миль, а в закрытых морях – до 100 миль (Рис.1.8.).

Cмешанное (река-море) плавание (R3-RSN) с высотой волны 3% обеспеченности 3,5м с учётом конкретных условий плавания и с удалением от места убежища не более 50 миль.

Портовое, рейдовое и прибрежное плавание (R3) в зависимости от конкретных условий.

В настоящее время на гражданских судах наиболее распространены малооборотные дизельные силовые установки из-за своей высокой экономичности, благодаря низким удельным расходам топлива, использованию дешевого топлива, высокого КПД установки, большого моторесурса. При ограничении размеров машинного отделения устанавливаются среднеоборотные дизели, размер которых значительно меньше, но для передачи на винт необходим редуктор. Такие суда называются теплоходами (т/х). В тех случаях, когда необходима очень большая мощность, и при ограничении размеров машинного отделения, на суда устанавливаются паровые турбины (с паровыми котлами) или газовые турбины. Такие суда называются паротурбоходами (птб/х, тб/х) и газотурбоходами (гтб/х).

При газовой турбине требуется минимальный объем машинного отделения, но требуется высококачественное и дорогое топливо при большом удельном расходе. Поэтому мало комерческих судов имеют газотурбинную установку.

Сокращение объема МО эффективно для судов, провозоспособность которых определяется объемом грузовых помещений: ролкеры, контейнеровозы, лихтеровозы.

Рис. 1.9. Атомный ледокол:

1 - отделение гребных двигателей, 2 - дизель-генераторы, 3 - атомная паро-производительная установка, 4 - отделение главных турбогенераторов, 5 - отделение вспомогательных механизмов.

Перспективной является атомная силовая установка (рис. 1.9), которая наряду с преимуществами имеет также определенные недостатки. Поэтому невелико число судов с атомной силовой установкой - атомоходов (а/х).

Если приводом гребного винта является электромотор, а энергию для него вырабатывает дизель, то это судно - дизельэлектроход (дэ/х).

В зависимости от наличия или отсутствия главной силовой установки (с приводом на движитель) все суда делятся на самоходные и несамоходные (движитель – устройство, преобразующее энергию главного двигателя в энергию по преодолению сопротивления воды движению судна).

По виду движителя разделяются на суда:

- с гребным винтом (наиболее распространенный движитель);

- с крыльчатым движителем (рис 1.10) (эти движители обеспечивают высокую маневренность судну, но несколько меньший КПД);

- с воздушным винтом;

Рис. 1.10. Крыльчатый движитель.

- с водомётным движителем (высокопроизводительный насос выбрасывает струю воды, реакция которой движет судно) – используется на мелководье;

- парусные (движитель - парус);

- гребные (движитель – весло)

- колесные (движитель – гребное колесо).

По характеру движения суда разделяются на:

- водоизмещающие – вытесняющие корпусом воду, что обеспечивает их поддержание на воде (надводные суда) и под поверхностью воды (подводные суда);

- глиссирующие – быстроходные катера, при движении которых на днище возникает гидродинамическая подъёмная сила, под действием которой судно частично выходит из воды – глиссирует (при этом уменьшается сопротивление движению и повышается скорость);

- на подводных крыльях (СПК), которые имеют под днищем специальные подводные крылья создающие при движении гидродинамическую подъёмную силу, полностью выталкивающую судно из воды, что позволяет увеличить скорость этих судов до 50 узлов (рис 1.11);

- на воздушной подушке (СВП), под днищем которых вентиляторами создаётся повышенное давление и судно поднимается над водой на 0,2 – 1,5 метра, что резко уменьшает сопротивление движению судна (рис.1.12);

- экранопланы – (в стадии исследований) аппараты, летающие вблизи поверхности воды (рис.1.13), что обеспечивает значительное увеличение подъёмной силы при меньших затратах мощности (скорость до 400км/час).

Рис. 1.11. Судно на подводных крыльях.

1 - корпус; 2 - стойки; 3 - подводные крылья; 4 - ватерлиния на ходу судна; 5 - ватерлиния на стоянке.

Рис. 1.12. Судно на воздушной подушке.

1 - вентилятор; 2 - воздушная шахта; 3 - воздушный канал; 4 - отсек плавучести; 5 - воздушная подушка; 6 - ватерлиния при работе вентилятора; 7 - ватерлиния при неработающем вентиляторе.


По материалу корпуса суда подразделяются на:

- стальные – большинство современных судов;

- из лёгких сплавов – небольшие и скоростные суда (на подводных крыльях, на воздушной подушке, спасательные шлюпки и т. д.;

- пластмассовые - небольшие суда, катера;

- железобетонные – стояночные (стоечные) суда, плавпричалы, плавмастерские, плавдоки;

- деревянные – небольшие рыболовные, спортивные…;

- композитные – корпус судна из двух или трёх материалов (сталь+лёгкие сплавы - пассажирские суда; бетон+сталь – плавдоки и т.д.).

Признаки архитектурно-конструктивного типа судна: наличие и протяжённость надстроек; количество палуб; расположение машинного отделения; раскрытие палуб; форма носа и кормы; минимальный или избыточный надводный борт; число корпусов.

Надстройкой называется прочная водонепроницаемая конструкция на верхней палубе, простирающаяся от борта до борта судна. Рубкой называется конструкция, которая не доходит до бортов (на верхней палубе) более 4% ширины судна.

Надстройки увеличивают объём надводной части судна – запас плавучести, уменьшают заливаемость палубы при ходе на волнении, в надстройках размещаются жилые, общественные, служебные и другие помещения.

По количеству и расположению надстроек различают следующие архитектурные типы судов (рис.1.14):

- гладкопалубные суда, которые имеют только рубки;

- трехостровные, имеющие три надстройки: носовую (бак), среднюю и кормовую (ют);

- двухостровные, имеющие две надстройки: бак и ют, бак и среднюю надстройку, ют и среднюю надстройку;

- одноостровные, имеющие одну из надстроек.

Если бак сливается со средней надстройкой, то говорят, что судно с удлиненным баком, если средняя надстройка сливается с ютом, то это судно с удлиненным ютом. Если надстройка простирается по всей длине, то это судно со сплошной надстройкой (т.н. шельтердечное).

Палубой судна называется горизонтальная конструкция , простирающаяся по всей длине судна (в отличие от палубы платформа располагается на части длины судна). В зависимости от назначения и размеров суда могут иметь одну, две … 10 и более палуб (однопалубное судно, двухпалубное судно). Верхняя палуба замыкает водонепроницаемый контур судна, а палубы, расположенные ниже, служат для горизонтального разделения внутри корпусного объёма.

Архитектурно-конструктивный тип судна определяется также расположением машинного отделения (МО). Современные суда обычно имеют кормовое, смещенное в корму (промежуточное) или среднее расположение МО (рис.1.15). В последние годы чаще встречаются суда с кормовым или промежуточным расположением МО, так как такое расположение МО позволяет выделить для груза наиболее удобные для грузовых операций судовые помещения.


К признакам, характеризующим архитектурно-конструктивный тип грузовых судов, относится также степень раскрытия палубы над грузовыми трюмами. Увеличение раскрытия ускоряет грузовые операции на судне. Суда, у которых раскрытие палубы более 60-70% площади над грузовым помещением (люки до 70-85% ширины судна), называются судами открытого типа.


Форма носа и кормы является также признаком, определяющим тип судна. Наиболее часто встречаются следующие формы носовой оконечности (рис.1.16): прямой наклонный форштевень (а), нос судна ледового плавания (б),нос ледокола (в), клиперский нос с бульбом пассажирских судов (г), бульбообразный нос (д), цилиндрический нос супертанкера (е), ложкообразный нос малого судна (ж). В последние годы чаще встречаются суда с бульбовой формой носа, которая уменьшает сопротивление воды движению судна, а также облегчает загрузку судна без дифферента на нос.


Рис. 1.16.Формы носовой оконечности судов

Наиболее древняя форма кормовой оконечности эллиптическая или обычная (рис.1.17.б). Она характеризуется обтекаемой (двоякой кривизны) подводной частью корпуса и конической надводной частью (образующая – прямая, на рисунке видна линия перехода). Крейсерская формакормы (рис.1.17.а) характерна для судов довоенной постройки (пассажирские суда, крейсеры…). Эта форма улучшает внешний вид судна, но достаточно сложна в постройке (двоякая кривизна обшивки). Транцевая форма кормы характерна для судов послевоенной постройки (рис.1.17.в). Эта форма кормы упрощает технологию постройки, позволяет улучшить расположение швартовного оборудования и облегчить швартовку в кормовой части судна.


Рис.1.17.Формы кормовой оконечности

Минимальный надводный борт, который определяет минимальный запас плавучести, устанавливается в соответствии с Международной конвенцией о грузовой марке. Если судно перевозит легкий груз (с малым удельным объемом), то может оказаться недостаточно объёма грузовых помещений для загрузки судна по минимальный надводный борт. В этом случае назначается судну больший минимального - избыточный надводный борт (суда с избыточным надводным бортом: сухогрузы, ролкеры, пассажирские суда). Суда с минимальным надводным бортом: рудовозы, навалочники (балкеры), танкеры ….

В зависимости от числа корпусов различают: однокорпусные суда, двухкорпусные суда – катамараны, трехкорпусные суда – трисеки.



Катамараны более устойчивы на волнении и имеют значительно большую площадь верхней палубы, что позволяет разместить больше пассажирских помещений или груза. У трисеков два сигарообразных корпуса с машинными установками расположены ниже поверхности воды, что практически, исключает волновую составляющую сопротивления воды и значительно уменьшает затраты мощности на движение судна, уменьшает вибрацию и шум в третьем корпусе. Третий корпус расположен над водой и соединяется с подводными корпусами с помощью колонн; в этом корпусе размещаются пассажирские, жилые, служебные помещения, груз. Этот архитектурный тип судна характерен для высокоскоростных судов.


Советское судно на подводных крыльях типа «Тайфун»

Судно может перевозить 100 пассажиров со скоростью 40 уз при высоте волн до 2—3 м. Длина судна составляет 31,4 м, ширина 5,6 м. На судне предусмотрена газотурбинная энергетическая установка мощностью 2570 л. с.

На советском судне «Комета», размещается 100 пассажиров. Это судно развивает скорость 35 уз при дальности плавания 500 км. Волны высотой до 1,5 м не являются помехой судну. На курортных линиях Черного моря плавает еще более крупное судно на подводных крыльях — 300-местный «Вихрь». Это 117-тонное судно на спокойной воде может развить скорость 43 уз. Совершенно новую, современную модификацию судна на подводных крыльях представляет собой советский «Тайфун». В исключительно комфортабельных условиях перевозит он 100 пассажиров со скоростью 40 уз при силе ветра до 5 баллов по шкале Бофорта. Электронная система управления держит судно все время в горизонтальном положении, независимо от морского волнения. Это, конечно, большое достижение, способствующее сохранению хорошего самочувствия пассажиров во время морского путешествия. Известен проект советского 70-узлевого судна «Дельфин», которое должно было быть самым быстрым в мире судном на подводных крыльях. Так же, как некоторые его предшественники, оно предполагает оснащение водометными движителями и газовой турбиной. Представляет интерес также американское судно на подводных крыльях «Джетфойл». Это предназначенное для 250 пассажиров 112-тонное судно с помощью водометных движителей развивает скорость 40 уз. Подводные крылья, управляемые с помощью электроники, позволяют, несмотря на волнение, сохранять стабильное положение корпуса. Если шторм усиливается, крылья поднимаются и судно на водоизмещающем режиме продолжает рейс с помощью вспомогательных движителей. При поднятых крыльях, в частности, выполняются маневры при входе в порт, швартовке и выходе из порта.


Американское судно на подводных крыльях типа «Джетфойл»

Это двухпалубное судно перевозит 250 пассажиров. Длина судна 27,4 м, ширина 9,5 м. Газотурбинная энергетическая установка мощностью 4850 кВт сообщает судну с помощью водометных движителей скорость 40 уз

В настоящее время самую большую массу из гражданских судов на подводных крыльях имеет 165-тонное судно типа РТ-150, построенное в Норвегии по лицензии швейцарской фирмы «Супрамар». На РТ-150 предусмотрены сидячие места на 150 пассажиров и автомобильная палуба для перевозки восьми легковых автомашин средних размеров. Дальность плавания этого работающего на паромной переправе судна составляет 250 миль, а эксплуатационная скорость — 36,5 уз, что намного больше, чем у любого парома обычного типа. Все построенные до сих пор или строящиеся ныне суда на подводных крыльях предназначены только для перевозки пассажиров или для курортных рейсов. При частом движении на линии не требуется пассажировместимость более 100—250 человек. Для перевозки грузов такие суда не годятся. Судно типа РТ-150, например, имеет чистую грузоподъемность не больше 23 т, что составляет менее 15% общей массы судна. К этому следует добавить, что дальность плавания упомянутого судна лежит в пределах всего 400—600 км, так как при большей дальности масса запасов топлива полностью «съест» полезную грузоподъемность. Судно на подводных крыльях РТ-150 имеет энергетическую установку мощностью около 5000 кВт. Легко подсчитать, что на каждую тонну массы судна приходится мощность 30,3 кВт, т. е. в 15—20 раз больше, чем у парома традиционного типа.


Автомобильно-пассажирский паром на подводных крыльях РТ-150

Остановится ли развитие судов на подводных крыльях на достигнутом уровне? На этот вопрос можно уверенно ответить: нет. Уже имеются боевые корабли на подводных крыльях массой 320 т со скоростью 70 уз. На чертежных досках конструкторов можно найти проекты кораблей массой 400—500 т. В Советском Союзе разрабатывалось 400-тонное судно на подводных крыльях со скоростью 47—52 уз. Из других многочисленных проектов стоит назвать 500-тонное судно на подводных крыльях, имеющее скорость 100 уз при мощности энергетической установки 44 тыс. кВт. Полезная нагрузка этого судна составляет 100 т. Длительное время считали, что пределом массы судна на подводных крыльях в силу физических закономерностей является 1000 т. Это связано с убеждением, что разрушительное действие кавитации на подводные крылья ограничивает скорость крылатых судов значением 65—70 уз. Для такой скорости было спроектировано 1000-тонное судно на подводных крыльях с мощностью энергетической установки 39 тыс. кВт и возможной полезной нагрузкой около 400 т. Такое судно позволяет уже думать о трансокеанских рейсах. Новые исследования показали техническую возможность постройки судна на подводных крыльях массой 2500—3000 т, которое могло бы перевозить через океан контейнеры, автомобили и другие ценные грузы со скоростью 150 уз. Высокие стойки поднимут корпус этого судна так высоко над поверхностью воды, что ему не будут страшны никакие волны. Разумеется, появления таких больших и очень быстроходных судов на подводных крыльях можно ожидать лишь в отдаленном будущем. По техническим и экономическим соображениям в ближайшие годы внимание в первую очередь будет сосредоточено на судах на подводных крыльях массой не больше 200 т.


Предполагаемый общий вид 1000-тонного пассажирского судна на подводных крыльях

Возможность увеличения размеров рассматриваемых судов очень сильно зависит от принятой схемы подводных крыльев. Это обусловлено следующими основными положениями. Принцип движения судна на подводных крыльях заключается в том, что находящиеся под его днищем и жестко связанные с судном профилированные крылья, установленные под некоторым углом, при поступательном движении судна создают динамические подъемные силы, которые при достаточно большой скорости поднимают корпус судна над поверхностью воды и поддерживают его в таком состоянии при движении. Это тот же принцип, что и у самолетов, с той разницей, что плотность воды примерно в 800 раз больше, чем плотность воздуха. Но поскольку подъемная сила крыла прямо пропорциональна плотности среды, необходимые динамические силы поддержания судна создаются при сравнительно малых площадях подводных крыльев. Помимо выполнения своего основного назначения — обеспечения необходимой подъемной силы, подводные крылья должны выполнять еще и другие функции. Все мореходные качества, которые у обычных водоизмещающих судов определяются формой корпуса, у судов на подводных крыльях обеспечиваются схемой подводных крыльев — типом их конструкции и положением по длине судна. К таким качествам относятся продольная и поперечная остойчивость, устойчивость на курсе и мореходность, ограниченная осадка (для речных судов) и т. д. Именно поэтому подводные крылья являются определяющим элементом конструкции рассматриваемых судов. Системы подводных крыльев могут быть классифицированы как по их расположению, так и по принципам обеспечения устойчивости движения судов и их остойчивости. По первому признаку можно выделить три основных схемы:

— обычное расположение, при котором площадь носовых подводных крыльев намного превышает площадь кормовых, вследствие чего носовые крылья несут основную нагрузку. Такая схема принята на всех судах фирмы «Супрамар»; (1)

— расположение типа саг naг d, при котором площадь кормовых подводных крыльев намного больше площади носовых. Такая схема применяется на некоторых американских военных кораблях на подводных крыльях; (2)

— тандем — расположение, при котором подъемные силы носовых и кормовых крыльевых систем примерно одинаковы. Такая схема принята для большинства советских судов на подводных крыльях. На некоторых больших судах ставят еще третье, промежуточное подводное крыло примерно посередине судна. (3)


По принципам обеспечения устойчивости движения и остойчивости известно большое число различных решений. Трапециевидные, V-образные и аркообразные подводные крылья, пересекающие поверхность воды, являются самостабилизирующимися (рис.1). Если судно, оснащенное такими крыльями, вследствие действия каких-то внешних сил, например ветра или волнения, проваливается глубже в воду или кренится на борт, то в данном месте в воду входит дополнительная площадь крыльев и возникает добавочная подъемная сила, которая восстанавливает положение. Хотя такие подводные крылья просты по конструкции, однако плавание на подобных судах не очень приятно для пассажиров, так как при плавании с большой скоростью на волнении изменения в величине подъемных сил связаны с периодическими толчками. Такие системы крыльев не годятся для больших судов. К крыльевым системам, пересекающим поверхность воды и также обладающим свойством самостабилизации, относятся системы типа «этажерка», или «лестница», где подводные крылья установлены в два и больше рядов по высоте, одно над другим (рис.2). При крене или дифференте в воду входят дополнительные крылья, находившиеся ранее над водой, что приводит к росту подъемной силы и к восстановлению положения судна. Такие системы, принятые для советских судов на подводных крыльях, очень просты по конструкции и допускают эксплуатацию крылатых судов с малой осадкой на реках. Сильное волнение, однако, противопоказано и для таких крыльевых систем. Весьма сомнительно, чтобы применение таких крыльевых систем давало какие-либо преимущества в смысле уменьшения осадки по сравнению с крыльевыми системами другого типа. Скорее наоборот. Кстати, на подавляющем большинстве советских судов на подводных крыльях применяются выпавшие почему-то из поля зрения авторов малопогруженные подводные крылья, подъемная сила которых регулируется автоматически, уменьшаясь при приближении к поверхности воды (подъемная сила увеличивается при отдалении крыла от поверхности).


Наиболее приспособлены для плавания на волне полностью погруженные крылья с изменяемым углом атаки (рис.3). Изменение угла атаки осуществляется с помощью автоматически действующих исполнительных механизмов по сигналам от механических или акустических датчиков уровня поверхности воды перед крылом. Благодаря этому подъемная сила крыльев автоматически регулируется, сохраняя почти неизменное значение. Корпус судна, оборудованного такой крыльевой системой, двигается без всяких толчков на почти постоянном удалении от гребней волн. При этом, однако, необходимо, чтобы подводные крылья при проходе подошвы (впадины) волны не оголялись, а стойки, крепящие подводные крылья к корпусу, были такой длины, чтобы гребни (вершины) волн не касались корпуса судна. Но, поскольку высота стоек должна находиться в определенном соотношении с длиной судна, максимальная высота волн, которые может преодолеть судно на подводных крыльях, зависит от размеров судна. Самые большие из современных судов на подводных крыльях могут эксплуатироваться при высоте волн не более 3—3,5 м. На более крупных перспективных судах будут устанавливаться только полностью погруженные подводные крылья с изменяемым углом атаки. Чем больше размеры судна, тем длиннее могут быть стойки и тем лучше будет его мореходность. При повышении скорости сверх определенного предела на подводные крылья начинает действовать кавитация. Давление на всасывающей (верхней) поверхности крыла падает до такой степени, что вода там закипает и образуются пузырьки пара. Затем эти пузырьки сносятся потоком в область более высокого давления, где разрушаются, нанося сильные повреждения верхней части подводного крыла. До сего времени еще не удалось создать подводных крыльев, пригодных для скоростей выше 70 уз.


Суда на подводных крыльях

Катера

Экранопланы

Суда с воздушной каверной на днище

Cуда на воздушной подушке

Транспортно-амфибийные платформы

Другие проекты

Наиболее популярными видами транспорта являются авиационный, железнодорожный, водный и автомобильный. Это удобно, быстро и безопасно. Однако стоит отметить, что среди водного транспорта существует обширное направление скоростных судов, обладающих превосходными мореходными качествами, комфортабельностью и безопасностью.

Сферы применения скоростных судов: пассажирские и грузопассажирские перевозки на различные расстояния по внутренним и морским акваториям, на туристических и линейных маршрутах, а также организация досуговых мероприятий (водные прогулки, рыбалка) и решение служебно-разъездных задач.
Это уникальные транспортные средства, использующие различные принципы гидродинамического поддержания: суда на подводных крыльях, суда на воздушной подушке, суда с воздушной каверной на днище, транспортно-амфибийные платформы и экранопланы.

Суда на подводных крыльях

  • речные пассажирские суда на подводных крыльях - Метеор 120Р и Валдай 45Р;
  • морские пассажирские суда на подводных крыльях - Комета 120М и Олимпия 250М;
  • морское грузопассажирское судно на подводных крыльях Циклон 250М;
  • быстроходное судно на подводных крыльях двойного назначения (Антарес РА).

Катера

  • высокоскоростной премиальный катер «Сагарис» вместительностью до 5 человек;
  • катера на подводных крыльях серии «Дельфин» (V1, V2, V4) – различное исполнение кокпита, кабины и функционала;
  • высокоскоростной глиссирующий катер «Марлин» для решения широкого спектра задач.

Суда с воздушной каверной на днище

  • речное (СВК-10) и морское (СВК-100) грузопассажирские суда;
  • суда двойного и охранного назначения (Дюгонь, Проект 14230Э, Серна, Меркурий);
  • морская универсальная платформа для исследования морской территории «КВК 1200».

Суда на воздушной подушке (СВП)

  • X-100 (морское пассажирское судно на воздушной подушке вместимостью до 100 человек, используемое в целях деятельности МЧС);
  • X-15 (многоцелевой гражданский катер на воздушной подушке, предназначенный как для пассажирских перевозок, так и для досуговых мероприятий).

Другая продукция

Среди проектируемых транспортных средств ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева – новейшие экранопланы, отвечающие всем требованиям, которые диктуются современным ритмом жизни – скорости движения сродни авиационным, отсутствие необходимости в аэродромах и эксплуатация над различными поверхностями. Экранопланы также представлены в речном (А-005-514, А-005-333) и морском классах (А-020-538, А-050-538, А-300-538, Чайка-2).

В разработке конструкторского бюро находятся также проекты судов предназначенных для проведений научных исследований работ, суда для обеспечения медицинской помощи населению.

По своим техническим характеристикам высокоскоростные суда опережают мировой уровень скоростного судостроения, отличаются высокой надежностью, экономичностью, простотой в эксплуатации.

На сегодняшний день ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева способно разрабатывать любые высокоскоростные суда нового поколения различного назначения. Посетите YouTube канал АО «ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева».

Купить в России амфибийные катера, грузовые, пассажирские или другие суда на воздушной подушке, суда с воздушной каверной, суда на подводных крыльях, а также другие плавсредства, и узнать их цену можно на официальном сайте АО «ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева».

Автор статьи

Куприянов Денис Юрьевич

Куприянов Денис Юрьевич

Юрист частного права

Страница автора

Читайте также: