СПОСОБ РЕКОНСТРУКЦИИ НОСОВОЙ ОКОНЕЧНОСТИ ГРУЗОВОГО СУДНА ДЛЯ ПРОВОДКИ ВО ЛЬДАХ С ПОМОЩЬЮ ЛЕДОКОЛА
METHOD OF RECONSTRUCTION OF FORE END OF CARGO SHIP FOR ROUTING IN ICE WITH HELP OF ICE BREAKER

Изобретение относится к судостроению, в частности к проектированию носовой оконечности корпуса судна для обеспечения безопасной проводки судна ледоколом.
Известен корпус ледокола (Патент SU 1207892, кл. В63В 35/08, 3/16), имеющий плавные лекальные обводы ледокольного типа, обеспечивающий высокую ледопроходимость. Однако обводы ледокольного типа не обеспечивают судну высоких характеристик в части ходовых и мореходных качеств на свободной ото льда чистой воде. Вследствие этого при проектировании судов, для которых эксплуатация в ледовых условиях является эпизодической, применяют другие обводы корпуса, оптимально обеспечивающие заданные ходовые и мореходные качества. Для этих судов способность двигаться в ледовых условиях ограничивается прочностью корпуса и мощностью силовой установки.
Известна также носовая оконечность судна (РФ, заявка 92015912/11 от 31.12.1992, В63В 1/06), имеющая форштевень с подрезом по радиусу и скругленные скулы, образующие лекальные обводы. Носовая оконечность такого типа обеспечивает судну хорошие ходовые и мореходные качества.
Известна бульбовая наделка корпуса судна, содержащая обтекатель, вставку, выполненную в виде гофров и подкрепленную бракетами, при этом пустоты между поверхностями гофров и бракет заформованы эластичным заполнителем (Авторское свидетельство №1197918, МПК В63В 1/06, опубл. 15.12.1985).
Известна бульбовая наделка корпуса судна (Патент RU №2108940, МПК В63В 1/06, опубл. 20.04.1998), имеющая конусообразную форму и содержащая обтекатель, вставку, выполненную в виде гофров и подкрепленную бракетами, причем гофры вставки в поперечном сечении имеют форму капли, при этом пустоты между поверхностями гофров и бракет заформованы эластичным заполнителем.
Известно изобретение «Носовая оконечность быстроходного надводного корабля или относительно тихоходного гражданского судна повышенной штормовой мореходности и ледовой проходимости в автономном плавании» (Патент RU №2607136, МПК В63В 1/06, В63В 1/32, В63В 1/00) – прототип.
Недостатками данных изобретений является невозможность безопасной проводки судна ледоколом.
Целью настоящего изобретения является замена части носовой оконечности грузового судна, на примере грузового судна IMO 9366110 «BBC ORINOCO» для серии судов GREEN TYPE класса ICE CLASS 1A, с целью стыковки с ледоколом «вплотную» и обеспечения безопасной проводки судна ледоколом по Северному Морскому пути.
Грузовое судно IMO 9366110 «BBC ORINOCO» было построено на класс LR + 100 A1, +LMC UMS NAV 1 ICE CLASS 1A, *IWS LI, Strenghened for heavy cargoes, Container cargoes in holds, on upperdeck and on upperdeck hatchcovers, with the descriptive note: freight container securing arrangements plans. После перехода под Российский флаг судно было переклассифицировано под ледовый класс IA РС. Произведена модернизация судна под класс Arc4 РС.
Были поставлены следующие задачи:
1. Выбор модели судна с корпусом для минимальных переделок, отвечающим безопасности;
2. Обеспечение безопасной стыковки с ледоколом;
3. Обеспечение проводки судна ледоколом;
4. Минимизация количества работ по демонтажу и монтажу конструкций;
5. Отсутствие резких сломов и перегибов на переходных участках между новой частью носовой оконечности и остальным корпусом, так как сломы и перегибы могут негативно отразиться на скорости судна.
Для решения поставленных задач были приняты решения:
1. Для обеспечения проводки ледоколом было принято решение демонтировать бульб, который препятствовал сцеплению судна, в частности IMO 9366110 «ВВС Orinoco», с ледоколом, при этом не изменять конструктивные обводы корпуса судна.
2. Для минимизации работ по демонтажу и монтажу было принято решение вести работы по замене носовой оконечности исключительно в пределах балластной цистерны, не затрагивая форпиковую переборку с подкрепляющим ее набором и цепные ящики.
3. Для обеспечения отсутствия резких сломов и перегибов на переходных участках между новой частью носовой оконечности и остальным корпусом при помощи программного обеспечения Napa была сформирована новая поверхность носовой оконечности, обеспечивающая плавный переход от форштевня к основному корпусу.
На основании анализа формул раздела 10.5 части XVII РС, регламентирующих минимальные размеры связей судов класса IA, можно сделать вывод, что толщины наружной обшивки и размеры набора зависят от следующих факторов: - водоизмещения судна при максимальной осадке во льду - мощности главных механизмов, передаваемой на движители при работе во льдах - принадлежности связи к тому или иному району ледовых усилений - системы набора - предела текучести материала, из которого изготовлены связи - способа закрепления связи (наличие книц, сварки и т.п.) - длин пролетов и расстояний между набором.
Водоизмещение, мощность главных механизмов и принадлежность к носовому району ледовых усилений у демонтируемой и вновь изготовляемой конструкций одинаковы.
Таким образом, чтобы вновь изготовленная часть носовой оконечности также соответствовала классу IA , были приняты следующие меры: - система набора была сохранена - новая носовая оконечность изготовлена из материалов, с пределом текучести 355 МПа, который больше чем у демонтированной носовой оконечности (315МПа). - концы набора закреплены  при помощи книц, размеры которых не меньше, чем на демонтируемой части носовой оконечности, и надежно приварены к судовым конструкциям - расстояние между набором и пролеты ребер жесткости, измеренные по хорде обвода, не превышают аналогичные расстояния у демонтированной части. - толщины наружной обшивки и размеры связей новой конструкции не менее чем у демонтируемой части.
Применяемые для корпусных конструкций листовой прокат и профиль должны быть марки РСА36, РСА40, РСЕ40 по ГОСТ Р 52927-2008. Допускается использовать сталь марок А36, и Е40 по ТУ14-105-584-95, одобренным Российским Морским Регистром Судоходства. Вся сталь должна быть поставлена с сертификатами РС и маркировкой.
Лакокрасочные материалы и грунты должны выбираться в соответствии со схемами окраски наружной обшивки и цистерн судна IMO 9366110 «BBC Orinoco». Все лакокрасочные материалы должны быть сертифицированы РС.
Сварочные материалы должны быть одобрены РС.
В результате расчета изменения водоизмещения судна порожнем, а также расчета «эффективного» водоизмещения с учетом изменения плавучести носовой оконечности для использования старых кривых плавучести и остойчивости, сделан вывод о том, что кренование судна, после модернизации не требуется, документация по остойчивости, разработанная при постройке судна пригодна к использованию на судне, после модернизации.
Пример исполнения.
Грузовое судно IMO 9366110 «BBC Orinoco» было построено на класс ICE CLASS 1A LR, что соответствует балтийскому классу IA, требования к которому приведены в части XVII правил классификации и постройки морских судов РС.
Расчет вместимости выполнен в связи с выполнением работ по замене носовой оконечности судна в обеспечение проводки за ледоколом «вплотную». Валовая вместимость (GT) и чистая вместимость (NT) определены в соответствии с Правилами обмера морских судов, 2016 г. Российского Морского Регистра Судоходства. Обводы новой носовой оконечности и изменение объема корпуса определены с использованием программного обеспечения NAPA, имеющего Сертификат о типовом одобрении РС № 15.00890.314 до 11.08.2020. Расчет вместимости выполнен на основании документов: - Действующее Международное мерительное свидетельство; - Руководство по загрузке судна LOADING MANUAL HULL NO.H1393A.
Расчет ледовых усилений заменяемой части носовой оконечности.
Расчет выполнен с целью определения размеров бортового набора и толщин обшивки форпика судна IMO 9366110 «BBC Orinoco» по «Правилами классификации и постройки морских судов» Российского Морского Регистра издания 2019г, учитывая требования главы 3.10 "ЛЕДОВЫЕ УСИЛЕНИЯ СУДОВ ЛЕДОВЫХ КЛАССОВ И ЛЕДОКОЛОВ" части II "Корпус" к судам класса Arc4.
В основной части расчета приведены расчетные и фактические значения моментов сопротивления, площадей, толщин и размеров наиболее нагруженных элементов конструкций, попадающих во вновь изготавливаемую часть форпика в районе 162 шп +200 – нос, 0 – 8,14 м от ОП.
Выполненные расчеты показали, что фактические моменты сопротивления и площади сечений холостого и рамного набора, толщины листовых конструкций в ледовых зонах не менее, чем требуется по Правилам РС.
На основании этого можно сделать заключение, что заменяемая часть носовой оконечности удовлетворяет требованиям главы 3.10 «Правил классификации и постройки морских судов» Российского Морского Регистра Судоходства, Часть II «Корпус», изд. 2019г. на класс Arc4.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на:
Фиг.1 Проводка за ледоколом «вплотную» с отрезанной носовой частью, схема, вид сбоку.
1.Грузовое судно,
2.Ледокол,
3.Корма ледокола,
4.Бульб,
5.Новый форштевень,
6.Отрезаемая часть,
7.Переборка фортика,
8.Цепной ящик.
Фиг.2 Изображение носовой части судна с отрезаемой частью, 3D.
Предложенное техническое решение не известно из уровня техники по доступным источникам информации, из которого явным образом следует для специалиста, и может быть практически реализовано в серийном производстве по обычной технологии, то есть соответствует критериям патентоспособности.