Способ постройки колёсных толкачей
METHOD OF BUILDING WHEEL PUSHERS

Изобретение относится к водному транспорту и может быть использовано при проектировании, строительстве и эксплуатации речных буксиров-толкачей.
Известна конструкция буксиров-толкачей с бортовыми гребными колесами типа БТК проекта 1721 и 1721Л мощностью 330 кВт. Предназначено судно для буксировки сухогрузных и наливных барж по рекам, характеризующимся большими скоростями течения и малыми глубинами. Проект этого судна был разработан еще в 1954 году. Однако потребность в таких судах была так велика, что строительство теплоходов на базе этого проекта в 1973 г. было начато на р. Верхний Иртыш (1721), а с 1977 г. - на р. Лене (1721Л). (https://fleetphoto.ru/proiects/181/).
Суда данного типа морально и физически устарели, многие списаны, требуют замены.
Известен однопалубный заднеколесный теплоход-толкач пр. 81470 мощностью 110 кВт с кормовым расположением машинного отделения, с неметаллической одноярусной надстройкой и консольно закрепленной на ней рубкой, сдвинутой в нос, с носовым поворотным устройством для толкания и откидными штангами для снятия с мели. Головное судно построено в 1990 году. Толкач был предназначен для вождения баржевых составов методом толкания в условиях предельного мелководья. Из-за недостатков конструкции 6 построенных толкачей были выведены из эксплуатации и списаны. Прямое соединение гребных колес с дизельным двигателем не обеспечивало малого хода, рулевое устройство было малоэффективно. (http://riverfleet.ru/fleet/5335/).
Абсолютное большинство толкачей на реках России и других стран - винтовые. В России средний возраст толкачей разных проектов по данным на 2020 год Российского Речного Регистра 43 года при расчетном сроке эксплуатации 30 лет. Их эксплуатационные характеристики не соответствуют современным требованиям по осадке, уровню автоматизации и комфорта для экипажа. Новые проекты толкачей в условиях обмеления рек должны иметь осадку не более 1,5 м. При мощности энергетической установки 400 кВт и более и осадке до 1,5 м выгодно использовать в качестве движителя гребные колеса.
Целью данного технического решения является создание способа постройки колесных толкачей, обеспечивающего повышение технико-экономических, технологических и эксплуатационных характеристик речных буксиров-толкачей и, при этом, обеспечение высокой степени унификации судов различной мощности и назначения.
1. Указанная цель достигается тем, что
• корпуса толкачей различной мощности и назначения имеют идентичную форму и конструкцию, и различаются лишь наличием продольной цилиндрической вставки, ледовых подкреплений в зависимости от варианта судна;
• ДРК толкача, установленный в корме, выполнен в виде Колесного движительно-рулевого комплекса по патенту РФ №2225327 или №2669486;
• Надстройка с рубкой управления, кожухи дымовых труб, фекальная цистерна размещены в средней части судна;
• Машинное отделение с главными двигателями, электрощитами, топливные цистерны, устройство для толкания размещены в носовой части судна;
• Буксирное устройство выполнено в виде арки над гребными колесами и буксирной лебедки в средней части судна;
• Толкачи разной мощности и назначения в качестве главных двигателей (источников энергии) имеют однотипные агрегаты;
• Осадка любого варианта толкача не превышает 1,5 м.
Сущность изобретения «Способ постройки колесных толкачей» поясняется чертежами, где на
Фиг. 1. Колесный толкач, вид сбоку;
Фиг. 2. Колесный толкач БТК-1Л, вид сверху;
Фиг. 3. Колесный толкач БТК-2Л, вид сверху;
Фиг. 4. Колесный толкач БТК-3Л, вид сверху;
Фиг. 5. Разрез А-А толкач БТК-1 и БТК-1 Л;
Фиг. 6. Разрез А-А толкач БТК-2 и БТК-2Л;
Фиг. 7. Разрез А-А толкач БТК-3 и БТК-3Л;
Фиг. 8. Теоретический чертеж корпуса толкачей БТК и БТК-Л.
Боковой вид и вид сверху толкачей типа БТК-1, БТК-2, БТК-3 не изображаются, т.к. содержат те же элементы и отличаются лишь конструкцией КДРК и отсутствием ледовых подкреплений в корпусе.
Каждый толкач, независимо от мощности и назначения, содержит водоизмещающий корпус 1, надстройку с рубкой управления 2, главные двигатели 3, топливную цистерну 4, форпик 5, колесный движительно-рулевой комплекс с рамой 6, гребными колесами 7 и 8 гребными двигателями 9 и 10, буксирное устройство с лебедкой 11 и аркой 12, устройство для толкания в виде поворотной платформы 13 с автосцепом 14.
Типоряд колесных толкачей охватывает по мощности практически весь диапазон потребных линейных речных толкачей, предназначенных для транспортировки составов барж по внутренним водным путям. Осадка толкачей 1,2 - 1,4 м. Длина габаритная базового варианта около 39 м. Такая длина позволяет толкачу шлюзоваться вместе с баржой. Создание толкача ледового класса с применением ледокольного КДРК и корпуса с ледовыми усилениями при сохранении формы корпуса и состава оборудования возможно за счет увеличения осадки примерно на 10%. Их серийное строительство обеспечит работу в условиях продленной навигации. Корпуса толкачей ледового класса будут выше по стоимости, но иметь больший срок безремонтной эксплуатации.
Типы толкачей по предлагаемому способу постройки
Вариант 1. Толкач без ледового класса, с КДРК с поворотными плицами, с двумя главными двигателями мощностью примерно по 300 или 400 кВт (отечественный дизель-генератор) принимается за базовый. Название БТК-1.
Вариант 2. Толкач без ледового класса, с КДРК с поворотными плицами, с тремя однотипными главными двигателями. Название БТК-2. Корпус отличается от варианта 1 увеличением ширины примерно на 1,5 м за счет продольной цилиндрической вставки.
Вариант 3. Толкач без ледового класса, с КДРК с поворотными плицами, с четырьмя однотипными главными двигателями. Название БТК-3. Корпус отличается от варианта 1 увеличением ширины примерно на 3 м за счет продольной цилиндрической вставки.
Вариант 4. Толкач ледового класса, с КДРК с объемными прочными плицами, с двумя однотипными главными двигателями. Название БТК-1 Л. Корпус отличается от варианта 1 усиленной конструкцией.
Вариант 5. Толкач ледового класса, с КДРК с объемными прочными плицами, с тремя однотипными главными двигателями. Название БТК-2Л. Корпус отличается от варианта 4 увеличением ширины примерно на 1,5 м за счет продольной цилиндрической вставки.
Вариант 6. Толкач ледового класса, с КДРК с объемными прочными плицами, с четырьмя однотипными главными двигателями. Название БТК-3Л. Корпус отличается от варианта 4 увеличением ширины примерно на 3 м за счет продольной цилиндрической вставки.
Работа толкачей по предлагаемому способу постройки
Толкачи БТК-1, БТК-2, БТК-3 оборудуются КДРК с поворотными плицами, имеющими вес в полтора раз меньше, чем колеса Моргана, лучшие гидродинамические характеристики и обеспечивающие эффективную управляемость.
Толкачи ледового класса БТК-1 Л, БТК-2Л, БТК-3Л, оборудованные ледокольным КДРК и имеющие корпуса, рассчитанные на ледовый класс, смогут работать в условиях продленной навигации, выполнять ледокольную работу.
Все толкачи типоряда могут эффективно эксплуатироваться на реках с глубиной от 1,5 м с быстрым течением.
Увеличение мощности на вариантах БТК-2, БТК-3, БТК-2Л, БТК-3Л осуществляется добавлением одного или двух однотипных энергетических агрегатов (дизель-генераторов или дизель-гидронасосов), а увеличение водоизмещения увеличением ширины корпуса. Мощность гребных электро- или гидроприводов выбирается пропорционально суммарной мощности главных двигателей. Наличие нескольких главных двигателей повышает живучесть, позволяет длительно работать на долевой мощности, а однотипность - агрегатный ремонт. Идентичные обводы позволяют использовать одну и ту же оснастку при строительстве толкачей разной мощности и назначения на одном заводе. Надстройка на вариантах БТК-1 и БТК-1 Л, как и на вариантах БТК-2, БТК-3, БТК-2Л, БТК-3Л полностью одинакова. КДРК на толкачах разной мощности будут унифицированы, т.к. с увеличением мощности и ширины судна будет увеличиваться площадь гидравлического сечения гребных колес.