КОМПЛЕКС ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ ГРУЗОВ СУДАМИ И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗ КОМПЛЕКСА ФЛОТА НА ЗАДАННЫЙ МАРШРУТ ГРУЗОПЕРЕВОЗКИ
SHIPMENT COMPLEX AND METHOD OF GATHERING FLEET FROM SAID COMPLEX FOR PRESET SHIPMENT ROUTE

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции универсальных судов, которые трансформируются, и способу трансформации флота под заданные условия грузоперевозки.
Известен судовой состав, описанный в патенте Российской Федерации №2113374, опубликованном 20.06.1998 г., индекс МПК В63В 21/62.
Судовой состав, сформированный в две или несколько ниток из остроносых речных и морских секций, содержащий речной и морской толкачи, пригодный для безостановочного движения морских секций на линиях река-море плавания поодиночке или в кильватерном составе в прибрежных районах морей с морским толкачом. Причем морские секции имеют люковые закрытия, заостренное мореходное носовое образование со скуловыми выемками-упорами и кормовые бортовые погруженные в воду обтекатели усиленной конструкции, образующие с кормовым транцем секции квадратную, с вертикальными внутренними стенками нишу, имеющую изнутри горизонтальные сцепные пазы для размещения в них выступающих спереди и по бортам морского толкача сцепных брусьев, что устраняет возможность люфта при качке за счет жесткого их расклинивания, при этом толкач также жестко фиксируется в крайнем переднем положении в нише тросами с натяжными талрепами или подобными устройствами для предотвращения сползания его назад, а для облегчения, в начальный момент сцепки, попадания сцепных брусьев в сцепные пазы секции толкач имеет симметрично расположенные в его корпусе водяные балластные отсеки, позволяющие изменять его дифферент, крен и осадку, при этом квадратная форма кормовой ниши морской секции сохраняет возможность эксплуатации ее в речных условиях и речными толкачами с квадратным носом.
Морской его толкач имеет один или два полноповоротных кормовых колонковых двигателя, что обеспечивает поперечное подруливание состава и задний ход и при движении состава в условиях узкого извилистого фарватера, свальных течений и ветра, встречной волны, толкач, имея заостренную корму с опорными вертикальными балками на ее торце, размещается впереди состава между носовыми образованиями головных секций, выполняя роль волнореза-обтекателя и подруливающего устройства.
Торцевая сцепка морских секций в составе осуществляется расположенным на носу толкающей секции, вертикально перемещающимся по направляющим поверхностям гаковым захватом, соединяющимся с расположенным на корме толкаемой секции сцепным коушем, имеющим натяжное устройство и связанным с продольными и поперечными амортизаторами на секции, при этом вертикальные опорные балки на торцах кормовых бортовых обтекателей этой секции упираются в скуловые округлые выемки-упоры позади расположенной секции, а для буксировки морской секции, в случае шторма, морской толкач имеет кормовые буксирное и якорное устройства и, в случае необходимости, удлиняет штатные буксирные тросы, имеющиеся на секциях, якорными цепями толкача.
Общими существенными признаками является то, что комплекс судов и оборудования включает не менее двух судов в виде несамоходных барж с грузовыми помещениями и буксирное судно с движителем в виде винторулевой колонки, вспомогательным оборудованием и судовыми системами.
Недостатками известной конструкции являются большое количество видов и типоразмеров несамоходных барж, конструкция которых не обеспечивает возможность трансформирования в самоходные баржи, отсутствует взаимозаменяемость элементов, сложная конструкция элементов стыковки барж между собой и с буксирным судном.
Известен способ переоборудования судна, описанный в патенте Украины №46244, опубликованном 15.05.2002 г., индекс МПК В63В 9/00.
Способ переоборудования судна для перевозки накатных грузов включает срезание узлов надстройки, переборок на борту и скуловых обводах, комингса и люкового закрытия, мачты, грузового оборудования, стрелы и выполнение на уровне главной накатной палубы, под которой выполняют палубу для легковых автомобилей, а также опоры для подвижного моста-аппарели с узлами для его наклона, который устанавливают под углом к продольной оси судна. Переоборудуют, например, ледокольное транспортное судно-лесовоз, на палубе которого срезают опорные узлы, например надстройку, мачту, лебедку грузового оборудования, стрелу и при этом люковое закрытие трюмов соединяют дополнительным грузовым мостом, который соединяют с мостом-аппарелью, который устанавливают в пределах угла от 0 до 90 градусов к продольной оси судна. Как дополнительные опорные узлы-стойки и приводы аппарели используют опорные узлы, например надстройки, мачты, которые срезают на уровне люкового закрытия трюмов, при этом мост выполняют съемным и используют узлы грузового оборудования, например лебедку, стрелу, мачту, направляющие для тросов из другого трюма. Люковое закрытие трюма соединяют с фальшбортом дополнительным мостом, при этом в его настиле выполняют вырез. В одном из ярусов надстройки, например в его жилых и служебных помещениях для экипажа, срезают переборку и их переоборудуют в помещение для персонала грузового транзитного транспорта.
Общими существенными признаками является то, что судно переоборудуют для подготовки к другим условиям перевозки и для перевозки другого вида груза.
Недостатком известного способа является то, что трансформирование судна необходимо выполнять в условиях специализированного заводского производства, так как отрезают одни судовые конструкции и устанавливают и закрепляют с помощью сварки другие конструкции на корпусе судна. При повторном трансформировании снова будут необходимы аналогичные действия, так как в аналоге отсутствуют съемные унифицированные модули и фундаменты приспособлены к съемному закреплению.
Наиболее близким является патент Российской Федерации №2203197, опубликованный 27.04.2003 года, индекс МПК В63В 25/12, В63В 21/56, В63В 35/08, согласно которому судно из двух частей для транспортировки нефти в водах с возможным наличием льда содержит первую часть судна в виде баржевой части, которая включает в себя несколько наливных танков и имеет носовой участок с затопленным приемным пространством для буя швартовки и заливки, и вторую часть судна в виде модуля силовой установки, имеющего кормовой участок, который предназначен для ломки льда, причем вторая часть судна имеет передний конец, выполненный с возможностью его соединения с кормовым участком первой части судна. Модуль силовой установки снабжен оборудованием, необходимым также для выполнения этим модулем функции судна снабжения. Модуль силовой установки снабжен тяговым оборудованием для обеспечения работы указанного модуля как в режиме протягивания, так и в режиме толкания.
Тяговое оборудование включает в себя два поворотных движителя, имеющих возможность поворота на 360°, преимущественно с электрическим приводом.
Две части судна снабжены устройством взаимного соединения, которое выполнено с возможностью жестко фиксированного присоединения модуля силовой установки к баржевой части в режиме толкания.
Устройство взаимного соединения выполнено так, что в режиме протягивания модуль силовой установки и баржевая часть имеют возможность взаимного перемещения.
Устройство взаимного соединения содержит идущее продольно пространство в виде канала, выполненное в модуле силовой установки и открытое на его переднем конце, и вставной элемент, который выступает из кормового участка баржевой части и имеет форму, позволяющую ввести его в указанное выполненное в виде канала пространство, причем один или несколько соединительных элементов предусмотрены в модуле силовой установки и предназначены для входа в зацепление с соответствующими соединительными элементами на вставном элементе.
В модуле силовой установки предусмотрены балластные цистерны для адаптации осадки и дифферента модуля силовой установки с кормовым концом баржевой части.
Передний конец модуля силовой установки выполнен как носовой участок, подходящий для ломки льда.
Носовой участок баржевой части выполнен с возможностью ломки льда и имеет нижнюю сторону, которая на виде сбоку имеет наклон вниз и которая впереди приемного пространства для буя переходит в участок дна баржи, предназначенный для защиты приемного пространства и буя от ледовых нагрузок.
Баржевая часть снабжена боковыми танками, которые в своей верхней части полностью или частично заполнены твердым постоянным балластом.
Баржевая часть изготовлена из бетона.
Баржевая часть снабжена трубопроводом для перекачки нефти от буя заливки непосредственно в один или несколько центральных танков и далее в боковые танки.
Дно баржевой части на носовом участке поднято относительно остальной части дна, так что область приемного пространства для буя имеет меньшую осадку, чем остальная часть баржи.
Общими существенными признаками является то, что комплекс для перевозки грузов судами содержит суда в виде несамоходных барж с грузовыми помещениями и силовой модуль, который включает корпус, не менее одной главной силовой установки с движителем, вспомогательным оборудованием, рубкой и судовыми системами.
Недостатки прототипа заключаются в том, что силовой модуль является специализированным буксирным судном, предназначенным только для буксирования конкретного одного вида барж со специальной конструкцией в кормовой части для соединения с силовым модулем, а сами несамоходные баржи не приспособлены к быстрому трансформированию в самоходные суда, которые могут независимо перемещаться между портами при отсутствии возможности составления графика переходов с использованием буксирного судна без простоев, за невозможностью его прихода в необходимое время, также отсутствует взаимозаменяемость элементов комплекса.
Традиционным является наличие в каком-нибудь пароходстве десятков самоходных барж, десятков несамоходных барж и десятков буксирных судов, которые не могут трансформироваться, не имеют ни съемных модулей рубок, ни съемных модулей силовых установок, смотри описанные выше патенты Российской Федерации №2113374 и №2203197, патент Украины №46244. При выходе из строя каких-либо деталей, узлов или устройств на таких судах - все судно выводится из эксплуатации до устранения поломки. Если, например, невозможно использовать на заданном маршруте несамоходные баржи, то простаивают и баржи, и буксирные судна, а решение задач грузоперевозки возлагается на самоходные суда, и недостаточное количество таких судов невозможно компенсировать быстрым переоборудованием флота, который простаивает. В зимний период осуществляется максимальное количество плановых ремонтов и отсутствие унификации создает сложности, связанные с заказом большого количества разнообразных деталей и узлов.
Целью предложенных изобретений является создание комплекса судов с оборудованием, который легко трансформируется под поставленные задачи грузоперевозки, при обеспечении максимально возможной унификации элементов комплекса, и, соответственно, уменьшение общего количества судов, необходимых для обеспечения заданных объемов грузоперевозки на любых маршрутах и в любых условиях эксплуатации.
Существенными отличительными признаками конструкции является то, что комплекс для перевозки грузов судами включает не менее одного корпуса буксирного судна, не менее четырех съемных модулей главных силовых установок, не менее двух съемных модулей рубок, а также не менее двух корпусов несамоходных барж с трюмами для перевозки грузов, которые закрываются, причем на верхней палубе корпуса буксирного судна и на носовой части верхней палубы корпусов несамоходных барж установлены фундаменты с опорными элементами и элементами фиксации, присоединительные размеры и расположение которых позволяют сопряжение, с возможностью закрепления модуля рубки, проведены трубопроводы и проложены кабельные трасы от фундамента для модуля рубки к месту, предназначенному для расположения модулей главной силовой установки, на кормовой части корпусов буксирного судна и несамоходных барж, также выполнены вырезы в корпусах, выполнены зашивки, установлены подкрепления и фундаменты с присоединительными размерами, которые обеспечивают соединение с возможностью установки модулей главных силовых установок, которые включают главный двигатель, винторулевую колонку, вспомогательное оборудование главного двигателя, трубопроводы и электросистемы с датчиками и исполнительными элементами, также в корпусах как буксирного судна, так и несамоходных барж размещены не менее одной цистерны пресной воды, цистерны сточных вод и запасной топливной цистерны, также балластные цистерны с трубопроводами и насосами, не менее одного кингстонного ящика, насосы системы осушения, вентиляция трюмов.
Съемный модуль рубки многоярусный, оборудован мачтой с сигнально-отличительным и радионавигационным оборудованием, системами централизованного управления устройствами и механизмами, центральным пультом управления, причем на нижнем ярусе модуля рубки установлена электростанция с не менее чем двумя дизель-генераторами, главный распределительный щит, холодильный агрегат и насосы систем жизнеобеспечения экипажа, поддержки экологического комфорта в помещениях, пожарный насос водной противопожарной системы, насос топливной системы, насосы перекачивания нефтесодержащих вод, запасно-расходная топливная цистерна, станочное оборудование, насосы подачи и нагреватели пресной бытовой воды системы бытового водоснабжения, на жилом ярусе размещены жилые и бытовые помещения экипажа, также по нижнему контуру рубки установлен уплотнительный эластичный профиль, кронштейны, которые имеют возможность соединяться со стяжками, установленными по нижнему контуру модуля рубки на фундаменте корпуса, и кронштейны с опорными элементами, которые имеют возможность соединяться с опорными площадками на фундаменте корпуса.
Опорными элементами являются расположенные по контуру фундамента для модуля рубки резинометаллические амортизаторы, а элементами фиксации являются стяжки, которые имеют головку, с возможностью соединяться с кронштейном на фундаменте, имеющем паз, стяжки в верхней части имеют резьбовое окончание с возможностью захода в отверстие на кронштейне модуля рубки и возможностью обжатия гайками, также по углам контура фундамента под модуль рубки установлены направляющие ограничители.
Модуль главной силовой установки содержит общий фундамент, на котором установлены защитный водонепроницаемый кожух, двигатель внутреннего сгорания, соединенный через вал с шарнирами Гука с вертикальной винторулевой колонкой, которая имеет гребной винт с кольцевой насадкой. Вертикальная винторулевая колонка установлена на фундаменте с помощью механизма разворота винторулевой колонки, также в модуле установлены электростартер и аккумуляторные батареи, расходная топливная цистерна соединена с топливным насосом, навешанным на главный двигатель, а также на главный двигатель навешаны теплообменники с насосами системы охлаждения внутреннего контура забортной водой.
В корпусах как буксирного судна, так и несамоходной баржи выполнены корпусные цистерны сточных и хозяйственно-бытовых вод, две запасные и одна запасно-переливная корпусные топливные цистерны, причем цистерна нефтесодержащих вод расположена в ахтерпике, балластные корпусные цистерны расположены в междудонном пространстве двойного дна под трюмами и соединены в балластной системе трубопроводами с насосами и кингстонными ящиками, также в выгородках в междудонном пространстве между днищем основного корпуса и вторым дном установлены два самовсасывающих электрических насоса системы осушения, в комингсах люковых закрытий трюмов корпуса несамоходной баржи установлены водогазонепроницаемые крышки естественной вентиляции.
Отличительными существенными признаками конструкции, действительными во всех случаях, является то, что комплекс включает не менее одного корпуса буксирного судна, не менее четырех съемных модулей главных силовых установок, не менее двух съемных модулей рубок, а также не менее двух корпусов несамоходных барж с закрываемыми трюмами для перевозки грузов, причем на верхней палубе корпуса буксирного судна и на носовой части верхней палубы корпусов несамоходных барж установлены фундаменты с опорными элементами и элементами фиксации, присоединительные размеры и расположения которых обеспечивают сопряжение, с возможностью закрепления модуля рубки, проведены трубопроводы и проложены кабельные трасы от фундамента для модуля рубки к месту, предназначенному для размещения модулей главной силовой установки, на кормовой части корпусов буксирного судна и несамоходных барж, также выполнены вырезы в корпусах, выполнены зашивки, установлены подкрепления и фундаменты с присоединительными размерами, которые обеспечивают сопряжение с возможностью закрепления модулей главных силовых установок, включающих главный двигатель, винторулевую колонку, вспомогательное оборудование главного двигателя, трубопроводы и электросистемы с датчиками и исполнительными элементами, также в корпусах как буксирного судна, так и несамоходных барж размещены не менее одной цистерны пресной воды, цистерны сточных вод и запасной топливной цистерны, также балластные цистерны с трубопроводами и насосами, не менее одного кингстонного ящика, насосы системы осушения, вентиляция трюмов.
Отличительными существенными признаками конструкции, действительными в отдельных случаях, является то, что съемный модуль рубки многоярусный, оборудован мачтой из сигнально-отличительным и радионавигационным оборудованием, системами централизованного управления устройствами и механизмами, центральным пультом управления, причем на нижнем ярусе модуля рубки установлена электростанция с не менее чем двумя дизель-генераторами, главный распределительный щит, холодильный агрегат и насосы систем жизнеобеспечения экипажа, поддержки экологического комфорта в помещениях, пожарный насос водной противопожарной системы, насос топливной системы, насосы перекачивания нефтесодержащих вод, запасно-расходная топливная цистерна, станочное оборудование, насосы подачи и нагреватели пресной бытовой воды, системы бытового водоснабжения, на жилом ярусе размещены жилые и бытовые помещения экипажа, также по нижнему контуру рубки установлен уплотнительный эластичный профиль, кронштейны, которые имеют возможность соединяться со стяжками, установленными по нижнему контуру модуля рубки на фундаменте корпуса, и кронштейны с опорными элементами, которые имеют возможность сопрягаться с опорными площадками на фундаменте корпуса.
Опорными элементами являются расположенные по контуру фундамента для модуля рубки резинометаллические амортизаторы, а элементами фиксации являются стяжки, которые имеют головку, с возможностью сопрягаться с кронштейном на фундаменте, имеющем паз, стяжки в верхней части имеют резьбовое окончание с возможностью захода в отверстие на кронштейне модуля рубки и возможностью обжатия гайками, также по углам контура фундамента под модуль рубки установлены направляющие ограничители.
Модуль главной силовой установки содержит общий фундамент, на котором установлены защитный водонепроницаемый кожух, двигатель внутреннего сгорания, соединенный через вал с шарнирами Гука с вертикальной винторулевой колонкой, которая имеет гребной винт с кольцевой насадкой, установленной на фундаменте с помощью механизма разворота винторулевой колонки, также в модуле установлены электростартер и аккумуляторные батареи, расходная топливная цистерна соединена с топливным насосом, навешанным на главный двигатель, а также на главный двигатель навешаны теплообменники с насосами системы охлаждения внутреннего контура забортной водой.
В корпусах как буксирного судна, так и несамоходной баржи выполнены корпусные цистерны сточных и хозяйственно-бытовых вод, две запасные и одна запасно-переливная корпусные топливные цистерны, причем цистерна нефтесодержащих вод расположена в ахтерпике, балластные корпусные цистерны расположены в междудонном пространстве двойного дна под трюмами и соединены в балластной системе трубопроводами с насосами и кингстонными ящиками, также в выгородках междудонного пространства установлены два самовсасывающих электрических насоса системы осушения, в комингсах люковых закрытий трюмов корпуса несамоходной баржи установлены водогазонепроницаемые крышки естественной вентиляции.
Существенными признаками способа формирования из комплекса флота на заданный маршрут грузоперевозки является то, что комплекс содержит самоходные, несамоходные и буксирные суда, причем используют комплекс с не менее чем одним корпусом буксирного судна, не менее четырьмя модулями главных силовых установок, не менее двумя модулями рубок, а также не менее двух корпусов несамоходных барж с трюмами для перевозки грузов, которые закрываются, формируют наиболее удобный для заданного маршрута грузоперевозки флот, для чего устанавливают на фундаментах и закрепляют с помощью стяжек модули рубок на корпусах, также устанавливают на фундаментах модули главных силовых установок, соединяют системы питания и управления модулей трубопроводами и кабелями между собой и с судовыми системами, расположенными в корпусах, потом отправляют суда по маршруту грузоперевозки, а незадействованные элементы отправляют на профилактику или плановый ремонт.
При минимальной комплектации устанавливают на фундаменте и закрепляют на корпусе буксирного судна с помощью стяжек модуль рубки, устанавливают на фундаментах корпуса буксирного судна два модуля главных силовых установок, соединяют системы модулей трубопроводами и кабелями между собой и системами, расположенными в корпусе, буксируют поочередно указанным буксиром одну из несамоходных барж на протяжении времени, в течение которого другую несамоходную баржу загружают или выгружают в порту, не задействованные модули отправляют на профилактику или плановый ремонт, или, при минимальной комплектации, устанавливают на фундаментах и закрепляют на корпусах несамоходных барж с помощью стяжек по одном модулю рубки, устанавливают на фундаментах корпусов несамоходных барж по два модуля главных силовых установок, соединяют модули трубопроводами и кабелями между собой и судовыми системами, расположенными в корпусах, отправляют уже самоходные баржи по маршруту, загружают или выгружают самоходные баржи независимо друг от друга, а корпус буксира отправляют на профилактику.
Включают в комплекс двенадцать корпусов несамоходных барж, два корпуса буксирных судов, десять модулей рубок, двадцать модулей главных силовых установок, устанавливают на фундаментах и закрепляют на корпусах буксирных судов с помощью стяжек по одному модулю рубки, устанавливают на фундаментах корпусов этих буксирных судов по два модуля главных силовых установок, соединяют модули трубопроводами и кабелями между собой и судовыми системами, расположенными в корпусах, также на фундаментах корпусов части несамоходных барж, в зависимости от маршрута перевозки, закрепляют с помощью стяжек по одному модулю рубок, устанавливают на фундаментах корпусов этих несамоходных барж по два модуля главных силовых установок, соединяют модули трубопроводами и кабелями между собой и судовыми системами, расположенными в корпусах, оставляют часть корпусов в виде несамоходных барж, буксируют указанными буксирными судами поочередно несамоходные баржи на протяжении времени, в течение которого другие несамоходные баржи загружают или разгружают в портах, самоходные баржи ставят под погрузку или разгрузку в периоды времени, когда причалы свободны от несамоходных барж, а незадействованные модули отправляют на профилактику или плановый ремонт.
Модули, которые находятся на профилактике, используют для замены аварийных модулей.
Отличительными признаками способа, действительными во всех случаях, является то, что используют комплекс с не менее чем одним корпусом буксирного судна, не менее четырьмя модулями главных силовых установок, не менее двумя модулями рубок, а также не менее двумя корпусами несамоходных барж с закрываемыми трюмами для перевозки грузов, формируют наиболее удобный для заданного маршрута грузоперевозки флот, для чего устанавливают на фундаментах и закрепляют с помощью стяжек модули рубок на корпусах, также устанавливают на фундаментах модули главных силовых установок, соединяют системы питания и управления модулей трубопроводами и кабелями между собой и с судовыми системами, расположенными в корпусах, потом отправляют суда по маршруту грузоперевозки, а незадействованные элементы отправляют на профилактику или плановый ремонт.
Отличительными признаками способа, действительными в отдельных случаях, является то, что при минимальной комплектации устанавливают на фундаменте и закрепляют на корпусе буксирного судна с помощью стяжек модуль рубки, устанавливают на фундаментах корпуса буксирного судна два модуля главных силовых установок, соединяют системы модулей трубопроводами и кабелями между собой и системами, расположенными в корпусе, буксируют поочередно указанным буксиром одну из несамоходных барж на протяжении времени, в течение которого другую несамоходную баржу загружают или выгружают в порту, не задействованные модули отправляют на профилактику или плановый ремонт, или, при минимальной комплектации, устанавливают на фундаментах и закрепляют на корпусах несамоходных барж с помощью стяжек по одном модулю рубки, устанавливают на фундаментах корпусов несамоходных барж по два модуля главных силовых установок, соединяют модули трубопроводами и кабелями между собой и судовыми системами, расположенными в корпусах, отправляют уже самоходные баржи по маршруту, загружают или выгружают самоходные баржи независимо друг от друга, а корпус буксира отправляют на профилактику.
Включают в комплекс двенадцать корпусов несамоходных барж, два корпуса буксирных судов, десять модулей рубок, двадцать модулей главных силовых установок, устанавливают на фундаментах и закрепляют на корпусах буксирных судов с помощью стяжек по одному модулю рубки, устанавливают на фундаментах корпусов этих буксирных судов по два модуля главных силовых установок, соединяют модули трубопроводами и кабелями между собой и судовыми системами, расположенными в корпусах, также на фундаментах корпусов части несамоходных барж, в зависимости от маршрута перевозки, закрепляют с помощью стяжек по одному модулю рубки, устанавливают на фундаментах корпусов этих несамоходных барж по два модуля главных силовых установок, соединяют модули трубопроводами и кабелями между собой и судовыми системами, расположенными в корпусах, оставляют часть корпусов в виде несамоходных барж, буксируют указанными буксирными судами поочередно несамоходные баржи на протяжении времени, в течение которого другие несамоходные баржи загружают или разгружают в портах, самоходные баржи ставят под погрузку или разгрузку в периоды времени, когда причалы свободны от несамоходных барж, а незадействованные модули отправляют на профилактику или плановый ремонт.
Модули, которые находятся на профилактике, используют для замены аварийных модулей.
Внедрение изобретений позволяет создать флот из комплекса корпусов судов и оборудования, который легко трансформируется под поставленные задачи грузоперевозки, при обеспечении максимально возможной унификации элементов комплекса и, соответственно, уменьшить потребность в суммарном количестве судов, необходимых для обеспечения заданных объемов грузоперевозки на любых маршрутах и в любых изменяющихся условиях эксплуатации.
Повышена надежность эксплуатации, так как съемные модули унифицированы и позволяют быстро выполнить ремонт, изъять из эксплуатации те модули, которые нуждаются в ремонте, а при необходимости срочно заменить во время эксплуатации.
Снижена трудоемкость переоборудования за счет того, что на каждом корпусе имеются готовые фундаменты, цистерны, проведены кабельные трасы и трубопроводы, одинаковые присоединительные размеры и схемы соединений.
На фиг.1 изображено буксирное судно.
На фиг.2 изображен корпус (несамоходная баржа).
На фиг.3 изображен корпус буксира.
На фиг.4 изображена самоходная баржа.
На фиг.5 изображен главный вид модуля рубки.
На фиг.6 изображен нижний ярус модуля рубки, сечение А-А.
На фиг.7 изображен верхний ярус модуля рубки, сечение Б-Б.
На фиг.8 изображен жилой ярус модуля рубки, сечение В-В.
На фиг.9 изображена самоходная баржа, вид сверху.
На фиг.10 изображен корпус буксирного судна, вид сверху.
На фиг.11 изображены элементы крепления модуля рубки, вид Г.
На фиг.12 изображен узел со стяжкой, сечение Д-Д.
На фиг.13 изображен узел со стяжкой, вид Е.
На фиг.14 изображен узел с амортизатором, сечение Ж-Ж.
На фиг.15 изображен узел с амортизатором, вид И.
На фиг.16 изображен модуль главного двигателя, главный вид.
На фиг.17 изображен модуль главного двигателя, вид сверху.
В комплекс, при минимальной комплектации, входят один корпус буксирного судна 1, не менее четырех съемных модулей 2 главных силовых установок, не менее двух модулей съемных рубок 3, а также не менее двух корпусов несамоходных барж 4 с трюмами 5 для перевозки грузов, которые закрываются, причем на верхней палубе корпуса буксирного судна 1 и на носовой части верхней палубы корпусов несамоходных барж 4 установлены фундаменты 6, в которые входят (см. фиг.11-15) контурная стенка 7, кронштейны 8 с пазом для соединения с головками стяжек 9. Также по контуру фундамента 6 расположены кронштейны 10, на которые установлены опорные элементы, которыми являются резинометаллические амортизаторы 11. Присоединительные размеры и расположение кронштейнов дают возможность установки и быстрого закрепления модуля рубки 3 на фундаменте.
Стяжки 9 выполнены с возможностью соединения нижней частью с кронштейнами 8 и при установке модуля рубки 3, заведены верхней частью в отверстия на кронштейнах 12, закрепленных на модуле рубки 3. Стяжки 9 имеют сверху резьбовое окончание 13, на котором навернуты гайки 14. По углам фундамента 6 установлены направляющие ограничители 15.
По корпусам и буксирного судна 1, и несамоходной баржи 4 проведены трубопроводы 16 и кабельные трасы 17 от места, предназначенного для расположения модулей 2 главных силовых установок, до места, предназначенного для расположения модуля рубки 3. На кормовой части корпуса буксирного судна 1 выполнены в корпусе вырезы 18 от верхней палубы к днищу, а на кормовой части корпуса несамоходной баржи 4 выполнены вырезы 19 от верхней палубы к днищу. Возле вырезов 18 и 19 установлены фундаменты 20 и 21 с присоединительными размерами, которые обеспечивают соединение и возможность установки модулей 2 главных силовых установок.
Модульная рубка 3 многоярусная, оборудована мачтой 22 с сигнально-отличительным 23 и радионавигационным 24 оборудованием, пультом 25 централизованного управления, устройствами и механизмами, центральным пультом 26 управления судном, установленными на верхнем ярусе.
На нижнем ярусе модуля рубки 3 (см. фиг.6) установлена электростанция с не менее чем двумя дизелями-генераторами 27 и главным распределительным щитом 28, холодильный агрегат 29, насосы контура охлаждения холодильного агрегата 30, вентиляционная система 31 - системы жизнеобеспечения экипажа и поддержки экологического комфорта в помещениях.
На нижнем ярусе модуля рубки 3 также установлены: пожарный насос 32 водной противопожарной системы, насос перекачивания топлива 33 топливной системы, два насоса 34 перекачивания нефтесодержащих вод, стол-верстак 35 с тисками, точильно-шлифовальный и сверлильный станки 36, запасно-расходная топливная цистерна 37, насосы подачи бытовой пресной воды с нагревателями бытовой воды 38 системы бытового водоснабжения.
На жилом ярусе (см. фиг.8) находятся жилые и бытовые помещения экипажа, в которых установлены кровати 67, стулья 68, шкафы 69, столы 70, унитазы 71 и раковины 72. Между ярусами установлены внешний трап 73 и внутренние трапы 74.
По нижнему контуру стенки модуля рубки 3 (см. фиг.14 и фиг.15) установлен уплотнительный эластичный профиль 40, кронштейны 41 с опорными элементами, которые имеют возможность соединяться с резинометаллическими амортизаторами 11.
В корпусах как буксирного судна 1, так и несамоходной баржи 4 в районе, близком к фундаментам 6 (см. фиг.9 и фиг.10), предназначенным для закрепления модуля рубки 3, установлены цистерна пресной воды 42, цистерна сточных и хозяйственно-бытовых вод 43, а цистерна 44 нефтесодержащих вод расположена в ахтерпике. Двенадцать балластных цистерн 45 корпуса несамоходной баржи 4 расположены в междудонном пространстве под трюмами и соединены в балластной системе трубопроводами с насосами 46 и кингстонными ящиками 47. Четыре балластных цистерны 45 корпуса буксира 1 также находятся в междудонном пространстве.
В осушительной системе используются два электроприводных центробежных самовсасывающих насоса 48.
Вентиляция грузовых трюмов 5 обеспечивается естественной вентиляцией через герметично закрываемые крышки 49, установленные в комингсах люковых закрытий трюмов 5.
Запасные топливные цистерны 50 и запасно-переливная цистерна 51 расположены в кормовой части корпуса буксира 1 и корпуса баржи 4. В местах подключения трубопроводов от механизмов, установленных в модуле рубки 3, предусмотрены гибкие соединения.
Модуль главной силовой установки 2 включает главный двигатель 55 и вертикальную винторулевую колонку 56, установленные на общем фундаменте 57, на котором также установлен защитный водонепроницаемый кожух 58. Главный двигатель 55 соединен через вал 59 с шарнирами Гука 60 с понижающим редуктором вертикальной винторулевой колонки 56. Винторулевая колонка 56 установлена на фундаменте 57 с помощью механизма 61 разворота винторулевой колонки 56. Гребной винт 62 установлен в кольцевой насадке 63. В модуле 2 также установлено вспомогательное оборудование главного двигателя 55, электростартер и аккумуляторные батареи 64, расходная топливная цистерна соединена с топливным насосом 65, навешанным на главный двигатель, а также навешаны на главном двигателе теплообменники 66 с циркуляционными насосами системы охлаждения внутреннего контура забортной водой. Подкрепления 75 (см. фиг.9 и фиг.10) под фундаменты 20 и 21 и зашивки 76, повторяющие контур вырезов 18 и 19, обеспечивают водонепроницаемость и прочность вырезов 18 и 19 и кормовой части корпуса буксира 1 и корпуса баржи 4.
Нами разработана конструкторская документация на изготовление модулей и корпусов судов описанного комплекса, причем комплектующее оборудование набрано из механизмов, которые поставляются серийно, например в качестве главных движителей предусмотрены винторулевые колонки фирмы Шотел (Schotell), а главный двигатель изготовлен фирмой Катерпиллер (Caterpillar), Соединенные Штаты Америки. Изготовление судовых корпусов, фундаментов, рубок выполняется на судостроительных заводах по существующей в судостроении технологии.
Монтаж и демонтаж модулей может выполняться при нахождении корпуса на плаву с помощью кранового оборудования, которым обеспечены порты, так как отсутствие необходимости в отрезании крупных корпусных металлоконструкций, подгонке и приварке этих конструкций исключает необходимость подъема судна в доке на судоремонтном или судостроительном заводе. Монтаж и демонтаж выполняется в короткий срок, так как все соединения быстроразъемные, нет необходимости в подгонке элементов конструкции, кабельные трасы и трубопроводы подведены в предназначенные для них места соединений и в необходимых местах выполнены гибкими. Выводятся из эксплуатации модули, которые нуждаются в ремонте или плановой профилактике, и быстро заменяются исправными.
В качестве примера покажем работу комплекса, который состоит из двенадцати корпусов несамоходных (трансформируемых согласно изобретению в самоходные) барж грузоподъемностью по 4000 т, двух корпусов буксирных судов, десяти модулей рубок и двадцати модулей главных силовых установок.
1. Маршрут грузоперевозки серы комковой или гранулированной - из порта Бузан (Российская Федерация) - к портам Азов (Украина) - Керчь (Украина):
норма погрузки - 4000 тонн/сутки;
период навигации - с апреля по ноябрь;
грузопоток - 800000 т;
длина речного участка: п.Бузан-п.Азов - 535 миль;
длина морского участка: п.Азов-п.Керчь - 194 мили;
расчетное время перехода п.Бузан-п.Азов самоходной баржи в грузу с учетом шлюзов и оформления в Ростове-на-Дону: 4 суток;
расчетное время перехода п.Азов-п.Бузан самоходной баржи в балласте с учетом шлюзов и оформления в Ростове-на-Дону: 4 суток;
расчетное время перехода п.Азов-п.Керчь (Керчь-Азов) буксирного судна с несамоходной баржей - 1 сутки.
Необходимая комплектация флота для обеспечения данного грузопотока:
баржа самоходная - 7 единиц;
баржа не самоходная - 5 единиц;
буксирные суда - 2 единицы.
Для комплектации устанавливаются съемные модули рубки 3 на семи корпусах несамоходных барж 4 и двух корпусах буксирных судов 1, при монтаже сначала устанавливается модуль рубки 3 в пределах ограниченных направляющими ограничителями 15 на расположенные по контуру фундамента 6 для модуля рубки резинометаллические амортизаторы 11, заводятся стяжки 9 головкой в пазы кронштейнов 8 на фундаменте, а верхней частью - в отверстие на кронштейне 12 модуля рубки 3, навинчиваются гайки 14 до равномерного обжатия уплотнительного эластичного профиля 40 на 6-8 мм.
Подсоединяются кабели к пульту 25 централизованного управления устройствами и механизмами и центральному пульту 26 управления судном через главный распределительный щит 28 с кабельными трасами 17, ведущими к потребителям, которые находятся за пределами модуля рубки 3: насосами балластной системы 46, насосами 48 системы осушения.
Присоединяются пожарный насос 32 водяной противопожарной системы с кингстонными ящиками 47, насосы подачи и нагреватели пресной бытовой воды 38 системы бытового водоснабжения с цистерной пресной воды 42, насосы 34 перекачивания нефтесодержащих вод к цистерне нефтесодержащих вод 44, также присоединяется цистерна 43 сточных и хозяйственно-бытовых вод. В местах подключения трубопроводов от механизмов, установленных в модуле рубки, установлены гибкие соединительные участки, которые позволяют без подгонки соединить трубопроводы. Гибкие быстроразъемные соединения для трубопроводов и кабелей унифицированы и массово производятся промышленностью, поэтому их конструкция, не имеющая прямое отношение к изобретению, не раскрывается в описании.
На этих корпусах несамоходных барж 4 и корпусах буксирных судов 1 устанавливаются и закрепляются на судовых фундаментах 20 и 21 по два модуля главной силовой установки 2, потом присоединяются с помощью кабелей кабельной трассы 17 с пультом 25 централизованного управления устройствами и механизмами и центральным пультом 26 управления судном, а также главным распределительным щитом 28, также присоединяются главные двигатели 55 с двумя запасными цистернами 50 и одной запасно-переливной топливной цистерной 51.
В эксплуатации по маршруту:
семь самоходных барж и две не самоходные постоянно зациклены на речном участке в режиме:
1 баржа (не самоходная) стоит под погрузкой в п.Бузан;
1 баржа (не самоходная) с буксиром следует в п.Азов;
4 баржи (самоходные) идут под погрузку в п.Бузан;
3 баржи (самоходные) идут в п.Ростов-на-Дону.
3 баржи (не самоходные) и 2 буксира будут постоянно зациклены на морском участке в режиме:
1 баржа (не самоходная) с буксиром идет под разгрузку в п.Керчь;
1 баржа (не самоходная) с буксиром идет в балласте в п.Азов;
1 баржа (не самоходная) стоит под разгрузкой в п.Керчь.
Два модуля главных силовых установок 2 и один модуль рубки 3 находятся на профилактическом ремонте.
2. Маршрут грузоперевозки ЖМК (железомарганцевого концентрата) из порта Мариуполь (Украина) в порт Сочи (Российская Федерация):
порт погрузки: Мариуполь (Украина);
порт выгрузки: Сочи (Российская Федерация);
грузоподъемность баржи - 4000 т;
норма погрузки в п.Мариуполь: 4000 т/сутки с причала;
норма выгрузки в п.Сочи: 4000 т/сутки на причал;
период навигации: апрель - ноябрь;
грузопоток: 1 500000 тонн;
расстояние между портами - 300 миль;
расчетное время перехода п.Мариуполь-п.Сочи в грузу - 2 суток;
расчетное время перехода п.Сочи-п.Мариуполь в балласте - 1,5 суток.
Необходимая комплектация флота для обеспечения данного грузопотока:
баржа (самоходная) - 8 единиц;
баржа (не самоходная) - 4 единицы;
буксирное судно - 2 единицы.
Для этого с учетом предыдущей комплектации флота, описанной выше, устанавливаются еще на один из корпусов несамоходных барж 4 модуль рубки 3 и два модуля главных силовых установок 2, соединяются трубопроводами и кабелями с необходимыми судовыми системами и отправляются по маршруту.
Режим работы флота в эксплуатации:
2 баржи (не самоходные) под разгрузкой в п.Сочи;
2 баржи (не самоходные) под погрузкой в п.Мариуполь;
4 баржи (самоходные) идут в п.Мариуполь под погрузку;
4 баржи (самоходные) идут в п.Сочи под разгрузку.
3. Маршрут перевозки угля из порта Темрюк (Российская Федерация) в порт Керчь (Украина)
норма погрузки и разгрузки - 4000 т/сутки
Возможный период навигации: круглый год, в нашем случае зимний период грузопоток: 3000000 т.
расстояние между портами: Темрюк-Керчь составляет 90 миль
расчетное время перехода Темрюк- Керчь в грузу: 8 часов
расчетное время перехода Керчь-Темрюк в балласте: 6 часов
Необходимая комплектация флота для обеспечения данного грузопотока:
баржа (самоходная) - 2 единицы
баржа (не самоходная) - 10 единиц
буксирные судна - 2 единицы.
Для этого с учетом предыдущей комплектации флота отсоединяются от судовых систем и демонтируются на шести корпусах самоходных барж модули рубок и модули главных силовых установок. Модули рубок, которые освободились, и модули главных силовых установок отправляются в плановый зимний ремонт.
Режим работы флота в эксплуатации:
4 - не самоходные баржи стоят под разгрузкой в порту Керчь;
4 - не самоходные баржи стоят под погрузкой в порту Темрюк.
В течение 24 часов две самоходные баржи и две несамоходные баржи с буксирными судами успевают сделать два последовательных рейса: 12 часов - переход в грузу от п.Темрюк в п.Керчь и 12 часов - переход в балласте из порта Керчь в порт Темрюк.
4. Одновременное обеспечение комплексом двух маршрутов с разными грузами:
маршрут перевозки глинозема из порта Керчь (Украина) - в порт Николаев (Украина) и второй маршрут перевозки железомарганцевого концентрата (ЖМК) из порта Мариуполь в порт Керчь (Украина):
норма погрузки и разгрузки - 4000 т/сутки;
первый грузопоток: 1000000 т, второй грузопоток 400000 т;
расстояние между портами - Керчь-Николаев 740 миль;
расчетное время перехода п.Керчь-п.Николаев - 42 часа.
Необходимая комплектация флота для обеспечения данных грузопотоков:
Перевозка глинозема осуществляется семью самоходными баржами;
Перевозка ЖМК осуществляется четырьмя несамоходными баржами с помощью двух буксирных судов.
Для этого с учетом предыдущей комплектации флота монтируются на восьми корпусах барж 4 модули рубок 3 и модули главных силовых установок 2 и соединяются с судовыми системами. Четыре корпуса барж 4 оставляют несамоходными, два корпуса буксирных судов 1 тоже комплектуются модулями рубок 3 и модулями главных силовых установок 2, которые соединяются с судовыми системами. Два модуля главных силовых установок 2, которые освободились, отправляются в плановый ремонт.
Режим работы флота:
Семь самоходных барж перевозят глинозем, а два буксирных судна буксируют по одной несамоходной барже с грузом ЖМК, пока две другие не самоходные баржи находятся в портах под погрузкой или разгрузкой.