Суда двойного действия и ледокол с асимметричным корпусом

Во второй половине 19 века конструкторские отделы некоторых финских верфей превратились в импровизированные научно-исследовательские лаборатории, в которых разрабатывались новые типы ледокольных судов и их узлов. Разумеется, при этом учитывался опыт моряков и предложения изобретателей.

Позже концерн «Kvaerner Masa-Yards» основал в столице Финляндии Центр арктических разработок «MARK», где инженеры занялись формированием новой концепции судоходства в полярных и замерзающих акваториях. Для этого были изучены особенности ледовой обстановки в окрестностях Сахалина, северной части Каспийского моря и прочих регионах.

Ледоколы двойного действия

Допущу себе небольшое отступление, чтобы не испортить ход мысли. Говорят, что все новое это хорошо забытое старое. Этот закон жизни использовали финны при внедрении новинок на суда-ледоколы. Подвесные моторы, предназначенные для весельных лодок и спортивных скутеров, появились давно и сразу приобрели всеобщее признание. Еще бы: эти небольшие, удобные силовые агрегаты одновременно выполняют функции гребного винта и руля. А позже на их основе, для малотоннажных судов создали размещаемые на их бортах и днище более крупные и мощные винто-рулевые колонки, связанные передачей с основным двигателем или оснащенные встроенным в их герметичный корпус электромотором. До недавнего времени пор такими движителями оборудовали, в основном, портовые плавсредства, которым необходима хорошая маневренность — катера, буксиры-кантовщики, плавучие краны.

Подобными устройствами воспользовались и финские конструкторы, приступившие к проектированию новых судов ледового класса, ведь им приходится постоянно ходить между плотными ледовыми полями по разводьям, скоплениям торосов и ропаков вертикально торчащих льдин. Для этого применили полноповоротный винто-рулевой агрегат типа «Азипод» с электрическим приводом, размещенным в поворотной колонке. В 1990 году прототип такого движителя установили и опробовали на небольшом лоцманском судне, а спустя три года уже серийный агрегат из нескольких «Азиподов» общей мощностью 11,4 МВт смонтировали на финском арктическом танкере «Уйкку», а еще через два — на однотипном «Лунни», на которых устройства благополучно отработали 100 000 часов. Их экипажи отмечали низкий уровень шумов и вибраций, а также небольшие размеры машинного отделения, позволившие увеличить трюмы, что особенно важно. Лучшую проходимость во льдах, чем у обычных морских судов, предназначенных для плавания в условиях, подобным полярным.

Так в 1997 голу танкер «Уйкку» первым из иностранных судов проследовал Северным морским путем из бухты Провидения до Мурманска, затратив на столь сложный вояж всего 12 суток. В декабре 198 года этот танкер срочно доставил жидкое топливо оставленным без него предприятиям Чукотки, а потом «Уйкку» последним покинул уже замерзший Певек. Необычно суровой зимой 2003 года танкер пробился с нефтепродуктами сквозь льды в порты северной Финляндии. Ныне «Уйкку» и «Лунни» принадлежат Мурманскому морскому пароходству и называются «Варзуга» и «Индига».

Удачный эксперимент получил естественное продолжение — двумя «Азиподами» мощностью по 4 МВт оборудовали многоцелевой ледокол «Батника», построенный для Главного управления мореходства Финляндии и предназначенный для эксплуатации на шельфе.

Слух о финской новинке прошел по всему миру и вскоре идея «Kvaerner Masa-Yards» получила воплощение в сторожевом корабле «KV Svalbard», предназначенном для охраны норвежского участка на Шпицбергене и в ледоколе с подобными движителями от руководства Береговой охраны США, понадобившейся ей для службы на Великих озерах.

Сторожевой корабль KV Svalbard

Но финские судостроители пошли дальше и после всестороннего анализа опыта применения «Уйкку» и «Лунни» разработали проекты принципиально новых ледокольных транспортов и ледоколов так называемого двойного действия. Однако, прежде всего напомню, что ледоколы понадобились морякам, чтобы обеспечивать круглогодичную навигацию в замерзающих портах, проделывая в закрывающих их льдах проходы для морских судов. В 20 веке подобным образом продлевали мореплавание и в Арктике. Но чисто специализированных ледоколов гораздо меньше, чем перевозящих пассажиров и грузы лайнеров, сухогрузов, танкеров. Поэтому в начале минувшего столетия появились их собратья, транспорты ледового класса, отличавшиеся от типичных судов способностью самостоятельно преодолевать не очень толстые льды, но многолетние, да еще торосистые, они могли проходить только в кильватер ледоколам.

Надо заметить, что в маневренности и скорости на свободной ото льдов воде такие суда с ледокольными обводами носовой части всегда уступали обычным морским транспортам. И улучшить, скажем, ледопроходимость — значило ухудшить и без того неважные ходовые качества. Однако финским конструкторам удалось своего рода технический компромисс.

Ледокольное судно двойного действия

Суть проекта судна двойного действия заключается в том, что усиленные обводы носовой части выполнены традиционным способом, а кормовой обвод – подобен ледоколу. Если ледоколы преодолевают ледовые преграды прямыми ударами либо наползают на них и раздавливают собственным весом, то ледоколы двойного действия неторопливо приближаются к ним кормой на малом или среднем ходу, чтобы избежать повреждений. Находящаяся под ней винто-рулевая колонка, работая в режиме насоса и поворачиваясь в стороны, размывает лед, подтягивает к нему судно, заодно непрерывно омывая его подводную часть, а остальные движители типа «Азипод» подталкивают его вперед как обычные гребные винты. При таком комбинированном воздействии на лед требуется расходовать не больше 60-70 процентов мощности энергетической установки. На чистой же воде судно такого типа ходит, как положено, носом вперед. Пять лет концепцию двойного действия финны проверяли на Каспии, на дизель-электрических судах-снабженцах и убедились, что по эффективности они на 10-15 процентов превосходят предшественников.

Ледокольный танкер двойного действия Tempera

Первыми танкерами ледового класса и двойного действия стали суда «Tempera» и «Mastera» вместимостью по 105 000 тонн, изготовленные для компании «Neste Oil Shipping», в 2002 — 2003 годах, отличились в зимнюю навигацию в Финском заливе. Перед этим полностью загруженный танкер «Tempera» ввели в тяжелые льды, остановили, дождались сжатия льдами и включили «Азиподы». Танкер без особых трудов освободился ото льдов и направился куда следовало. После чего оба судна занялись своими прямыми функциями.

Ледокольный танкер двойного действия Mastera

Ледокол с асимметричным корпусом

Логическим продолжением идеи судна двойного действия стал в высшей степени необычный проект асимметричного ледокола, половина корпуса которого не зеркально одинаковы, как это принято с появлением первых судов. Левая сторона судна плавно расширяется от форштевня почти вдвое и закругляется к корме. Винто-рулевые агрегаты располагаются у форштевня, ахтерштевня и в концовке бортового выступа.

Такой ледокол способен проделывать во льдах судоходный канал, двигаясь не только носом, но и кормой вперед, а если предстоит вести за собой крупнотоннажное или очень широкое судно, то он разворачивается на 30 — 45 градусов, комбинируя направления потоков воды, управляемых «Азиподами», и атакует лед всем бортом.

Маневр ледокола с асимметричным корпусом

Схема действия ледокола с асимметричным корпусом во льдах:

1) проламывание льда носом, кормой или бортом (слева направо)

2) на практике ледокол с асимметричным корпусом способен пробить канал во льдах для более широкого судна

Расчеты финских экспертов «Kvaerner Masa-Yards» подтвердились — эксплуатация танкеров двойного действия оказалось в несколько раз дешевле, использования обычных нефтеналивных танкеров, опекаемых ледоколами.

В заключении можно сказать, что финские корабелы умеют заглядывать в будущее, по крайней мере, на 5 лет вперед. Судостроители северных широт вынуждены заниматься перспективными проектами судов, прокладывая начало преобразованию мирового морского транспорта.