Общие сведения о судне

Современный морской флот представляет собой разнообразный и сложный комплекс судов, предназначенных для различных целей. Они строятся в соответствии с международными стандартами безопасности и экологическими требованиями, такими как правила SOLAS (Международная конвенция о безопасности жизни на море) и MARPOL (Международная конвенция по предотвращению загрязнения судовых топлив).

Для выполнения своих функций судно должно обладать определенными качествами, которые обеспечивают ему надежное и безопасное плавание.

Все суда обладают не только основными размерами, но также обобщенными характеристиками, известными как мореходные и эксплуатационные качества. Мореходные характеристики определяют поведение судна в море и включают в себя:

• плавучесть,
• остойчивость,
• непотопляемость,
• ходкость,
• управляемость
• мореходность.

Эксплуатационные характеристики, в свою очередь, оценивают полезность, удобство и эффективность использования судна, включая такие параметры, как:

• грузоподъемность,
• пассажировместимость,
• прочность,
• надежность,
• экономичность и т. д.

Возможно также рассматривать валовую вместимость судна как одну из эксплуатационных характеристик.

Если судно предназначено для перевозки пассажиров, то, разделив грузоподъемность в килограммах на 100 (учитывая массу одного человека с вещами) или на 75 (учитывая массу одного человека без багажа), мы определяем количество людей, которых судно может принять на борт (пассажировместимость).

Типы судов

Пассажирские суда

Пассажирские суда созданы для того, чтобы осуществлять перевозку пассажиров. Океанский лайнер, который ранее являлся обычным видом пассажирского транспорта, теперь утратил свою актуальность из-за развития авиации. Вместо него стали популярны круизные суда, предназначенные для групповых туристических программ, в рамках которых пассажиры могут короткое время посещать иностранные порты.

Некоторые из основных видов пассажирских судов включают в себя:

• Океанские лайнеры: Крупные суда, предназначенные для длительных путешествий по океанам, обеспечивающие комфортабельные условия для пассажиров.
• Круизные суда: Специализированные суда для круизов, предоставляющие развлекательные и ресторанные услуги в течение путешествия.
• Паромы: Суда, предназначенные для перевозки пассажиров через водные маршруты, часто между портами или островами.
• Катамараны и катеры: Более маленькие и маневренные суда, используемые для кратковременных перевозок, экскурсий или трансферов.
• Речные круизные суда: Суда, предназначенные для путешествий по внутренним водным путям, таким как реки и каналы.
• Гидросамолеты и гидросани: Воздушные суда, способные приземляться на воде, предоставляющие возможность для экскурсий и транспортировки пассажиров по водным маршрутам.
• Суда для круизов по льдам: Специализированные суда, предназначенные для путешествий в арктических или антарктических водах.
• Экспедиционные круизные суда: Суда, организующие путешествия с акцентом на исследования и природные достопримечательности.

Грузовые суда

Грузовые суда отличаются от пассажирских тем, что они оборудованы многочисленными грузозахватными механизмами, такими как грузовые стрелы, бортовые краны, люки и палубные устройства, предназначенные для эффективной перевозки грузов. Специализированные грузовые суда, как правило, имеют тенденцию к увеличению своих размеров и тоннажа, что приводит к снижению всех видов эксплуатационных расходов.

В современном флоте судов для разгрузки существуют также те, которые могут осуществлять погрузку и разгрузку без использования лифтов и кранов. Эти суда, известные как “ро-ро” или ролкеры, предоставляют удобные возможности для перевозки грузов без необходимости использования специального грузоподъемного оборудования.

Существует множество различных типов грузовых судов, каждый из которых специализируется на определенных видах грузов и задачах перевозки. Ниже приведены некоторые основные типы грузовых судов:

• Сухогрузные суда (Bulk Carriers): Предназначены для перевозки сыпучих грузов, таких как уголь, руда, зерно. Они имеют большие отсеки для груза и отсутствие бортовых кранов.
• Танкеры (Tankers): Используются для перевозки жидких грузов, таких как нефть, химические вещества и газ. В зависимости от типа груза, могут быть нефтяные танкеры, химические танкеры или газовые танкеры.
• Контейнеровозы (Container Ships): Предназначены для перевозки контейнеризированных грузов. Грузовые контейнеры облегчают погрузку и разгрузку, а также обеспечивают стандартизацию в грузоперевозках.
• Ро-ро суда (Roll-on/Roll-off): Предназначены для перевозки грузов, которые могут быть прокатаны или проезжать на борт судна, таких как автомобили, грузовики и строительная техника.
• Универсальные грузовые суда (General Cargo Ships): Предназначены для перевозки разнообразных грузов и оборудования. Они часто оснащены кранами и люками для удобства загрузки и разгрузки.
• Специализированные грузовые суда: Существуют суда, специализирующиеся на перевозке определенных типов грузов, такие как лесные, химические, рефрижераторные и другие.
• Газовозы (Gas Carriers): Предназначены для перевозки сжиженных газов, таких как пропан и бутан.
• Контейнеровозы с холодильными отсеками (Reefer Container Ships): Предназначены для перевозки перечисляемых грузов, требующих контроля температуры, таких как продукты питания.

Танкеры

Танкер – это судно, предназначенное для перемещения жидких грузов, таких как нефть, кислота, растительное масло, расплавленная сера и другие, используя специальные судовые цистерны, называемые танками. В течение второй половины 1970-х годов, в связи с избыточным количеством транспортных средств и растущим спросом, часть нефтевозов была переделана в газовозы. Это было обусловлено тем, что для морской перевозки газа требовалось использование специализированных танкеров, способных перемещать природный и синтетический газ исключительно в сжиженной форме.

Основные типы танкеров:

• Нефтяные танкеры (Oil Tankers): Предназначены для перевозки сырой нефти и нефтепродуктов. Их баки разделены на несколько отсеков для различных классов нефтепродуктов.
• Химические танкеры (Chemical Tankers): Специализируются на перевозке химических веществ. Баки на таких танкерах обычно имеют специальные облицовки, чтобы предотвратить реакции между различными химическими продуктами.
• Газовые танкеры (Gas Carriers): Используются для перевозки сжиженных газов, таких как пропан, бутан и природный газ. Они подразделяются на танкеры для сжиженных газов (Liquefied Petroleum Gas, LPG) и танкеры для сжиженного природного газа (Liquefied Natural Gas, LNG).
• Бункеровщики (Bunker Tankers): Занимаются поставкой топлива для судов (обычно мазута или дизельного топлива).
• Танкеры для транспортировки растительных масел (Vegetable Oil Tankers): Специализируются на перевозке растительных масел, таких как подсолнечное или соевое масло.
• Танкеры с химрезервуарами (Product/Chemical Tankers with Slops): Обладают дополнительными резервуарами для перевозки остатков или загрязненных химикатов после выгрузки основного груза.
• Танкеры с двумя корпусами (Double-Hulled Tankers): Имеют два корпуса для уменьшения риска утечки груза в случае повреждения внешнего корпуса.

Рыболовные суда

Существует разделение на промысловые суда, занимающиеся добычей (такие как траулеры, сейнеры и другие) и обработкой рыбы (включая рыбоконсервные плавучие базы, рыбопромысловые базы и т. д.). Траулер – это судно, предназначенное для лова рыбы и других объектов промысла с использованием трала, а также для их первичной обработки, включая разделку, мойку, заморозку и прочие процессы. Такие суда оснащены специальным промысловым оборудованием, таким как траловая лебедка, а также оборудованием для замораживания и обработки рыбы.

Основные виды рыболовных судов:

• Траулеры (Trawlers): Эти суда оснащены тралами — специальными сетями, которые перетаскиваются по дну водоема для ловли рыбы.
• Сейнеры (Seiners): Эти суда используют сейны — большие вертикальные сети, которые опускаются в воду и окружают стайу рыбы.
• Лонглайнеры (Longliners): Эти суда используются для ловли рыбы при помощи длинных лесок с крючками, натянутых на плавучих шнурах.
• Потрошители (Gillnetters): Экипаж этих судов использует сети с большими мешками, которые образуют узоры для ловли рыбы.
• Драйфующие лодки (Drifters): Эти суда применяются для дрифтовой рыбалки, плавая с течением воды и используя различные методы для ловли рыбы.
• Рыболовные тендеры (Fishing Tenders): Экипаж этих судов занимается сбором улова с других рыболовных судов и его транспортировкой на берег или к базам обработки.
• Ледоколы (Icebreakers): В некоторых регионах, где воды часто покрыты льдом, используются специальные ледоколы для обеспечения доступа к местам рыболовства.
• Рыболовные суда для дальнего плавания: Крупные суда, предназначенные для длительных плаваний на открытом море с целью ловли рыбы.

Ледоколы

Ледокол предназначен для разрушения ледяного покрова в замерзающих бассейнах, открывания пути для других судов и обеспечения навигации. Однако ледоколы, использующие в качестве топлива уголь или нефть, ограничены по запасам горючего, и пополнить топливный запас в арктических условиях затруднительно. В 1959 году в Советском Союзе был разработан и построен атомный ледокол “Ленин” с мощностью 40 000 лошадиных сил, который функционирует на ядерной энергии.

Основные виды ледоколов:

• Традиционные ледоколы (Conventional Icebreakers): Эти ледоколы обычно приводятся в движение дизельными или газовыми двигателями и могут использоваться для разрушения льда, открывания пути для других судов.
• Атомные ледоколы (Nuclear Icebreakers): Работают на ядерной энергии и обеспечивают повышенную мощность и продолжительность действия в сравнении с традиционными ледоколами. Примером является атомный ледокол “Ленин”.
• Ледовые ледоколы (Icebreaking Supply Vessels): Кроме функции разрушения льда, эти суда также предназначены для транспортировки грузов и материалов в замерзающих водах.
• Ледоколы с динамическим позиционированием (Dynamic Positioning Icebreakers): Обладают системами динамического позиционирования, которые позволяют им эффективно удерживаться в ледяных условиях.
• Ледоколы с винтовым двигателем (Screw-Driven Icebreakers): Оснащены специальными винтовыми системами, которые помогают им преодолевать ледяные покровы.
• Ледоколы с поддержкой вертолетов (Icebreakers with Helicopter Support): Обеспечивают поддержку вертолетов для обзора и осуществления операций в условиях замерзающих морей.
• Ледоколы для ледовых портов (Icebreaking Harbour Tugs): Используются для обеспечения доступа к ледовым портам, а также могут исполнять роль буксировщика.
• Автоматизированные ледоколы (Unmanned Icebreakers): Экспериментальные проекты, включающие автоматизированные системы для ледоколов, с целью повышения безопасности и эффективности.

Плавучесть судна

Плаву­честь — способность судна сохранять устойчивость на воде при определенной загрузке, учитывая установленные параметры, такие как осадка, крен и дифферент.

В некоторых случаях суда подразделяются в соответствии с их валовой вместимостью. Валовая вместимость представляет собой общий внутренний объем судна, определяемый измерением кубатуры судовых помещений, расположенных как под верхней палубой, так и в крытых надстройках на верхней палубе и выше, включая все световые люки. Этот показатель измеряется в регистровых тоннах.

Регистровая тонна (р. т.) представляет собой единицу объема, равную 2,83 м³. Все государства используют регистровую тонну для вычисления валовой вместимости судна. Это соглашение необходимо для установления единой статистики по всему миру относительно общего водоизмещения плавучих судов. Также регистровая тонна используется для расчета различных сборов, таких как:

• оплата за использование причалов;
• проход через каналы;
• услуги лоцманов;
• портовые сборы;
• аренда доков и прочее.

Остойчивость судна

Остойчивость судна представляет собой его способность противостоять воздействию внешних сил, нацеленных на наклонение его в поперечном или продольном направлении, и способность возвращаться в устойчивое положение после прекращения этих воздействий.

Существуют два вида остойчивости:

• поперечная, связанная с креном (наклонением судна вокруг продольной оси);
• и продольная, связанная с дифферентом (наклонением судна вокруг поперечной оси).

Продольная остойчивость, как правило, превосходит поперечную, что позволяет считать судно остойчивым даже при наклонениях в продольной плоскости при хорошей поперечной остойчивости.

Метацентрическая высота (обозначаемая как h) представляет собой расстояние между метацентром (М) и центром тяжести судна (G). Положительная метацентрическая высота (h > 0), где метацентр выше центра тяжести, свидетельствует о положительной остойчивости судна, делая его безопасным для плавания. В случае нулевой остойчивости (h = 0), когда метацентр совпадает с центром тяжести, судно лишено восстанавливающего момента и может под воздействием слабых внешних сил опрокинуться. Отрицательная метацентрическая высота (h < 0), где метацентр расположен ниже центра тяжести, указывает на отрицательную остойчивость, при которой судно не способно удерживаться в вертикальном положении.

Для обеспечения стабильности, например, маломерных судов обычно рекомендуется размещать грузы и предметы снабжения ближе к килю, что увеличит метацентрическую высоту и, следовательно, остойчивость судна.

Подавляющее большинство судов, кроме того, должно обладать спо­собностью перемещаться по воде в определенном направлении. Эта спо­собность судна определяется другими качествами: ходкостью и управ­ляемостью.

Непотопляемость судна

Если по каким-либо причинам внутрь судна попала вода и оно сохранило способность оставаться на плаву при затоплении одного или нескольких отсеков, то такое судно обладает еще одним качеством — непотопляемостью.

Непотопляемостью судна понимается его способность оставаться на поверхности воды при повреждении корпуса и проникновении воды, сохраняя при этом необходимую посадку и остойчивость для поддержания заданной мореходности. Это означает способность судна находиться на поверхности воды в определенных условиях волнения и ветра, обеспечивая при этом возможность движения.

Непотопляемость достигается за счет наличия достаточного запаса плавучести, разделения корпуса на водонепроницаемые отсеки и использования специальных герметичных емкостей на судах. Эти емкости создают дополнительную плавучесть, позволяя судну оставаться на поверхности даже в случае полного затопления.

Читайте также: Малотоннажное судостроительное производство

Современные катера часто оснащаются от 2 до 6 водонепроницаемых переборок, обеспечивающих непотопляемость при одновременном затоплении двух концевых отсеков или одного центрального отсека.

Все указанные и некоторые дру­гие свойства судна составляют его мореходные качества. Их подробным изучением занимается специальная наука — теория устройства судна.

Теория устройства судна включает в себя основы и принципы, на которых строится конструкция и функциональность судна. Она охватывает различные аспекты, начиная от гидродинамических и структурных характеристик до систем управления и безопасности. Вот несколько ключевых аспектов теории устройства судна:

• Гидродинамика: Изучение поведения судна в воде, включая сопротивление движению, поднятие и Крен судна при поперечном перемещении грузакрен судна под воздействием внешних сил, таких как ветер и волны.
• Структура судна: Анализ материалов, формы и конструкции корпуса судна для обеспечения прочности, устойчивости и долговечности.
• Механика судовых двигателей: Разработка и оптимизация систем движения, включая двигатели, винты и другие компоненты, чтобы обеспечить эффективность и маневренность судна.
• Управление и навигация: Работа с системами управления, включая рулевые устройства, автоматизацию и навигационное оборудование для обеспечения безопасного управления судном.
• Теория устойчивости: Исследование Определение поперечной метацентрической высоты судна путем выполнения опыта кренованиятеории метацентрической высоты и остойчивости судна в различных условиях, чтобы предотвратить крен и потопление.
• Системы безопасности: Включает в себя аспекты, связанные с предотвращением аварий, обеспечением спасательных средств и систем для минимизации рисков при эксплуатации судна.
• Эргономика и комфорт: Рассматривает удобство для экипажа и пассажиров, организацию пространства на борту судна, чтобы обеспечить безопасность и комфорт.

Теория устройства судна является ключевой для разработки современных и эффективных морских средств, обеспечивая их функциональность, безопасность и устойчивость в различных условиях.

Не менее важное значение для нормальной эксплуатации судна имеют водонепроницаемость и проч­ность корпуса.

Водонепроницаемость корпуса обе­спечивается наружной обшивкой. Но тонкая обшивка не может в доста­точной степени сопротивляться усилиям, действующим на корпус судна. Для обеспечения необходимой проч­ности и жесткости корпуса обшив­ку с внутренней стороны подкрепляют набором — поперечными и продольными балками.

Под способностью судна нести на себе определенные грузы понимается также и обеспечение сохранности этих грузов. Для этого суда должны иметь грузовые помещения, помеще­ния для размещения пассажиров и экипажа, а также ряд помещений специального назначения.

В качестве помещений прежде всего используется основной корпус, который поперечными и продольными переборками делится на отсеки. Большую часть отсеков используют под грузовые помещения — трюмы и для размещения судовой энергети­ческой установки (СЭУ). Но во мно­гих случаях объема корпуса оказывается недостаточно для всех поме­щений и, кроме того, не все из них можно располагать внутри корпуса. Поэтому на палубе судна делают надстройки и рубки. Под надстрой­ками понимают сооружения на верхней палубе на всю ширину судна или отстоящие от бортов на расстоянии не более 4 % его ширины. Над­стройки, не доходящие до бортов более чем на 4 % ширины судна, называются рубками.

Последние распо­лагают как на верхней палубе, так и на палубах надстроек и рубок.

Безопасность плавания судна оп­ределяется не только его мореходны­ми качествами, но и наличием судо­вых устройств — специального обо­рудования, обеспечивающего эксп­луатационные и мореходные качест­ва судна. К основным судовым устройствам относятся:

• рулевое,
• якорное,
• швартовное,
• спасательное,
• грузовое,
• буксирное.

Наряду с судовыми устройствами важную роль выполняют судовые системы, т. е. сеть трубопроводов с обслуживающими механизмами и измерительными приборами, предназначенная для перемещения жидкостей или газов внутри судна. Одни системы (балластная, осуши­тельная, пожарная) повышают мореходные качества судна и обеспечи­вают безопасность плавания, другие, например грузовая на нефтеналив­ных судах, — эксплуатационные ка­чества, а отопительная, вентиляцион­ная, фановая системы необходимы для различных бытовых нужд.

Судовые устройства, системы, оборудование и снабжение

Существуют три типа рулей:

• обыкновенные,
• балансирные,
• полубалансирные.

В случае обыкновенного руля вся площадь его пера находится за осью вращения. В отличие от этого, у балансирного руля часть площади пера располагается спереди от оси вращения. Это конструктивное решение позволяет переместить точку приложения силы, действующей на руль, ближе к оси вращения, что в свою очередь снижает усилие, необходимое для маневрирования.

Полубалансирный руль представляет собой средний вариант между обыкновенным и балансирным рулем. Передняя часть его пера имеет меньшую площадь по сравнению с балансирным рулем и составляет примерно 10–20 % от общей площади пера.

Касательно якорного устройства, оно используется для удержания судна в одном месте и обычно включает в себя якорь и якорный канат. Держащая сила якоря — это сила, необходимая для того, чтобы вырвать якорь из грунта. Эта сила зависит от характеристик грунта, структуры и массы самого якоря. В большинстве случаев наибольшая держащая сила достигается на плотном песчаном грунте.

Адмиралтейский якорь обладает примерно одинаковой держащей силой на различных грунтах. Тем не менее, из-за неудобства в эксплуатации его применение на Навигационное оборудование, используемое в малотоннажном судостроениималомерных судах довольно редкое.

Якорь Холла более удобен в использовании и хорошо справляется с удержанием на песчаном и каменистом грунте, хотя его держащая сила немного уступает адмиралтейскому.

В условиях рек, особенно эффективен якорь Матросова, который обеспечивает значительно более высокую держащую силу на песке и иле по сравнению с другими видами якорей. Кроме того, он легок в использовании.

Четырехлапый якорь обладает хорошей держащей силой на перемывных речных грунтах, быстро закапывается, но его неудобно и небезопасно поднимать и хранить на борту судна. Для удобства применяют якоря-кошки складной конструкции.

Плавучий якорь – приспособление в виде парусинового конуса, оказывает большое сопротивление при движении в воде. Плавучий якорь, вытравленный на тросе с носовой части судна, заставляет его держаться против волны, медленно дрейфуя по ветру. Применяется на малых парусных судах и входит в снабжение спасательных шлюпок.

Спасательные средства включают:

• круги;
• индивидуальные средства (нагрудники или жилеты);
• специальные кольца с линем и спасательные лини.