Это только кажется, будто проблема загрязнения моря возникла вчера. На самом деле еще в 1903 году газеты сообщили, что в бухтах Средиземного моря – того самого, которое ныне кажется намного чище Черного моря и Балтики, – стали гибнуть искусственные плантации устриц. Расследование показало, что причиной тому стало загрязнение морской воды нефтью, самопроизвольно выделявшейся из нефтеносных пластов, которые располагались под морским дном. Именно поэтому суда нефтесборщики на сегодняшний день очень актуальны.
Не прошло и полстолетия после «устричной тревоги», как зоолог Петер Дорн сообщил, что из 500 видов морских организмов Неаполитанского залива, по крайней мере, 100 видов уже полностью вымерли.
А ныне Эксон Вальдиз – величайшая экологическая катастрофа прошлого столетиянефтяные пятна встречаются даже в открытом океане. Сети для лова планктона, заброшенные в центральных районах океана, все чаще приносят множество комочков мазута, размером от макового зернышка и до нескольких сантиметров в поперечнике.
Маслянистая же пленка увеличивает отражение солнечной энергии в мировое пространство, снижает испарение воды и насыщение ее кислородом, угнетает развитие планктона, что приводит к исчезновению рыбы…
И количество источников загрязнения воды нефти растет не по дням, а по часам. Все дальше уходят в море нефтяные вышки, увеличивается количество нефтеперерабатывающих заводов и нефтебаз, растет количество танкеров, бороздящих воды Мирового океана. Что делать?
Один из вариантов ответа на этот вечный вопрос: надо использовать морских санитаров.
Первые «чистильщики» появились в акваториях портов более полувека назад. Это были катера с отрезанной носовой частью. Вместо носа в трюм вставлялся лоток. Наезжая на пятно, катер забивал лоток твердым мусором с налипшей нефтью. После каждого рейса «улов» перегружался на автомашину и отправлялся на свалку.
Опыт показал высокую эффективность таких катеров для борьбы с твердым мусором, но нефть, к сожалению, чаще всего ускользала от катера.
Предлагается к прочтению: Транспортные характеристики грузов
Тогда стали разрабатывать стратегию ее поимки. Прежде всего, места разлива нефти стали ограждать боновыми заграждениями. Поначалу бонами служили бревна, связанные веревками. Ныне они превратились в конструкции, использующие все достижения современной техники и химии. Так, одно из последних боновых заграждений состоит из трех труб, соединенных между собой и покрытых искусственным нефтемаслостойким каучуком. У нижней трубы есть еще и дополнительный балласт. В походном состоянии это боновое заграждение намотано на катушку. В рабочем – нижняя труба заполняется водой, а верхние – воздухом. Считанные минуты нужны спасателям, чтобы перед нефтяным пятном вырос барьер.
Источник: Pexels.com
Иногда все это напоминает охоту на волка с загонщиками, которые все уже и уже сжимают круг вокруг хищника, наводя его на стрелков. Подобно загонщикам боновое заграждение, постепенно уменьшая свой охват, подтаскивает нефть к «охотнику» – судну, снабженному насосом. Нефть вместе с водой откачивается в Цистерны, трубопроводы и электрооборудование судовсудовые цистерны, где проходит очистку.
Причем современные самоходные нефтемусоросборщики (НМС) приняли на вооружение устройство, автоматически поддерживающее постоянную толщину слоя поступающей внутрь воды. В комплексе с ним работает многокаскадный сепаратор, разделяющий нефть и воду.
В портах страны работают более 100 современных НМС такого типа. Они снабжены не только цистернами для отсепарированной нефти, но и устройствами для сбора твердого мусора. Они могут работать даже при волне почти метровой высоты, а оригинальная конструкция винта, который служит и движителем, и насосом, позволяет им с успехом работать и маневрировать в тесноте акваторий портов и прибрежной полосы.
При необходимости можно переключить всю мощность НМС на «подтягивание» к приемному устройству нефтяной пленки и мусора. Недаром этот тип НМС, созданный в Центральном черноморском проектно-конструкторском бюро, получил высокую оценку не только в России, но и за рубежом.
Иногда используют и НМС другого типа. Их действие основано на вековом опыте народа. Например, на Каспии издавна было принято расстилать в прибрежной полосе тряпки и старые ковры, прижимая их камнями. Вода приносила нефть, которая впитывалась тканью. Периодически тряпки отжимали, получая топливо для домашнего очага.
Именно этот опыт и вспомнили Бакинские нефтяники, когда потребовалось «чистить» Каспийское море. Инженеры установили на катере барабан, обшитый ковром, с отжимным валиком над ним. Барабан погружался в воду, нефть прилипала, а затем отжималась валиком. Первые опыты прошли удачно. Но затем, по мере износа и загрязнения ковра, устройство работало все хуже. Но нет худа без добра. Инженеры заметили, что в тех местах, где ковер оторвался, нефть прилипла к самому барабану. Обшивку барабана сделали из цинкового листа, а отжимной валик заменили скребком.
Впрочем, опытная установка, предложенная в США Университетом штата Техас, подает все же в загрязненную воду непрерывную ленту из ворсистого хлопчатобумажного полотна. Лента быстро насыщается нефтью, после чего возвращается в аппарат, где валки отжимают нефть в контейнер. И все повторяется снова. Такая «тряпичная» система чистит воду лучше барабана со скребком.
А вот каким видят современный нефтесборщик директор Инновационно-коммерческого центра при ВНИИ минерального сырья Ш. Ш. Шифеев и его коллеги. Ими создан проект «Ската» – этакой стиральной машины для моря. Здесь и барабан, и центрифуга, но есть и много чего такого, что дома не увидишь.
Итак, «Скат» – это небольшое Конструктивные типы транспортных судов и особенности проектирования их конструкцийплоскодонное судно, способное плавать по мелководью. Ведь именно у побережья грязи-то и собирается больше всего.
Нос у суденышка не острый, а раздвоенный, с вырезом — лацпортом посредине. Им-то, словно ртом, катер при движении и захватывает нефтяную пленку и прочий мусор. Его потом отсеивают с помощью сетки.
А нефтяная пленка поступает на диски сборника, которые вращаются между зубьями гребенки электродиспергатора. Подобное устройство со столь мудреным названием есть, оказывается, и в обычной стиральной машине. Видели крыльчатку на дне или боковине бака? Вот это диспергатор и есть. Его задача – размешивать в воде стиральный порошок, создавать струи, вымывающие из белья грязь.
Подобную работу диспергатор выполняет и на «Скате». Его гребни вместе с вращающимися дисками нефтесборника вылавливают из воды нефтепродукты, которые затем направляются в приемную воронку волокнистого фильтра. А чтобы процесс шел эффективнее, к диспергатору подается слабый электрический заряд. Он-то и разделяет частицы воды и нефти.
Труба фильтра соединена с центрифугой, создающей некоторое разрежение. Под его воздействием частицы нефти протискиваются между волокнами фильтра в нефтесборник, оставляя на них песок, пыль и прочие включения. А очищенная вода снова выливается в море.
Такова принципиальная схема «стиральной машины» для моря. Остается добавить, что Стационарные двигательные установки малотоннажных судовдвигательная установка катера может работать на мазуте, собранном с поверхности акватории. А применение балластной цистерны, обеспечивающей одинаковую осадку и при пустом, и при заполненном нефтесборнике, значительно повышает эффективность работы. Еще «Скат» имеет металлоискатель, чтобы ненароком не напороться на мелководье на какую-нибудь железку.
Для ловли рыбы
Издревле Поморские ладьипоморы промышляли у берегов Баренцева моря рыбу и морского зверя. Ходили они на парусных и весельных карбасах, шняках и елах – судах небольших, беспалубных, открытых ветрам, волнам, дождям и снегу.
В 20-е годы ХХ века северяне начали обзаводиться более крупными судами, парусно-моторными ботами и шхунами. Наиболее распространенным в рыболовецких колхозах был тип парусно-моторного бота. Причем они строились с учетом опыта капитанов, хорошо знавших местные условия.
Правда, первое время дефицитом оставались моторы, и главным движителем бота типа «касатка» стали паруса. С их помощью парусно-моторный бот развивал скорость 6,5 узла, а иногда даже больше.
Рыбопромысловый флотПромысловое оснащение малых «касаток» включало кошельковый невод, дрифтерную сеть и крючковую снасть, которые ставили и выбирали с помощью лебедок. Улов укладывали в трюм, занимавший центральную часть судна. Немногочисленная команда размещалась в кубриках кормовой и носовой частей судна. А на самой корме возвышалась рулевая рубка.
Рыбаки не перестали выходить в море и во время Второй мировой войны. Иной раз ловили в непосредственной близости от района боевых действий. Кроме того, рыбачьи суда использовали для воинских перевозок. И в любой момент рыбаки, как и военные моряки, ждали налетов вражеской авиации.
«Фашистские стервятники с особым остервенением бомбили и обстреливали малый флот, – рапортовал в январе 1942 года начальник Главсеврыбпрома А. В. Тупиков. – Был случай, когда на один бот… сбросили до 50 бомб. Умело маневрируя, команда бот сохранила…»
Недаром же в том году многие рыбаки были удостоены правительственных наград. Так, например, председатель рыбхоза «Свободный Мурман» В. А. Клещев получил боевой орден Красной Звезды. И он был не единственным в своем роде.
После войны рыбаки продолжали свой нелегкий труд на морской «ниве». Правда, с появлением новых, специализированных судов – траулеров – их труд стал более механизированным.
Первый в мире Большой морозильный рыболовецкий траулер Капитан Болсуновский пошел ко днутраулер «Файртри» был построен в 1954 году англичанами. Рыболовную снасть – трал – на нем спускали с кормы, а не с борта, что повышало производительность труда рыбаков. Это новшество оказалось весьма удачным и по сей день используется во всем мире.
Крупнейшим из судов рыболовного флота является российская рыбопромысловая база «Восток», водоизмещением 43,4 тыс. т, вошедшая в строй в 1972 году. На борту базы может быть размещено до 14 добывающих судов, водоизмещением по 70 т, которые спускаются на воду лишь в районе промысла.
Добытые морепродукты перерабатываются тут же, на борту базы, и загружаются в холодильник уже в готовом виде. Рефрижераторные трюмы базы вмещают 9,3 тыс. т мороженой рыбы в картонной таре, 2,7 тыс. т. рыбных консервов в ящиках и 0,1 тыс. т рыбьего жира в цистернах.
Экипаж этого плавучего завода достигает 600 человек, он производит 150 тыс. банок различных консервов в сутки, еще 180 т свежемороженой рыбы и до 25 т рыбной муки из отходов. Непрерывная работа плавбазы в океане может продолжаться 125 суток.
На корабле-гиганте экипаж, промысловые рабочие и члены экипажей судов-ловцов размещаются в одно- и двухместных каютах. На базе своя поликлиника, аптека, спортплощадка, плавательный бассейн с солярием, кинозал на 160 мест, библиотека-читальня, классы для занятий, клуб, магазины, мастерские по ремонту одежды и обуви, парикмахерская. Короче, «Восток» – это плавучий рыбацкий поселок, перемещающийся по океану со скоростью до 19 узлов.
Ледоколы
К сожалению, Россия расположена на земном шаре таким образом, что большинство портов у зимой замерзает. А потому, наверное, русские и первыми задумались над изобретением кораблей, которые бы могли колоть лед, прокладывая среди ледовых полей Дополнительные требования прибрежного государствасудоходные каналы.
«Дело ледоколов зародилось у нас в России. Впоследствии другие нации опередили нас, но, может быть, мы опять сумеем опередить их, если примемся за дело. Первый человек, который захотел бороться со льдами, был кронштадтский купец Бритнев»
– писал адмирал С. О. Макаров в 1896 году, когда старался убедить правительство в необходимости постройки в России мощного линейного ледокола.
Событие же, о котором писал адмирал, имело место в 1864 году. Осень тогда выдалась необычно затяжной. Финский залив замерз лишь частично, да так неудачно, что пароходное сообщение между столицей, островным Кронштадтом и Ораниенбаумом прекратилось, а проложить санный путь, как обычно делали с наступлением зимы, никак не удавалось – Управление судном при плавании во льдахледовый покров был недостаточно прочным.
В Кронштадте между тем подошли к концу запасы продовольствия, не хватало топлива; был вынужден прекратить работу даже Морской завод. Тогда власти и вспомнили, как тремя годами раньше кронштадтский купец и судовладелец М. О. Бритнев организовал перевозку пассажиров между Кронштадтом и материком на своих пароходах, которые сумели пробиться сквозь непрочный лед.
Обратились к нему. Тот, прислушавшись к совету так и оставшегося не известным изобретателя, приспособил для проводки судов портовый буксир «Пайлот», ограничившись небольшими переделками. Прямой форштевень «Пайлота» сделали пологим и закруглили, а носовую часть ниже ватерлинии «подрезали» под углом 20 градусов, чтобы судно могло вползать на лед и давить его свой тяжестью.
И вот в апреле 1864 года газета «Кронштадтский вестник» сообщила, что винтовой пароход «Пайлот» почетного гражданина Бритнева открыл навигацию раньше, чем Финский залив очистился ото льда, доставив удобство пассажирам и перевозчикам грузов.
Осенью того же года, как писал тот же С. О. Макаров:
«этот маленький пароход сделал то, что казалось невозможным, он расширил время навигации осенью и зимой на несколько недель».
В 1866 году чины Морского ведомства задумали сравнить возможности «Пайлота» и ледокольного судна «Опыт», который колол лед специальными гирями, сбрасываемыми с борта. По свидетельству очевидцев:
«гири падали, делали во льду отверстия, даже частью разбивали его, но, чтобы раздвинуть разбитый лед, ледоколу едва ли доставало силы»…
Таким образом, преимущество осталось за «Пайлотом».
Как ни странно, но столь убедительная демонстрация превосходства бритневского судна не подействовала ни на флотских инженеров, ни на судовладельцев. Еще некоторые время изобретатели предлагали более перспективные, по их мнению, проекты Классификация судов и ледоколовоснащения ледокольных судов всевозможными устройствами – например, циркуляционными пилами и закрепленными перед форштевнем катками, которые должны давить лед впереди судна наподобие танковых тралов. Предлагалось даже встраивать в корпус, в районе бака, вертикальное колесо солидного диаметра с упрочненными шипами-лопастями. По задумке, эти шипы должны были дробить лед, захватывать обломки и поднимать на палубу, очищая фарватер. По другому замыслу, в носовой части надо было сделать наклоненную к воде плоскость (вроде широкого и плоского тарана), по которой лед станет сам заползать на верхнюю палубу. Нечто похожее на нынешний дорожный снегоочиститель. Впрочем, ни один из подобных прожектов так и не опробовали на практике.
Зато Бритнев в 1868 году переоборудовал в ледокол еще один буксир, «Бой». Оба судна, работая поодиночке и парой, заметно продлили навигацию в восточной части Финского залива и находились в эксплуатации полтора десятка лет.
В общем, изобретатель, идею которого подхватил расторопный купец, интуитивно угадал, каким должно быть ледокольное судно – со скошенным форштевнем, мощной паровой машиной, способное раскалывать лед таранными ударами и давить его собственным весом, расталкивая корпусом льдины под края судоходного канала. Так что, проектируя «Ермак» – первый в России специальный корабль – ледокол, – Макаров воспользовался народной мудростью. Но то было уже в 90-е годы XIX века.
А тремя десятилетиями раньше, как ни грустно признавать, новинку по достоинству оценили отнюдь не соотечественники. Зима 1870-1871 годов в Европе оказалась суровой, замерзли Эльба и акватория Гамбургского порта. Судоходство прекратилось, владельцы пароходных компаний несли убытки. Но власти Гамбурга нашли выход – приобрели у Бритнева за какие-то 300 рублей (сумма даже по тем временам смехотворная) чертежи «Пайлота» и переделали по его подобию несколько своих буксиров, восстановив таким образом навигацию. Их примеру позже последовали предприниматели в Дании, Швеции и США. А затем приступили к разработке собственных, улучшенных проектов.
Кстати, именно шведским корабелам Ораниенбаумская пароходная компания в 1889-1890 годах заказала Атомные ледоколы бывшего СССР и Россииледокольные суда «Заря» и «Луна», оснащенные машинами двойного расширения, мощностью 250 л. с., вмещавшие до 250 пассажиров и 50 т груза. Оба судна уверенно преодолевали не особенно прочные льды, прокладывали через них судоходные каналы и трудились не одно десятилетие.
Впрочем, не только в Европе были умные люди. За океаном имелись свои изобретатели. Так, в Филадельфии в 1825 году была издана брошюра некоего Уильяма Джонса с витиеватым названием «Размышления об опасностях и трудностях зимней навигации на реке Делавер». В ней среди прочего содержался первый, технически обоснованный проект парового ледокола.
Американец оказался толковым малым, и, по свидетельству историка Павла Веселова, в его книге содержалось немало дельных советов по строительству ледокола. В частности, американец предлагал штевни судна:
«выполнить в форме лука и расположить весьма наклонно к горизонту, чтобы судно пересекало лед наискосок и давило его вниз, что ослабляло бы силу удара и трение о лед».
Далее Джонс подчеркивал, что оно:
«должно одинаково ходить вперед и назад и иметь хорошую поворотливость. Для этого отношение его длины к ширине следует принять меньше, чем у обычных пароходов».
И тут американец оказался провидцем, именно так проектируют современные ледоколы.
Еще он предлагал деревянный корпус от форштевня до ахтерштевня, а также от киля и на 45 см выше ватерлинии обшить листами железа. А чтобы защитить гребные колеса от ударов об отдельные крупные льдины, Джонс придумал не только оковать их железом, но предлагал закрепить рядом с ними, на бортах, по прочному наклонному брусу, придав его нижней части форму плуга. Тогда они будут подцеплять льдины, приподнимать, разламывать их и отводить от судна. Спроектировал американец и особое устройство для подъема и опускания этого защитного приспособления.
Читайте также: Атомные ракетные крейсера
А в носу и корме Джонс предусмотрел собственно «ледоколы» – крестовидные металлические конструкции с увесистыми ядрами-молотами на концах перекладин. «Ледоколы» должны были держаться на подпалубном валу, приводимом от судовой машины, – раскручиваясь, крестовины с силой обрушивали бы молоты на лед и дробили его.
По расчетам изобретателя, на сооружение ледокола потребуется всего 12 тыс. долларов. При этом Джонс проявил разумную осторожность, подчеркнув, что:
«нужно построить сначала хотя бы одно ледокольное судно, чтобы в будущую зиму на деле убедиться в его пользе».
Однако проекту Джонса не суждено было сбыться ни в США, ни в Европе, хотя его описание было опубликовано на нескольких языках, в том числе и русском. Лишь в 1834 году в Балтиморе построили, правда, по другому, более простому и технически совершенному проекту деревянный колесный ледокол «Ассистент».
Надводная часть носа «Ассистента» была почти плоской, с небольшим наклоном, зато подводной придали ложкообразную форму. Поэтому балтиморский ледокол не раскалывал ледяные поля мощными лобовыми ударами, а неторопливо наползал на них массивной носовой частью и давил. Обломки льдин при этом уходили под днище, открывая судоходный канал. Причем достаточно мощная паровая машина позволяла судну с гребными колесами вместимостью около 370 т преодолевать льды толщиной до 30 см.
«Ассистент» приступил к несению службы в январе 1835 года, после жесточайших, по мнению старожилов, 23-градусных морозов, заметно усиливших Покрытия с повышенной гидрофобностью для защиты от обледененияледовый покров на реке и море. Тем не менее «Ассистент» уже в первый день благополучно вывел через него на чистую воду коммерческий бриг, на следующие сутки привел в Балтимор пароход «Колумбус», еще через два дня – четыре торговых парохода. И, таким образом, сразу окупил расходы владельца на его постройку.
Спустя два года подобный ледокол изготовили и для порта Филадельфии. К 1871 году к нему присоединились еще шесть «ледоломов». Таким образом, самый первый речной колесный ледокол – точнее, смешанного плавания «река – морской залив» – спроектировали, построили и опробовали в деле американцы.
Что же касается морских судов этого класса, то тут пальма первенства принадлежит другим. Так, первый морской ледокол сконструировал и построил русский вице-адмирал Степан Осипович Макаров в 1899 году. Он был назван в честь покорителя Сибири – казака Ермака.
«Ермак» имел обтекаемый корпус, который при боковом сжатии льдов практически невозможно было раздавить, и нос, отдаленно напоминавший утюг. Этим «утюгом» ледокол наползал на льдины и раскалывал их. Водоизмещение этого корабля – 8 730 т. «Ермак» прослужил верой и правдой аж до 1963 года.
Первый ледокол с дизель-электрической установкой был построен в Швеции в 1933 году. Это был «Имер», мощностью 9 тыс. л. с., водоизмещением 4,3 тыс. т.
Паровые ледоколы большой мощности – такие, как советский ледокол «И. Сталин», построенный в 1939 году (водоизмещение 9 тыс. т, мощность 10 тыс. л. с.) – с котлами на угольном топливе могли находиться в море, не заходя в порт, около 20 суток.
Аналогичные дизель-электроходы при равном запасе топлива – вдвое больше, до 40 суток. В 1959 году на воду был спущен первый в мире гражданский корабль с ядерной силовой установкой – ледокол «Ленин». Атомные ледоколы бывшего СССР и РоссииТрехвинтовой ледокол имел водоизмещение 17 300 т и был способен продвигаться непрерывным ходом со скоростью 2 узла в сплошном ледяном поле толщиной до 2,4 м.
Этот ледокол мощностью 44 тыс. л. с. мог работать без пополнения запасов топлива 210 суток. Ведь суточный расход топлива составлял всего 200 г (при условии, что машины работали все время на полную мощность!), т. е. около 70 кг в год. Для любого другого ледокола такой же мощности годовой расход каменного угля выразился бы числом в 2,5 млн раз больше – 175 тыс. т!
Ныне самыми большими ледоколами в мире являются российские атомоходы-ледоколы «Арктика» (1975) и «Сибирь» (1977). Их водоизмещение – 23 400 т, мощность – 75 тыс. л. с.
При наибольшей длине 148 м, ширине 28 м, высоте борта 17,2 м и средней осадке 11 м «Арктика» может развивать скорость на чистой воде – 21 узел и преодолевать лед толщиной свыше 4 м.
Движение ледокола обеспечивается тремя двухякорными гребными электродвигателями одинаковой мощности, с частотой вращения 130-185 об/мин, питаемыми током напряжения в 1 киловольт от двух безредукторных трехмашинных турбогенераторов, мощностью по 27 тыс. кВт каждый. Каждый генератор соединен с двухпроточной турбиной, дающей 3 500 об/мин. Масса агрегата – 234 т и длина – 19,2 м.
Пар давлением 30 атмосфер и температурой 300 °С вырабатывается двумя одинаковыми автономными блоками атомной паропроизводящей установки. Каждый блок включает в себя реактор водоводяного типа, четыре парогенератора, четыре циркуляционных насоса первого контура, компенсаторы объема, холодильник фильтра, вспомогательные насосы и фильтр. Реакторы имеют надежную биологическую защиту.
Для экипажа ледокола предусмотрена 151 каюта, в том числе 12 блок-кают, 129 одноместных и 10 двухместных. Атомоход был заложен 3 июля 1971 года на Балтийском заводе в Ленинграде, спущен на воду 26 декабря 1972 года. Достройка и Регулировочные работы, швартовные и ходовые испытанияходовые испытания завершены в 1974 году.
