Зайцев Дмитрий Владимирович, к.т.н., доцент
Зайцев Владимир Васильевич, д.т.н., профессор
Зайцев Валерий Владимирович, д.т.н., доцент
Веляев Евгений Владимирович, аспирант
Национальный университет кораблестроения имени адмирала Макарова
Украина, Николаев
Пенчо Пенчев, д.т.н., профессор
Университет Росток
Германия, Росток
e-mail: pentscho.pentschew@uni-rostock.de
e-mail: zvalv1974@gmail.com
Аннотация. В докладе представлен разработанный авторами инновационный проект современного
высокоскоростного арктического многоцелевого ледокольного-транспортного судна на воздушной
подушке, имеющего дальность плавания 500 км. Судно предназначено для перевозки пассажиров и
пакетированных грузов массой до 10 тонн, а также для разрушения льда толщиной до 0,3 м в арктических
районах, дежурства в специально отведенных местах, перехвата и задержания малоразмерных целей,
спасения людей в зонах дежурства, оказания помощи силам пограничной службы. Максимальная скорость в
режиме перевозки оборудования и пассажиров – 25 узлов, рабочая скорость в режиме ледокола — не менее 2
узлов, преодолеваемый угол подъема — до 5 градусов, преодолеваемая длина подъема — 200 метров.
Ключевые слова: амфибийное судно на воздушной подушке, арктический регион, ледокол, спасательные операции
Введение. В докладе представлен инновационный проект современного высокоскоростного арктического многоцелевого транспортного ледокола на воздушной подушке, разработанный авторами и инженерами конструкторского бюро «Дизайн бюро ИМТ» (Украина, г. Николаев).
В 2015 году в Николаеве создано новое прогрессивное конструкторским бюро «Дизайн бюро ИМТ», основным направлением деятельности которого является разработка инновационных проектов судов. В бюро работают как опытные конструкторы-проектировщики, так и молодые, перспективные инженеры-кораблестроители, а также молодые ученые-кораблестроители: доктора и кандидаты технических наук. Такой кадровый состав обеспечивает адекватный научный подход ко многим сложным вопросам, связанным с современным проектированием судов.
В настоящее время идет активное освоение Арктики и для выполнения этих задач требуются универсальные транспортные средства, которые могут одинокого хорошо выполнять свои функции над различными типами поверхностей (вода, лед, снег), с высокой скоростью перевозить грузы и пассажиров и выполнять при этом дополнительные технологические операции.
Основная часть. Исходя из вышесказанного, коллективом конструкторского бюро был разработан концептуальный инновационный проект современного высокоскоростного арктического многоцелевого транспортного ледокола на воздушной подушке «ARCTIC FOX» (рис. 1), который предназначен для:
- для перевозки пассажиров;
- перевозки упакованных грузов массой до 5 тонн в ледовых условиях; перевозки технологического оборудования массой до 5 тонн, размещенного контейнере, размеры которого
- соответствуют размерам стандартного 20-ти футового морского контейнера (при любом варианте
- использования грузового отсека, масса перевозимого груза не должна превышать 5 тонн);
- для разрушения льда толщиной до 0,3 м в арктических регионах;
Проектируемое арктическое многоцелевое транспортное ледокольное судно на воздушной подушке «ARCTIC FOX» размещается на палубе арктического судна. Такая особенность ограничивает главные размерения и максимальную массу «ARCTIC FOX» в таких пределах: по длине – не более 16 м, по ширине – не более 7, по высоте – не более 6 м, максимальная масса – не более 30 т.
Разрушение льда с помощью ледокольных СВП происходит следующим способом. При действии на сплошной ледяной покров нормальных усилий его равновесие достигается за счет сил упругости и плавучести. Если компенсировать силы поддержания, действующие со стороны жидкости, то равновесие ледяного покрова, находящегося под действием сил тяжести, будет обеспечиваться только за счет сил упругости (рис.2.).
Это происходит тогда, когда ледокольный СВП надвигается на кромку ледяного покрова. При этом в воде образуется впадина. Если глубина этой впадины больше толщины льда, то она захватывает и часть пространства подо льдом, образуя воздушную полость. Эта полость и устраняет силы плавучести ледяного покрова, который консольно зависает на некотором участке. При определенных размерах в плане области воздушной полости ледяной покров начнет самопроизвольно разрушаться под действием собственных сил тяжести.
Инновационность и уникальность проектируемого арктического многоцелевого транспортного ледокольного судна на воздушной подушке «ARCTIC FOX» состоит в том, что в настоящее нет ни одного проекта судна на воздушной подушке, которое объединяет в себе все заявленные функции. Район плавания — прибрежная зона морей, проливы, устья рек с удалением от места убежища до 100 миль. Катер может эксплуатироваться при температуре окружающего воздуха от -50 до +34 °С, относительная влажность до 90% и температуре забортной воды от 0 до +32 °С.
Арктический многоцелевой транспортный ЛСВПА «ARCTIC FOX» решает такие дополнительные задачи: участие в поиске и спасении экипажей кораблей (судов), летательных аппаратов, терпящих бедствие; транспортировка пассажиров (командного состава) и малогабаритных грузов в пределах грузоподъемности в акваториях внутренних и внешних рейдов (гаваней) как в ледовых условиях, так и в акваториях при отсутствии ледовой обстановки, а также в открытом море на волнении до 4-х баллов.
Основные характеристики: длина наибольшая – 17,0 м; длина корпуса – 15,4 м; ширина габаритная – 8,7 м; высота судна габаритная (с мачтой) – 6,5 м; клиренс – 1,0 м.
ЛСВПА сохраняет возможность движения на любых курсовых углах при волнении до 3 баллов включительно. Максимальная скорость ЛСВПА в режиме перевозки оборудования и пассажиров составляет 45 узлов, рабочая скорость в режиме ледокола не менее 2 узлов, угол подъема, который необходимо преодолеть, составляет до 6 градусов, длина подъема до 200 м. Дальность плавания при скорости 35 узлов составляет около 500 км.
Автономность по запасам пресной воды и провизии для экипажа составляет 2 сутки.
В рулевой рубке предусмотрены места для 3 членов экипажа и 6 человек спецперсонала.
Кормовее рулевой рубки на палубе судна размещен грузовой отсек (рис. 3). Грузовой отсек имеет трехсекционную сдвижную надстройку, которая полностью сдвигается в корму на моторный отсек судна. Габариты грузового отсека: длина – 7,2 м; ширина 3,5 м; высота – 2,8 м. В грузовом отсеке предусмотрено место для крепления и перевозки контейнера с технологическим оборудованием, который по своим габаритам соответствует стандартному 20-ти футовому морскому контейнеру. Масса контейнера с оборудованием не должна превышать 5 тонн.
При демонтированном контейнере возможна перевозка 22 пассажиров (рис. 4). Складные кресла для пассажиров размещены в технологическом углублении под площадкой для размещения контейнера.
За грузовым отсеком судна расположен отсек нагнетателей и моторный отсек (рис. 5).
В отсеке нагнетателей размещены два центробежных спаренных нагнетателя. Напор каждого нагнетателя составляет 3600 Па, суммарный расход воздуха нагнетателей около 40 м3/с.
Энергетическая установка состоит из двух дизельных двигателей Caterpillar C11 с непосредственным впрыском топлива в цилиндр, которые размещены в моторном отсеке. Мощность каждого двигателя составляет 260 кВт, частота вращения коленчатого вала 2300 об/мин. Двигатели укомплектованы турбокомпрессором с охладителем наддувочного воздуха. Двигатели устанавливаются на амортизаторах. Запуск двигателей осуществляется от блока стартерных батарей.
Главные двигатели, редукторы и другое оборудование установлены на фундаментах, объединенных с общим набором корпуса (рис. 6). Фундаменты изготовлены из листов и балок необходимой прочности в соответствии с требованиями и рекомендациями изготовителей оборудования.
Каждый двигатель приводит во вращение нагнетатель и воздушный винт своего борта.
В кормовой части судна размещен движительно-рулевой комплекс (рис. 7). Он состоит из двух воздушных винтов изменяемого шага в кольцевых насадках. Диаметр воздушного винта составляет 2,5 м. За кольцевыми насадками смонтировано рулевое устройство. Для каждой кольцевой насадки 3 воздушных руля.
REFERENCES
[1] Зуев В.А. Новые технологии разрушения ледяного покрова и продления навигации судами на воздушной подушке [Текст] / В.А. Зуев//Вопросы морской ледотехники: Тр. ЦНИИ им. Акад. А.Н. Крылова.-2007.-Вып.34/318 c.78-9.
Zaytsev Dmytro, Zaytsev Volodymyr, Pentschew Pentscho, Zaytsev Valeriy, Velyaev Eugene Innovative project of the arctic amphibious hovercraft «ARCTIC FOX»
Abstract. The report presents an innovative project of modern high-speed Arctic multi-purpose icebreaker transport hovercraft, developed by the authors, which has a cruising range of 500 km. The vessel is intended for transportation of passengers and packaged cargo weighing up to 10 tons, as well as for breaking ice up to 0.3 m thick in the Arctic regions, on duty in designated areas, interception and detention of small targets, rescue of people in the areas of duty, assistance to the border service forces. The maximum speed in the mode of transportation of equipment and passengers is 25 knots, the operating speed in the icebreaker mode is not less than 2 knots, the angle of the ascent to be overcome is up to 5 degrees, the length of the ascent to be overcome is 200 m.
Keywords: hovercraft, Arctic region, icebreaker, rescue operations
Зайцев Дмитро Володимирович.,Зайцев Володимир Васильович.,Пенчо Пенчев.,Зайцев Валерій Володимирович.,Веляєв Євген Володимирович
ІННОВАЦІЙНИЙ ПРОЕКТ АРКТИЧНОГО АМФІБІЙНОГО СУДНА НА ПОВІТРЯНІЙ ПОДУШЦІ «ARCTIC FOX»
Анотація. У доповіді представлений розроблений авторами інноваційний проект сучасного високошвидкісного арктичного багатоцільового криголамного-транспортного судна на повітряній подушці, що має дальність плавання 500 км. Судно призначене для перевезення пасажирів і пакетованих вантажів масою до 10 тонн, а також для руйнування льоду товщиною до 0,3 м в арктичних районах, чергування в спеціально відведених місцях, перехоплення і затримання малорозмірних цілей, порятунку людей в зонах чергування, надання допомоги силам прикордонної служби. Максимальна швидкість в режимі перевезення обладнання та пасажирів – 25 вузлів, робоча швидкість в режимі криголама — не менше 2 вузлів, кут підйому, що можливо подолати — до 5 градусів, довжина підйому, що можливо подолати — 200 метрів.
Ключові слова: амфібійне судно на повітряній подушці, арктичний регіон, криголам, рятувальні операції
