К навалочным грузам относятся руда, уголь, зерно, удобрения, бокситы, а также соль, цемент, сахар-сырец и др. Они составляют примерно половину международных морских грузопотоков сухих грузов и занимают второе место в общем объеме морских перевозок.
Суда для перевозки навалочных грузов — однопалубные, с двойным дном, минимальным надводным бортом и низкой удельной грузовместимостью. СЭУ и надстройка размещаются в корме, и под грузовые помещения выделяется удобная средняя часть судна. Так как перевозки навалочных грузов осуществляются между хорошо оборудованными портами, специализированные суда обычно строят без грузовых средств или они имеют неполное грузовое вооружение.
Первые специализированные суда строились для перевозки руды, которая составляет половину грузопотока навалочных грузов. Руда имеет очень низкий погрузочный объем (0,4—0,8 м3/т) и для уменьшения избыточной остойчивости на рудовозах предусматривается высокое двойное дно и большие бортовые цистерны, на их долю приходится около половины общей ширины судна. Танки двойного дна и бортовые танки используют для размещения балласта, что позволяет обеспечить необходимую остойчивость и осадку судна на обратных переходах.
Благодаря продольным переборкам конструкции бортового набора находятся вне грузовых помещений, а трюмы имеют удобную для обработки ящичную форму и ограниченную ширину. Большие люки на верхней палубе обеспечивают полное раскрытие грузовых помещений. Таким образом, за счет специальных конструктивных особенностей достигаются хорошие мореходные качества судна в грузу и балласте, а также максимальная приспособленность трюмов к комплексной механизации грузовых работ.
Однако вследствие малой удельной грузовместимости (0,7—1,0 м3/т) рудовозы не могут эффективно перевозить уголь, зерно, удобрения и другие грузы с большим, чем у руды, погрузочным объемом. Это ведет к росту балластных пробегов судна и ухудшает показатели его работы. В ряде случаев этот недостаток компенсируется путем приспособления балластных танков для перевозки нефтегрузов, но эксплуатация таких нефтерудовозов возможна лишь на строго определенных единичных направлениях. Кроме того, вследствие недостаточной вместимости бортовых цистерн и танков двойного дна грузоподъемность судна при перевозках нефти используется не полностью, что снижает эффективность такого дооборудования (устройство грузовой и зачиетной систем, системы подогрева груза и т. д.).
С ростом океанских перевозок угля, зерна, удобрений началось широкое строительство судов-навалочников с удельной грузовместимостью 1,3—1,4 м3/т, приспособленных для перевозки этих грузов. Большая по сравнению с рудовозами грузовместимость обеспечивается в основном за счет меньшей емкости балластных танков. Углевозы не имеют продольных переборок больших бортовых цистерн, а высота двойного дна у них значительно меньше, чем у рудовозов. С учетом сыпучести перевозимых грузов на них предусмотрены подпалубные наклонные танки, которые позволяют производить погрузку без штивки, и скуловые танки, обеспечивающие при выгрузке самоссыпание груза под просвет люка. Таким образом, хотя коэффициент личности у этих судов значительно меньше единицы, достигается полная механизация грузовых работ.
Современные суда для навалочных грузов имеют большие люки с высокими комингсами, и общая кубатура шахты люка составляет 6—8% вместимости трюма. Подпалубные танки также уменьшают свободную поверхность груза, а в случае необходимости могут использоваться и как досыпные колодцы. Все это позволяет перевозить зерно без устройства питателей и шифтингбордсов, что обеспечивает экономию средств и стояночное время судов.
Стремление сократить балластные пробеги флота привело к созданию судов широкой специализации. По конструкции грузовых помещений они аналогичны рассмотренным выше углевозам. Особенностью их является чередование длинных и коротких трюмов. Руду перевозят в коротких трюмах и заполняют их по всей высоте, чем достигается повышение центра тяжести и нормальная остойчивость судна. Общая прочность судна рассчитывается из условия такой чередующейся загрузки трюмов рудой, кроме того, «рудные» трюмы имеют повышенную прочность второго дна, переборок и комингсов люков. В последние годы стали строить суда с равными по длине трюмами, но чередующийся принцип загрузки сохраняется.
При перевозке зерна, угля, удобрений загружают все трюмы, а при перевозке легкого зерна — и подпалубные грузобалластные цистерны.
Таким образом, на навалочниках широкой специализации достигаются полное использование грузоподъемности и хорошие мореходные качества при перевозке грузов с любым Погрузочным объемом. Так как вместимость балластных танков на этих судах сравнительно невелика, предусматривается возможность принятия балласта в 1—2 трюма.
На отдельных направлениях перевозок, там, где это оправдывается структурой грузопотока, используют суда совмещенной специализации. К ним относятся навалочники-автомобилевозы. Легковые автомобили размещают в грузовых трюмах на 4—6 специальных подвесных платформах секционного типа. Обычно такие суда рассчитаны на перевозку 15 тыс.— 25 тыс. т навалочных грузов в одном направлении и 800—1500 автомобилей—в обратном. С развитием перевозок контейнеров и лесных грузов в пакетах большими партиями часть навалочных судов стали приспосабливать и для этих грузов.
Особенно широкое распространение получили комбинированные суда, приспособленные для перевозки в одних и тех же грузовых помещениях попеременно наливных и навалочных грузов. Различают два типа комбинированных судов: нефтерудовозы и нефтебалкеры, которые по конструкции корпуса аналогичны соответственно рудовозам и судам-навалочникам широкой специализации. Наличие продольных переборок (у нефтерудовозов) или портовых подпалубных танков и высоких люковых шахт (у нефтебалкеров) уменьшает площадь свободной поверхности и обеспечивает безопасность судна при перевозке наливных грузов. Суда оборудованы нефтегазонепроницаемыми люковыми крышками на верхней палубе, грузовой и зачистной системами, системой подогрева груза, которые размещены во втором дне. При перевозке наливных грузов снимают крышки скуловых танков и нефтегрузы занимают всю вместимость трюмов, включая двойное дно. Эффективность судов широкой специализации и комбинированных судов по сравнению с узкоспециализированными основана на уменьшении доли балластных пробегов от 50 до 20—30% за счет возможности загрузки судов в обоих направлениях, работы по треугольнику и т. д. Кроме того, комбинированные суда отличаются высокой эксплуатационной гибкостью: в зависимости от необходимости и конъюнктуры фрахтового рынка они могут переключаться на перевозку того или иного груза. Следует отметить, что строительная стоимость нефтебалкера на 15—20% больше, чем танкера или рудовоза, возрастают расходы на ремонт и подготовку грузовых помещений к погрузке. Поэтому в целом комбинированные суда не могут полностью заменить действующий флот для перевозки навалочных грузов, а используются как составная его часть для работы на определенных направлениях.
Грузоподъемность судов для навалочных грузов так же, как танкеров, определяется в основном величинами судовых партий груза и габаритными ограничениями в портах и на морских путях. Наиболее крупные суда действующего флота имеют дедвейт 100— 160 тыс. т, а комбинированные нефтерудовозы до 280 тыс. т. Скорость судов для навалочных грузов примерно такая же, как танкеров: 14—17 уз. Отдельную группу составляют узкоспециализированные суда для перевозки навалочных грузов — бокситовозы, цементовозы и др. На некоторых коротких направлениях перевозок между необорудованными причалами используют саморазгружающиеся суда. Трюмы таких судов имеют форму бункеров, погрузка и выгрузка осуществляется с помощью системы горизонтальных и наклонных транспортеров и поворотной разгрузочной стрелы. Производительность установок достигает 4000 т/ ч.
Крупнейшими балкерами российского флота являются построенные в СССР суда типа «Зоя Космодемьянская» дедвейтом 50 тыс. т. Это — навалочники широкой специализации, приспособленные для перевозки грузов с удельным погрузочным объемом от 0,4 м3/т и выше, в том числе различных руд, угля, апатитов, зерна, а также железорудных концентратов высокой влажности. Полная грузовместимость — 63 тыс. м3. Главный двигатель (дизель) мощностью 10275 квт обеспечивает судну скорость в грузу 15,7 уз.
Навалочники широкой специализации имеют дедвейт 32 и 23 тыс. т, навалочники-контейнеровозами — 15 тыс. т и нефтенавалочники —105 тыс. т. Нефтенавалочники типа «Маршал Буденный» имеют длину 245 м, ширину 38,7, высоту борта 22 и осадку 16 м. Они располагают девятью грузовыми трюмами-танками общей вместимостью 103,4 тыс. м3. Главный двигатель (дизель) мощностью 17400 квт обеспечивает скорость 16 уз. Весь экипаж судна (32 чел.) размещается в одноместных каютах.
ЛЕСОВОЗЫ
Это однопалубные суда с минимальным надводным бортом, предназначенные для перевозки лесных грузов в трюмах и на палубе. При большом удельном погрузочном объеме лесных грузов полное использование грузоподъемности достигается за счет размещения примерно Уз груза на верхней палубе судна.
По Международной конвенции о грузовой марке 1966 г. и соответствующим правилам Регистра СССР лесовозам, помимо обычной грузовой марки, присваивают лесную марку, которая определяет максимальную осадку судна при перевозке лесного груза в трюмах на верхней палубе.
Для назначения лесной марки судно должно иметь повышенную прочность корпуса и верхней палубы. Кроме того, предъявляются специальные требования по защите и креплению палубного каравана, обеспечению остойчивости судна и техники безопасности. Чтобы защитить палубный груз от ударов волн, на лесовозах предусматривается прочный фальшборт и бак определенной высоты, длиной не менее 7% расчетной длины судна. Кроме того, суда длиной более 100 м должны иметь ют установленной высоты или возвышенный квартердек с рубкой на нем. Палубный караван крепят с помощью вертикальных стоек (стензелей) и поперечных найтов из коротко-звенных цепей или проволочного троса.
Прием большого количества груза на палубу и погрузка его на высоту до 3—6 м приводит к неизбежному повышению центра тяжести судна. Для улучшения остойчивости лесовозы имеют несколько увеличенное отношение ширины к осадке, а также принимают балласт в танки двойного дна. Балластные цистерны необходимы и для обеспечения хороших мореходных качеств судна на переходах без груза, которые у современных лесовозов составляют до 30—50% всего ходового времени.
Чтобы уменьшить высоту палубного каравана, верхнюю палубу максимально освобождают для укладки груза. С этой целью грузовые лебедки устанавливают на специальные рубки, мачты, и колонны разносятся к средней надстройке, баку и юту. Стрелы устанавливают по-походному в вертикальном положении, уменьшают длину надстроек, все наружные наклонные трапы выполняют съемными. Площадь, пригодная для укладки палубного груза, на современных лесовозах составляет 60—65% общей площади верхней палубы.
Для уменьшения свободной поверхности жидкости в расходных танках цистерны двойного дна, расположенные на середине длины судна в средней его части, должны иметь продольные переборки. Вместимость каждой цистерны ограничивается: на малых и средних лесовозах — 40—60 м3, на крупных — 60—90 м3.
Помимо надлежащей остойчивости в грузу и балласте, большое внимание уделяется и другим вопросам безопасности мореплавания. Так, учитывая работу лесовозов на замерзающие порты, их строят, как суда с усиленным ледовым классом; за счет увеличения числа трюмов от 2-х до 4-х возросла непотопляемость, значительно увеличилась энерговооруженность судов и т. д. Поскольку лесовозы часто обрабатывают у слабомеханизированных причалов, а также на рейде, на этих судах предусматривают собственные грузовые средства с вылетом стрел за борт до 8—9 м.
мах и на палубе. При большом удельном погрузочном объеме лесных грузов полное использование грузоподъемности достигается за счет размещения примерно одну треть груза на верхней палубе судна.
Крупнотоннажные лесовозы работают на базисные терминалы. Оттуда отдельные партии пакетов развозят к потребителям сухопутным транспортом или судами прибрежного плавания. Дополнительным достоинством крупнотоннажных лесовозов является то, что в обратных направлениях или в несезонный период их можно эффективно использовать для перевозки навалочных грузов и контейнеров.
Повышение эффективности лесных перевозок может быть достигнуто за счет использования судов с горизонтальной погрузкой (через кормовые или носовые ворота) и лихтеровозов.
Развитие лесохимии и целлюлозно-бумажной промышленности вызвало строительство судов для перевозки бумаги, щеповозов и других узкоспециализированных судов. Специализированные—однопалубные суда с избыточным надводным бортом и большой удельной грузовместимостью 2,0—2,5 м3/т. Для исключения ручной штивки груза в трюмах предусмотрены наклонные скуловые и подпалубные танки (по типу балкеров). Машинное отделение и надстройка размещаются в корме. Погрузка технологической щепы производится пневматическими установками, а выгрузка — грейферными кранами.
В российском флоте эксплуатируются типовые лесовозы-пакетовозами дедвейтом 3,5 и 14 тыс. т, а также щеповозы дедвейтом 15 тыс. т. Кроме того, для перевозки круглого леса используют баржебуксирные составы.
РЕФРИЖЕРАТОРНЫЕ СУДА
По назначению различают суда для перевозки замороженных продуктов (мяса, рыбы) при температуре от —12 до —25 °С, охлажденных скоропортящихся грузов и фруктов (бананов, фруктов, консервов) при температуре от +14 до —5°С и универсальные суда с рефрижераторными трюмами, приспособленные для поддержания в трюмах температуры от +14 до —25 °С.
Транспортные рефрижераторные суда — многопалубные шелтердечного типа с избыточным надводным бортом и большой удельной грузовместимостью. Исходя из условия допустимой высоты штабелирования и для обеспечения хорошей вентиляции груза высота грузовых помещений обычно не превышает 3—4 м, причем при перевозке бананов дополнительно устанавливают деревянные решетчатые платформы (грейтингдеки), разделяющие трюм на помещения высотой около 2 м. Кроме того, при перевозке бананов грузовые помещения разделяют деревянными решетками на клетки (закрома) объемом 15—20 м3 каждая. Специальное оборудование судов при перевозке скоропортящихся грузов состоит из холодильных установок, изоляции грузовых помещений, системы охлаждения вентиляции и озонирования. Основные требования к изоляции: теплостойкость в течение всего срока службы судна, огнестойкость,гигиеничность, легкость, стойкость к гниению и плесени. Изоляция трюмов осуществляется листами из многослойной фанеры, алюминиево-магниевых сплавов, оцинкованного железа или интернита. На палубах устраивают настил из реек или брусков для обеспечения возможности протекания холодного воздуха под грузом.
Система охлаждения грузовых помещений — воздушная или воздушно-рассольная. В качестве хладагента применяют фреон-12, фреон-22 (для получения низких температур) или аммиак. К специальным системам рефрижераторных судов следует отнести и систему принудительной вентиляции. При помощи вентиляции на этих судах холод, получаемый от воздухоохладителей, передается перевозимому грузу, из грузовых помещений удаляются запахи и вредные газы и поддерживаются надлежащие влажность, содержание углекислого газа и кислорода. Кратность циркуляции (замены воздуха свежим наружным): 1,5—2,5 об/ч. Системы вентиляции: горизонтальная, вертикальная и комбинированная.
Холодильные установки, изоляция, системы охлаждения уменьшают грузовместимость рефрижераторных судов примерно на 20%. Для уменьшения доступа воздуха при погрузке и лучшей изоляции грузовых помещений их оборудуют центральными люками с секционными закрытиями. В качестве грузовых средств используют стрелы или краны грузоподъемностью 3—5 т. Для проведения грузовых работ при любой погоде и температуре наружного воздуха устраивают бортовые лацпорты, а груз между палубами перемещают элеваторами.
Поскольку скоропортящийся груз перевозят, как правило, лишь в одном направлении и он является сезонным, рефрижераторные суда часто используют и для перевозки обычных генеральных грузов, в первую очередь ценных, требующих срочной доставки. Не допускается перевозить в рефрижераторных помещениях грузы, пачкающие или оставляющие специфический запах, а также тяжелые грузы, могущие повредить изоляцию и систему охлаждения. Для полного использования грузоподъемности при перевозках генеральных грузов современные рефрижераторные суда строят как полнонаборные с тоннажной маркой или как суда с открыто-закрытым шелтердеком.
Размер рефрижераторных судов определяется размерами судовых партий отправок скоропортящихся грузов на каждом конкретном направлении, дальностью перевозок, наличием портовых холодильников и колеблется от 3—5 до 15—20 тыс. м3 и более. Часто строят комбинированные суда, у которых одни грузовые помещения рефрижераторные, а другие предназначены для обычных генеральных грузов. Для обеспечения сохранности и сокращения сроков доставки дорогостоящих грузов рефрижераторные суда имеют обычно повышенную скорость 18—22 уз.
Скоропортящиеся грузы можно перевозить в стандартных рефрижераторных контейнерах на судах-контейнеровозах, что позволяет резко повысить нормы грузовых работ, упростить конструкцию и оборудование судна. Часть этих судов строят как ячеистые контейнеровозы или как суда с горизонтальной погрузкой.
В состав российского флота входят построенные в советские годы рефрижераторные суда универсального типа (серии «Николай Коперник», «Александра Коллонтай»). Дедвейт судна типа «Николай Коперник» составляет 5500/3750 т в зависимости от осадки, а грузоподъемность трюмов—7450 м3. Судно имеет две стальные непрерывные палубы и две грейтинг-палубы. Палубы и поперечные переборки разделяют грузовые помещения на восемь независимых камер, в каждой замере можно поддерживать температуру от +15 до
—20 °С. Скорость судна в грузу 18—20 уз.