Судно двойного действия — это тип ледокольного судна, предназначенного для движения вперед в открытой воде и тонком льду, но разворачивающегося и идущего кормой (назад) в тяжелых ледовых условиях. Таким образом, судно может работать самостоятельно в тяжелых ледовых условиях без помощи ледокола, но при этом сохранять лучшие характеристики на открытой воде, чем традиционные ледокольные суда. [1]
Суда двойного действия, перевозящие жидкие грузы, обычно называются танкерами двойного действия . В начале 1990-х годов Центр арктических технологий (MARC) компании Kværner Masa-Yards разработал концепцию транспортировки нефти между российской Арктикой и Европой, и первый танкер двойного действия, финский танкер для перевозки сырой нефти Tempera , был поставлен в 2002 году. [1] [2]
В начале 1990-х годов исследования, проведенные Kvaerner Masa-Yards, показали, что эффективность судна на открытой воде является таким же важным фактором, как и его способность работать в сложных ледовых условиях при транспортировке нефти из российской Арктики в Европу. Это было связано с тем, что на прямом маршруте 90% времени будет проходить в открытой воде. Прямая независимая транспортировка с судном, способным перемещаться как во льдах, так и в открытой воде, также оказалась более экономичной альтернативой по сравнению с перевалкой , т. е. использованием разных судов для разных участков пути или обычных судов, полагающихся на помощь ледокола. [1]
Хотя ледокольные грузовые суда строились и в прошлом, их формы корпуса всегда были компромиссом между эффективностью на открытой воде и ледокольными возможностями. Хороший ледокольный нос, разработанный для того, чтобы ломать лед, сгибая его под весом судна, имеет очень плохие характеристики на открытой воде и подвергается ударам в штормовую погоду. Однако гидродинамически эффективный бульбообразный нос значительно увеличивает ледовое сопротивление, что делает его непригодным для ледоколов. [3] [4] В результате общая эффективность ледокольных судов на 20–40% ниже, чем у хороших судов на открытой воде аналогичного размера, в основном из-за формы носа. [1]
В конце 1800-х годов капитаны, управлявшие судами в ледяных водах, обнаружили, что иногда было легче прорвать лед, управляя судном кормой. [3] Хотя в то время это не было известно, это было связано с тем, что обращенные вперед винты создавали поток смазывающей воды, который снижал сопротивление льда за счет уменьшения трения между корпусом судна и льдом. [5] Однако, поскольку управляемость судна значительно снижается при движении кормой, это нельзя было считать основным режимом работы. Эти открытия привели к принятию носовых винтов на старых ледоколах, работающих в Великих озерах и Балтийском море , но в более суровых ледовых условиях Арктики их нельзя было использовать, поскольку риск повреждения носовых винтов многолетними льдинами был слишком велик. Кроме того, обращенные вперед винты имеют очень низкую эффективность движения и значительно увеличивают сопротивление судна на открытой воде, что делает их непригодными для торговых судов. [1] [3]
Из-за ограничений традиционных пропульсивных систем концепция судна двойного действия не рассматривалась всерьез до разработки электрических пропульсивных установок с гондолой, которые сочетают в себе преимущества дизель -электрической силовой установки , уже широко используемой на ледоколах, с превосходной маневренностью азимутальных подруливающих устройств . [1] Первоначально разработанная как совместный проект многонациональной корпорации по электрооборудованию ABB Group и финской судостроительной компании Masa-Yards в конце 1980-х годов, новая пропульсивная установка стала известна как Azipod ( гибридное словосочетание слов «азимутальный подруливающий двигатель» и «гондированная пропульсивная установка»), которая сегодня является торговой маркой ABB Group. [6]
Превосходство электрической гондолы на ледокольных судах, особенно при движении кормой вперед, было доказано, когда первая гондола была установлена на судне обслуживания фарватера Seili, принадлежащем Финской морской администрации, в 1990 году. До переоборудования судно вообще не могло ломать лед кормой, но после замены винта и руля на установку Azipod мощностью 1,5 МВт оно могло идти кормой вперед в ровном льду толщиной до 0,6 метра (2 фута). Судном также можно было легко управлять при движении кормой вперед во льдах. Когда танкеры-продуктовозы Uikku и Lunni были переведены на двигатель Azipod в 1993 и 1994 годах соответственно, результатом стало аналогичное увеличение маневренности и ледокольных возможностей. Несмотря на то, что изначально суда проектировались с учетом ледокольных возможностей, после переоборудования ледовое сопротивление в ровном льду при движении кормой вперед составляло 40% от ледокольного сопротивления при движении вперед, несмотря на то, что суда были оснащены ледокольным носом и не были предназначены для ломания льда кормой. [1] [3]
Модельные испытания, проведенные MARC в 1994 году, показали, что судно двойного действия, оснащенное движителем Azipod, может прорывать ледяные торосы в непрерывном движении, а не таранить, как обычные ледоколы. Ему также требовалось меньше энергии для работы в ровном льду, чем традиционным конструкциям, что приводило к снижению ледового сопротивления на 40–50% за счет смазывающего эффекта потока воды, создаваемого винтом, более открытой конструкции кормы и возможности винтов измельчать (дробить) лед. [3] Ледопроходческая способность ледокола, оснащенного Azipod, работающего кормой в ровном льду, также оказалась выше, чем у традиционных ледоколов, независимо от расположения движителей. [1]
Первое ледокольное судно двойного действия, речной ледокол Röthelstein , оснащенный системой Azipod , был доставлен в 1995 году. Судно было спроектировано для разрушения ледяных торосов глубже осадки судна при движении кормой вперед. [1] За ним последовали суда снабжения ледокольных платформ Arcticaborg и Antarcticaborg , доставленные в 1998 году, которые стали первыми судами, в полной мере использовавшими концепцию судна двойного действия, имея носовую часть, разработанную для работы в условиях открытой воды и легкого льда. Суда были спроектированы так, чтобы иметь возможность разрушать ровный лед толщиной до одного метра при движении кормой вперед и с помощью двух установок Azipod проникать в ледяные торосы, которые в Каспийском море иногда достигают морского дна . [5]
Норвежская береговая охрана эксплуатирует патрульное судно двойного действия KV Svalbard , построенное в 2002 году и оснащенное двумя движителями Azipod мощностью 5 МВт. 9 июля 2007 года Канадская вещательная корпорация сообщила, что премьер-министр Канады Стивен Харпер объявил, что Канада построит от шести до восьми патрульных судов на базе Шпицбергена . Однако с момента объявления проект продвинулся от судна двойного действия, оснащенного Azipod, до более традиционной версии с приводом от вала. [7] [8]
Ледокольное судно снабжения и резервирования SCF Sakhalin , поставленное в 2005 году как FESCO Sakhalin , было первым крупномасштабным ледоколом двойного действия. 99-метровое (325 футов) судно, приводимое в движение двумя движителями Azipod мощностью 6,5 МВт, предназначено для разрушения ровного льда толщиной до 1,5 метров (5 футов) и 20-метровых (66 футов) торосов с 4-метровым (13 футов) сплоченным слоем. [9] С тех пор за ней последовали шесть судов, основанных на той же форме корпуса и построенных на той же верфи для офшорных операций в Охотском море : суда снабжения платформ Vitus Bering в 2012 году, Aleksey Chirikov в 2013 году и Gennadiy Nevelskoy в 2017 году, а также резервные суда Stepan Makarov, Fedor Ushakov и Michael Lazarev в 2017 году. Владелец этих судов, Sovcomflot , также эксплуатирует три ледокольных судна снабжения платформ немного другой конструкции, которые способны ломать лед в заднем направлении. Суда, построенные в 2006 году, SCF Endeavour , SCF Enterprise и SCF Endurance , приводятся в движение двумя 7- мегаваттными подруливающими устройствами Z-drive и способны ломать однолетний лед толщиной до 1,5 метров (5 футов), а также многолетние торосы толщиной 4 метра (13 футов). [10]
Многоцелевой ледокол и плавучий буйковый корабль Береговой охраны США USCGC Mackinaw водоизмещением 3500 тонн , поставленный в 2005 году, также включает в себя некоторые из особенностей, типичных для ледоколов двойного действия, такие как гондола и кормовая ледокольная способность. [11]
Дизель-электрический линейный ледокол мощностью 25 МВт, заказанный Росморпортом у Балтийского завода по проектному названию ЛК-25 « Виктор Черномырдин» , будет способен непрерывно двигаться как вперед, так и назад в сплошном ледовом поле толщиной до 2 метров (6,6 футов) с 20-сантиметровым (7,9 дюйма) снежным покровом со скоростью 2 узла (3,7 км/ч; 2,3 мили в час). Гибридная пропульсивная система нового ледокола является дальнейшим развитием традиционной концепции двойного действия и будет состоять из двух агрегатов ABB Azipod мощностью 7,5 МВт и фиксированного осевого вала мощностью 10 МВт. Строительство нового полярного ледокола началось в 2013 году, и ожидается, что он будет введен в эксплуатацию на Северном морском пути в 2018 году. [12] [13] [14]
«Газпром нефть» заказала у Выборгского судостроительного завода два ледокола мощностью 22 МВт — «Александр Санников» и «Андрей Вилькицкий» . Суда, которые в настоящее время строятся и должны быть сданы в 2017 году, представляют собой дальнейшее развитие финского ледокола « Поларис» с возможностью преодоления 2-метрового (7-футового) льда как в переднем, так и в заднем направлении. [15]
Новое китайское полярное исследовательское судно , которое в настоящее время находится в стадии строительства, будет использовать концепцию двойного действия. Судно Polar Class 3 , оснащенное двумя азимутальными двигателями, сможет ломать ровный лед толщиной 1,5 метра (5 футов) и снежный покров толщиной 20 сантиметров (8 дюймов). [16] [17]
В 2001 году Fortum заказала два танкера Aframax двойного действия грузоподъемностью 106 000 DWT у Sumitomo Heavy Industries Ltd., Япония , для замены старых танкеров компании, которые из-за своего более низкого ледового класса имели ограничения по движению в худшую часть зимы и не могли доставлять свой груз на весь путь до нефтеперерабатывающих заводов в Порвоо и Наантали , поскольку им не была предоставлена помощь ледокола. Когда это произошло, нефть пришлось перевозить на меньшие суда более высокого ледового класса у кромки льда — практика, которая была и неэкономичной, и опасной. Новые суда оснащены одним тяговым агрегатом Azipod мощностью 16 МВт и имеют самый высокий финско-шведский ледовый класс — 1A Super. Они спроектированы так, чтобы иметь возможность самостоятельного плавания и ледокольной проходки в условиях Балтийского льда с возможностью работы также в Печорском море . Суда следуют принципу двойного действия с бульбообразным носом для работы на открытой воде и кормой, спроектированной с учетом ледокольных характеристик. [1] Первый танкер двойного действия, Tempera , был доставлен в 2002 году, а его сестричка Mastera — в 2003 году. [2] Ледопроходимость судов оказалась выше, чем у других судов — при челночном сообщении между Приморском , Россия , и финскими нефтеперерабатывающими заводами танкеры не нуждались в помощи ледокола и даже выступали в качестве ледоколов для других торговых судов. [18] Суда могут ломать ровный лед толщиной до 1 метра (3,3 фута) со скоростью 3 узла (5,6 км/ч; 3,5 мили в час) при движении кормой вперед. [19]
Шведская судоходная компания Donsötank управляет четырьмя небольшими танкерами-продуктовозами, которые компания называет судами двойного действия. Prospero и Bro Sincero — это танкеры-продуктовозы дедвейтом 18 119 тонн , построенные в 2000 и 2002 годах соответственно, и оснащенные одним азимутальным подруливающим устройством Siemens Schottel каждый. Evinco и Excello немного больше — 19 999 тонн . Evinco , построенный в 2005 году, оснащен одним агрегатом Schottel, а Excello, построенный в 2008 году, — двумя меньшими агрегатами Azipod. [20]
.jpg/1280px-Timofey_Guzhenko_oil_tanker_(2230006).jpg)
В 2007 году российская государственная судоходная компания «Совкомфлот» заказала три арктических челночных танкера двойного действия дедвейтом 70 000 DWT у Samsung Heavy Industries , Южная Корея , для транспортировки нефти с нефтяного терминала Варандей и два судна аналогичного размера, но немного отличающейся конструкции, у Адмиралтейских верфей в Санкт-Петербурге , Россия, для Приразломного месторождения . Первое судно, «Василий Динков» , было доставлено в 2007 году, а два его родственных судна, «Капитан Готский» и «Тимофей Гуженко» , в 2008 и 2009 годах соответственно. [21] «Кирилл Лавров» , первый танкер двойного действия, построенный на российской верфи, был доставлен в 2009 году, а последний из серии, «Михаил Ульянов» , в 2010 году. [22] [23] Танкеры, оснащенные двумя установками «Азипод», способны производить носовую загрузку и работать независимо во льдах толщиной до 1,2 метра. [22]
В марте 2010 года «Норильский никель» разместил заказ на нефтяной танкер ледового класса Arc7, производный от его двойных арктических грузовых судов на верфи Nordic Yards в Висмаре . Судно водоизмещением 18 500 DWT , именуемое проектом «Nordic AT 19», имеет схожие основные размеры, характеристики и возможности с пятью ледокольными контейнеровозами компании. Танкер, названный «Енисей», был доставлен в конце сентября 2011 года. [24] [25]
Концепция судна двойного действия была выбрана в качестве основной транспортной концепции для проекта «Ямал СПГ» . [26] В июле 2013 года компания Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) выиграла тендер на строительство шестнадцати газовозов ледового класса Arc7 , а контракт на первое судно стоимостью 339,3 млрд вон (316,4 млн долларов США) был подписан в марте 2014 года. [27] Арктические газовозы, оснащенные тремя пропульсивными установками ABB Azipod мощностью 15 МВт, являются крупнейшими ледокольными судами в мире с возможностью независимого движения по ровному льду толщиной до 2,1 метра (6,9 фута). [28] Первое судно, Christophe de Margerie , было спущено на воду в январе 2016 года. [29]
В июле 2014 года Samsung Heavy Industries получила заказ на 440 миллионов долларов на три челночных танкера ледового класса Arc7 для российской судоходной компании «Совкомфлот». Последующий заказ на строительство еще трех танкеров аналогичной конструкции для неназванной европейской судоходной компании по той же цене был объявлен в октябре 2014 года. Танкеры водоизмещением 42 000 DWT, способные ломать лед толщиной 1,4 метра (4,6 фута) со скоростью 3,5 узла (6,5 км/ч; 4,0 мили в час), будут использоваться для транспортировки сырой нефти с нефтяных месторождений Новый Порт в Обской губе в незамерзающий порт Мурманск. [30] [31] Первое судно серии, «Штурман Альбанов», было спущено на воду в начале 2016 года. [32]
Следующее поколение судов двойного действия появилось, когда российская горнодобывающая компания «Норильский никель» заказала прототип серии арктических судов для перевозки генеральных грузов/контейнеровозов водоизмещением 14 500 DWT , предназначенных для замены ее стареющего флота арктических грузовых судов типа SA-15 , построенных в Финляндии в 1980-х годах. В отличие от танкеров, судно ледового класса Arc7 было спроектировано с учетом отличных ледокольных возможностей, 2 узла в ровном льду толщиной 1,5 метра как спереди, так и сзади. Судно «Норильский никель » было доставлено с верфи Хиеталахти в 2006 году и превзошло все ожидания во время ледовых испытаний в Енисейском заливе . [18] Четыре дополнительных судна с возможностью постройки пятого были заказаны в 2007 году на верфях Aker Yards в Германии с поставками во второй половине 2008 года ( Мончегорск , Заполярный и Талнах ) и в начале 2009 года ( Надежда ). [33] [34] Позднее Nordic Yards построила производный нефтяной танкер той же конструкции. [25]
22 марта 2011 года Gaiamare, дочерняя компания Meriaura, заказала 115-метровое (377 футов) многоцелевое грузовое судно двойного действия, специально разработанное для таких сложных проектов, как транспортировка ветряных турбин на морские установки. Новое судно Meri было построено на верфи STX Finland Turku и доставлено в июне 2012 года. Экологически чистое судно, работающее на биотопливе , также может использоваться для ликвидации разливов нефти — судно может быть оборудовано скиммерами и имеет 2700 м3 резервуаров для собранной нефти. Дизель-электрическая силовая установка с двумя подруливающими устройствами Siemens Schottel Z-drive и двумя носовыми подруливающими устройствами позволяет судну маневрировать и даже двигаться боком на низких скоростях, что значительно увеличивает скорость сбора нефти. [35] [36]
