Балкер или балкер — это торговое судно, специально предназначенное для перевозки неупакованных сыпучих грузов , таких как зерно , уголь, руда , рулоны стали и цемент, в грузовых трюмах . С тех пор как в 1852 году был построен первый специализированный балкер, экономические силы привели к увеличению размеров и сложности этих судов. Сегодняшние балкеры специально разработаны для максимальной вместимости, безопасности, эффективности и долговечности.
Сегодня сухогрузы составляют 21 процент мирового торгового флота, [2] и их размер варьируется от однотрюмных мини-балкеров до гигантских рудовозов, способных перевозить 400 000 метрических тонн дедвейта (DWT). Существует ряд специализированных конструкций: некоторые могут разгружать собственный груз, разгрузка некоторых зависит от портовых средств, а некоторые даже упаковывают груз по мере его погрузки. Более половины всех балкеров имеют греческих, японских или китайских владельцев, а более четверти зарегистрированы в Панаме . Южная Корея является крупнейшим производителем балкеров, и 82 процента этих судов были построены в Азии.
На балкерах экипажи участвуют в эксплуатации, управлении и техническом обслуживании судна, заботятся о безопасности, мореплавании, техническом обслуживании и уходе за грузами в соответствии с международным морским законодательством. Численность экипажа может варьироваться от трех человек на самых маленьких кораблях до более 30 человек на самых больших.
Грузопогрузочные операции различаются по сложности, а погрузка и выгрузка груза может занимать несколько дней. Балкеры могут быть безредукторными (в зависимости от терминального оборудования) или с редуктором (с кранами, встроенными в судно).
Массовые грузы могут быть очень плотными, коррозионными или абразивными. Это может создать проблемы безопасности, которые могут угрожать кораблю: такие проблемы, как смещение груза , самовозгорание и насыщение груза. Использование старых судов, имеющих проблемы с коррозией, а также больших люков балкеров, было связано с волной затопления балкеров в 1990-х годах. Эти большие люки, важные для эффективной обработки грузов, могут пропускать большие объемы воды во время штормов и ускорять затопление, когда судно кренится или кренится . С тех пор были введены новые международные правила, направленные на улучшение конструкции и проверки судов, а также на упрощение процесса покидания судна экипажами.
Термин балкер определялся по-разному. По состоянию на 1999 год Международная конвенция по охране человеческой жизни на море определяет балкер как «судно, построенное с одной палубой, верхними бортовыми цистернами и бункерными цистернами в грузовых помещениях и предназначенное в основном для перевозки сухих грузов навалом; руды перевозчик; или комбинированный перевозчик». [3] Большинство классификационных обществ используют более широкое определение, согласно которому сухогруз – это любое судно, перевозящее сухие неупакованные грузы. [4] Многоцелевые грузовые суда могут перевозить навалочные грузы, но также могут перевозить и другие грузы и не предназначены специально для перевозки навалочных грузов. Термин «сухогруз» используется для отличия навалочных судов от наливных жидких судов, таких как суда для перевозки нефти , химикатов или сжиженного нефтяного газа . Очень маленькие балкеры почти неотличимы от судов для перевозки генеральных грузов, и их часто классифицируют больше по назначению судна, чем по его конструкции.
Для описания сухогрузов используется ряд сокращений. « OBO » обозначает балкер, перевозящий комбинацию руды, навалочных грузов и нефти, а «O/O» используется для комбинированных судов для перевозки нефти и руды. [5] Термины «VLOC», «VLBC», «ULOC» и «ULBC» для очень больших и сверхкрупных рудовозов и балкеров были адаптированы из обозначений супертанкеров « очень большой перевозчик сырой нефти» и «сверхбольшой перевозчик сырой нефти». [6]
До того, как были разработаны специализированные балкеры, у грузоотправителей было два способа перевозки сыпучих грузов на судах. При первом методе грузчики загружали груз в мешки, укладывали мешки на поддоны и с помощью крана помещали поддоны в грузовой отсек . [7] Второй метод требовал, чтобы грузоотправитель зафрахтовал весь корабль и потратил время и деньги на установку в трюмы фанерных контейнеров. [8] Затем, чтобы провести груз через небольшие люки, пришлось соорудить деревянные кормушки и передвижные доски. [8] Эти методы были медленными и трудоемкими . Как и в случае с контейнеровозом , проблема эффективной погрузки и разгрузки привела к развитию сухогрузов. [ нужна цитата ]
Специализированные сухогрузы стали появляться по мере того, как пароходы становились все более популярными. [7] Первым пароходом, признанным сухогрузом, был британский угольщик Джон Боуз , построенный в 1852 году. [9] [10] Он имел металлический корпус , паровой двигатель и систему балластировки , в которой вместо мешков с песком использовалась морская вода. [9] Эти качества помогли ей добиться успеха на конкурентном британском рынке угля. [9] Первым саморазгрузочным судном было грузовое судно «Хеннепин» в 1902 году на Великих озерах . Это значительно сократило время разгрузки сухогрузов за счет использования ленточного конвейера для перемещения груза. [11] Первые сухогрузы с дизельной силовой установкой начали появляться в 1911 году. [9] [10]
До Второй мировой войны спрос на международные перевозки сыпучих продуктов был низким — около 25 миллионов тонн металлических руд [12] [13] — и большая часть этой торговли была прибрежной . [14] Однако на Великих озерах сухогрузы перевозили огромное количество железной руды из северных шахт Миннесоты и Мичигана на сталелитейные заводы. В 1929 году по озерам было перевезено 73 миллиона тонн железной руды, а также почти столько же угля, известняка и другой продукции. [15] Уже появились две определяющие характеристики балластных судов: двойное дно , принятое в 1890 году, [9] и треугольная структура балластных цистерн, которая была введена в 1905 году . [9] После Второй мировой войны Международная оптовая торговля начала развиваться между промышленно развитыми странами , особенно между европейскими странами, Соединенными Штатами и Японией. [12] Из-за экономики этой торговли океанские сухогрузы стали крупнее и более специализированными. [13] [16] В этот период грузовые суда Великих озер увеличились в размерах, чтобы максимизировать экономию за счет масштаба, а саморазгрузочные машины стали более распространенными, чтобы сократить время выполнения работ . Тысячефутовые суда Великих озер, построенные в 1970-х годах, были одними из самых длинных судов на плаву, а в 1979 году по Великим озерам было перевезено рекордные 214 миллионов тонн навалочных грузов. [17]
Балкеры делятся на шесть основных размерных категорий: маленькие, хэндисайз , хэндимакс , панамакс , кейпсайз и очень большие. [23] Очень крупные балкеры и рудовозы относятся к категории «кейпсайз», но часто рассматриваются отдельно.
Категории встречаются в региональной торговле , такие как Kamsarmax, [24] Seawaymax , Setouchmax, Dunkirkmax и Newcastlemax, также появляются в региональной торговле. [23]
Мини-балкеры преобладают в категории малых судов дедвейтом до 10 000 тонн . Мини-балкеры перевозят от 500 до 2500 тонн, имеют одинарный трюм и предназначены для речного транспорта. Их часто строят так, чтобы они могли проходить под мостами , и имеют небольшой экипаж от трех до восьми человек.
Корабли Handysize и Handymax по своей природе являются универсальными. [4] Эти два сегмента представляют 71% всех сухогрузов дедвейтом более 10 000 тонн и также имеют самые высокие темпы роста. [28] Частично это связано с вступлением в силу новых правил, которые налагают большие ограничения на строительство более крупных судов. [28] Суда Handymax обычно имеют длину 150–200 м и дедвейт 52 000–58 000 тонн , имеют пять грузовых трюмов и четыре крана. [4] Эти корабли также носят общий характер. [4]
Размер судна класса Panamax ограничен шлюзовыми камерами Панамского канала , в которых могут приниматься суда шириной до 32,31 м, длиной габаритной до 294,13 м и осадкой до 12,04 м. [29]
Корабли типа «кейпсайз» слишком велики, чтобы пересечь Панамский канал, и им приходится обходить мыс Горн , чтобы путешествовать между Тихим и Атлантическим океанами. Ранее корабли типа «кейпсайз» не могли пересечь Суэц и должны были обойти мыс Доброй Надежды . Недавнее углубление Суэцкого канала до 66 футов (20 м) позволяет большинству кораблей типа «кейпсайз» проходить через него. [30]
Сухогрузы типа «кейпсайз» специализированы: 93% их груза — железная руда и уголь. [4] Некоторые суда на Водном пути Великих озер превышают размеры Панамакса, но их использование ограничено на Великих озерах, поскольку они не могут пройти через меньший морской путь Святого Лаврентия в океан. Очень крупные рудовозы и очень крупные балкеры относятся к категории кейпсайз, предназначенной для судов дедвейтом более 200 000 тонн . [23] Транспортеры такого размера почти всегда предназначены для перевозки железной руды. [23]
В октябре 2022 года сухогруз Shofu Maru компании Mitsui OSK Lines (MOL) прибыл в Ньюкасл в свой первый рейс, став первым балкером, частично оснащенным ветроэнергетической установкой с жестким парусом. Ожидалась пятипроцентная экономия топлива. [31]
Мировые перевозки грузов достигли огромных размеров: в 2005 году судами было перевезено 1,7 миллиарда тонн угля, железной руды, зерна, бокситов и фосфатов. [36] Сегодня мировой флот балкеров насчитывает 6225 судов дедвейтом более 10 000 тонн и составляет 40% всех судов по тоннажу и 39,4% по судам. [33] Включая более мелкие суда, сухогрузы имеют общую совокупную вместимость почти 346 миллионов дедвейт. [37] Комбинированные перевозчики составляют очень небольшую часть флота, составляя менее 3% от этой мощности. [37] Озерные грузовые суда Великих озер с 98 судами общим дедвейтом 3,2 миллиона тонн, несмотря на то, что они составляют небольшую часть общего флота по тоннажу и работают только 10 месяцев в году, перевозили десятую часть мировых навалочных грузов из-за Короткое расстояние поездки и быстрые развороты. [33] [38]
По состоянию на 2005 год средний балкер имел возраст чуть более 13 лет. [39] Около 41% всех балкеров были моложе десяти лет, 33% были старше двадцати лет, а остальные 26% были в возрасте от десяти до двадцати лет. [39] Все 98 балкеров, зарегистрированных в торговле на Великих озерах, старше 20 лет, а самому старому судну, все еще находившемуся в плавании в 2009 году, «Сент- Мэри Челленджер » было 106 лет. [40]
По состоянию на 2005 год Морская администрация США насчитала во всем мире 6 225 балкеров дедвейтом 10 000 тонн и более. [42] Больше балкеров зарегистрировано в Панаме : 1703 судна, больше, чем в четырех других государствах флага вместе взятых. [42] По количеству зарегистрированных сухогрузов в первую пятерку государств флага также входят Гонконг с 492 судами, Мальта (435), Кипр (373) и Китай (371). [42] Панама также доминирует в регистрации сухогрузов с точки зрения дедвейта . Позиции со второй по пятую занимают Гонконг, Греция, Мальта и Кипр. [42]
Греция, Япония и Китай входят в тройку крупнейших владельцев сухогрузов с 1326, 1041 и 979 судами соответственно. [43] На эти три страны приходится более 53% мирового флота. [43]
Некоторые компании имеют большой флот частных балкеров. Многонациональная компания Gearbulk Holding Ltd. имеет более 70 балкеров. [44] Группа Fednav в Канаде управляет флотом из более чем 80 сухогрузов, в том числе двух, предназначенных для работы во льдах Арктики. [45] Хорватская компания Atlantska Plovidba dd имеет флот из 14 балкеров. [46] Группа H. Vogemann в Гамбурге, Германия, управляет флотом из 19 балкеров. [47] Portline в Португалии владеет 10 сухогрузами. [48] Dampskibsselskabet Torm в Дании и Elcano в Испании также владеют значительным флотом балкеров. [49] Другие компании специализируются на операциях с мини-балкерами: английская компания Stephenson Clarke Shipping Limited владеет флотом из восьми мини-балкеров и пяти небольших сухогрузов Handysize, [50] а компания Cornships Management and Agency Inc. в Турции владеет флотом семь мини-балкеров. [51]
Азиатские компании доминируют в строительстве балкеров. Из 6225 мировых балкеров почти 62% были построены в Японии [52] на таких верфях, как Oshima Shipbuilding и Sanoyas Hishino Meisho . [4] Южная Корея, с известными верфями Daewoo и Hyundai Heavy Industries , [4] заняла второе место среди строителей с 643 судами. Китайская Народная Республика с такими крупными верфями, как Далянь, Чэнси и Шанхай Вайгаоцяо, заняла третье место с 509 судами. [52] Тайвань , с такими верфями, как China Shipbuilding Corporation , [4] занимает четвертое место, на его долю приходится 129 кораблей. [52] Верфи в этих четырех крупнейших странах построили более 82% балкеров на плаву. [52]
На стоимость перевозки насыпного груза на корабле влияет несколько факторов. Рынок массовых грузовых перевозок очень волатилен, и он колеблется, а также тип груза, размер судна и маршрут следования - все это влияет на окончательную цену. Перевозка большого количества угля из Южной Америки в Европу в 2005 году стоила от 15 до 25 долларов за тонну . тонну до 70 долларов за тонну. [53]
Некоторые грузоотправители предпочитают вместо этого зафрахтовать судно, платя дневную ставку вместо установленной цены за тонну. [53] В 2005 году средняя дневная ставка на судно Handymax варьировалась от 18 000 до 30 000 долларов США. [53] Судно Panamax можно зафрахтовать за 20 000–50 000 долларов в день, а судно Capesize — за 40 000–70 000 долларов в день. [53]
Как правило, корабли выводятся из состава флота путем прохождения процесса, известного как разборка или слом корабля . [54] Судовладельцы и покупатели договариваются о цене лома на основе таких факторов, как вес пустого судна (так называемое водоизмещение в легких тоннах или LDT) и цены на рынке металлолома. [55] В 1998 году почти 700 кораблей были списаны в таких местах, как Аланг, Индия , и Читтагонг, Бангладеш . [54] Это часто делается путем «выбрасывания» корабля на открытый песок, а затем разрезания его вручную с помощью газовых фонарей. Это опасная операция, которая приводит к травмам и гибели людей, а также к воздействию токсичных материалов, таких как асбест, свинец, и различные химикаты. [56] [57] [58] Полмиллиона дедвейтных тонн сухогрузов были списаны в 2004 году, что составляет 4,7% от годового списания. [53] В том году балкеры продавались по особенно высоким ценам на лом — от 340 до 350 долларов за LDT. [53]
Экипаж сухогруза обычно состоит из 20–30 человек, хотя на кораблях меньшего размера могут обслуживаться и 8 человек. Экипаж включает капитана или капитана, палубное отделение , машинное отделение и отделение стюарда . Практика приема пассажиров на грузовые суда, когда-то почти универсальная, сегодня очень редка и почти не существует на сухогрузах. [59]
В 1990-е годы сухогрузы стали жертвами пугающего количества кораблекрушений . Это побудило судовладельцев заказать исследование, призванное объяснить влияние различных факторов на эффективность и компетентность экипажа. [60] Исследование показало, что производительность экипажа на балкерах была самой низкой из всех изученных групп. [60] Среди экипажей балкеров лучшие показатели были обнаружены на борту более молодых и более крупных судов. [60] Экипажи на кораблях, обслуживаемых в лучшем состоянии, работали лучше, как и экипажи на кораблях, где говорили на меньшем количестве языков. [60]
На балкерах работает меньше палубных офицеров , чем на кораблях других типов аналогичного размера. [60] Мини-балкер перевозит двух-трех палубных офицеров, а более крупные балкеры Handysize и Capesize перевозят четырех. [60] На танкерах с сжиженным природным газом такого же размера имеется дополнительный палубный офицер и нелицензированный моряк . [60]
Рейсы балкера определяются рыночными силами; Маршруты и грузы часто меняются. Судно может заниматься торговлей зерном в период сбора урожая , а затем перейти для перевозки других грузов или работать по другому маршруту. На борту каботажного перевозчика, занимающегося трамвайной торговлей , экипаж часто не знает следующего порта захода, пока груз не будет полностью загружен.
Поскольку навалочные грузы очень трудно разгружать, сухогрузы проводят в порту больше времени, чем другие суда. Исследование мини-балкеров показало, что на разгрузку судна требуется в среднем в два раза больше времени, чем на его погрузку. [60] Мини-балкер проводит в порту 55 часов за раз, по сравнению с 35 часами для лесовоза аналогичного размера. [60] Это время пребывания в порту увеличивается до 74 часов для судов Handymax и 120 часов для судов Panamax. [60] По сравнению с 12-часовым ремонтом, обычным для контейнеровозов, 15-часовым ремонтом для автоперевозчиков и 26-часовым ремонтом для крупных танкеров, экипажи балкеров имеют больше возможностей проводить время на берегу. [60]
Погрузка и разгрузка сухогруза трудоемка и опасна. Процесс планируется старшим помощником капитана корабля под непосредственным и постоянным контролем капитана корабля . Международные правила требуют, чтобы капитан и начальник терминала согласовали подробный план до начала операций. [61] Палубные офицеры и грузчики контролируют операции. Иногда допускаются ошибки при загрузке, из-за которых судно опрокидывается или ломается пополам у причала. [62]
Используемый метод погрузки зависит как от груза, так и от оборудования, имеющегося на корабле и в доке. В наименее развитых портах груз можно загружать лопатами или мешками, высыпанными из крышки люка. Эта система заменяется более быстрыми и менее трудоемкими методами. [63] Двухсочлененные краны , которые могут грузить со скоростью 1000 тонн в час, представляют собой широко используемый метод, [63] и использование береговых козловых кранов , достигающих 2000 тонн в час, растет. [63] Скорость разгрузки крана ограничивается грузоподъемностью ковша (от 6 до 40 тонн) и скоростью, с которой кран может принять груз, разместить его на терминале и вернуться за следующим. Для современных козловых кранов общее время цикла захват-загрузка-возврат составляет около 50 секунд. [4]
Ленточные конвейеры представляют собой очень эффективный метод погрузки: стандартные скорости погрузки варьируются от 100 до 700 тонн в час, хотя самые современные порты могут предложить скорость 16 000 тонн в час. [63] [64] Однако процедуры запуска и остановки ленточных конвейеров сложны и требуют времени для выполнения. [64] Саморазгружающиеся суда используют ленточные конвейеры с производительностью около 1000 тонн в час. [63]
После выгрузки груза экипаж приступает к уборке трюмов. Это особенно важно, если следующий груз будет другого типа. [65] Огромные размеры грузовых трюмов и склонность грузов вызывать физическое раздражение усложняют очистку трюмов. Когда трюмы чистые, начинается процесс погрузки.
Крайне важно поддерживать уровень груза во время погрузки, чтобы сохранить устойчивость. [8] По мере заполнения трюма для контроля груза часто используются такие машины, как экскаваторы и бульдозеры . Выравнивание особенно важно, когда трюм заполнен лишь частично, поскольку существует большая вероятность смещения груза. [66] Принимаются дополнительные меры предосторожности, такие как добавление продольных перегородок и крепление древесины поверх груза. [7] Если трюм полон, используется метод, называемый томированием, [8] который включает в себя выкапывание ямы длиной 6 футов (2 м) под крышкой люка и заполнение ее упакованным грузом или грузами. [8]
Конструкция сухогруза во многом определяется грузом, который он будет перевозить. Плотность груза, также известная как коэффициент его укладки , является ключевым фактором. Плотность обычных навалочных грузов варьируется от 0,6 тонны на кубический метр для легкого зерна до 3 тонн на кубический метр для железной руды. [4]
Общий вес груза является ограничивающим фактором при проектировании рудовоза, поскольку груз очень плотный. С другой стороны, угольные суда ограничены по общему объему, поскольку большинство сухогрузов могут быть полностью заполнены углем до достижения максимальной осадки. [4]
Для данного тоннажа вторым фактором, определяющим размеры судна, является размер портов и водных путей, по которым оно будет следовать. Например, судно, которое пройдет Панамский канал, будет ограничено по ширине и осадке . Для большинства конструкций соотношение длины к ширине колеблется от 5 до 7, в среднем 6,2. [4] Отношение длины к высоте будет между 11 и 12. [4]
Машинное отделение на балкере обычно находится в кормовой части , под надстройкой . Более крупные сухогрузы, начиная с Handymax и выше, обычно имеют одиночный двухтактный тихоходный дизельный двигатель с крейцкопфом , непосредственно соединенный с гребным винтом фиксированного шага . Электричество вырабатывается вспомогательными генераторами и/или генератором переменного тока , соединенным с карданным валом. На небольших сухогрузах один или два четырехтактных дизеля используются для вращения гребного винта с фиксированным или регулируемым шагом через редуктор , который также может иметь выход для генератора переменного тока. [4] Средняя расчетная скорость судна для сухогрузов Handysize и выше составляет 13,5–15 узлов (25,0–27,8 км/ч; 15,5–17,3 миль в час). [23] Скорость пропеллера относительно низкая, около 90 оборотов в минуту, хотя она зависит от размера пропеллера. [4]
В результате нефтяного кризиса 1973 года , энергетического кризиса 1979 года и вызванного им роста цен на нефть в конце 1970-х — начале 1980-х годов были опробованы экспериментальные конструкции с использованием угля в качестве топлива для судов. Компания Australian National Lines (ANL) построила два угольных судна водоизмещением 74 700 тонн под названием River Boyne и River Embely . [67] вместе с двумя, построенными TNT, под названием TNT Capricornia и TNT Capentaria и переименованными в Fitzroy River и Endeavour River . Эти корабли были финансово эффективны на протяжении всего своего срока службы, а их паровые двигатели могли генерировать мощность на валу в 19 000 лошадиных сил (14 000 кВт). [67] Эта стратегия дала интересное преимущество перевозчикам бокситов и аналогичных топливных грузов, но страдала от низкой мощности двигателей по сравнению с более высокими затратами на техническое обслуживание и эффективными современными дизелями, проблемами с обслуживанием из-за поставок несортированного угля и высокими первоначальными затратами. [67]
Люк или люк — это отверстие в верхней части грузового отсека . Механические устройства, позволяющие открывать и закрывать люки, называются крышками люков. Как правило, люковые крышки занимают от 45% до 60% ширины или ширины корабля и от 57% до 67% длины трюмов. [4] Чтобы эффективно загружать и разгружать грузы, люки должны быть большими, но большие люки создают структурные проблемы. Нагрузка на корпус концентрируется по краям люков, и эти участки необходимо усилить. [64] Часто области люка усиливаются за счет локального увеличения размеров или добавления элементов конструкции, называемых ребрами жесткости. Оба этих варианта имеют нежелательный эффект увеличения веса корабля.
Еще совсем недавно, в 1950-х годах, люки имели деревянные крышки, которые разбирались и восстанавливались вручную, а не открывались и закрывались. [68] Новые суда имеют металлические люковые крышки с гидравлическим приводом, которыми часто может управлять один человек. [65] Крышки люков могут сдвигаться вперед, назад или в сторону, подниматься или складываться. Очень важно, чтобы люковые крышки были водонепроницаемыми: незакрытые люки приводят к случайному затоплению грузовых трюмов, из-за чего многие сухогрузы затонули. [69]
Правила, касающиеся люковых крышек, изменились после расследования гибели MV Derbyshire . [70] Конференция по грузовой марке 1966 года установила требование, чтобы люковые крышки могли выдерживать нагрузку в 1,74 тонны/м 2 из-за морской воды, а также минимальный размер 6 мм для верхней части люковых крышек. Затем Международная ассоциация классификационных обществ расширила этот стандарт прочности, создав в 1998 году унифицированное требование S21 [71]. Этот стандарт требует, чтобы давление морской воды рассчитывалось как функция надводного борта и скорости, особенно для люковых крышек, расположенных на носовая часть корабля. [71]
Балкеры спроектированы таким образом, чтобы их было легко построить и эффективно хранить грузы. Для облегчения конструкции балкеры строятся с единым корпусом кривизны. [4] Кроме того, хотя выпуклая носовая часть позволяет кораблю более эффективно двигаться по воде, на более крупных кораблях дизайнеры склоняются к простым вертикальным носам. [4] Полнокорпусные суда с большими коэффициентами полноты почти универсальны, и в результате балкеры по своей сути медленны. [4] Это компенсируется их эффективностью. Сравнение грузоподъемности судна в единицах дедвейта с его весом в пустом состоянии является одним из способов измерения его эффективности. [4] Небольшой корабль Handymax может перевозить вес, в пять раз превышающий его собственный. [4] В более крупных конструкциях эта эффективность еще более выражена: суда типа Capesize могут перевозить вес, в восемь раз превышающий их собственный. [4]
Балкеры имеют поперечное сечение, типичное для большинства торговых судов. Верхний и нижний углы трюма используются в качестве балластных цистерн , как и зона двойного дна . Угловые баки усилены и служат не только для управления дифферентом корабля, но и для других целей. Угол наклона угловых цистерн проектировщики выбирают меньшим, чем угол естественного откоса предполагаемых грузов. [14] Это значительно уменьшает боковое перемещение или «смещение» груза, которое может поставить под угрозу судно. [14]
Двойное дно также подвержено конструктивным ограничениям. Основная проблема заключается в том, чтобы они были достаточно высокими, чтобы можно было пропускать трубы и кабели. Эти помещения также должны быть достаточно просторными, чтобы обеспечить безопасный доступ людей для проведения обследований и технического обслуживания. С другой стороны, опасения по поводу лишнего веса и ненужного объема делают двойное дно очень тесным.
Корпуса балкеров изготавливаются из стали, обычно из мягкой стали . [72] Некоторые производители в последнее время отдают предпочтение высокопрочной стали, чтобы уменьшить собственный вес. [73] Однако использование высокопрочной стали для продольного и поперечного усиления может снизить жесткость корпуса и устойчивость к коррозии. [14] Для изготовления некоторых деталей корабля, например, опоры гребного вала, используется кованая сталь. [4] Поперечные перегородки изготовлены из рифленого железа , армированы снизу и в местах соединений. [4] Была исследована конструкция корпусов сухогрузов с использованием сэндвича из бетона и стали. [74]
Двойные корпуса стали популярны в последние десять лет. [4] Проектирование судна с двойными бортами увеличивает в первую очередь его ширину, поскольку сухогрузы уже должны иметь двойное дно . [75] Одним из преимуществ двойного корпуса является освобождение места для размещения всех элементов конструкции в бортах, вынимая их из трюмов . [76] Это увеличивает объем трюмов и упрощает их конструкцию, что облегчает погрузку, разгрузку и очистку. [77] Двойные борта также улучшают возможности судна по балластировке, что полезно при перевозке легких грузов: судну, возможно, придется увеличить осадку из соображений остойчивости или мореходности, что делается путем добавления балластной воды.
Недавняя разработка под названием Hy-Con стремится объединить преимущества однокорпусной и двухкорпусной конструкции. Сокращенно от гибридной конфигурации, эта конструкция удваивает передний и задний трюмы, а остальные оставляет однокорпусными. [78] Такой подход увеличивает прочность корабля в ключевых точках, одновременно снижая общий вес тары. [79]
Поскольку принятие двойного корпуса было скорее экономическим, чем чисто архитектурным решением, некоторые утверждают, что двухсторонние корабли подвергаются меньшему количеству всесторонних обследований и больше страдают от скрытой коррозии. [80] Несмотря на возражения, в 2005 году двойной корпус стал требованием для судов типа Panamax и Capesize. [81]
Грузовые суда постоянно подвергаются опасности «сломать себе спину» [82] , и поэтому продольная прочность является основной архитектурной проблемой. Корабельный архитектор использует корреляцию между продольной прочностью и набором толщин корпуса, называемым брусами, для решения проблем продольной прочности и напряжений. Корпус корабля состоит из отдельных частей, называемых элементами. [83] Совокупность размеров этих элементов называется корабельным брусом. [83] Военно-морские архитекторы рассчитывают нагрузки, которым может подвергнуться корабль, добавляют коэффициенты запаса прочности, а затем могут рассчитать необходимые размеры. [83]
Эти анализы проводятся при движении порожняком, погрузке и разгрузке, при частичной и полной загрузке, а также в условиях временной перегрузки. [4] Тщательно изучаются места, подверженные наибольшим нагрузкам, такие как днища трюмов, крышки люков, переборки между трюмами и днища балластных цистерн. [4] Балкеры Великих озер также должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать пружинение или развитие резонанса с волнами , которые могут вызвать усталостные переломы . [73]
С 1 апреля 2006 года Международная ассоциация классификационных обществ приняла Общие структурные правила. Правила применяются к сухогрузам длиной более 90 метров и требуют, чтобы при расчете размеров учитывались такие факторы, как влияние коррозии, суровые условия, часто встречающиеся в Северной Атлантике , и динамические напряжения во время погрузки. Правилами также установлены допуски на коррозию – от 0,5 до 0,9 мм. [84]
1980-е и 1990-е годы были очень небезопасным временем для балкеров. За это время затонуло множество сухогрузов; Только в период с 1990 по 1997 год было потеряно 99 человек. [12] Большинство этих затоплений были внезапными и быстрыми, что сделало невозможным спасение экипажа: за тот же период погибло более 650 моряков. [12] Частично из-за затопления MV Derbyshire в 1990-х годах был принят ряд международных резолюций по безопасности в отношении балкеров. [69]
Перестановка грузов представляет большую опасность для сухогрузов. Проблема еще более заметна с зерновыми грузами, поскольку во время рейса зерно оседает и создает дополнительное пространство между верхом груза и верхом трюма. [7] Тогда груз может свободно перемещаться с одного борта корабля на другой по мере его крена. Это может привести к крену корабля, что, в свою очередь, приведет к смещению большего количества груза. Такая цепная реакция может очень быстро опрокинуть сухогруз. [7]
Конвенция СОЛАС 1960 года была направлена на решение этой проблемы. [85] Эти правила требовали, чтобы верхние балластные цистерны были спроектированы таким образом, чтобы предотвратить смещение. Им также требовалось выравнивать или выравнивать грузы с помощью экскаваторов в трюмах. [16] [86] Практика обрезки уменьшает площадь поверхности груза, контактирующей с воздухом [87], что имеет полезный побочный эффект: снижение вероятности самовозгорания таких грузов, как уголь, железо и металлическая стружка. . [87]
Другой вид риска, который может повлиять на сухие грузы, — это поглощение влаги из окружающей среды. [88] Когда очень мелкие бетоны и заполнители смешиваются с водой, грязь, образующаяся на дне трюма, легко смещается и может создать эффект свободной поверхности . [88] Единственный способ контролировать эти риски — это хорошая вентиляция и тщательный мониторинг наличия воды. [88]
Только в 1990 году затонуло 20 сухогрузов, унеся с собой 94 члена экипажа. В 1991 году затонуло 24 балкера, в результате чего погибло 154 человека. [89] Такой уровень потерь привлек внимание к аспектам безопасности балкеров, и многое было изучено. Американское бюро судоходства пришло к выводу, что потери «непосредственно связаны с разрушением конструкции грузового трюма» [32], а Регистр судоходства Ллойда добавил, что борта корпуса не выдержали «комбинации местной коррозии, усталостного растрескивания и эксплуатационных повреждений. " [89]
Исследования аварий показали четкую закономерность: [69]
Предыдущая практика требовала, чтобы корабли выдерживали затопление одного переднего трюма, но не защищала от ситуаций, когда затоплены два трюма. Не лучше обстоит дело и с затоплением двух кормовых (задних) трюмов, поскольку машинное отделение быстро затопляется, оставляя корабль без двигательной установки. Если два трюма в середине корабля будут затоплены, нагрузка на корпус может стать настолько большой, что корабль расколется надвое.
Были выявлены и другие способствующие факторы:
Новые правила, принятые в приложениях к конвенции СОЛАС в 1997 году , сосредоточены на таких проблемах, как усиление переборок и продольного шпангоута, более строгие проверки (с особым упором на коррозию) и регулярные портовые проверки. [7] Дополнения 1997 года также требовали, чтобы балкеры с ограничениями (например, им было запрещено перевозить определенные виды грузов) маркировали свои корпуса большими, хорошо видимыми треугольниками. [93]
С декабря 2004 года балкеры Panamax и Capesize обязаны иметь на борту спасательные шлюпки , расположенные свободным падением на корме за рубкой. [7] Такое расположение позволяет экипажу быстро покинуть корабль в случае катастрофической чрезвычайной ситуации. [94] Одним из аргументов против использования спасательных шлюпок, спускаемых свободным падением, является то, что эвакуированным требуется «некоторая степень физической подвижности, даже физическая подготовка», чтобы войти в шлюпку и спустить ее на воду. [95] Также во время запусков имели место травмы, например, в случае неправильно пристегнутых ремней безопасности. [95]
В декабре 2002 года в главу XII конвенции СОЛАС были внесены поправки, требующие установки систем сигнализации и мониторинга высокого уровня воды на всех балкерах. Эта мера безопасности позволяет быстро оповестить вахтенных на мостике и в машинном отделении о затоплении трюмов. [7] В случае катастрофического наводнения эти детекторы могут ускорить процесс покидания корабля.
DOC , мемуары DESS, 1999.
/File:Oil-tankers-map-with-top-10.svg){kind=link}
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )