Конструктивные решения по переоборудованию килекторного судна в спасательное

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ПЕРЕОБОРУДОВАНИЮ КИЛЕКТОРНОГО СУДНА В СПАСАТЕЛЬНОЕ

Федотов В.И., инженер-конструктор (АО «51 ЦКТИС»)

Введение

Несмотря на стремительное развитие судостроительной отрасли и совершенствование технологий, имеют место быть ситуации, когда подводной лодке и её экипажу необходимо оказать помощь.

Суда, способные принимать участие в операциях по спасению личного состава подводной лодки, относятся к аварийно-спасательной службе (АСС).

Помимо спасательных судов, в состав данной службы входят килекторные суда, имеющие отличное предназначение, но способные участвовать в спасательных операциях. В данной работе рассмотрены конструктивные решения, позволяющие с наименьшими затратами переоборудовать суда данного типа в спасательные путем размещения специальной модульной системы на грузовой палубе.

Постановка задачи

С целью выполнения работ по постановке мёртвых якорей, бонов, расчистки фарватеров, подъёма затонувших объектов, килекторные суда оснащены мощным грузоподъёмным устройством, размещённым в кормовой части судна.

В данной работе рассматривается килекторное судно, являющееся двухпалубным, с расположенной в носу рубкой для размещения экипажа, с открытой палубой в кормовой части, защищённой побортно надстройками, с грузовым килекторным устройством.

Рис. 1 – Чертеж общего расположения судна

Оборудование судна включает в себя комплекс грузовых устройств, состоящий из трёх грузовых стрел разной грузоподъёмности, судового крана и кормового килекторного устройства. Данное устройство способно производить постановку спасательного глубоководного аппарата (СГА) на воду и осуществлять его подъём на грузовую палубу с последующей стыковкой к комплексу барокамер, что позволяет судну принимать участие в аварийно-спасательных работах.

В ходе представленной работы были проанализированы спасательные суда ВМФ РФ и их возможности, конструкционные особенности судна, подлежащего переоборудованию, которые необходимо учесть при размещении специального оборудования (модульной системы), а также целесообразность данного проекта.

Модульная система

Модульная система спасания экипажей аварийных подводных лодок (МССЭ ПЛ) является инновационной разработкой, способной увеличить возможности аварийно-спасательной службы. Она предназначена для спасания личного состава аварийной подводной лодки, лежащей на грунте, и дальнейшего проведения комплекса мероприятий по оказанию необходимой помощи подводникам: прохождение режимов декомпрессии, лечебной рекомпрессии и оксигенобаротерапии.

Система включает в себя шесть основных модулей, которые совокупно образуют единый комплекс:

• Приемно-переходной модуль, обеспечивающий посадку спасательного глубоководного аппарата, а также перевод спасаемых подводников в приемную барокамеру для оказания первой помощи. Состоит из трёх отдельных частей, представляющих собой единую конструкцию.

• Модули размещения спасенного личного состава, в барокамерах которых проводятся основные мероприятия по оказанию помощи подводникам.

• Модуль сжатого воздуха и модуль дополнительных газовых смесей, обеспечивающие барокамеры необходимой дыхательной смесью;

• Модуль обеспечения, который является постом управления всей системой;

• Два блока размещения баллонных стоек БРГ-6 с кислородной и гелиевой группой.

Все модули размещены в специальных рамных конструкциях или контейнерах морского исполнения, выполненных в соответствии с требованиями ГОСТ Р 53350-2009 «Контейнеры грузовые серии 1», регламентирующим классификацию, размеры и массу. Соответственно, средствами крепления являются нижние и верхние фитинги, размещение которых регламентируется по ГОСТ Р 51891-2008 «Контейнеры грузовые серии 1. Фитинги. Технические условия».

Табл. 1 – Основные характеристики модульной системы

Рис. 2 – Схема встроенного в палубу фитинга в двух проекциях

Крепление модулей происходит следующим образом: к палубе судна привариваются фундаменты специальной конструкции, основной частью которых являются обыкновенные фитинги. На данные фундаменты устанавливаются модули и посредством твистлоков происходит надежная фиксация. Приемно-переходной модуль имеет четыре дополнительных особых средства крепления – найтовы устройства.

Спасательные суда ВМФ РФ и их краткий анализ

Основным назначением спасательных судов является спасение личного состава аварийных подводных лодок, лежащих на грунте. Задачи оказания помощи аварийным надводным кораблям являются для них дополнительными. Для решения основной задачи спасательные суда вооружены спасательными глубоководными аппаратами (СГА), рабочими подводными аппаратами (РПА) и глубоководным водолазным комплексом (ГВК). Таким образом, на спасательные суда возлагаются следующие задачи:

• Поиск и обследование аварийных ПЛ и затонувших объектов, лежащих на грунте;

• Установление связи с личным составом, находящимся в отсеках аварийных ПЛ;

• Спасение личного состава аварийных ПЛ с помощью подводных аппаратов и ГВК;

• Поддержание жизнедеятельности личного состава, находящегося в отсеках аварийной ПЛ (вентиляция отсеков, передача средств регенерации, подача ВВД);

• Оказание помощи надводным кораблям в пределах возможностей имеемого вооружения и спасательных средств.

В настоящее время в составе ВМФ имеется несколько спасательных судов различных проектов: 527 (Черноморский флот), 537 (Тихоокеанский флот), 5360 и 5361 (Черноморский, Северный, Тихоокеанский флот), «Коммуна» (Черноморский флот) и современное спасательное судно проекта 21300 (Тихоокеанский флот).

Табл. 2 – Тактико-технические характеристики спасательных судов ВМФ

	пр. 527	пр. 537	пр. 5360	пр. 5361	«Коммуна»	пр. 21300
Год постройки	1959	1989	1978-79	1982-83	1915	2015
Lнаиб, м	89,7	175	130,3	132	96	122
Bнаиб, м	14,3	24,8	17,3	17,3	18,6	18,6
Осадка, м	4,7	6,8	5,9	6,0	3,7	5,6
Водоизмещение, т	3040	14300	7460	7980	3100	7200
Дальность, мили	10000	15000	7600	6500	4000	3000
Автономность, сутки	35	60	20	30	-	30

Проведение краткого анализа спасательных судов Военно-Морского Флота говорит о том, что модульная система является разработкой, способной решить определенные задачи, которые более подробно будут рассмотрены в заключении.

Технология переоборудования судна-носителя

Под опытный образец модульной системы было переоборудовано килекторное судно пр. 141, наиболее подходящее для решения задач, которые ставятся при проведении спасательных операций. Построенный в 1989 году килектор, обладает водоизмещением в 5250 тонн, дальностью плавания 12000 миль и автономностью 15 суток.

Ранее было упомянуто о том, что модули сделаны на базе рамной конструкции стандартного 20-футового контейнера морского исполнения (в случае некоторых модулей 10-футового) с угловыми фитингами. Соответственно, для крепления к палубе судна выбраны стандартные многооборотные средства для крепления грузов, используемых при контейнерных перевозках.

К стандартным средствам крепления контейнеров относятся:

• Найтовы устройства, которые состоят из прутковых, цепных, тросовых и ремневых оттяжек. Наиболее предпочтительны и часто используемые составные устройства, которые включают в себя винтовые, рычажные или пневматические натяжные устройства – талрепы. На концах прутков особая конструкция, позволяющая закрепится на фитингах.

• Палубные фитинги, являющиеся основной частью фундаментов, представляют собой цельную стальную отливку особой формы или сварную стальную конструкцию.

• Съемные соединительные устройства – ручные замки поворотного типа «твистлоки», необходимые для непосредственного крепления контейнеров к палубе судна.

Выбор элементов крепления основан на базе нормативного документа НД 2-030101-008 «Руководство по разработке наставлений по креплению грузов» Российского Морского Регистра Судоходства (РМРС), а также подтвержден расчётами.

Расчёт средств крепления приёмно-переходного модуля выполнен в соответствии с Приложением «Методы оценки эффективности устройств для крепления нестандартизированных грузов» - усовершенствованный расчетный метод.

В таблице отражены значения внешних сил, действующих на модули – слева, справа же показаны значения нагрузок, которые выбранные средства крепления способны выдержать.

Табл. 3 - Итоговая таблица с результатами расчетов, подтверждающими надежность крепления модулей

№ п/п	Наим-е модуля	Поперечное скольжение	Поперечное опрокидывание	Продольное скольжение
1.	ППМ	695 кН ≤ 2151 кН	3197 кН ≤ 11314 кН	321 кН ≤ 2151 кН
2.	МРСЛС	173 кН ≤ 560 кН	224 кН ≤ 946 кН	78 кН ≤ 560 кН
3.	БРГ	57 кН ≤ 560 кН	57 кН ≤ 766 кН	31 кН ≤ 560 кН
4.	МО	79 кН ≤ 560 кН	102 кН ≤ 778 кН	35 кН ≤ 560 кН
5.	МДГС	80 кН ≤ 560 кН	104 кН ≤ 802 кН	42 кН ≤ 560 кН
6.	МСВ	103 кН ≤ 560 кН	133 кН ≤ 814 кН	45 кН ≤ 560 кН

Фундаменты специальной конструкции привариваются к палубе в обозначенных местах размещения модулей. Предварительно демонтируется участок деревянного настила, представляющий собой два слоя общей толщиной 100 мм. Основная часть фундамента – это фитинг, к которому привариваются четыре бракеты. В свою очередь, к бракетам привариваются стенки толщиной 10 мм. Пространство между этими стенками, бракетами и фитингом заполняется бетоном для увеличения прочности фундамента.

Устанавливаемые фундаменты, по возможности, должны быть совмещены с подпалубными ребрами жесткости (бимсами и карлингсами), в случае если это невозможно, устанавливаются дополнительные подкрепления – профили, аналогичные существующему подпалубному набору.

Рис. 3 – Схема одного из подкрепляемых участков палубы в месте размещения фундамента

Установка и монтаж модулей выполняются в следующей последовательности:

1. Приёмно-переходной модуль (ППМ);

2. Модуль сжатого воздуха (МСВ);

3. Модуль дополнительного газоснабжения (МДГС);

4. Модули размещения спасенного личного состава (МРСЛС);

5. Блок распределения газов с кислородной группой (БРГ-6 МДГС);

6. Блок распределения газов с гелиевой группой (БРГ-6 МО);

Монтаж приёмно-переходного модуля подразделяется на три последовательных этапа: переходно-стыковочный отсек (ПСО), приёмно-переходная барокамера (ППБ), модуль распределения нагрузки (МРН). Сборка всего приёмно-переходного модуля, состоящего из трёх частей, в единую рамную конструкцию производится после раскрепления на палубе судна при помощи твистлоков.

На рамной конструкции каждой части приёмно-переходного модуля есть фигурные кницы, в которых вырезаны прямоугольные отверстия. В каждой составной части ППМ имеется восемь отверстий с каждой стороны. При установке данных частей, отверстия должны совпасть, после чего заводятся гаки ножнично-клиновых захватов, которые затягиваются талрепами. Благодаря данному решению обеспечивается надежное соединение рам ПСО, ППБ и МРН в единую конструкцию.

Барокамеры, являющиеся основной частью нескольких модулей, соединяются между собой при помощи специального монтажного комплекса стыковки (МКС), которые представляет собой комплект съёмных технологических конструкций в виде двух обечаек внутреннего диаметра 800 мм с фланцами и эластичным компенсатором. Вставка из синтетического или натурального эластомера (резины) необходима для возмещения несоосности, температурных деформаций, поглощения или уменьшения шумов.

Табл. 4 – Допустимые перемещения герметичных соединений МКС

Перемещения соединённых модулей модульной системы, компенсируемые МКС
Осевое	Сдвиговое	Угловое
-40/+25 мм	30 мм	4 град.

Таким образом, комингсы люков барокамер соединяются поворотом байонетных креплений со съёмными обечайками (венцами) из состава монтажного комплекса, а затем, венцы соединяются между собой элементами МКС – эластичным компенсатором перемещений, который размещается между обечаек, обжимается и герметизируется запорными устройствами.

Рис. 3 – Схема размещения модульной системы на палубе судна

1 – Спасательный глубоководный аппарат (СГА);

2 – Палуба надстройки;

3 – Приёмно-переходная барокамера (ППБ);

4 – Модуль распределения нагрузки (МРН);

5,6 – Модули размещения спасённого личного состава (МРСЛС);

7 – Блок размещения баллонных стоек БРГ-6 с кислородом;

8 – Блок размещения баллонных стоек БРГ-6 с гелием;

9 – Модуль обеспечения (МО);

10 – Модуль дополнительных газовых смесей (МДГС);

11 – Модуль сжатого воздуха (МСВ);

12 – Монтажный комплекс стыковки (МКС).

Штриховыми линиями показаны зоны обслуживания.

Таким образом, представлен вариант размещения модульной системы, при котором соблюдены все необходимые зоны обслуживания и удобство работы личного состава.

Стоит отметить, что 51 центральным конструкторско-технологическим институтом судоремонта был разработан модуль бытового водоснабжения и сточных вод (МБВСВ), который обеспечивает запас пресной воды для проводимых спасательных операций, не занимая помещений судна-носителя цистернами, трубопроводами, арматурой, питающими кабелями и КИП.

Помимо установки модульной системы на открытую палубу судна, проработан ряд требований, необходимый для переоборудования грузового устройства в спуско-подъемное устройство (СПУ). Данные требования позволяют обеспечить бесперебойную связь между постом управления СПУ и личным составом автономного обитаемого подводного аппарата, возможность подъема аппарата при выходе из строя спуско-подъемной лебедки.

Заключение

Данный проект позволяет решить вопрос в отсутствии судна, способного самостоятельно проводить спасательные операции на Балтийском флоте, в случае аварии подводной лодки.

Помимо этого, одним из главных достоинств модульной системы является ее мобильность, которая в будущем может позволить, при необходимости, переместить данное оборудование в любую точку страны, в интересах любого флота.

Исходя из вышесказанного, можно предположить, что статья расходов на постройку и разработку новых спасательных судов может быть сокращена, что позволит направить данные средства на более приоритетные направления. На повестке дня стоят более важные цели и задачи, одной из которых является разработка и производство беспилотных аппаратов надводного и подводного типов.

Литература

1. Сидорченко В.Ф. Суда-спасатели и их служба, «Судостроение», 1983, 240 с.

2. Гурович А.Н., Родионов А.А. Проектирование спасательных и пожарных судов, «Судостроение», 1971, 288 с.

3. Гундобин А.А., Финкель Г.Н. Размерная модернизация и переоборудование судов, «Судостроение», 1977, 192 с.

4. Андреев В.В. Общая технология судостроения, «Судостроение», 1984, 184 с.

5. Шелученко В.М. Судостроительные материалы и судоремонт, «Морской транспорт», 1961, 332 с.

6. Покудин В.Г., Вихров Н.М. Технология судоремонта, «ПаркКом», 2007, 424 с.