Каждый, кто бывал в Ялте, помнит, конечно, городскую набережную, огромные бетонные глыбы, наваленные в море перед ней, бешеный рев волн в них в штормовую погоду: человек защитил берег от размыва такими «пирамидами», которые никакой волне не сдвинуть. Но какой исполин все-таки их поднял, привез и опустил на это место? Ведь даже двадцатипятитонный самосвал по сравнению с одним таким камнем — детская игрушка.
У нас в стране каждый год строятся волноломы, буны, подпорные стеики, другие сооружения, не дающие волнам разрушать морские берега. Вес каждого камня — массива, как его называют специалисты, — сейчас составляет 80—100 т, а в перспективе будет и 300. Для любого вида сухопутного транспорта — груз немыслимый. Но и найдись такой «силач», вопрос остался бы нерешенным: очень часто к местам предполагаемых гидротехнических работ нет подъездных путей.
Те же проблемы и нужды у строителей морских портов. Причалы, стенки, эстакады сооружаются из крупногабаритных и тяжелых бетонных конструкций длиной до 20 м и весом до 300 т.
Да и в портах страны в последнее время резко увеличилось количество грузов, вес которых составляет более 100 т.
Справиться со всеми этими задачами смогут только морские плавучие краны, которые много мощнее своих сухопутных собратьев.
Первый такой кран грузоподъемностью 50 т был построен в СССР в 1955 году (до этого их привозили из-за границы).
Рис. 1. Плавучий кран «Богатырь».
Однако перед конструкторами стояла задача более сложная: создать не одну, не две новые разработки, а целую отрасль промышленности с определенными специфическими принципами проектирования. Сделать это было тем сложнее, что зарубежные образцы для аналогии не годились ни по назначению (только для погрузочно-разгрузочных работ), ни по технологии изготовления (высокие затраты труда, металлоемкость и т. д.).
Тем не менее уже к 1971 году отечественная промышленность полностью обеспечила потребность народного хозяйства в подобных конструкциях. Меньше чем за два десятилетия в нашей стране прошла стремительный путь — от возникновения до создания уникальнейших конструкций — новая, самостоятельная отрасль судостроительной промышленности — строительство тяжелых морских плавучих кранов. Благодаря этому объем морских гидротехнических работ в 1975 году сможет возрасти в 12 раз по сравнению с 1955-м.
Судостроение и тяжелое машиностроение до тех пор никогда не имели между собой ничего общего. Самые основы конструирования, характерные для той и другой промышленности, совершенно различны. Вновь создаваемые краны должны были синтезировать в себе достижения обеих отраслей.
Работа над морскими исполинами включала и исследования эксплуатационных условий в бассейнах СССР. Изучались характеристики ветра и воды, расстояния между портами-стоянками и расположение их, условия работы у необорудованных берегов и на мелководье, динамические нагрузки, аварийные ситуации, необходимая степень остойчивости и многое другое.
Прежде всего морской кран должен иметь возможность плавать самостоятельно, так как работы — хотя бы по укреплению берега — ведутся в самых разных местах. Если учесть среднюю скорость крана и расположение сети специальных убежищ вдоль береговой линии — станет понятно, что крану может понадобиться до пяти часов, чтобы укрыться от непогоды. Значит, он должен обладать и хорошими мореходными качествами.
Защита от ветра. Она и на суше представляет немалую проблему. Проектировщики стараются уменьшить общую парусность конструкции, придумывают всякие приспособления для того, чтобы кран не сдвинуло с места, не покатило ветром по рельсам, не опрокинуло. Намного сложнее защитить от куда более сильных ветров раскачивающийся на волнах морской кран. Кроме минимальной парусности, у него центр тяжести верхнего строения должен находиться как можно ниже. И еще одна проблема: быстро, за десять-пятнадцать минут, уложить стрелу в походное положение при качке. Операция должна быть автоматизирована, чтобы с ней мог самостоятельно справиться сам крановщик, потому что команда в это время занята подготовкой к переходу и снятием с якорей.
Но кран уходит в убежище только при штормовой погоде, в остальных же условиях, даже при сильном ветре, работает. Поэтому верхняя часть конструкции должна быть очень прочной, иначе она не выдержит инерционных сил, дополнительных нагрузок от раскачивания груза и рывков. Плавучему грузчику нужно уметь маневрировать, чтобы не напороться на подводные камни и не сесть на мель. И еще — у крана не меньше 25% площади верхней палубы должна занимать грузовая площадка.
Рис. 2. Схема крана «Богатырь» (вверху — вид сбоку, внизу — план палубы):
1 — свободный отсек; 2 — ходовая рубка; 3 — бортовой пост управления; 4 — шкиперская, 5 — верхнее строение; 6 — блок жилых помещений; 7 — топливная цистерна; 8 — машинное отделение, 9 — опора для укладки стрелы по-походному; 10 — крыльчатые движители; 11 — балластная цистерна; 12 — якорно-швартовная лебедка; 13 — зона поворотной части верхнего строения; 14 — грузовая площадка; 15 — площадка для стропов; 16 — кап машинно котельного отделения; 17 — коллекторы газовыхлопа; 18 — рабочая шлюпка.
Это, конечно, только примерный комплекс задач, которые пришлось учитывать конструкторам при разработке нового подъемного устройства. Изготовление плавучих кранов было поручено Севастопольскому морскому заводу имени С. Орджоникидзе. Вначале здесь изготовлялись только понтон и металлоконструкция стрелы, а механизм поворота и грузовые лебедки поставляли другие предприятия. Но шло время. От проектирования и строительства кранов грузоподъемностью в 50 т севастопольские специалисты перешли к изготовлению более мощных конструкций, а с 1965 года завод стал базой отечественного плавкраностроения.
Уже при создании первых конструкций были отработаны общая компоновка, форма носовой части корпуса, взаимное расположение крановых и судовых элементов, выбран оптимальный движительно-рулевой комплекс.
Высокую маневренность на малой скорости, управляемость и устойчивость на курсе на полном ходу при ветре и волнении лучше всего обеспечивал особый крыльчатый движитель. Он состоит из нескольких вертикальных лопастей, прикрепленных к одному диску, который вращается вокруг вертикальной оси. Плоскость диска находится заподлицо с днищем судна. Вращаясь, лопасти отталкиваются от воды, играя таким образом роль движителя. Они могут устанавливаться под разными углами — от этого меняется направление движения корабля. Значит, они же служат и рулями.
До того времени крыльчатые движители в нашей стране не производились, и именно строительство морских плавучих кранов вызвало к жизни их серийный выпуск.
Во всех зарубежных подъемных конструкциях вылет верхней стрелы изменялся с помощью винтового механизма — то есть жестко. Однако такое устройство не дает возможности быстро, по-походному укладывать стрелу, да и изготовить такой винт весьма сложно. Отечественные конструкторы пришли к выводу, что вылет стрелы надо изменять с помощью гибкой тросовой системы. И таких оригинальных решений появилось немало на счету отечественного плавкраностроеиия.
К наиболее совершенным конструкциям относятся «Черноморец» — грузоподъемностью 100 т и «Богатырь» — 300 т. «Черноморец» работает при четырехбалльном ветре и волнении до трех баллов в портах и в открытом море, на расстоянии до 20 миль от берега. Помимо главного гака, корабль имеет вспомогательный; его грузоподъемность 25 т.
Высота подъема главного гака достигает 27 м, вылет от оси вращения — тоже 27 м. Грузовая площадка рассчитана иа перевозку 300 т груза. Длина понтона — 46,5 м, ширина — 20 м, высота борта — 3,4 м.
Источником энергии на судне являются два дизель-генератора мощностью по 300 кВт и один вспомогательный — мощностью 50 кВт. Два крыльчатых движителя позволяют «Черноморцу» передвигаться по тихой воде со скоростью до 6 узлов. Каждый дизель-генератор приводит в действие электромотор одного из крыльчатых движителей мощностью 300 л. с. Управляются движители с пультов, расположенных в ходовой рубке и на мостике.
«Богатырь» — головкой плавкран, сдан в эксплуатацию в конце 1971 года. Это морское самоходное судно понтонного типа с крыльчатыми движителями может развивать скорость более 6 узлов, не боится семибалльного ветра и волны до шести баллов. В арсенале «Богатыря» — агрегат для подводной резки и сварки металла, грейфер емкостью 15 м3 и водолазная станция. Нa его грузовой площадке можно перевозить груз общей массой до 900 тонн.
В отличие от «Черноморца» в корме этого крана установлены не два, а три крыльчатых движителя с моторами мощностью 435 л. с. каждый. Электродвигатели более просты и надежны; если один из питающих их генераторов выйдет из строя, то два других обеспечат ход крапа.
Рис. 3. Схема поворотной части крана «Богатырь»:
1 — механизмы поворота; 2 — колонна; 3 — верхняя опора; 4 — кабина управления, 5—грузовая стрела; 6 —главный гак; 7 — вспомогательный гак; 8 — канатная система; 9 — стреловой амортизатор; 10 — противовес двойного действия; 11—лебедка вспомогательного подъема; 12 —лебедка механизма изменения вылета стрелы; 13 — противовес неподвижный; 14 —лебедка главного подъема.
Для проверки мореходных и маневренных качеств «Богатыря», его остойчивости и прочности конструкции крановой части пришлось провести, помимо расчетов, испытания на моделях. В итоге был реализован важнейший принцип компоновки подобных судов: крановая часть размещена на носу, машинное отделение и крыльчатые движители — в корме.
Грузовая стрела в походном положении наклонена к носу судна, что придает общему его силуэту стремительность и легкость, несмотря на прямоугольную, как и у «Черноморца», форму корпуса. Правильность выбора именно таких обводов доказал океанский перегон плавкрана «Черноморец» из Севастополя на Дальний Восток, в Находку. Плавание это представляло собой случай уникальный, поскольку обычно перед дальними перегонами верхние строения на таких судах снимают. На «Черноморце» ничего не демонтировали, однако судно в пути без особых повреждений перенесло и штормы, и даже ураган с высотой волны в 10 м.
Понтон у «Богатыря» — цельносварной, стальной. Относительно малая осадка корпуса при большой ширине обеспечивает хорошие ходовые качества.
Корпус разделен на отсеки водонепроницаемыми переборками: пятью поперечными и тремя продольными. Большая часть помещений расположена внутри. На палубе только ходовая рубка, световой фонарь машинного отделении, опора для укладки стрелы в походное положение и тамбур для входа в блок жилых и санитарно-бытовых помещений.
Опора стрелы является одновременно и кожухом для выхлопных коллекторов и вентиляторов машинного отделения. Это тоже весьма удачное конструктивное решение, поскольку выхлопные газы не попадают на палубу, а машинное отделение лучше вентилируется.
«Богатырь» имеет два становых якоря массой по 200 кг и два якоря Холла (кормовых) массой по 1500 кг. Поднимаются они четырьмя лебедками по углам понтона. При волне и ветре якоря надежно удерживают кран на месте без помощи движителей.
В ходовой рубке установлены пульты управления крыльчатыми движителями и контроля за сигнально-отличительными огнями н авральной сигнализацией. Машинная установка управляется одним человеком из центрального поста.
Рис. 4. Новый мощный кран «Витязь».
Все устройства и механизмы верхнего строения «Богатыря» скомпонованы очень удобно, поэтому оно занимает сравнительно немного места, мало весит и имеет небольшую парусность.
Полноповоротный электрический кран с переменным вылетом стрелы оборудован двумя механизмами подъема — с главным гаком на 300 т и вспомогательным— на 100 т. Гаки несет прямая однозвенная грузовая стрела с системой гибкой затяжки. Это означает, что механизм изменения вылета состоит из тросов и полиспаста. Гибкая затяжка уменьшила массу верхнего строения на 250 т — почти на 30%.
Группа специалистов Севастопольского морского завода имени С. Орджоникидзе во главе с главным инженером Николаем Дмитриевичем Великосельским недавно была удостоена Государственной премии СССР 1974 года за работу, которая называется: «Создание отечественного тяжелого морского плавкраностроения на базе семейства высокоэффективных самоходных плавучих кранов «Черноморец» и «Богатырь» многоцелевого назначения».
Силен «Богатырь» — пять электровозов могут разместиться на его палубе, а будет судно в пять раз его сильней: завод уже работает над новой конструкцией — плавучим неповоротным краном «Витязь», грузоподъемность которого составит 1600 т.
В территориальных водах нашей страны на морском дне лежит свыше 500 военных и торговых кораблей, затонувших в годы второй мировой войны. Это сотни тысяч тонн качественного металла. И чтобы получить его, не надо добывать руду, выплавлять чугун, варить сталь. Надо только «нагнуться» ^ поднять с морского дна.
«Витязь» и предназначен для подъема затонувших судов с глубины до 50 м, а также для снятии судов с мели. Кроме того, с помощью «Витязя» возможно новое решение перегрузочных работ, которое совсем недавно нельзя было и представить.
О том, что выгодно возить грузы в контейнерах, перенося их из кузова автомобиля или с площадки трайлера в грузовой вагон, а затем в трюм судна, нынче известно достаточно хорошо. Но уже и этот прогрессивный способ получает дальнейшее развитие. Например, из Ленинграда в Минусинск надо доставить уникальный крупногабаритный груз. В Ленинграде его устанавливают на речные лихтеры, везут в Мурманск и с помощью могучего «Витязя» поднимают прямо с лихтерами на океанское судно — и до устья Енисея. А там снова плавучий кран-богатырь: он снимает лихтеры, и те плывут своим ходом по реке.
Р. ЯРОВ
