"Лодка и город."

Судоходство в условиях города.

Так сложилось, что во всем мире, большая часть городов стоит у воды: на берегу моря, реки, озера, водохранилища или канала. Справедливо это и для нашей страны. Ведь вода для человека это всегда и источник жизни, и место отдыха. Она же и транспортная артерия.

Глядя на старые картины и гравюры, рассматривая фотографии и открытки, мы убеждаемся, что всегда прибрежный городской пейзаж украшали лодки, катера, яхты. Излюбленным отдыхом горожан всегда были: катание на гребных лодках по глади прудов, прогулки на речных «трамвайчиках». Паромные и лодочные переправы облегчали перемещение людей и грузов. Кажется, так было всегда и везде. В том числе и у нас в России. Было.

К сожалению, сегодня картина несколько иная. Гладь рек, протекающих по нашим городам, как правило, увы – пустынна! Берега, захламляясь, превращаются в импровизированные свалки. Попасть с одного берега реки на другой можно только по мостам. На улицах «пробки», замедляющие движение автобусов и трамваев до скорости пешехода, но «обойти» их по текущей рядом реке не на чем. Пруды в парках зарастают, становясь болотами.

Нет. Конечно так не везде. Порой на реке можно увидеть пассажирское судно (обычно постройки 20-ти или 30-ти летней давности). При этом его загрузка не превышает 10-20% от пассажировместимости, а стоимость проезда на нём в разы или в десятки раз больше чем на автобусе или маршрутном такси. Вдоль берегов можно лицезреть, постройки дачно-сарайной архитектуры, установленные на выслужившие свой срок понтоны бывших дебаркадеров.

А иногда у городских властей появляется разумное желание облагородить флот плавучих закусочных и саун, обеспечить горожан эффективным речным транспортом по разумным ценам, что же предлагают в таком случае наши судостроители?

Обычно это следующий набор решений: суда движущиеся в водоизмещающем режиме с пассажировместимостью 100-250 человек, либо суда на воздушной подушке, скоростные катамараны, глиссирующие катера т.е. скоростные суда со скоростями от 30 до 60 км/час и пассажировместимостью от 6 до 100 человек.

Однако ни тот, ни другой подходы ощутимого результата не дают, и желаемого ренессанса городского водного транспорта не происходит. Почему? И возможен ли он вообще? Давайте разберёмся, тем более, что за пределами нашей страны внутригородской речной транспорт исправно функционирует.

Итак, нам с завидным постоянством предлагаются два пути и соответственно два набора технических средств.

Первый: применение таких судов как «Москва», «Москвич», «Московский», «Нева» и их аналогов. Технические характеристики этих судов следующие. Водоизмещение- 50 - 150 т; дедвейт- 9-25 т; доковая масса- 40- 120 т; осадка - 0,9- 1,2 м; автономность - от 4 час до суток; мощность силовой установки- 110-220 кВт; скорость от 19 до 24 км/ час; экипаж- 2-3 чел.; пассажировместимость - от 100 до 260 чел. Коэффициент утилизации водоизмещения по грузоподъёмности (отношение полезной нагрузки к водоизмещению, что является важнейшей характеристикой любого транспортного средства) составляет 0,2-0,3.

Второй: это использование скоростных судов, как правило, с динамическими способами поддержания (глиссирующие суда, суда на под-водных крыльях, суда на воздушной подушке, на воздушной каверне, экранопланы, скоростные катамараны). Эти проекты предусматривают использование судов со следующими техническими характеристиками. Водоизмещение от 10т, до 30 т; доковая масса от 4 т, до 20 т, осадка (на «стопе»): глиссирующих судов- 0,3-0,4 м, судов на подводных крыльях - 0,9-2,0 м, судов на воздушной подушке- 0,3- 0,4 м, скоростных катамара¬нов- 0,8- 1,2 м; автономность - от 4-х часов до суток; мощность силовой установки от 180 кВт, до 660 кВт; экипаж- 2 чел.; пассажировместимость- 16-86 чел. Коэффициент утилизации - 0,3-0,4.

При всём кажущемся различии подходов их роднит одно - обеспечение рентабельности эксплуатации флота, за счёт высокой провозной способности, при высоких эксплуатационных расходах. Только в первом случае она достигается за счёт увеличения пассажировместимости, при умеренной скорости, а во втором - за счёт повышенной скорости, при несколько сниженной пассажировместимости.

Однако в обоих случаях высокая стоимость билетов делает такой «речной транспорт» нерентабельным. В варианте с «большими» пассажирскими судами, повышение стоимости проезда вытекает из необходимости окупить эксплуатацию существенно перетяжелённого корпуса, что обусловлено наличием закрытых пассажирских салонов, палубы над «трюмом», в котором размещается машинное отделение, цистерны и кладовые.

Весьма значительны и эксплуатационные расходы: бункеровка (за-правка топливом) требует наличия специальных береговых сооружений или плавучих средств; для ремонта необходимы судоподъёмные сооружения (слипы, плавучие или сухие доки), они тем более, нужны, когда речь идёт о ремонте винто-рулевой группы. Для посадки (высадки) пассажиров требуются капитальные причалы либо дебаркадеры, вследствие значительной осадки судов (1- 1,5 м).

Зимний отстой (в нашей полосе избежать его практически невозможно) требует наличия либо аренды причалов, затонов.

Не случайно сегодня суда, спроектированные на номинальную пассажировместимость 100-240 человек, фактически выделились в отдельный класс т.н. «банкетоходов». По большей мере они эксплуатируются, принимая на борт от 20 до 100 человек, и перемещаются со скоростью 10-14 км/час, выполняя при этом роль самоходного плавучего ресторана. Данный класс «судов-банкетоходов» существует исключительно в больших городах (Москва, Санкт-Петербург) и обслуживают достаточно узкий сегмент рынка. Основные клиенты - фирмы, проводящие корпоративные мероприятия, состоятельные граждане, празднующие свадьбы или юбилеи, да дети богатых родителей, отмечающие окончание школы. Для широких масс потребителей данный класс судов недоступен, а потому и не особенно интересен.

Налицо маркетинговая ситуация, когда наличествует нужда (в перемещении по городу с той или иной целью), эта нужда преобразована в потребность (перемещение по реке на судне), но запрос (возможность купить билет) не формируется, ввиду недостаточной покупательной способности населения, либо чрезмерно высокой цены транспортной услуги.

Суда с динамическими способами поддержания, как правило, имеют меньшую пассажировместимость, а, следовательно, и меньшие водоизмещение и размерения, поэтому для них вопросы организации зимнего отстоя и судоремонта решаются несколько проще. Хотя отметим, что ремонт крыльевого комплекса судна на подводных крыльях или гибкого ограждения судна на воздушной подушке, предполагает определённую квалификацию и навряд ли может быть осуществлён самостоятельно силами экипажа.

К основным недостаткам скоростных катамаранов следует отнести, прежде всего, существенное возрастание размеров по сравнению с однокорпусными судами. Причём при равном водоизмещении вырастают не только размеры в плане (длина и ширина) но также осадка и надводный габарит. А это заметно снижает такое качество судна как «проходимость» в условиях судового хода ограниченного в большинстве случаев, не только по ширине, но и по глубине и высоте (мостами).

Кроме того, вследствие увеличения габаритов и наличия соединительного моста между корпусами у катамаранов возрастает суммарный вес корпусных конструкций, что в свою очередь снижает такой важный показатель как коэффициент утилизации.

Большинства перечисленных выше недостатков лишены глиссирующие суда, оборудованные подвесными моторами. Они просты в эксплуатации, допускают агрегатный ремонт силовой установки. В целом ряде случаев они являются идеальным транспортным средством, особенно в пригородном, прибрежном судоходстве. Но не на внутригородских ли-ниях в условиях малых рек. Почему?

Ответы достаточно просты. Здесь их мощности оказываются избыточны, поскольку развивать проектные скорости не представляется возможным. Следовательно, корпуса и двигательно-движительно комплексы, оптимизированные на высокие скорости не могут обеспечить рентабельность эксплуатации.

Причин, препятствующих использованию судов на больших скоростях несколько. Одна из них связано с экологией. Движение на повышенных скоростях сопровождается волнообразованием, приводящим к размыву берегов. Причём это характерно как для судов с динамическими способами поддержания, так и для судов движущихся в водоизмещающем режиме. Отметим также, что интенсивное волнообразование в условиях узкого, а зачастую и извилистого фарватера будет к тому же затруднять движение других судов и способствовать возникновению аварийных ситуаций.

Другая причина носит эксплуатационный характер. Дело в том, что средняя протяжённость внутригородских линий от одной пристани до другой составляет 1-2 километра. Соответственно, осуществлять движение со скоростями 30-50 км/час на столь короткой дистанции, не представляется возможным. Судно должно отойти от пристани и разогнаться, выйти на устоявшийся режим, а ему уже надо тормозить и начинать маневрировать для швартовки.

Таким образом реализовать свой скоростной и мощностной потенциал для быстроходного судна на внутригородских линиях не получается.

Учитывая небольшую протяжённость маршрутов, необходимо принять во внимание и такой фактор, как наполняемость пассажирского судна, т.е. партионность пассажирских перевозок. Здесь уместно обратиться к опыту серьёзнейшего конкурента водного транспорта, а именно опыту автотранспорта.

Наиболее востребованными сегодня оказались, прежде всего, малые автобусы с пассажировместимостью 10-12 и 18-20, реже 30 человек. Именно они работают в черте города с наивысшей интенсивностью. Обратим внимание, что в зарубежной практике на внутригородских перевозках и экскурсионных рейсах доминируют суда именно этого ряда с умеренными скоростями (10-15 км/час). Такие суда эксплуатируются в Германии, Нидерландах, Румынии (Рис.1), Болгарии (Рис.2), Таиланде на Мальте. Скоростные же суда применяются в пригородных и междугородных перевозках. Очевидно, что подобный подход может быть перенесен и на отечественные водные пути.

Соответственно, можно сделать вывод, что предлагаемые сегодня рынку суда характеризуются «виртуальной» высокой провозной способностью, которая не может быть реализована на практике, поскольку скоростное судно в условиях города не может двигаться с заявленной высокой скоростью, крупные же суда работающие на умеренных скоростях, не устраивают потенциального пассажира, по той причине, что пока он дождётся отхода судна, а это от 30 минут до часа и более (до заполнения хотя бы половины из 100-200 мест), можно добраться в нужное место автобусом, такси, а то и пешком.

Одновременно заметим, что проблема «судно и город» несколько шире, чем просто перевозка пассажиров.

Судно в городе выполняет также важную рекреационную задачу, само наличие которой часто игнорируется. Но, тем не менее, известно, что лучший отдых это отдых у воды и на воде. Поэтому велика потребность и в соответствующих судах. Это суда для неспешных прогулок по рекам, каналам, протокам, катания людей на пляжах (в некоторых случаях для вывоза горожан из «спальных» районов или центра города на пляжи), а также гребные и парусные лодки для прокатных пунктов, лодочных станций, расположенных на берегах прудов, озёр, водохранилищ.

Эти же гребные (парусные) лодки нужны для продажи их частным лицам для семейного отдыха, рыбалки в черте города и на даче. Соответственно их размерения и конструкция должны допускать хранение на берегу, в гараже или в сарае, транспортировку на автомобильном трейлере.

Не забудем, что при этом судно должно быть максимально безопасным, обладая достаточной остойчивостью и непотопляемостью отвечать требованиям эргономики.

Немаловажными оказываются и вопросы эстетики. Пассажирские и прогулочные суда должны украшать город, гармонируя с окружающей культурной средой. Лодка может и должна стать «визитной карточкой» города помогая формированию образа, привлекательного для туризма.

Таким образом, можно сформулировать комплекс задач, которые призвано решать пассажирское или прогулочное судно в черте города и определить круг требований к нему.

К числу направлений, на которых приходится решать проблемы связанные с созданием «судна для города», можно отнести:

• экологию;
• экономику;
• энергетику;
• эргономику;
• эстетику.

Рассмотрим их, чтобы чётче определиться с обликом перспективного судна.

Экология. Судно должно оказывать минимальное воздействие на городскую окружающую среду и без того перегруженную техногенным воздействием. Следовательно, целесообразно минимизировать, либо вовсе устранить выхлопы, как в атмосферу, так и в воду, возможность разлива топлива, волновое воздействие на берега.

Экономика диктует необходимость широкой межпроектной унификации. Создание флота для множества городов должно осуществляться на основе нескольких базовых проектов пригодных для адаптации под конкретные региональные требования. При этом проекты судов должны характеризоваться высокой технологичностью и ремонтопригодностью, что позволит снизить строительную стоимость и эксплуатационные расходы, даст возможность строить суда на малых предприятиях.

Требования экономики созвучны с проблематикой энергетики: чем ниже мощность, тем выше рентабельность судна (ниже строительная стоимость и эксплуатационные расходы).

Эргономика требует, чтобы судно было безопасным и удобным для пользователя.

И, наконец, особо следует отметить вопросы эстетики.

Наиболее важным является дизайнерское оформление проекта, когда речь заходит о продвижении его на рынок. Здесь можно говорить о необходимости выработки не столько фирменного стиля, сколько по большому счёту национальной линии судового дизайна. Той линии, которая обеспечит узнавание судна, в том числе как товара и на отечественном и на мировом рынке. В соответствии с ней должны быть предложены устойчивые архитектурно-конструктивные типы судов, в рамках которых будет выполнен ряд условий. Можно разделить их на внешние, и внутренние.

Внутренние. Архитектурно-конструктивные типы и дизайнерские решения должны способствовать широкой межпроектной унификации, допускать адаптацию к применению при постройке различных материалов, использованию судов при решении широкого круга эксплуатационных задач, облегчать их обслуживание и ремонт.

Внешние. Должна обеспечиваться перманентная актуальность проекта, чёткая идентификация назначения и возможностей судна, степени его мореходности, соответствие облика судна природной, техногенной и культурной среде. Судно должно гармонировать со средой (портом, городской набережной, парковым или усадебным прудом и т.п.), как на уровне восприятия, так и на уровне материального контакта. Особое звучание здесь приобретают экологический и культурный аспекты. Необходимо также, что бы облик судна включая отдельные детали, дельные вещи, устройства создавал соответствующее настроение. Атмосферу отдыха, праздника или работы либо экстрима.

И самое главное. Национальная линия дизайна должно обеспечить возможность создания линейки брэндов применительно к продукции отечественного судостроения. Эта линия должна включать образы, ассоциирующиеся с безусловными идеями, наполненными позитивным смыслом (безопасность, надёжность, качество, удобство, эстетичность), позволяющими аккумулировать и продвигать в общественное сознание условные научные и дизайнерские идеи. А, подлинно национальной, она будет только в том случае, если помимо существующих и прогнозируемых технических и культурных тенденций наблюдаемых в современном глобализированном обществе, в ней также отразятся традиции нашей страны.

Действительно, конструкция и внешний облик судна формируются как результат взаимодействия двух подходов. Условно их можно назвать традиционализм и тенденционизм. Оба направления в полной мере прослеживаются при решении технических и художественных задач связанных с созданием нового судна. Тенденционизм или конструктивистский подход предполагает создание судна главным образом на основе математической модели (используя системы уравнений и неравенств), путём её превращения в определённую схему, выраженную сначала в аналитической, а затем и в графической форме. Преимущество такого подхода в том, что он позволяет гарантированно обеспечить важнейшие эксплуатационные характеристики. Главным недостатком является возможность учёта только тех факторов, которые будут выявлены на стадии формулирования задания на проектирования.

Традиционализм же идёт по пути изучения, критического анализа и осмысления накопленного опыта, нахождения технического смысла тех или иных конструкций, форм, всего того, что конструктивисты склонны считать чисто «декоративными» элементами.

Этот путь даёт возможность учесть также и те факторы, которые не был сформулированы в техническом задании, но от этого, отнюдь не перестали существовать. Просто они были когда-то выявлены и учтены уже предыдущими поколениями. При традиционалистском подходе используется современный аналитический аппарат, а в случае необходимости предполагается применение соответствующих технологий. Конструктивные решения, выработанные в рамках развития тенденций, обычно оформляются в духе «традиций». Отсюда можно сделать вывод об особой важности поиска традиционных решений, их осмысления в русле наблюдаемых тенденций.

Архитектурно - конструктивный облик лодки

На взгляд авторов вышеперечисленные вопросы могут быть решены использованием, предлагаемых в данной работе, семейств стандартных проектов лодок длиной от 5 до14 м, разработанных на основе двух базовых архитектурно-конструктивных типов.

Основу стандартного проекта составляют:

• корпус с вполне определенными оконечностями, но варьируемы! длиной цилиндрической вставки (иногда может использоваться типоразмерный ряд заранее спроектированных оконечностей);
• заранее проработанные варианты конструкции палубы, бортов, дни- ща, при сохранении теоретических обводов и основных толщин связей;
• одна силовая установка, либо их ограниченный типоразмерньй ряд; типоразмерный ряд движителей;
• заранее разработанные судовые устройства в зависимости от варианта;
• максимально-возможное использование модульных принципов; как при проектировании, так и при постройке.

Основное же отличие стандартных судов в том, что строятся они по проектам, заранее разработанным судостроительными фирмами на основе маркетинговых исследований, а не по индивидуальным проектам, разработанным по требованию заказчиков.

Таким образом, судостроительное предприятие получает возможность, не разрабатывая индивидуальных проектов и не переналаживая производство, предлагать на рынке несколько типов судов. Причем, не смотря на индивидуальный характер каждого судна, постройка в целого ведется серийным способом. Так не только расширяется номенклатура продукции, но и исчезает проблема реализации головных судов. Однако, для успешной реализации стандартного проекта он должен, в максимальной степени, отвечать запросам, требованиям рынка. Не случайно стандартным судном порой называют просто судно пользующееся, повышенным спросом.

Впервые осознанно такой подход был предложен в 20-е годы XX века в морском, а затем и в речном судостроении. Строительства судов по стандартным проектам началось в 30-е годы прошлого века в США Великобритании, Германии, Италии, Венгрии и Японии и получило в дальнейшем широкое распространение, как в «большом», так и в малотоннажном судостроении.

Почему же, всё-таки именно лодки? И какими должны быть их характеристики и особенности.

Итак, предлагаются беспалубные суда длиной от 5 до 14 метров, шириной от 1,5 до 2,5 метров, с высотой борта от 0,5 до 1,2 метра. Предполагается, что их пассажировместимость должна составлять от 5 до 20, максимум 30 человек. Для защиты от солнца и непогоды лодки могут оборудоваться тентом. Скорость от 10 до 15 км/час может обеспечиваться силовой установкой мощностью от 4-х до 30-ти кВт. В качестве основного двигательно-движительного комплекса предполагается применение подвесных электромоторов, а в качестве вспомогательного - вёсел и парусов.

Корпуса с упрощёнными (в поперечном сечении) обводами типа «моногедрон» либо радиальными (Рис.3), с симметричными, относительно мидель-шпангоута оконечностями. Обводы «моногедрон» характеризуются тем, что на теоретическом чертеже все ветви шпангоутов имеют одинаковый угол наклона к основной плоскости (Рис.4). Подобные обводы хороши тем, что наружная обшивка без труда и что важно, без каких либо искажений, легко разворачивается на плоскость. Поэтому обводы большинства представляемых нами лодок представляют те или иные варианты «моногедрона».

Непотопляемость обеспечивается за счёт воздушной подушки, образующейся в бортовых отсеках, выполненных открытыми в своей нижней части. В случае затопления центральной части лодки, влившаяся вода выполняет для воздушных подушек роль водяного затвора. При этом снижение давления в отсеках достигается за счёт слива воды из центрального отсека через систему шпигатов.

Здесь применён подход к обеспечению непотопляемости с использованием т.н. отсеков IV и V категорий, т.е. отсеков с воздушной подушкой и отсеков со сливом воды за борт. Обычно при обеспечении непотопляемости гражданских судов, затопление отсеков по данным категориям не учитывается. Применительно же к изучаемой теме, их использование дало хороший результат, подтверждённый экспериментально. По данному техническому решению получен патент № 2314966.

При необходимости, внутрь незамкнутых отсеков могут быть помещены лёгкие пластиковые ёмкости - элементы плавучести.

Следует отметить, что наличие в данной конструкции открытых в нижней части отсеков плавучести даёт определённые преимущества в плане обеспечения доступа к швам и конструкциям при постройке, ремонте и обслуживании по сравнению с лодками у которых используются отсеки полностью герметичные, либо заполненные материалом с положительной плавучестью. Существенно облегчается ремонт наружной обшивки, при этом корпус лодки облегчается (от 5 до 12 % в зависимости от материала, конструкции и размеров).

В случае повреждения обшивки, влившаяся вода скатывается в район киля, не ухудшая остойчивости и не создавая крена, как это бывает на лодках с герметичными бортовыми отсеками.

Другой особенностью является придание центральному отсеку (кокпиту) прямоугольной, либо трапециевидной формы, с возможностью обнесения его перфорированным (с отверстиями) комингсом и перфорированным профилем квадратного сечения по нижнему краю продольных и поперечных переборок, с тем расчетом, что бы к их отверстиям можно было крепить любое оборудование, монтировать «тауэры» (вышки) соответствующей конфигурации и конструкции, тенты, рубки, мачты, кронштейны, лебёдки, прожекторы, аптечку, карманы для инструмента и расходных материалов, в зависимости от варианта применения лодки (Рис.5). С той же целью перфорированными выполняются и балки набора (флоры). По сути, такой комингс будет универсальным фундаментом, что позволит дооснащать лодку необходимым оборудованием в процессе эксплуатации.

Заостренная корма вельботного типа способствует лучшему обтеканию корпуса на малых скоростях. В тоже время, подобная форма не позволяет лодке выходить на глиссирование и соответственно достигать высоких скоростей (выше критической), что делает установку мотора избыточной мощности бессмысленной. Т.е. подобная конструкция является естественным ограничителем мощности и скорости, способствуя предотвращению размыва берегов.

Нижняя часть днища всех типов лодок выполняется плоской, что облегчает вытаскивание лодок на берег их хранение и обслуживание. Этой же цели служат скуловые кили одинаковой высоты, с основным (центральным). Такая система килей, совместно с привальными брусьями, обеспечивает также защиту наружной обшивки в процессе эксплуатации.

Малая осадка (0,2 - 0,35 м) позволяет осуществлять посадку (высадку) пассажиров непосредственно с необорудованного берега (на берег); что может быть существенно облегчено установкой съёмного забортного трапа (Рис. 6). Это особенно важно при обслуживании пляжей.

   Возвращаясь к вопросам дизайна, можно отметить, что нами выявлены некоторые устойчивые традиционные архитектурно-конструктивные типы, а их распространение прослежено во времени и в пространстве! Характеристики таких пространственно-временных распространений условно можно назвать «осями». Применительно к рассматриваемой группе судов, это, прежде всего, ось «Север-Юг», соответствующая основному пути «Из Варяг в Греки», с логичным ответвлением на Поморский Север.

По оси «Север-Юг» можно наблюдать распространение, прежде всего типа судна, в отечественной практике именуемого карбасом. Как правило, эти суда имеют ровный киль, острые оконечности, высокие вертикальные, иногда слегка отогнутые назад, штевни, обшивку «в гладь». Парусное вооружение, чаще шпинтовое (одна - две мачты), но могут быть и другие варианты, например прямые паруса. Длина - от 6-8 м до 14-15 м.

Этого же типа суда до сегодняшнего дня распространены в Средиземноморье. Там они называются спрунара, дайса (Рис. 7), фарелла (Рис.8), луццу. Похожие обводы и размерения (но со штевнями, имеющими небольшой наклон наружу) широко распространены на Черноморском побережье Болгарии и Румынии. Аналогичны последним по архитектуре и конструкции т.н. «каталонские» лодки, распространённые в Западном Средиземноморье.

Подобно карбасам их предназначение - рыбный промысел, а также перевозки малых партий грузов и пассажиров. Если суда оснащаются парусами, то используется шпринтовое либо латинское вооружение. Могут оборудоваться матерчатыми тентами.

Можно говорить о том, что существует некоторый устойчивый архитектурно-конструктивный тип, сформировавшийся как результат многовекового опыта и взаимодействия различных цивилизаций и культур. Это опыт и культуры народов нашей Родины и сопредельных стран, что делает его «родным», или, по крайней мере, узнаваемым. Появляется возможность соотносить его с идеями той или иной исторической эпохи или с региональной культурной традицией. А это и есть основа для формирования в перспективе соответствующих брэндов.

Существенным является и то, что длительный процесс развития сформировал архитектурно-конструктивный тип не только совершенный по своим мореходным качествам, эстетическим и эргономическим характеристикам, но и с широкими возможностями по адаптации к современным материалам, технологиям и инженерным решениям.

Для примера, несколько слов о штевнях традиционных лодок: они достаточно высоки, часто изогнуты, а форштевень нередко в верхней своей части имеет короткий горизонтальный брус. На первый взгляд в этом отражается его декоративное назначение. Но это только на первый взгляд. На самом деле, исходя из условий эксплуатации, можно сделать вывод, что подобная конструкция не только имеет вполне определённый смысл, но и в значительной мере многофункциональна.

Во-первых, подобные штевни выполняют роль швартовных и буксирных битенгов. Их отличие от используемых сегодня уток и кнехтов в том, что благодаря большой высоте, они обеспечивают простоту и надёжность швартовки и буксировки. С высокого штевня трос не спадает даже в случае его ослабления при качке.

Поломка такого «битенга» возможна только в случае полного структурного разрушения судна, т.к. он жёстко связан с обшивкой, продольным набором и килём, равнопрочен ему. Т.е. здесь невозможна ситуация, когда швартовные утки или кнехты срываются с креплений на планшире, либо на палубе (ведь крепление осуществляется болтами или шурупами небольшого диаметра), либо просто разрушаются при ударе о борт судна или береговую конструкцию. Ведь их размеры в отличие от размеров штевней невелики, следовательно, невелика и прочность.Также на таких штевнях удобно размещаются навигационные огни.

Кроме этого, при укладывании на штевни мачты получается импровизированное тентовое устройство для защиты от непогоды (Рис.9).

Следующая функция подобных штевней, возможно не столь очевидна, но не менее важна, они способствуют разрушению волны, захлёстывающей со стороны носа или кормы, и тем самым несколько уменьшают степень заливания лодки.

И, наконец, ещё одна функция. При посадке людей в лодку, равно как и при высадке из неё она подвержена значительному крену и дифференту. Для предотвращения падения людей в воду нужна опора, за которую можно было бы держаться. Используемые для этой цели леера или реллинги не всегда удобны и безопасны, т.к. создают весьма узкий проход в оконечности судна, в который, особенно при качке на волнении, ещё надо попасть (при посадке в лодку). Более удобна и безопасна одиночно стоящая стойка, используемая на ряде рабочих шлюпок и прогулочных лодок. Вот эту функцию и выполняет подобный форштевень.

Обеспечение ходкости.

Первые опыты по внедрению электродвижения на маломерных судах осуществлены у нас в России ещё в XIX веке академиком Б.С.Якоби. С конца XIX века в Европе, прежде всего в Германии, электродвижение ограниченно применялось на речных судах работающих на малых реках и каналах. Широкому его распространению долгое время препятствовали малая ёмкость и большая масса аккумуляторов.

Развитие ездового электрооборудования и совершенствование систем электродвижения позволяет сегодня рассчитывать на применение на лодках в ряде случаев подвесных электромоторов в составе единого транспортно- маневрового/рабочего двигательно-движительного комплекса.

Почему именно подвесной мотор? Установка подвесного мотора может производиться при ограниченных объемах и массах, выделяемых для размещения двигательно-движительного комплекса на борту лодки, причем устанавливается мотор снаружи корпуса лодки, т.е. он не занимает полезное пространство внутри, необходимое для размещения полезной нагрузки, в данном случае - пассажиров и экипажа. Подвесной мотор можно легко снять для осмотра, ремонта или хранения на берегу, причем собственно ремонт благодаря развитому сервису в данной сфере, лежит не на владельце. Кроме того, применение на лодках в качестве двигательно-движительного комплекса именно подвесного мотора позволяет снизить ее стоимость, т.к. комплектация лодки подвесным мотором - по желанию пользователя, и может быть не жестко связана по времени. Важным достоинством современных подвесных моторов является их оснащение системами дистанционного управления, оптимальной самонастройкой двигателя подвесного мотора на различные режимы работы, самоконтроля и самодиагностики, что упрощает его эксплуатацию и управление.

Важным достоинством электромотора (Рис.10) является его постоянная готовность к работе. Достаточно щелчка переключателя, чтобы вся система пришла в движение. При этом электромотор совершенно бесшумен в работе, что особенно важно для пассажирского судна, эксплуатируемого в черте города. Тем более это существенно для судов, осуществляющих экскурсионное обслуживание. Шум двигателя не должен мешать гиду, рассказывать о достопримечательностях.

Пульт с дистанционным управлением позволяет судоводителю свободно перемещаться по судну. Для подъема и опускания электромотора в рабочее положение совершенно не требуется никаких дополнительных рычагов, креплений и тяг. Электромотор легко устанавливается и снимается с лодки, проем для крепежных струбцин, позволяет устанавливать моторы на большинство лодок с любым размером транца, а также на борту. Быстро и надежно работающий фиксатор «ноги» двигателя позволяет одной рукой регулировать глубину его погружения и наклон.

Плюсами электродвижения также являются:

1. Надежность и удобство в эксплуатации;
2. Лучшая (в сравнении с подвесными моторами с двигателями внутреннего сгорания) пожаро - и взрывобезопасность (аккумуляторные батареи полностью герметичны);
3. Стоимость электроэнергии. Она ниже стоимости бензина (которая все время растет);
4. Время зарядки. У современных аккумуляторов снижено до 20/200 мин (в зависимости от типа и ёмкости);
5. Срок службы системы (без какого-либо в принципе ремонта) составляет до 15/20 лет и равен сроку службы (практически) любого плавсредства;
6. Возможность применения простой системы регулирования скорости;
7. Значительно более высокий КПД, за счет применения более низких частот вращения винта (наиболее эффективная частота вращения винта - до 300 об/мин, а не 3000/5500 об/мин, как на любом ПЛМ отечественного и импортного производства).
8. Гарантия от загрязнения разливом топлива. «Заправка» осуществляется зарядкой аккумуляторов, либо их заменой.

Рассмотрим теперь источники питания электромоторов.

Аккумуляторы.

Аккумулятор - это устройство для хранения энергии в химической форме. Аккумулятор работает благодаря тому, что два различных металла, находясь в кислотном или щелочном растворе, вырабатывают электричество.

Все аккумуляторы, независимо от электрохимической системы, характеризуются напряжением, электрической емкостью, внутренним сопротивлением, током саморазряда и, конечно же, сроком службы.

Емкость аккумулятора.

Это количество электрической энергии, которой должен обладать полностью заряженный аккумулятор. Номинальная емкость всегда указывается на этикетке аккумулятора или на самом аккумуляторе.

Саморазряд аккумулятора.

Это самопроизвольная потеря аккумулятором запасенной энергии с течением времени после того, как он был полностью заряжен. Явление саморазряда присуще всем типам аккумуляторов, независимо от их электрохимической системы. Для количественной оценки саморазряда используется величина потерянной аккумулятором за определенное время энергии, выраженная в процентах от значения, полученного сразу после заряда. Саморазряд максимален в первые 24 часа после заряда, а затем значительно уменьшается. Поэтому оценивается саморазряд за одни сутки и за один месяц после заряда. Величина саморазряда зависит от температуры, с увеличением окружающей температуры саморазряд увеличивается.

Аккумулятор, как правило, считается вышедшим из строя после уменьшения его емкости до 60% - 80% от номинального значения. Срок службы аккумулятора зависит от различных факторов: от его электрохимической системы, от методов заряда и глубины разряда, от условий эксплуатации и процедуры обслуживания.

Для эксплуатации крайне желательно, чтобы вес аккумулятора позволял одному человеку без чрезмерных усилий его кантовать или носить на зарядку. Перечислим основные типы аккумуляторов.

Аккумуляторы AGM (Рис.11) свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, электролит которых абсорбирован в стекловолокнистый наполнитель, служащий одновременно сепаратором (технология AGM).

Особенности и преимущества:

• Технология герметизации AGM (электролит, абсорбированный в микропористый сепаратор);
• Не требуется обслуживание и долив воды в течение всего срока службы;
• Отсутствует газовыделение, возможна эксплуатация в закрытых помещениях с персоналом;
• Герметичный корпус, исключены утечки электролита;
• Возможна эксплуатация в любом положении;
• Большой срок хранения без подзаряда
• Нет ограничений на перевозку любым транспортом;

Optima D 34/78

• 55 Ач
• Резерв, емк. 120 мин ССА 750 А 260x175x195 мм 20,1 /20,2 кг AGM, 4 клеммы

Pro Comp HDX orbital

• Резерв, емк. 95 мин ССА 770 А 260x173x205 мм 17,7/17,75 кг AGM, 4 клеммы

Моноблоки полностью удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к герметизированным батареям, не требуют обслуживания и долива воды в течение всего срока службы. Низкое газовыделение, благодаря высокой степени рекомбинации газов (97%). Низкое внутреннее сопротивление. Отличные характеристики при длительных многочасовых разрядах и кратковременных разрядах высокими токами. Возможна эксплуатация аккумуляторных батарей в любом положении. Данный тип аккумуляторов применяется в системах бесперебойного питания, системах безопасности, аварийной освещение, телекоммуникации. Отличительные особенности: экономичность, универсальность применения (буферный и циклический режимы), низкая величина саморазряда,] способность к восстановлению после высокого разряда.

Гелевые аккумуляторы (Рис.12). Аккумуляторы с гелевидным электролитом могут заменять батареи с жидким электролитом практически при любом применении, а также там, где обычные батареи с жидким электролитом не могут использоваться.

АКБ DEKA 8/9A31 (болт,+кл,)

• Емкость, Ач: 100.00
• Ток холодного пуска EN, А: 800.00
• Тип Гелевый Залитый: Да
• Напряжение, Вольт: 12
• Клеммы евро (толстые): Нет
• Клеммы под болт: Да
• Полярность R-прямая: Да

Серия АКБ для легковых и грузовых автомобилей. Устанавливаются в любом положении, исключена утечка электролита даже при разбитой корпусе. Электролит содержится в абсорбированном состоянии. Хорошо зарекомендовали себя там, где необходим большой ток прокрутки. Совмещают в себе преимущества стартерных и тяговых батарей.

• Необслуживаемые

• Залитые и заряженные

• Материал сепаратора: стекловолокно

• Изготовлены по AGM-технологии
• Корпус из высокопрочного полипропилена
• Система рекомбинации выделяющихся газов
• Устойчивы к сильной вибрации
• Имеются клеммы с резьбой под болт и европейские + американские
• Не теряют характеристик на глубине 10 метров под водой
• Заряжаются быстрее обычных батарей в 7 раз
• Для зарядки АКБ необходимо специальное зарядное устройство
• Пригодны для вторичной переработки

Гелевая батарея - это свинцово-кислотная батарея, которая загерметизирована с использованием особых клапанов и не должна открываться, не требующая обслуживания (периодически чистить контакты и протирать батарею), в которой используется тиксотропный гелевидный электролит, использует реакцию рекомбинации для предотвращения выделения водорода и кислорода, которые обычно выделяются в ЖЭБ-батареях (особенно при глубоком цикле), не проливается, поэтому может использоваться практически в любом положении, можно использовать рядом с чувствительным электронным оборудованием, повышенная безопасность на море т.к. не образуется газ в трюме. Гелевые аккумуляторные батареи имеют рад преимуществ, по сравнению с аккумуляторами типа AGM, при сохранении всех их достоинств - герметичности, необслуживаемости, практическом отсутствии вредных газовыделений при работе. Гелевые аккумуляторы имеют примерно на 10-30% больший срок службы, чем AGM аккумуляторы. Также они менее болезненно переносят глубокий разряд. Однако одним из основных преимуществ является существенно меньшая потеря ёмкости при понижении температуры батареи. Поэтому гелевые аккумуляторы рекомендуется применять там, где требуется обеспечить долгий срок службы, при более глубоких режимах разряда, а также, если температура аккумуляторов опускается ниже 5 °С.

Аккумулятор Minn Kota (Минн Кота) MK-SCS225, 130Ah

Тяговый кислотный аккумулятор - глубокий разряд не приводит к ухудшению эксплуатационных качеств.

• Напряжение -12 В
• Емкость -130 А*ч.
• Масса - 30 кг
• Длина - 355 мм
• Ширина -171 мм
• Высота - 251 мм
• Время непрерывной работы при максимальной скорости - от 4.3 часа (для Endura 30) до 2.4 часа (для Endura 55).

Стационарные и тяговые аккумуляторные батареи применяются в телекоммуникациях, средствах напольного транспорта, горной промышленности, больницах, коммунальных услугах и на железных дорогах. Тяговые аккумуляторы представляют собой последовательно соединенные между собой аккумуляторы номинального напряжения. Батареи находятся в металлическом ящике, который имеет кислотостойкое покрытие и пластиковую основу (Рис.13).

Морские аккумуляторы. Проектируются для установки на борту судов. Одним из основных требований для морских аккумуляторов является его саморазряд. Так как прогулочное судно обычно не работает в течение зимних месяцев, и у него нет возможности перезарядки аккумуляторов. В отличие от аккумуляторов в автомобиле, морские аккумуляторы постоянно разряжаются, если не работает двигатель (насос, свет, вентиляция и т.д.). Следовательно, аккумуляторы даже после такого длительного разряда, должны все же снова завести двигатель.

В рамках данного проекта, представляет также интерес, использование для подзарядки аккумуляторов солнечных батарей в т.ч. гибких, совмещённых с тентом лодки.

Отметим также, что при наличии запросов на базе рассматриваемого семейства корпусов, возможно создание прогулочного судна с бортовыми гребными колёсами, с приводом от электромоторов. Судно (длиной 12-14 м) может быть стилизовано под колёсный пароход конца XIX начала XX веков (Рис.14).

В том случае, если жёсткие экологические требования отсутствуют, возможно, использование бензиновых подвесных моторов (Рис.15), как это широко практикуется в мире. Конструкция лодок допускает использование мотор-весла. В принципе, возможна установка на лодке стационарного двигателя с соответствующим дейдвудным устройством и гребным винтом (Рис.16), однако на наш взгляд, это не будет оптимальным решением.

Несколько слов о применении подвесных моторов на лодках с вель- ботной кормой. На первый взгляд установка мотора на таком судне затруднена, и нередко можно видеть, как те или иные умельцы ладят за кормой лодки некий выносной консольный транец. Однако в этом зачастую нет никакой нужды. Достаточно установить в кормовой части поперёк лодки балку - деревянный брус достаточной толщины. На эту балку и крепится подвесной мотор. Справа, если винт правого вращения или слева, если винт левого вращения. Такое размещение мотора «сбоку» проблем с управляемостью и удержанием лодки на курсе не создаёт. «Боковое» расположение винта компенсирует его момент, заносящий на обычном одновинтовом судне корму в направлении противоположном вращению винта. Подобное решение широко распространено в мире, в чём можно убедиться, посмотрев на рисунки 7 и 17.

«Боковое» расположение мотора имеет ещё и то преимущество что при швартовке лодки кормой мотор и гребной винт надёжно защищены ахтерштевнем от повреждения при навале на берег или причал.

Представляет интерес размещение ещё одного мотора (пониженной мощности) на поперечной балке расположенной в носу (подобная балка-огневище присутствует в конструкции многих лодок традиционных типов). Такой вариант позволяет использовать мотор в качестве подруливающего устройства.

Вернуться в раздел

На главную страницу