Проект морского буксира с расчетом основных параметров

Буксир.doc

Общая характеристика морских буксиров.
Особенности работы буксиров.
Архитектура буксирного судна.
Задание на проектирование.
Общие сведения по судну.
Условия постройки судна.
Функциональная модель.
Построение структурной модели.
Формулирование задания на проектирование.
Определение основных элементов судна.
Определение водоизмещения
Определение главных размерений и коэффициента общей полноты.
Расчет мощности во II приближении.
Уточнение нагрузки и определение водоизмещения во II
Уточнение нагрузки и определение водоизмещения в III
Удифферентовка. Проверка остойчивости.
Морские буксиры являются важной составной частью мирового флота. Они
проводят буксировки различных плавучих объектов между портами и в пределах
порта перемещают лес нефтепродукты лихтеры выполняют спасательные и
судоподъемные операции ледовые и лоцманские проводки.
Различный характер буксирных операций предопределяет соответственно
систему требований как к конструкции и тактикотехническим данным отдельных
типов буксиров так и к организации и проведению конкретных буксировок.
Основным отличительным признаком любой буксировки груза является объект
буксировки. Таким объектом могут быть лес в плотах или кошелях нефть и
другие подобные вещества в эластичных плавучих емкостях («драконы»)
нефтеналивные баржи плашкоуты и кунгасы с грузом котлы боны секции
плавучих мостов и аэродромов и пр. Все они подобно судам являются
имуществом и имеют постоянную или временную плавучесть.
В начале 60-х годов прошлого столетия на некоторых реках появились
буксирные суда приводимые в движение паровой машиной и перемещавшиеся по
специальной цепи проложенной по дну реки на всем протяжении обслуживаемого
участка. Суда этого типа получили название «туеров» или «цепных пароходов».
По своей конструкции туеры представляли бесколесные суда имеющие железные
корпуса со съемными рулями подвешенными к носовому и кормовому штевням.
Туеры буксировали составы общей грузоподъемностью до 2000 т. Скорость
буксировки против течения достигала 4-5 кмч. Туеры более
усовершенствованного типа используются и в настоящее время на некоторых
участках рек с быстрым течением в тех случаях когда даже мощные буксирные
суда с составами при ходе против течения не могут справиться с ним.
В 50-х годах XIX в. Морские буксировки производятся в пределах малого
каботажа. Позднее были совершены переходы в порты соседних морей. Однако
первая сложная буксировка трех барж на 350 миль осуществлена лишь в 1892
г. а через четыре года два буксира впервые совершили переход с плавучим
доком через Атлантический океан.
Наибольшие мощности морских буксиров в конце XIX в. – 800 и. л. с.; в
морских портах работали буксиры мощностью 60 – 200 и. л. с. До 1880 г.
Почти все буксиры строились колесными.
Вслед за появлением двигателей внутреннего сгорания одними из первых
построенных в 1906 – 1910 гг. дизельных судов стали буксиры: пять колесных
теплоходов мощностью 600 и 800 л. с. И много винтовых – малых мощностей. К
строительству дизельных буксиров в нашей стране вернулись в конце 30-х
годов. Тогда были построены колесные теплоходы мощностью 1000 – 1100 л. с.
И очень большое число малых буксиров-газоходов.
Морские буксиры долгое время строились паровыми. Только после первой
мировой войны (1914 – 1918 гг.) широкое распространение получают дизельные
энергетические установки. Наибольшая мощность морских дизельных буксиров не
превышала 1200 л.с. В 1939 г. В Англии был построен первый дизель-
электрический буксир мощностью 600 л.с. Все больше появляется океанских
буксиров-спасателей. При этом достаточно четко вырисовываются их
характерные особенности – значительная мощность (от 1200 до 3800 л. с.)
высокие мореходные качества скорость 13-16 уз большая дальность плавания
(6-8 тыс. миль у паровых и 10-12 тыс. миль у дизельных). Буксиры морских
портов приобретают все более своеобразный архитектурный тип.
Морские буксиры в 60-х годах достигли мощностей 1500-2200 л. с.;
увеличилась дальность их плавания улучшились мореходные качества. Сильно
возросли мощности океанских буксиров-спасателей. Теперь они достигают 16000
л.с. при дальности плавания до 15 тыс. миль.
Таким образом буксирный флот внешнего и внутреннего плавания всегда
выполнявший функции транспортного и вспомогательного назначения достиг
значительных мощностей и высокого совершенства. Комплексная автоматизация
энергетических установок широкое применение дистанционного управления
механизмами судовых устройств и основных систем высокие гидродинамические
характеристики корпусов и движительно-рулевого комплекса а также
благоприятные условия обитаемости экипажа – вот характерные особенности
современного буксирного флота.
Особенности работы буксиров
Особенности работы буксиров вытекают из большого комплекса операций
выполняемых в процессе буксировки судов и плавучих сооружений.
Под буксировкой в общем виде понимается транспортировка по воде
несамоходного или потерявшего способность двигаться самоходного судна
другим самоходным судном с помощью гибкой или иной связи. Способность судна
осуществлять буксировку того или иного объекта в определенных условиях
характеризуется гарантированной доставкой его в пункт назначения в
установленный срок. Для этого буксир должен иметь достаточную мощность и
соответствующее буксирное устройство а также мореходные и другие
эксплуатационно-технические качества отвечающие навигационным условиям
выполнения буксировки.
Для морских и океанских дальних буксировок используются мощные
буксиры обладающие высокими мореходными качествами большими запасами
топлива и других видов снабжения в том числе буксирных канатов ремонтного
и водолазного оборудования. Особенно надежными должны быть у этих судов
буксирное и рулевое устройства движители средства дальней радиосвязи для
своевременного получения прогнозов погоды и ближней— для четкого
взаимодействия буксирующих судов между собою (если например буксируется
док) и с буксируемым объектом. В связи с тем что на буксируемых
современных крупнотоннажных трансокеанских баржах нет экипажей буксир
должен иметь средства для управления их механизмами по радио. Так шведские
океанские буксиры Нептун и Посейдон с помощью радиостанций управляют
баржевыми дизель-генераторами навигационными огнями «туманными» горнами
якорными шпилями клапанами креновых цистерн.
При океанской и морской буксировках несамоходных транспортных судов и
особенно самоходных потерявших ход или управляемость нередко наблюдается
большая рыскливость этих судов с отклонением на 60—70° и более от курса
буксира. В случае значительного волнения и бортовой качки судов могут
возникать сильные рывки буксирного троса с усилием направленным почти под
прямым углом к диаметральной плоскости буксира. Если последний расположен
лагом к волне то возможны опасные моменты способные вызвать потерю
При океанской и морской буксировке доков иногда один из буксиров
следует за доком удерживая его от рыскания. Трос подается на док с носовой
части буксира. Это лишает буксир нормальной управляемости а при сильном
волнении и поступательном движении дока буксир будет попадать в сложные
положения влекущие за собой крен близкий к критическому опасную
заливаемость палубы.
Буксировка морскими и океанскими буксирами крупнотоннажных барж
вследствие разности масс судов и нерегулярности волнения осложняется
появлением сильных рывков буксирного каната приводящих при жестком
закреплении последнего к разрывам. Для исключения этого буксиры должны
иметь автоматические буксирные лебедки и достаточную длину (до 750—800 м)
буксирного каната на барабане. В последнее время на крупных буксирах
применяют двухбарабанные гидравлические лебедки.
Морские и океанские буксиры предназначены также для оказания помощи
судам терпящим бедствие путем отбуксирования их в ближайший порт. В
штормовых условиях с буксира подают буксирный канат с помощью
линеметательной установки.
Для морских каботажных буксировок осуществляемых между портами одного
моря или портами расположенными на соседних морях буксиры должны иметь
нормальные мореходные и прочие эксплуатационно-технические качества
допускающие их работу при любой погоде.
Малые морские буксиры совершающие буксировки в прибрежных районах
должны в зависимости от наличия пунктов-убежищ иметь разрешение на плавание
при соответствующем удалении от этих пунктов. Мореходность таких буксиров
обычно ограничивается величиной волнения.
Морские рейдовые буксировки по обслуживанию разгружающихся или
грузящихся на рейде (особенно на открытом морском рейде) транспортных судов
достаточно сложны. Буксиры выполняющие их должны иметь маневренные
качества обеспечивающие уверенный подвод баржи к стоящему на якоре судну
при значительных ветре и волнении а также при насыщенности рейда стоящими
Для буксировки барж транспортных судов и плавучих сооружений в
морских портах буксиры должны иметь необходимое оборудование и маневренные
качества. Объем работ выполняемый портовыми буксирами примерно следующий:
ввод в порт швартовка отшвартовка и вывод крупных морских и океанских
транспортных судов; перестановка их с одного места стоянки на другое;
кантовка с разворачиванием у причалов разворачивание судов на бочке при
устранении девиации компасов а также во время приливов и отливов;
внутрипортовые переводы и перестановки плавучих доков кранов земснарядов
понтонов кессонов перегружателей и т. п.; внутрипортовые буксировки
морских портовых и Речных барж и лихтеров; ввод в доки и вывод из них
различных судов; обслуживание землесосных караванов транспортных и других
судов путем доставки и отвода шаланд мусорных и фекальных барж.
Архитектура буксирного судна
Архитектура буксирного судна разрабатывается с учетом основных
требований вытекающих из функционального его назначения удобного
размещения поста управления судном буксирного сцепного и швартовного
устройств и конечно с учетом создания благоприятных условий для труда и
отдыха экипажа. При этом должно быть достигнуто выразительное
композиционное и эстетическое решение внешнего вида и интерьеров.
Указанные требования отражены в Правилах Регистра СССР и Речного
Регистра РСФСР в правилах по технике безопасности и санитарных правилах.
На удовлетворение этих требований направлены усилия конструкторов и судовых
архитекторов создающих проект нового буксирного судна.
Внешние формы современного буксирного судна в отличие от простейших
утилитарных форм применявшихся в прошлом формируются с учетом технической
эстетики технологичности конструкций и их назначения. Они выбираются
одновременно с компоновкой общего расположения в результате прорисовки
различных вариантов и выполнения творческих композиционных макетов судна.
В основу внешнего вида кладется линия палубы и фальшборта. Линии
прочих палуб — горизонтальные или повторяющие кривизну линии главной палубы
— также должны быть достаточно четко выражены чтобы подчеркнуть основное
назначение буксирного судна.
Для морских буксиров имеющих седловатость палубы целесообразно
смещать в корму от миделя минимальное значение высоты надводного борта. Это
придает бортовой линии определенное изящество и повышает мореходные
качества. Не меньшее внимание уделяется выбору высоты протяженности и
формы надстроек. Для морских буксиров имеющих невысокие надстройки и
удлиненный бак композиционные решения находятся без особых затруднений. То
же можно сказать о портовых и речных буксирах и толкачах-буксирах у
которых сравнительно низко расположена ходовая рубка. Здесь достаточно
полно удается удовлетворить требованиям судовой эстетики: выявить черты
присущие судну — движущемуся предмету.
Другое дело с толкачами значительной мощности у которых ходовая рубка
расположена на втором и даже на третьем ярусе надстройки . В таких случаях
весьма трудно или даже невозможно зрительно снизить высоту надстройки.
Попытки применить различные декоративные приемы не эффективны. Если в
прошлом при значительной команде удавалось улучшить внешний вид таких судов
за счет удлинения второго а иногда и третьего яруса надстройки то теперь
при комплексной автоматизации энергетических установок и работе экипажей с
совмещением профессий число людей существенно уменьшилось и потребность в
помещениях сократилась.
Большую помощь в проектировании экстерьера и общего расположения
буксирного судна оказывает макетирование. Применение макетирования ускоряет
процесс проектирования на всех его фазах. Творческий композиционный макет
(или ряд макетов — последовательных приближений) дает возможность в
короткое время и без существенных затрат получить требующиеся перспективы
судна с любых точек найти наилучшее решение экстерьера. Сложный вопрос
согласования надстройки с корпусом выбор высоты положения и формы дымовых
труб — очень важного элемента общего вида судна — также решается только в
результате макетирования. Неудачно подобранная труба может испортить
экстерьер буксирного судна как бы хорошо он ни был разработан.
Общее расположение помещений буксирных судов имеет как общие так и
частные решения характерные для того или иного типа судна. Поэтому
регламентировать какое-то единое общее расположение помещений в качестве
типового для всех буксирных судов невозможно.
Выбор того или иного варианта общей компоновки буксирного судна во
многом определяется местоположением машинного отделения и его размерами.
Машинное отделение занимает от 21 до 53% расчетной длины винтовых буксирных
судов. У портовых кантовщиков эта величина составляет около 43% у портовых
и морских линейных буксиров — 28—32%. Машинное отделение (МО) рейдовых
речных буксиров и толкачей-буксиров занимает 29—36% расчетной длины судна
у линейных толкачей-буксиров— 30—40% и у дунайских характеризующихся
удлиненным корпусом—25—28%.
Анализ расположения оборудования в машинных отделениях построенных
судов показывает что механическое и другое оборудование размещаются при
указанных выше значениях длины МО с обеспечением необходимых проходов и
площадей для обслуживания и ремонтных работ.
Каюты для экипажа размещают как правило в носовой части где меньше
шум от двигателей и от гребных винтов. В последнее время в связи с
уменьшением экипажей принимаются меры к размещению всех кают на палубе.
Однако это решение не всегда можно использовать для буксиров имеющих менее
развитые надстройки.
Между жилым отсеком и машинным отделением как правило размещают
топливные цистерны и коффердам. Это способствует снижению шумности в каютах
и обеспечивает благоприятную удифферентовку судна по мере расходования
За машинным отделением если оно имеет ограниченную длину располагают
различные кладовые (провизионные ЗИП и др.). На некоторых морских и
океанских буксирах-спасателях устраивается грузовой трюм а на дунайских
толкачах-буксирах предусматривают вторую топливную цистерну коффердам
каюты экипажа и запасные. Ахтерпик обычно используют для размещения рулевых
В надстройке располагаются жилые общественные служебные
хозяйственные санитарно-бытовые помещения с сушилками пищеблок с
кладовыми сухой и мокрой провизии и кладовые разных назначений. Несмотря на
ограниченность габаритов надстроек необходимо выдержать поблочное
размещение помещений обеспечить удобные по возможности закрытые проходы
членов экипажа к своим рабочим местам в том числе и в ходовую рубку.
Должны быть учтены помещения для установки вентиляторов противопожарных
средств выгородки для распределительных щитов каналов вентиляции и
воздушного отопления прохода электротрасс.
До начала компоновки общего расположения рекомендуется составить
список всех помещений необходимых на буксирном судне с указанием
площадей требующихся по нормам Регистра санитарным нормам и по опыту
эксплуатации буксирных судов.
Командный состав на буксирах и особенно на толкачах-буксирах и
толкачах размещается на верхней палубе или во втором ярусе надстройки.
Наблюдавшееся в прошлом размещение помещений палубной и машинной команд по
разным бортам теперь не применяется в связи с автоматизацией управления
буксирными судами и совмещением профессий. На крупных буксирных судах блок-
каюта капитана и механика должна состоять из кабинета спальни и санузла.
При размещении других кают по углам ярусов надстройки окна в них следует
делать с бортов а не только сзади — в зависимости от расположения
оборудования в каютах и внешнего вида судна. Бортовые окна необходимы для
того чтобы каждый член экипажа видел обстановку за бортом.
Камбуз столовая и кают-компания (там где она предусматривается)
размещаются на одной палубе. Из-за ограниченности места продовольственные
кладовые основного запаса целесообразно располагать в корпусе. Камбуз
должен иметь хорошее естественное освещение.
Ходовая рубка—главный пост управления судном. Ее роль возросла с
введением автоматизации управления энергетической установки и судна в
целом. В отличие от транспортных судов ходовые рубки буксирных судов имеют
значительно меньшие размеры и относительно более насыщены.
Из рубки должен быть обеспечен круговой обзор не перекрытый никакими
предметами за исключением простенков между окнами. На многих морских
буксирах обзору препятствует штурманская рубка. Рекомендуется объединять
обе рубки в одну или располагать ходовую рубку выше штурманской на 10—12
м. Это позволит установить окна вдоль всей кормовой стенки. Радиорубка или
аппаратная располагаются ярусом ниже ходовой рубки. Как правило на одной
палубе с ними находятся агрегатная аккумуляторная и каюта радиста. На
малых буксирах и толкачах радиоаппаратура для диспетчерской связи
располагается в ходовой рубке.
При проектировании буксирных судов всех типов особое внимание
уделяется созданию нормальной обитаемости личного состава для чего
предусматривается комплекс мероприятий по снижению вибрации структурного и
воздушного шума. Жилые помещения размещаются как можно дальше от машинного
отделения принимаются меры к исключению передачи структурного шума в
результате устройства противошумовых коффердамов плавающих полов и зашивки
бортов установки вспомогательных и главных двигателей на балочные
фундаменты и амортизаторы крепления подвесок дымоходов с помощью мягких
При разработке чертежей общего расположения буксиров и толкачей
предусматриваются площади и объемы а также оборудование жилых санитарно-
бытовых помещений и пищеблока соответствующие требованиям санитарной
инспекции. Ширина проходов на палубах и в помещениях величина площадей
обслуживания у палубных и других механизмов должны отвечать нормам Регистра
и требованиям правил по охране труда.
Выбор мощности и движительно-рулевого комплекса
Для буксировки состава с требующейся скоростью в заданных условиях
плавания буксирное судно должно иметь мощность достаточную для
преодоления сопротивления окружающей среды Движению самого буксира ведомых
им судов и буксирных канатов.
При расчете потребной мощности буксира или толкача необходимо знать:
основные элементы типовых судов и составов для вождения которых
проектируется судно; ориентировочную названную заказчиком скорость
буксировки типовых судов и составов (она уточняется на базе технико-
экономического изыскания наивыгоднейшей скорости с учетом получения
экономически целесообразной мощности) и данные о районе плавания.
Линейные а также портовые и рейдовые буксиры при нормальной
буксировке на канате работают большую часть пути не дает. Поэтому и
управляемость на заднем ходу от внедрения раздельного управления насадками
не изменилась. Если же состав вошел в циркуляцию то для вывода его из
циркуляции применяют маневр. Циркуляция даже тяжелого состава в этом случае
прекращается за несколько секунд. Если возникает необходимость то состав
может быть быстро введен в обратную циркуляцию.
Серьезной технической задачей при проектировании толкачей является
обеспечение управляемости толкаемых порожних составов которые в отличие от
морских и речных самоходных судов не балластируются и во время движения в
ветреную погоду имеют большой дрейф. Поскольку речные фарватеры
ограничены по ширине требуется чтобы состав шел с дрейфом не
превышающим 06—07 ширины судового хода и управлялся на поворотах. Это
требование толкачи выполняют на полном ходу с порожними кильватерными
расчетными для них составами только если сила ветра не превышает 5—6
баллов. При ветрах большей силы состав приобретает недопустимый дрейф.
Поэтому опыт вождения порожних составов показал что в ряде случаев
необходимо перестраивать кильватерные составы в двухпыжевые. Однако уже
появились двухпыжевые составы с мощными толкачами полностью использующие
акватории шлюзов. Эти составы в порожнем состоянии перестроить в
четырехпыжевой состав нельзя так как он не будет проходить через шлюзы
(там где они есть) или не будет соответствовать габаритам пути.
Следовательно проблема создания движительно-рулевого комплекса более
эффективного чем современные не решена окончательно. За рубежом делаются
попытки устанавливать впереди состава ведущие приставки с мощным
подруливающим устройством. Однако в широкую практику работы толкаемых
составов такие приставки не вошли и не во всех случаях их можно
В отечественной практике успешно применяются составы с изгибающим
устройством. Однако и это устройство обеспечивает изгиб только кильватерных
составов. Изгибающее устройство не может решить проблемы управления
двухчетырехпыжевыми порожними составами при ветрах значительной силы.
На толкачах США нашли широкое применение фланкирующие рули которые в
сочетании с рулями переднего хода позволяют удерживать составы на курсе с
меньшим дрейфом. Применение многорулевых комплексов на отечественных судах
как показал опыт оборудования шестью рулями толкача-буксира Люблин
мощностью 1200 л. с не давая существенных преимуществ увеличивает
сопротивление движению повышает возможность повреждения рулевого комплекса
при касании грунта и значительно затрудняет работу в ледовых условиях. В то
же время для буксиров и толкачей имеет большое значение поворотливость и
проходимость при проводке судов в ледовых условиях. Практика работы
толкачей мощностью 800—4000 л. с оборудованных поворотными насадками
показала что они могут работать и управляться во льдах толщиной до 25-40
см. В отличие от судов с неповоротными на садками и рулями они имеют более
высокую проходимость так как их насадки благодаря подвижности реже
забиваются и проще освобождаются от него. льдом.
Конструкция корпуса и рубок морских буксиров
Система набора корпуса морских буксиров — поперечная. величина шпации
в зависимости от класса буксира обычно не превышает 600 мм.
Характеристики набора корпуса и толщина наружной обшивки определяются
в соответствии с «Правилами классификации и постройки морских судов»
Регистра с учетом дополнительных требований предъявляемых к буксирным
Правилами постройки предусмотрены два метода нормирования прочности и
регламентирования конструкции корпуса: расчетный на базе методов
строительной механики корабля использующий установленные в Правилах
Регистра СССР нормы нагрузок и допускаемых напряжений и табличный когда
элементы конструкции корпуса набираются по таблицам и формулам указанных
Правил. Каждый метод применяется независимо от другого.
Дополнительные Правила Регистра СССР помимо конкретных Указаний по
выбору размеров и конструкции отдельных узлов и связей корпусных
конструкций содержат и некоторые общие указания определяющие
конструктивные особенности этих судов. К ним относится например
требование необходимого числа водонепроницаемых переборок на судне.
Согласно этому требованию буксирное судно должно иметь как минимум:
таранную переборку доведенную до палубы; переборку ахтерпика с уступом на
Уровне платформы; переборки ограничивающие машинно-котельное отделение.
В Правилах Регистра особо оговорены требования касающиеся ледовых
(«Л») и усиленно ледовых («УЛ») подкреплений буксиров предназначенных для
эксплуатации в ледовых условиях.
Учитывая тенденцию перехода на круглогодичную навигацию судов морского
торгового флота и все возрастающую роль буксиров в связи с необходимостью
обслуживания этих судов в течение всего года в замерзающих портах особое
внимание следует уделять вопросу проектирования буксирных судов
предназначенных для работы в ледовых условиях. Особенностью проектирования
в этом случае является то что прочные размеры бортового набора палуб
платформ поперечных переборок и ледового пояса наружной обшивки
назначаются в зависимости от величины ледовой нагрузки на носовую
оконечность среднюю часть и кормовую оконечность судна.
Кроме обеспечения общей и местной прочности корпуса в соответствии с
действующими нормами иногда возникает необходимость повышения прочности
отдельных конструкций: . например бортового набора носовой и кормовой
оконечностей не только для работы в ледовых условиях но и для работы в
порту по кантовке транспортных судов упорных конструкций толкачей и т. п.
Все особенности работы должны быть учтены а зависящие от этого прочностные
характеристики элементов корпуса проверены расчетом или назначены на
основании опыта эксплуатации подобных судов.
Штевни для отечественных буксиров обычно принимаются прямоугольного
сечения. Как показал опыт эксплуатации буксиров типа Иван Плюснин Сатурн и
других это обеспечивает меньший угол закалывания льда и способствует
лучшей ледопроходимости буксира.
Опыт эксплуатации буксиров в ледовых условиях показывает также что
при конструировании форштевня не обязательно предусматривать шпунт для
притыкания наружной обшивки к форштевню.
Кронштейны гребных валов на двухвальных буксирах усиленно ледового
класса выполняются литосварной конструкции и соединяются с обшивкой и
набором корпуса в районе гельм-порта. Они соединены между собой жесткой
связью и образуют П-образную конструкцию вполне заменяющую требуемые
Правилами Регистра две лапы у каждого кронштейна кроме того каждый
кронштейн приваривается к дейдвудной трубе.
Второе дно делается почти на всех морских и океанских линейных
буксирах и буксирах-спасателях; на портовых и рейдовых буксирах-кантовщиках
— чаще всего лишь на протяжении машинного отделения. Оно используется в
основном для размещения запасов топлива. Создание второго дна на портовых
буксирах имеющих небольшие размеры часто оказывается нецелесообразным. В
случае необходимости устройства второго дна иногда вместо вертикального
киля предусматривается установка двух днищевых стрингеров служащих
одновременно фундаментными балками под главный двигатель.
Бортовой набор состоит из рамных основных и промежуточных шпангоутов
и бортовых стрингеров. Профиль промежуточных шпангоутов предусматривается
равным профилю основных шпангоутов. Концы промежуточных шпангоутов
крепятся в средней части судна на разносных стрингерах и протягиваются
до вертикального киля и верхней палубы в оконечностях.
Соединение палубы с бортом выполняется с перепуском палубы на 10—15 мм
в целях улучшения стока воды упрощения технологии постройки и удобства
крепления привального бруса.и подобная конструкция выполненная на буксирах
типа Сатурн и других хорошо себя зарекомендовала в постройке и
Учитывая возможность навала бортом буксира на буксируемое судно
толщина и набор фальшборта обычно усилены против требований Регистра. Кроме
того фальшборт всегда выполняется с завалом к ДП судна.
На буксирных судах ледового плавания большое внимание уделяется
ледовой защите движительно-рулевого комплекса. На ахтерштевне
предусматривается противоледовая наделка в районе КВЛ что повышает
надежность винто-рулевого комплекса на заднем ходу судна морских портовых
буксирах типа Сатурн для защиты винто-рулевого комплекса ото льда на
передном ходу установлены побортно три плавника жестко связанные по концам
неподвижными полукольцами. Для защиты носовых кромок насадок от ударов
льдин со стороны ДП на днище между выкружками гребных валов предусмотрены
два вертикальных клыка.
На портовых буксирах типа Марс под днищем в районе крыльчатых
движителей установлено ограждение из сварного крыла соединенного с днищем
сварными стойками одновременно выполняющее функции насадок. Наружные и
внутренние стенки рубок первого яруса выполняют достаточно прочными из
стали толщиной 3—4 мм. Применяют наборные и гофрированные конструкции.
- буксировка несамоходных средств в Балтийском море.
- ограниченный II – плавание в морских районах на волнении с высотой
волны 3% обеспеченности 70 м с удалением от порта убежища не
- однопалубный буксир с приподнятой носовой частью палубы и
двухъярусной рубкой с одновальной дизельной энергетической
установкой с винтом регулируемого шага в поворотной направляющей
насадке с избыточным надводным бортом.
- судно проектировано на класс Российского Морского Регистра
судоходства КМ_ЛУ 2 IIА3 буксир.
Корпус судна все механизмы устройства оборудование системы
трубопроводы электро- и радиооборудование в отношении постройки и
сборки а также в отношении материалов идущих на изготовление
соответствуют Правилам Морского Регистра Судоходства государственным и
прочим Правилам и Нормативам.
Судно удовлетворяет следующим правилам и нормам:
- Правилам Российского Морского Регистра Судоходства 2007 г.;
- Международной Конвенции о грузовой марке морских судов 1996 г. с
- Требованиям техники безопасности к морским судам РД 31.81.-1-87
- Санитарным правилам для морских судов № 2641-82 изд. 1984 г.;
- Уровням шума на морских судах Санитарные нормы СН 2.5.2.047-96
- Правилам по защите от статического электричества на морских судах
- Предельно-допустимым уровням (ПДУ) воздействия электрических полей
диапазона средних и высоких частот для плавсостава судов № 3099-84 от
01.84 г. изд. 1984 г.;
- Наставлению по борьбе за живучесть судов Министерства морского флота
(НБЖС) РД 31.60.14-81 г. изд. 1983 г.;
- Международной Конвенции по предотвращению загрязнения моря с судов
73 г. с учетом протокола 1978 г.;
- Наставлению по предотвращению загрязнения с судов РД 31.04.23-94
изд. 1994 г. ЦНИИМФ;
- Правилам обмера морских судов изд. 2001 г.;
- Международной конвенции по охране человеческой жизни на море SOLAS-
3 Функциональная модель.
Буксир предназначен для транспортировки несамоходных средств в
В нашей стране регулярные морские буксировки в небольшом объеме
сохраняются как в виде чисто морских так и в виде смешанного типа море
– река – море. Первые применяются в тех бассейнах страны где
использование самоходного флота по тем или иным причинам затруднено.
Буксирные суда применяются также для буксировки плотов-сигар в другие
порты. В других бассейнах страны морские линейные буксиры используются
для буксировки барж с местными строительными материалами на морских
линиях и в прибрежных районах.
Морские линейные буксиры имея единое назначение различаются по
своим размерам и мощности. Общими особенностями их являются повышенный
надводный борт стандартная или увеличенная седловатость палубы и
двухъярусная рубка. Компоновка судовых помещений не отличается от
таковой на других буксирах у которых жилые помещения рассчитаны на
полный штат команды.
На линейных буксирах в составе буксирного устройства как правило
предусмотрена буксирная лебедка обеспечивающая амортизацию рывков
буксирного каната при буксировке судна или состава судов на волнении.
Линейные буксиры благодаря увеличенному надводному борту в носовой части
обладают более высокой мореходностью чем рейдовые буксиры. Они имеют
хорошую устойчивость на курсе и всхожесть на волну; заливаемость их
палуб невелика. Линейные буксиры оснащены электрорадионавигационными
приборами обеспечивающими нормальную работу и связь при значительном
В силу специфики малого буксира в составе его буксирного устройства
отсутствует лебедка. Вместо нее применены электрогидравлическая
буксирная вьюшка и гак.
5 Формулирование задания на проектирование.
Требование к проектируемому судну:
Скорость судна 125 уз
Дальность плавания ..1200 миль
Определение основных элементов судна
Для определения водоизмещения воспользуемся следующей зависимостью:
преобразуя это уравнение получим:
[pic] – измерители масс
[pic] – водоизмещение судна-прототипа т.
[pic] – скорость проектируемого судна уз.
[pic] – коэффициент морского запаса принимаем – [pic]
[pic] – коэффициент запаса топлива принимаем – [pic]
[pic] – удельный расход топлива принимаем – [pic]
[pic] – адмиралтейский коэффициент.
Адмиралтейский коэффициент рассчитывается по следующей формуле:
Рассчитаем измерители по следующим формулам:
запас водоизмещения примем: [pic].
Составляющие нагрузки которые не зависят от водоизмещения:
[pic] – масса воды принимаем – [pic]
[pic] – масса провизии принимаем – [pic]
[pic] – масса одного члена экипажа принимаем – [pic]
[pic] – автономность судна – [pic]
[pic] – количество экипажа принимаем – [pic]
Подставляя в (2) получаем:
Подставляя значения масс разделов нагрузки в (1) получаем:
Далее решаем его графически:
Рис 3.1 Графическое решение уравнения нагрузки
В результате решения получаем: [pic].
Расчет мощности энергетической установки в первом приближении проводим
по следующей формуле:
Вычислим нагрузку в первом приближении:ю
Нагрузка судна в первом приближении
КодРаздел Pi PiDiPi PiDi
Корпус 10501046399470463
Устройства судовые 1730 007616390076
Системы 723 0032697 0032
Установка энергетическая 2191 009715490072
Электроэнергетическая система 687 0030663 0031
внутрисудовая связь и управление
Вооружение 038 0002037 0002
Запасные части инструмент и 045 0002043 0002
Твердый балласт 2830 012527300127
Запас водоизмещения остойчивости 681 0030344 0016
Постоянные жидкие грузы 313 0014302 0014
Снабжение имущество 290 0013280 0013
Экипаж провизия вода 983 0043740 0034
Топливо масло вода 1681 007425300118
Расчет основных элементов судна
Относительная длина судна рассчитывается по формуле:
Длину в первом приближении рассчитаем по формуле:
Принимаем отношения [pic] и [pic] как у прототипа:
Отсюда другие размерения получаем по следующим соотношениям:
Расчет мощности во втором приближении
Мощность энергетической установки которая обеспечивает судну заданную
скорость во втором приближении рассчитывается по формуле:
[pic] – буксировочная мощность судна кВт
R – эксплуатационное сопротивление движению кН
[pic] – расчетная скорость судна в мс
[pic] – пропульсивный коэффициент
[pic]– коэффициент учитывающий воздушное сопративление
[pic]– коэффициент учитывающий неточность расчета
[pic]– запас мощности.
Эксплуатационное сопротивление движению рассчитывается по формуле
[pic] - коэффициент сопротивления трения
[pic] - коэффициент остаточного сопротивления
[pic] - надбавка на шероховатость
[pic] - коэффициент сопротивления выступающих частей
[pic] -площадь смоченной поверхности
Площадь смоченной поверхности по формуле Мурагина:
Буксировочное сопротивление на тихой воде
Пропульсивный коэффициент:
[pic] - число оборотов гребного винта.
Буксировочная мощность
Подставляя значения в формулу (5)
[pic]принимаем [pic]
Уточнение нагрузки и определение водоизмещения во втором приближении.
разделов нагрузки устройства системы электроэнергетические
системы вооружения запасные части твердый балласт постоянные жидкие
грузы снабжение и имущество подсчитываются с учетом кубического модуля.
Масса разделов нагрузки энергетическая установка топливо масло вода с
учетом уточненной мощности.
Нагрузка судна во втором приближении
Код Раздел Pi PiDi Pi PiDi
Корпус 10207 0459 9947 0463
Устройства судовые 1682 0076 1639 0076
Системы 709 0032 697 0032
Установка энергетическая 2191 0098 1549 0072
Электроэнергетическая система 674 0030 663 0031
Вооружение 038 0002 037 0002
Запасные части инструмент и 044 0002 043 0002
Твердый балласт 2777 0125 2730 0127
Запас водоизмещения остойчивости 681 0031 344 0016
Постоянные жидкие грузы 307 0014 302 0014
Снабжение имущество 285 0013 280 0013
Экипаж провизия вода 983 0044 740 0034
Топливо масло вода 1681 0076 2530 0118
Для того чтобы выяснить насколько изменилось водоизмещение судна
после второго приближения необходимо вычислить коэффициент Норманна [pic].
Он учитывает тот факт что приращение нагрузки не равно приращению
Определение размерений во втором приближении
Вычисляем модуль пересчета
размерения проектируемого судна во втором приближении:
Уточнение нагрузки и определение водоизмещения в третьем приближении.
Производится аналогично расчету во втором приближении. Мощность
энергетической установки остается прежней.
Нагрузка судна в третьем приближении
Корпус 1010790458 3759404121
Устройства судовые 16655 0075 8653 00949
Системы 7045 0032 2135 00234
Установка энергетическая 21696 0098 1405 01540
Электроэнергетическая система 6701 0030 1735 00190
Вооружение 0374 0002 144 00016
Запасные части инструмент и 0437 0002 14 00015
Твердый балласт 27594 0125 18 00197
Запас водоизмещения остойчивости 6678 0030 1033 00113
Постоянные жидкие грузы 3052 0014 3284 00360
Снабжение имущество 2830 0013 2931 00321
Экипаж провизия вода 983 0045 56 00061
Топливо масло вода 1681 0076 1716301881
Для дальнейших расчётов примем:
Водоизмещение полное 220.78т
Ширина по КВЛ 6.57 м
Коэффициент общей полноты 048
Удифферентовка судна
Код НаименоМасса Х м Y м Z м Mx тм My тм
Рис. 3.2 Построение кривых элементов теоретического чертежа
Результаты удифферентовки и проверки остойчивости
Вид нагрузки V T Xc Xg Zm Zg h hB Водоизмещение порожним
037 230 -045 -046 304 285 019 0029 Водоизмещение с 10%
запасов 19298 232 -049 -053 310 280 03 0046
Водоизмещение с 50% запасов 20337 238 -04 -037 312 280 032
49 Водоизмещение полное 21539 244 -03 -028 32 289 031
В этой таблице B – ширина судна по ватерлинии определенной для
соответствующего случая нагрузки [pic] – соответствующая относительная
метацентрическая высота.
Также видно что метацентрическая высота положительна а относительная
метацентрическая высота имеет приемлемые значения что и требовалось.
палубное оборудование
носовое якорное устройство
швартовное устройство (лебедка)
спасательные устройства
устройства освещения
спускоподъемные устройства
радиотехническое и навигационное вооружение
рулевое устройство (перо руля)
Итак в данной работе было рассмотрено буксирное судно. Оно служит для
линейной и внутрипортовой транспортировки несамоходных судов. Строительство
таких судов перспективно в настоящее время так как невозможно выполнять
работу многих тысяч морских портов морских и речных каналов шлюзов без
постоянной и многогранной работы морских буксиров. Немыслима без них работа
транспортного промыслового научно-исследовательского и иного флота.
Потребность в разнообразных буксирных услугах вызывается также
использованием на море различных несамоходных плавучих объектов (буев
понтонов плавкранов и т.д.).
Также были определены основные характеристики буксира:
Водоизмещение полное 22078 т
Длина наибольшая 2891 м
Ширина наибольшая 657 м
Мощность главного двигателя 77789 кВт
Скорость полного хода 125 уз
Дальность плавания со скоростью 12 уз 1200 миль
Автономность 12 сут.
Коэффициент общей полноты 049.
Александров М.Н. Судовые устройства.- Л.: Судостроение 1987
Ашик В.В. Проектирование судов.- Л.: Судостроение 1985.
Богданов Б. В. Васильев К. А. Буксирные суда. – Л.: Судостроение
Барабанов Н.В. Конструкция корпуса морских судов.- Л.:
Бронников А. В. Проектирование судов. – Л.: Судостроение 1991
Жинкин В.Б. Теория корабля. - Л.: Судостроение 1989.
Мунтро-Смит Р. Проектирование буксиров. – Судостроение 1962 №10
Ногид Л.М. Проектирование морских судов – Л.: Судостроение1964.
Сидорченко В.Ф. Морские буксиры и их операции. – Л. : Судостроение
.Морской флот 2000 №7-8.

Буксир.dwg

Верхняя палуба слом 21 ширстрек
Кафедра океанотехники
и морских технологий
Главные размерения м
Длина между перпендикулярами
Высота борта до ВП на миделе