Газовозы. 
Теория и устройство корабля

В последнее время в мировом потреблении топлива существенно возросла доля природного и попутного газов. Мировое судостроение на эту тенденцию откликнулось созданием специальных судов — газовозов. По своей конструкции газовозы являются сложными судами, что, в частности, объясняется необходимостью перевозить токсичные газы в сжиженном состоянии (в условиях повышенного давления либо пониженной температуры) и требованиями обеспечения пожарои взрывобезопасности, экологической чистоты.

Особенность газовозов — использование для перевозки груза специальных цистерн, встраиваемых в основной корпус. Эти цистерны могут иметь цилиндрическую, сферическую (рис. 8.14), призматическую форму.

Для предотвращения утечки газа в случае повреждения грузовых емкостей при авариях газовозы должны иметь двойное дно и двойные борта. Емкости для газа, располагающиеся внутри судна, изолируют от обшивки и набора основного корпуса. Создается так.

Рис. 8.14. Газовоз со сферическими цистернами: а — боковой вид; б — сечение по трюму называемый вторичный барьер — промежуточные временные емкости, куда в первую очередь попадает сжиженный газ в случае утечки из основной емкости.

Значительные объемы в подпалубном пространстве газовозов занимают изоляция и другие специальные системы и конструкции, предназначенные, в частности, для поддержания в цистернах низких температур. Это обстоятельство наряду с невысокой плотностью груза (р = 0,47−5-0,70 т/м³) приводит к необходимости увеличения надводного борта. Так, для газовозов отношение высоты борта к осадке может составлять Н/Т= 1,3+1,5 и более. Особенности конструкции судов этого типа, необходимость использования для их постройки дорогих материалов (нержавеющая и другие качественные стали) приводит к тому, что стоимость газовозов почти в три раза превышает стоимость танкеров таких же размеров.

Суда для массовых грузов.

Под термином «массовые грузы» принято понимать насыпные и навалочные грузы, перевозимые на судах без тары. К ним относятся: железная руда, каменный уголь, химические удобрения, бокситы, зерно. В последнее время все чаще без тары перевозят сахар и цемент. Иногда суда данного типа называют навалочными или навалочниками.

К узкоспециализированным судам для перевозки массовых грузов относятся рудовозы, бокситовозы, углевозы, цементовозы.

Своеобразное конструктивное оформление рудовозов (рис. 8.15) объясняется особенностями грузов и грузообработки, также требованиями общей и местной прочности. Руда и рудные концентраты обладают большой плотностью, а некоторые концентраты способны переходить в разжиженное состояние. Погрузка и выгрузка должны осуществляться грейферами, без применения внутритрюмных машин. Часто суда загружены лишь в прямом рейсе, а возвращаться вынуждены порожнем. Перечисленное выше, а также необходимость обеспечения удовлетворительных мореходных качеств сфор;

Рис. 8.15. Рудовоз водоизмещением D = 75 тыс. т: а — боковой вид; б — сечение по трюму мировали современный архитектурно-конструктивный рудовозный тип. Это — однопалубные суда с кормовым расположением МО, двойными бортами, образованными двумя продольными переборками, и двойным дном, значительно поднятым по сравнению с другими сухогрузными судами. Длинные трюмы, широкие большой протяженности люки вместе со специальными скосами в нижней части трюмов вдоль продольных и поперечных переборок способствуют облегчению и ускорению разгрузочных работ. Ту же цель преследует и размещение набора в междубортном пространстве. Для уменьшения опасности перемещения груза и возникновения больших кренящих моментов в верхней части трюма также делают специальные скосы, способствующие разравниванию руды в процессе погрузки и транспортировки.

Междубортное пространство и отсеки двойного дна на рудовозах используют для размещения балласта и судовых запасов. Низкое расположение центра тяжести приводит к избыточной остойчивости и резкой качке (см. гл. 5). В верхней части междубортного пространства иногда располагают относительно небольшие подпалубные балластные цистерны, заполнение которых благоприятно сказывается на качке, особенно при ходе в балласте.

Архитектурно-конструктивный тип других узкоспециализированных судов, бокситовозов и углевозов, принципиально мало чем отличается от описанного выше. Особенностью является меньшая, чем у руды, плотность груза, а следовательно большие объемы грузовых помещений и меньшие размеры междубортных и междудонных балластных цистерн.

С тем чтобы в наибольшей степени расширить транспортные возможности, были созданы универсальные суда для массовых грузов — УСМГ. С одной стороны, они являются специализированными, так как предназначены для транспортировки только массовых грузов, а с другой, — это универсальные суда, способные перевозить любые массовые грузы с почти одинаковой эффективностью.

Из этих предпосылок вытекают и требования к УСМГ: объем грузовых помещений должен быть достаточным для перевозки различных массовых грузов, от тяжелой руды до легкого зерна; колебания остойчивости при этом должны быть минимальными, а значения изгибающих моментов не выходить за пределы, гарантирующие умеренную массу корпуса.

Характерными особенностями таких судов является наличие минимального двойного дна, скуловых и подпалубных балластных цистерн (рис. 8.16).

Для улучшения остойчивости УСМГ часто используется чередующаяся, через один, загрузка трюмов тяжелым грузом. 'При этом трюмы заполняются значительно выше, чем при равномерной нагрузке, центр тяжести повышается, метацентрическая высота снижается (см. гл. 2), а период качки увеличивается (см. гл. 5). Кроме того, такая загрузка упрощает удифферентовку судна без приема балласта. В еще большей степени эти преимущества могут быть реализованы путем применения трюмов разной длины: предназначенные для руды делают более короткими, чем смежные (см. рис. 8.16). Однако чередующаяся загрузка приводит к существенному росту.

Рис. 8.16. Универсальное судно для массовых грузов с трюмами различной длины: а — боковой вид; б — сечение по трюму изгибающего момента и перерезывающих сил. С увеличением количества трюмов этот отрицательный эффект несколько сглаживается. Соответственно УСМГ имеют большое количество грузовых помещений, число которых зависит от размеров судна и составляет п = = 5 (Dw < 20 тыс. т), п = 7 (Dw < 40 тыс. т) и п- 9+11 (Dw > 40 тыс. т).

Комбинированные суда предназначаются для перевозки наливных, в основном нефти и нефтепродуктов, и массовых грузов. Эти суда проектируют так, чтобы при транспортировке разнородных грузов полностью использовать их грузоподъемность. Архитектурно-конструктивный тип этих судов мало отличается от такового навалочных, а масса корпуса несколько выше вследствие установки дополнительных систем и устройств.