Транспортный комплекс для водной среды
Полезная модель относится к судостроению, а именно к транспортным комплексам, предназначенным для использования в водной среде и состоящим из несамоходных судов и буксиров-толкачей. Технический результат заключается в возможности использования комплекса в ледовых условиях при перевозке большегрузных несамоходных судов. Транспортный комплекс так же, как и прототип, состоит из несамоходного судна и буксира-толкача, соединенных жестким сцепным устройством. В отличие от прототипа, в качестве толкача используется атомный ледокол, типа «Арктика», а в качестве сцепного устройства - трехштыревой автосцеп с зубчатым сцеплением, при этом баржа имеет носовые обводы ледокольного вида и снабжена в кормовой оконечности рецессом для фиксирования носовой части ледокола. 1 илл.
Предлагаемая полезная модель относится к судостроению, а именно к транспортным комплексам, предназначенным для использования в водной среде и состоящим из несамоходных судов и буксиров-толкачей. Заявляемый судовой состав был разработан специалистами Санкт-Петербургского государственного университета водных коммуникаций для обеспечения транспортировки всех видов углеводородов по Северному Морскому пути. Устройство может быть использовано для транспортировки большегрузных барж в ледовых условиях.
Идея создания транспортных составов для речных и морских магистралей, появившаяся еще в середине прошлого столетия, была вызвана нерациональным использованием дорогих энергетических установок в условиях длительных простоев судов в портах или на грузовых операциях в море. По результатам многочисленных технико-экономических обоснований приоритетное направление было отдано толкаемым транспортным составам.
Однако развитие морских и океанских перевозок грузов с помощью толкаемых составов долго сдерживалось из-за отсутствия достаточно надежного сцепного устройства толкача и несамоходного судна. Как показали данные сравнительной оценки результатов испытаний моделей толкаемых составов речного и морского плавания, последние имеют специфические особенности (по соотношению главных размерений, значениям грузоподъемности, осадке, по взаимодействию толкача и баржи при плавании на волнении и др.) и требуют совершенствования и доработки сцепных устройств применительно к данному типу толкаемых составов.
К настоящему времени запатентовано множество конструкций толкаемых составов для водной среды с соответствующими сцепными соединениями толкача и баржи. Среди них наиболее надежными и перспективными считаются толкаемые транспортные составы с жесткими (пат. RU 
2150405, опубл. 12.03.1999) и ограниченно-подвижными (пат. RU 2401762, опубл. 20.10.2010) сцепными устройствами. Недостатком последних является, невозможность использования в условиях сильного волнения, а также в ледовых условиях.
Одним из наиболее близких аналогов предлагаемого устройства по технической сущности и назначению является транспортный комплекс для водной среды по пат. RU 2150405 МПК В63В 21/56 (2006.01), опубл. 20.10.2010. Указанное устройство включает в себя соединенные между собой буксир и баржу. На барже закреплен стояк, который расположен между центром масс баржи и ее носовой частью. Соединение баржи с буксиром выполнено посредством штанги, которая неподвижно закреплена на расположенном за баржей буксиром одним концом и подвижно в угловом направлении на стояке баржи другим концом. Баржа снабжена выступами на кормовых частях бортов, которые соединены тросами с установленными на носовой части буксира управляемыми лебедками. Достоинством прототипа является достаточно высокие скоростные и маневренные качества комплекса. Однако он может быть использован только для перевозки грузов баржами по внутренним водным магистралями и неприменим для использования в ледовых условиях при транспортировке большегрузных несамоходных судов.
Заявляемое устройство позволяет получить новый по сравнению с прототипом технический результат, заключающийся в возможности использования транспортного комплекса в ледовых условиях при перевозке большегрузных несамоходных судов.
Для достижения указанного технического результата используется следующая совокупность существенных признаков: в транспортном комплексе для водной среды, (состоящем, так же как и прототип, из несамоходного судна и буксира-толкача, соединенных жестким сцепным устройством, в отличие от прототипа, в качестве толкача используется атомный ледокол, типа «Арктика», а в качестве сцепного устройства - трехштыревой автосцеп с зубчатым сцеплением, при этом баржа имеет носовые обводы ледокольного вида и снабжена в кормовой оконечности рецессом для фиксирования носовой части ледокола.
Сущность заявляемого решения заключается в получении жестко соединенной барже-буксирной пары, обладающей свойствами однокорпусного крупнотоннажного судна с высокими ледопроходимостью, энергетической автономностью и устойчивостью к сильным волнениям, что позволяет использовать комплекс в условиях Крайнего Севера при транспортировке больших грузов. Сопоставление предлагаемого устройства и прототипа показало, что поставленная задача решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемой полезной модели критерию «новизна».
На фиг.1 дано схематическое изображение предлагаемого транспортного комплекса. В состав комплекса входят: большегрузная нефтеналивная или СПГ-газовозная баржа 1, с грузоподъемностью не менее 100 тыс.т., толкач - атомный ледокол 2, типа «Арктика», обладающий большой пропульсивной мощностью (54 МВт), сцепное устройство в виде жесткой трехштыревой конструкции (на рис. не показано). В качестве сцепного устройства может быть использован автосцеп серии Triofix, выпускаемый японской компанией «Taisei Engineering» Сцепное устройство указанной серии состоит из двух боковых и одного переднего блоков, закрепляемых на конструкции ледокола под его надстройкой. Баржа имеет носовые обводы ледокольной вида 3 и снабжена в кормовой оконечности рецессом 4 для фиксирования носовой части ледокола
Заявляемое устройство действует следующим образом.
После загрузки баржи ледокол-толкач 2 входит носовой частью в рецесс 4 баржи 1. Соединительный штырь, опирающийся на главный подшипник каждого из двух боковых блоков автосцепа, закрепленный на корпусе судна-толкача (ледокола), выдвигается вмонтированным в штырь гидроцилиндром так, чтобы зуб на наголовнике, установленном на сферической головке штыря, вошел в любую из впадин зубьев, выполненных на задней стенке приемного гнезда под штырь на барже. Одновременно передний плоский торец наголовника входит в плотный контакт с передней стенкой приемного гнезда, создавая сцепку между судном-толкачом 2 и баржей 1. Затем соединительный штырь, опирающийся на главный подшипник переднего блока автосцепа, выдвигается вмонтированным в штырь гидроцилиндром так, чтобы наконечник на наружном конце штыря вошел в зацепление с зубьями рейки, закрепленной на корпусе баржи по ее продольной оси, обеспечивая, таким образом, жесткое механическое соединение между баржей 1 и ледоколом 2. После завершения операции сцепления баржи с буксиром комплекс следует в пункт назначения, где производится разъединение состава и разгрузка баржи.
Возможность использования предлагаемого решения для транспортировки углеводородов по Северному Морскому пути была подтверждена расчетами движения состава в осенне-зимнюю навигацию при ледовой обстановке, соответствующей обзорным картам ледовой обстановки в зоне Северного Морского пути за 2011-2012 годы. Расчеты, выполненные по Правилам Российского Морского Регистра судоходства, показали, что комплекс может продвигаться без захода в порт в течении 15 суток по ледовому полю толщиной от 1,8 до 2,1 м со скоростью движения 8-10 узлов при перевозке грузов весом до 100 тыс. тонн и выше.
Транспортный комплекс для водной среды, состоящий из несамоходного судна и буксира-толкача, соединенных между собой жестким сцепным устройством, отличающийся тем, что в нем качестве буксира-толкача используется атомный ледокол, типа «Арктика», а в качестве сцепного устройства - трехштыревой автосцеп с зубчатым сцеплением, при этом баржа имеет носовые обводы ледокольного вида и снабжена в кормовой оконечности рецессом для фиксирования носовой части ледокола.
