Новый проект сухогруза — решение насущных проблем современного флота

14 июня в Нижнем Новгороде прошла конференция СудостроениеRu.

Представители крупных отраслевых компаний поделились своими новыми идеями и проектами по развитию отечественного флота.

Не стал исключением и "Морской инжиниринговый центр СПб". Генеральный директор компании Вадим Мищенко представил презентацию нового судна, которое, по его словам, решит несколько имеющихся в российском флоте проблем.

Но стоит ли нам ему верить? Разберемся с историей компании и ее опытом работы.

Мы и сами с усами

Вадим Вячеславович всю свою жизнь посвятил судостроению. Отучившись в кораблестроительном институте и проработав на кафедре, отправился пробовать свои силы на завод.

По его словам, заводская практика — неотъемлемый этап профессионального пути любого проектанта. Это повышает "насмотренность", что важно для квалифицированного специалиста. 

Проработав еще в нескольких местах, в 2013 году Вадим Мищенко основал конструкторское бюро "Морской инжиниринговый центр СПб". Деятельность компании была направлена на модернизацию судов (улучшение осадки, дедвейта),  переоборудование, реклассификацию, расширение класса и так далее. 

И только после того, как компания получила достаточно опыта и поработала с почти 900 судами, вектор работы изменился и основным направлением стало проектирование судов.

Одним из первых таких проектов стала разработка "Сухогруз-М".  

Следующим на очереди оказался рыболовный траулер GM 3.02, проект которого разрабатывался еще в Норвегии. "Миц-СПб" изменил габариты судна, улучшил обводы и усовершенствовал эскиз. Заказчик остался доволен, и судно этого проекта под названием "Солигорск" необычным для России способом было спущено на воду на судостроительном заводе "Ростр" в Новой Ладоге.

Следующий проект — многофункциональный буксир Т3150 ледового класса Arc4 . Серия судов была заложена на Зеленодольском заводе имени А.М.Горького в конце 2021 года. Буксиры предназначены для буксировки несамоходных судов и плавучих сооружений, проводки судов в акватории портов и постановки к причалу, эскортных операций, борьбы с пожарами на судах и портовых сооружениях, а также для участия в спасательных операциях и операций по ликвидации аварийных разливов нефти.

Проектирование буксиров далось "Миц-СПб" непросто. Нужно было создать очень компактное судно и при этом разместить в нем много дополнительного оборудования.

"Миц-СПб" сформировал собственную философию и пришел к реализации полного комплекса технической документации: от ЭП - ПДСП - РКД - ЭД и авторского надзора до программы приемо-сдаточных испытаний.

Вадим Мищенко: 

Мы не разделяем документацию ТП и РКД, а интегрируем их на одной платформе. Сначала создаем модель и насыщаем ее, разрабатываем РКД, а затем возвращаемся и завершаем ПДСП

Такой метод разработки судов реализуется и на новом проекте 6135. Это первый целиком и полностью отечественный краболов.

Проектанты сильно постарались сделать судно максимально рентабельным и совместили максимальный тоннаж в 100 т, объем танков 530 куб. м и относительно небольшой размер краболова. Новые формы корпуса и носовой оконечности призваны снизить вертикальную качку суда, которая сильно влияет на живучесть краба. 

Последний проект "Миц-СПб" — сухогруз "Атаман-140" с улучшенными характеристиками по сравнению с аналогичными судами, схожими по дедвейту. Предпосылкой к появлению такой серии судов стали научные и экономические изыскания.

У проектанта нет цели, есть только путь

Прежде чем приступить к созданию последнего "Атаман-140", сотрудниками компании "Миц-СПб" был проведен подробный анализ сотни судов "река-море" и собран целый справочник. Результаты исследований представлены ниже тезисно: 

• большинство судов, которые сегодня находятся в эксплуатации, были введены в строй еще в Советском Союзе;
• пик объема грузоперевозок был достигнут к 1990 году, которому последовало резкое снижение;
• в течение пяти лет после этого суда массово выводились из эксплуатации.

На сегодняшний день ощущается недостаток 350 единиц сухогрузных судов.

Проанализировав отечественную науку, а также исследования Карташова А.Б., Сверчкова А.В. и Щемилина Л.Г. (ФГУП "Крыловский государственный научный центр") – Экономические аспекты повышения полноты обводов сухогрузных судов "река-море" плавания, получили информационную базу, свидетельствующую о том, что при сопоставительной оценке условных сухогрузных судов смешанного река-море плавания класса "Волго-Дон макс", соответствующего по основным техническим характеристикам требованиям заказчика, с различной общей полнотой корпуса (0,82;0,85; 0,87; 0,90 и 0,93) по показателю удельной стоимости в прогнозных ценах 1 т-км грузоперевозок наиболее эффективно использование судов с общей полнотой 0,87. И лишь при полной загрузке с осадкой 4,6 м на условном морском маршруте средней дальности судно с общей полнотой 0,87 будет незначительно (0,14 %) уступать судну с общей полнотой 0,90.

Команда "Миц-СПб" совместно с  заведующим кафедрой конструкции и технической эксплуатации судов СПбГМТУ Тряскиным Владимиром Николаевичем определили буксировочное сопротивление проекта "Сухогруз-400М" с различными носовыми оконечностями при скорости хода до 13 уз на тихой воде. По результатам выполненной работы был выпущен Отчет о научно-исследовательской работе "Численное моделирование гидродинамических характеристик судна Сухогруз-4000 М с различными носовыми оконечностями" – СПб: СПбГМТУ, 2021.

На слайде представлены трёхмерные модели судна с различными носовыми оконечностями, построенные по теоретическим чертежам.  За основу взят разработанный ПКБ ООО "МИЦ СПб" современный корпус сухогрузного судна шифр "Сухогруз – 4000 М".

В результате моделирования были получены следующие результаты:

• судно с бульбовыми вариантами носовой оконечности на исследуемых скоростях хода имеет полное сопротивлении на 15-30% меньше, чем судно без бульба;
• на малых скоростях хода (Fr < 0.15) варианты 1 и 2 носовой оконечности имеют незначительное преимущество перед носовыми оконечностями 4 и 5;
• на скоростях хода более Fr > 0.15 вариант 5 носовой оконечности испытывает меньшее полное сопротивление в сравнении с другими вариантами.

Теоретические данные стали основой для оптимизации корпуса по обводам с целью снижения сопротивления. Это и послужило началу проектирования сухогрузных судов "Атаман-140".

Эта модель была проработана с помощью математического моделирования. В CFD моделировании получили результаты компьютерных вычислений по уменьшению сопротивления воды движению судна и сохраняя при этом коэффициент полноты 0,89, близкий к научному показателю, который рекомендовал ФГУП "Крыловский государственный научный центр" как границу золотого диапазона (0,87-0,89) для судов типа "река-море".

Проведя численное моделирование 3-4 корпусов, был найден оптимальный. На его основе была создана физическая модель судна и осуществлена его прокатка в бассейне ЦНИИ им А.Н. Крылова. 

При скорости 9 узлов, т.е. на экономичном ходу, которая является оптимальной для Черноморско-Азовского бассейна, экономия по топливу при полной загрузке составляет 206 кВт, а экономия по топливу при полной загрузке составляет 18%.

Был произведен сравнительный анализ потребляемой мощности при разных скоростях хода. В данных графиках на слайде указана разница в сопротивлении только корпусов, без учета оптимизации движительного комплекса с ВРК с насадками на прямые валовые линии с оптимиз. гребными винтами. Оптимизация позволит получить еще 5-7% снижения потребляемой мощности проекта и суммарно приведет к экономии топлива до 25%.

Простые расчеты позволяют сделать вывод о том, что экономия топлива при 9 узлах за период эксплуатации судна при снижении мощности и при прочих равных показателях составит 256 млн. рублей, а серии из 5 судов 1 млрд 280 миллионов рублей.

Прибавка сопротивления на волне идёт в% от сопротивления на гладкой воде, а это значит, что к высокому сопротивлению на гладкой воде RSD 59 прибавит ещё 25% для волнения 4-5 баллов, и разница в расходе топлива составит до 25%, а экономия по топливу для 5 судов составит 1 млрд 580 млн. рублей.

Важно! Современная система страхования не стимулирует создание безопасных для плавания судов: индекс деления на отсеки у RSD59- 0,5656, а Атамана-140 - 0,6685. То есть Атаман-140 более живучий. И вопрос к судовладельцам - вы знаете, что у ваших кораблей нет одноотсечной непотопляемости?

Сравнение эффективности использования данного и пр. RSD59 показали, что у "Атаман-14":

• объем перевезенного за год груза выше на 10 %;
• среднегодовой уровень доходов выше на 14,2 %;
• среднегодовая прибыль на выбранных направлениях использования выше более, чем на 27 %;
• срок окупаемости проекта ниже на 2,2 года (6,1 года против 8,3 года).

На Атамане-140 без энергетических потерь можно расположить 40 40-футовых реф.

Контейнеров, а при незначительной модернизации судна путем размещения дополнительного ВДГ в носу судна установить суммарно 100 40-футовых рефконтейнеров. 

Также стоит отметить, что конструкция крышек трюмов проекта Атаман-140 позволяет открывать одновременно три трюма, в то время как на других проектах крышки снимаются последовательно краном, что существенно задерживает процесс выгрузки.

 Отличие платформы Атаман – 140 от существующих проектов.

1. К реализации предлагается результат научных исследований, проводимых лучшими российскими специалистами в области судостроения, подтвержденный научно – техническими отчетами проведенных испытаний.
2. Полученные результаты проведенных работ позволяют создать грузовые суда нового поколения:
   1. не имеющие аналогов на территории РФ по уровню рентабельности судна;
   2. за счет высоких показателей экономической эффективности выход на первую позицию среди российских операторов грузоперевозок.

Что реализовано в платформе грузовых судов Атаман-140?

1. Передовая гидродинамика корпусов, снижающая затраты на топливо на 17% по сравнение со строящимися грузовыми судами аналогичного класса
2. Создание уникального пропульсивного комплекса лучшими специалистами страны, позволяющим получить улучшенные ходовые характеристики судна (упор и КПД винтов) на 10% по сравнение с аналогами.
3. Суммарный показатель экономии топлива достигает около 25% (предварительные расчетные показатели).

Предлагается последовательная реализацию следующих проектов.

1. Строительство проекта Атаман 140, как универсального грузового судна, сухогруз – контейнеровоз.
2. Строительство доработанного сухогруза -  контейнеровоза "Атаман 141" на данной платформе для перевозки рефрижераторных контейнеров.

Вадим Мищенко:

Через полтора года мы планируем закрыть цикл РКД по текущим проектам и выйти на 2-3 крупных проекта в год. Я уверен, что наш слаженный колектив сможет достичь поставленной цели и еще не раз удивит прогрессивными идеями

"Миц-СПб" занимается проектами полного цикла, активно развивается и изучает среду в которой работает, что позволяет нам в скором будущем ждать от компании новых идей и предложений.