Перспективы создания отечественных вертикальных судоподьемников

Общеизвестно, что наиболее эффективными как для судостроения, так и для судоремонта (за исключением строительства и ремонта особо крупных судов) являются многоместные стапельные комплексы, обслуживаемые одним спусковым (подъемно-спусковым) сооружением. Вынося за скобки такие специфические сооружения, как наливные бассейны с наливными доками, которые также могут быть отнесены к многоместным
стапельным комплексам, отметим, что в отечественной практике в качестве подъемно-спускового устройства, обслуживающего несколько горизонтальных стапельных мест, использовались слипы, наливные док-камеры и передаточные плавдоки.
Слипы (наклонные судоподъемники) являются старейшим типом подъемно-спускового сооружения, способного обеспечивать спуск на воду или подъем на берег судов, строящихся или ремонтируемых на нескольких береговых стапельных местах. В этом качестве они широко используются в диапазоне подъемной силы до 2500—3000 т, хотя существуют, в том числе и на отечественных верфях, отдельные слипы подъемной силой до 6000—8000 т. Относительно небольшая грузоподъемность слипов ограничивает возможности их применения при работе с крупными и средними судами.
Этого ограничения лишены наливные док-камеры, разработанные в нашей стране в 40-х гг. прошлого века как подъемно-спусковые сооружения для многоместных стапельных комплексов. В середине XX века в нашей стране наливные док-камеры были внедрены на нескольких крупных судостроительных и судоремонтных комплексах, где успешно функционируют и поныне. Масса спускаемых и докуемых с их помощью судов достигает 25 000 т.
Некоторые коренные недостатки наливных док-камер (потребность в значительной территории, большой объем строительно-монтажных работ при их возведении и соответствующая продолжительность строительства, большая длительность докования судов в связи с необходимостью закачивания значительных объемов воды в камеру) ограничили их широкое применение. С начала 60-х годов этот тип подъемно-спусковых сооружений был вытеснен передаточными плавучими доками, которые получили на судостроительных и судоремонтных заводах СССР во второй половине минувшего века значительное распространение. Всего за 60-е — 80-е годы на отечественных заводах было введено в эксплуатацию около двух десятков многоместных стапельных комплексов с передаточными плавучими доками грузоподъемностью от 1 000 до 25 000 т.
Комплексы с передаточными плавучими доками, будучи по общим затратам на их возведение близки к комплексам с наливными док-камерами, отличались от последних более рациональным использованием территории предприятий, гораздо меньшими объемами строительно-монтажных работ и соответственно меньшими сроками строительства, меньшей длительностью выполнения доковых операций. Мобильность передаточных плавдоков позволяла использовать их для обслуживания нескольких стапельных мест без устройства на берегу обязательных для комплексов с наливными док-камерами специальных путей поперечного перемещения с соответствующим наземным транспортным средством — трансбордером. Эта же мобильность позволяла использовать в ряде случаев один передаточный плавучий док для обслуживания стапельных комплексов нескольких предприятий.
За рубежом передаточные плавучие доки не получили столь широкого распространения, как в нашей стране. Там в этот же период ниша подъемно-спусковых сооружений для судов со спусковой (доковой) массой до 25 000 т оказалась занятой вертикальными судоподъемниками тросового типа.
Первые вертикальные судоподъемники появились, по-видимому, в Германии, где в начале 40-х годов был построен гидравлический судоподъемник с коротко-
ходовыми гидродомкратами грузоподъемностью около 500 т. В 50-х — 60-х годах в тогдашней ГДР были построены аналогичный судоподъемник подъемной силой 21 00 т (верфь в Волгасте) и судоподъемник с длин-ноходовыми гидродомкратами подъемной силой 3000 т (верфь в Штральзунде). В 1960 г. в г. Руса (Болгария) был введен в действие механический судоподъемник с пластинчатыми цепями подъемной силой 1 200 т.
Широкое распространение за рубежом вертикальных судоподъемников начинается в 60-х — 70-х годах и связано с использованием тросовых судоподъемников, преимущественно системы "Синхролифт". Первые несколько судоподъемников этого типа были построены во второй половине 50-х годов XX века и обладали подъемной силой от 100 до 300 т. В 1990 г. сообщалось о вводе в эксплуатацию судоподъемника типа "Синхролифт" грузоподъемностью уже 32 000 т и о наличии проекта аналогичного сооружения подъемной силой 45 000 т. Максимальная погонная нагрузка, достигнутая на судоподъемниках системы "Синхролифт", составляла 200 т на один метр. К этому времени во всем мире было возведено более 1 75 устройств подобного типа, а к 2000 г. их количество достигло примерно 220 единиц. Эти сооружения размещены в 66 странах.
Мировой рынок производителей устройств и оборудования вертикальных тросовых судоподъемников, помимо Sincrolift Inc. (США), представлен фирмами Schiess-Defries GmbH (Германия) и Hydraudyne Sistems & Engineering BV (Нидерланды).
Столь быстрое и широкое распространение вертикальных судоподъемников объясняется рядом их несомненных достоинств. Это, прежде всего, их компактность, быстрота подъемно-спусковых операций, независимость этих операций от колебаний уровней акватории, малые эксплуатационные затраты, возможность интенсификации сооружения, умеренные объемы строительно-монтажных работ и относительная быстрота возведения.
Ряд этих достоинств в не меньшей степени присущ и передаточным плавучим докам, но последние заметно уступают вертикальным судоподъемникам в условиях значительных колебаний уровней воды в акватории и больших превышений отметки территории верфи над расчетными уровнями акватории, а также по численности обслуживающего персонала и эксплуатационным затратам.
В свою очередь передаточные плавучие доки обладают некоторыми преимуществами по сравнению с вертикальными судоподъемниками. К ним относятся:
• мобильность передаточных плавдоков, позволяющая использовать их при береговом расположении стапельных мест для подачи судов непосредственно на стапель без устройства трансбордерной ямы или площадки с путями
поперечного перемещения судов на территории верфи;
• возможность использования одного передаточного плавдока для обслуживания береговых стапелей
нескольких верфей;
• меньший объем строительно-монтажных работ,связанный с отсутствием глубоководных набережных или
пирсов, ограждающих ковш для погружения платфор мы вертикального судоподъемника.
Сравнивая передаточные плавдоки и вертикальные судоподъемники, необходимо отметить, что оба эти типа подъемно-спусковых сооружений используются практически в одном диапазоне спусковых масс судов, а потому могут рассматриваться как альтернативные по отношению друг к другу.
Широкое распространение вертикальных судоподъемников во всем мире является лучшим доказательством значительной эффективности этих сооружений. В этой связи отсутствие подобных сооружений на российских верфях требует некоторых пояснений.
Прежде всего необходимо отметить, что перспективность и высокие эксплуатационные качества вертикальных судоподъемников всегда по достоинству оценивались отечественными специалистами, занимающимися созданием и модернизацией производственных мощностей верфей. Так, еще в 1933—36 гг. в СССР был разработан проект вертикального механического тросового судоподъемника подъемной силой 2000 т, но этот проект так и не был осуществлен.
В 1948 г. известный специалист в области проектирования верфей Г. А. Вахарловский в обзорной статье о принципиальных схемах новых типов судоспусковых и судоподъемных сооружений рассматривал вертикальные судоподъемники как эффективный и перспективный вид этих сооружений. К этому же периоду относится и разработка А. М. Алексеевым принципиальной схемы гидропневматического вертикального судоподъемника с использованием судоподъемного понтона. Эти работы были выполнены в головном проектном институте судостроительной промышленности ГСПИ-2 (впоследствии ГСПИ "Союзпроект-верфь", ныне проектная фирма "Союзпроектверфь" ФГУП ЦНИИТС).
В 1963 г. в этом же институте были выполнены поисковые разработки различных типов вертикального гидравлического судоподъемника грузоподъемностью 8000 т. В них были приведены принципиальные технические решения по вертикальному гидравлическому судоподъемнику как для продольной, так и поперечной накатки судов на его платформу. При этом для продольной накатки были приведены варианты судоподъемников с длинноходовыми гидравлическими домкратами, установленными на дне ковша и на верхнем строении судоподъемника, а также с короткоходовыми гидродомкратами, установленными на верхнем строении судоподъемника. Для поперечной накатки судов был представлен вариант судоподъемника с длинноходовыми гидродомкратами, установленными на дне ковша.
В 1970 г. в Прибалтике был введен в эксплуатацию вертикальный судоподъемник с поперечной накаткой с короткоходовыми гидродомкратами подъемной силой 600 т (разработка Гипрорыбпрома), до сих пор остающийся единственным сооружением подобного рода на территории бывшего СССР. В последующие годы специалистами этого же института выполнялись разработки конструкций подобного типа и большей грузоподъемности.
В 1971 г. ГСПИ "Союзпроектверфь" выполнил на стадии проектных соображений разработку вертикальных судоподъемников грузоподъемностью 20 000 т. В работе, помимо принципиальных конструктивных решений аналогичных рассмотренным в разработках 1963 г., были проработаны варианты вертикального судоподъемника тросового и понтонно-тросового типа. Выполненные проработки показали реальность создания вертикальных судоподъемников большой подъемной силы, потребность в которых к этому времени уже ощущалась и которые в середине 70-х гг. появились за рубежом.
При создании в 60-х — 80-х гг. ушедшего века не которых новых отечественных многоместных стапельных комплексов на предварительных стадиях проектирования вертикальные судоподъемники рассматривались как реальная альтернатива уже основательно освоенным в стране передаточным плавдокам, но результаты технико-экономического сопоставления неизменно оказывались благоприятными для передаточных плавдоков, в основном, в силу меньших общих капитальных затрат. С учетом особенностей условий хозяйствования отечественных предприятий в те годы, вопросы минимизации эксплуатационных затрат, как правило, не являлись решающим аргументом при выборе основного варианта, поэтому это весьма важное достоинство вертикальных судоподъемников практически не влияло на принятие решения. Так как новые стапельные комплексы создавались для целей судостроения или крупного судоремонта, для которых в силу редкости доковых операций их быстрота незначительно влияет на эффективность работы, то и это существенное достоинство вертикальных судоподъемников оказывалось невостребованным. Также невостребованной для условий конкретных площадок строительства новых стапельных комплексов оказывалась особая эффективность вертикальных судоподъемников при больших амплитудах колебаний уровней воды акватории. Вот почему на отечественных верфях продолжалось использование передаточных плавучих доков, несмотря на повсеместное распространение в эти годы на зарубежных верфях вертикальных судоподъемников.
К середине 80-х годов изменившиеся условия ценообразования в нашей стране привели к увеличению стоимости передаточных плавучих доков, что создало предпосылки для реального продвижения вертикальных судоподъемников на отечественных верфях. Но, в связи с кардинально изменившейся общей экономической ситуацией, приведшей к практически полному прекращению инвестиций, возможность создания отечественных вертикальных судоподъемников до сих пор остается нереализованной, несмотря на очевидную необходимость решения этой проблемы.
Здесь надо иметь в виду и то обстоятельство, что подавляющее большинство подъемно-спусковых сооружений на верфях России к настоящему времени эксплуатируются около 40—50 лет и скоро отработают свой срок службы. Многие из них находятся в плохом техническом состоянии и требуют замены. Значительное число этих сооружений выполнено в виде продольных и поперечных слипов, не имеющих современных средств контроля за работой и синхронизации большого количества приводов. Замена хотя бы части из этих сооружений на вертикальные судоподъемники позволит вывести соответствующие верфи на современный технический уровень в части выполнения подъемно-спусковых операций. Особенно это актуально для судоремонтных верфей.
В контексте необходимости создания отечественных вертикальных судоподъемников в 2000 г. в ФГУП ЦНИИТС были проведены информационно-патентные исследования и сопоставительный анализ подъемно-спусковых сооружений верфей, а также разработаны технические требования на создание вертикальных судоподъемников. В продолжение этой работы в 2001 г. было разработано техническое предложение по созданию конструкции вертикального тросового судоподъемника грузоподъемностью 2500 т с электромеханическим приводом, а также определена ориентировочная потребность в подобных сооружениях на предприятиях судостроительной промышленности.
В соответствии с этим техническим предложением платформа вертикального судоподъемника заявленной подъемной силы имеет длину 100 м, ширину 25 м и высоту подъёма 1 7,5 м. Судоподъемник оборудуется 1 8 подъемными лебедками с усилием в канате 32 т с полиспастами грузоподъемностью 280 т, имеет стопорные устройства, обеспечивающие жесткое опирание платформы в ее верхнем положении при накатке на нее судовозного поезда с судном. Дополнительно каждая лебедка снабжена храповым стопорным устройством.
Система управления вертикальным судоподъемником обеспечивает работу электроприводов подъемных лебедок в синхронном режиме, а также контроль положения платформы в процессе ее подъема и спуска.
Результатом этих, равно, как и предшествующих, разработок явилось создание необходимой проектной и конструкторской базы, которая может быть использована при реальном проектировании вертикальных судоподъемников.
Вертикальные тросовые судоподъемники могли бы быть построены взамен дослуживающих свой век подъемно-спусковых сооружений на ФГУП "Средне-Невский судостроительный завод", ГП "Хабаровский судостроительный завод", ОАО "Волгоградский судостроительный завод", ОАО "Гороховецкий судостроительный завод", ОАО "Свирская судоверфь", ОАО "Тюменский судостроительный завод", ОАО "Судостроительный завод "Остон"", ОАО "Ярославский судостроительный завод", а также на ряде верфей речного транспорта и рыбного хозяйства.
Но сегодня многие из этих предприятий находятся в трудном финансовом положении и не в состоянии без соответствующих внешних инвестиций построить у себя вертикальные судоподъемники.
Создание вертикальных судоподъемников на российских верфях может осуществляться как на основе отечественных разработок, так и с использованием импортного оборудования фирм, специализирующихся на его изготовлении и монтаже. Предпочтительность той или иной схемы может определиться на предпроектных стадиях решения проблемы с учетом возможностей и пожеланий инвесторов.
В заключение необходимо отметить, что эффективность вертикальных судоподъемников как подъемно-спусковых сооружений для многоместных стапельных комплексов не исключает автоматически возможности использования в этом качестве традиционных для российского судостроения и крупного судоремонта передаточных плавучих доков. Выбор между этими типами сооружений должен осуществляться в каждом конкретном случае на основании технико-экономического сопоставления вариантов с учетом всех особенностей естественных условий площадок строительства, общих компоновочных и технологических решений стапельных комплексов, условий их эксплуатации.

Ю. М. Гуткин, Н. А. Чеклецов