Выбор оптимального варианта типа судна

Задание на проектирование

Таблица 1

Партионность генеральных грузов до 20 тыс. т.

• Задание на проектирование
• Введение
• 1. Краткий анализ внешних условий эксплуатации судов на заданном направлении
• Характеристика района плавания, портов обработки судов
• Транспортная характеристика перевозимых грузов
• Расчет параметров линии
• 2. Расчет и обоснование основных требований к типу судна и его характеристик
• Основные требования к типу судна
• Обоснование границ варьирования и выбор вариантов типа судна
• Определение водоизмещения и дедвейта судна
• 3. Расчет провозоспособности и потребного числа судов
• 4. Определение строительной стоимости судна
• 5. Расчет сметы расходов судна и суточной себестоимости его содержания
• 6. Расчет эксплуатационно-экономических показателей работы судна
• 7. Выбор оптимального варианта типа судна
• 8. Формулировка задания на проектирование судна
• Литература

Морской транспорт — одна из важнейших отраслей в экономике России. В современных условиях речь идет о его выживании. Стратегическая важность морского транспорта заключается, в частности, в том, что при его отсутствии затраты для отечественных грузоотправителей значительно возрастут вследствие монополизации судоходного рынка иностранными компаниями.

Перспективы развития морского транспорта в России и особенно в Новороссийске связаны с огромной грузовой базой, которая сейчас используется конкурентами. В случае, если современные тенденции роста объемов торговли сохранят свой темп, объем грузопотока, проходящего через Российские порты должен возрасти.

Отсюда вытекает необходимость постройки новых судов для освоения этих грузопотоков. Исходя из современных тенденций, специализации флота, суда стараются строить непосредственно под конкретный грузопоток. Зная груз, особенности трассы и портов захода, возможно выбрать оптимальное по своей эффективности судно для использования на данной линии. Таким образом, рентабельность задуманного проекта оказывается несравненно выше, чем при расширении флота наугад.

Данный курсовой проект как раз и имеет задачу обосновать важнейшие технико-эксплуатационные и экономические характеристики для отбора наиболее подходящего судна. Другими словами, в ходе работы по результатам выполненного анализа, обоснований и расчетов будет спроектировано судно, которое наиболее полно соответствует условиям планируемой работы.

судно эксплуатация тип себестоимость

1. Краткий анализ внешних условий эксплуатации судов на заданном направлении

Характеристика района плавания, портов обработки судов

Архитектурно-конструктивные и эксплуатационные характеристики проектируемых судов во многом определяются особенностями тех регионов, где им предстоит работать.

В данном разделе необходимо четко определить конкретные параметры заданных направлений перевозок:

общая характеристика трассы, включая моря, по которым она проходит, наличие узкостей, участков, где ограничена скорость движения судов, участков с ограниченными глубинами; общую протяженность трассы; порты захода и расстояния между ними;

важнейшие навигационные условия на трассе, определяемые господствующими ветрами и течениями, ледовым режимом, продолжительностью навигационного периода;

характеристика портов захода, их специализация, глубины на акватории и у причалов, возможность обработки судов в порту, наличие и возможность получения снабжения — топлива, воды продовольствия, нормы грузовых работ.

Согласно заданию суда работают на линии: порт Калиниград — Балтийское море — порт Росток - пролив Фемарн-Бельт — бухта Киллер — Кильский канал — Северное море — пролив Па-де-Кале-порт Руан — пролив Па-де-Кале — Северное море — Кильский канал — бухта Киллер — пролив Фемарн-Бельт — Балтийское море — порт Калиниград

Порт Калининград (Россия).

Порт расположен в южной части Балтийского моря в устье реки Преголя. Это самый западный, незамерзающий порт России, связан с Балтийским морем глубоководным каналом до г. Балтийск.

В морском торговом порту есть 19 причалов общей длиной более 3 км., 14 из них глубиной от 8 до 11 м.

Причалы оснащены портальными кранами грузоподъёмностью от 6 до 32 т в количестве около 60 ед. Для производства грузовой работы используют 3 гусеничных крана грузоподъёмностью до 16 т, более 120 авто и электропогрузчика, 3 фронтальных погрузчика грузоподъёмностью от 28 до 42 т.

В зависимости от длины судна и метеорологических условий установлен следующий режим плавания:

Длиной до 120 м — круглосуточный при скорости ветра до 16 м/с

120−135м — круглосуточный, в грузу при скорости ветра до 16 м/с, в балласте — до 10 м/с

135−155м — в светлое время суток в грузу при скорости ветра до 13 м/с, в балласте до 10 м/с

155−170м — в светлое время суток в грузу при скорости ветра до 10 м/с, в балласте до 8 м/с

Лоцманская проводка осуществляется круглосуточно и обязательна для судов длиной более 35 м, а также для судов длиной менее 35 м.

Балтийское море.

Балтийское море имеет характерную сравнительно узкую, вытянутую на 12⁰ по меридиану форму. При небольшой площади — 410 тыс. км² — оно имеет большую протяженность. Расстояние от Санкт-Петербурга до выхода из датских проливов — 750 миль. Ширина в центральной части моря порядка 180 миль, в заливах она много меньше.

прилегающие территории имеют характерные ландшафты. Наиболее крупные заливы, а Балтийском море — Ботнический, Финский и Рижский.

Ботнический залив врезается в сушу в северном направлении на 360 миль. Залив делится на северную и южную части, соединенные между собой проливом Норра-Квапкен шириной 55 миль, через который проложен 11-метровый фарватер. Южная часть залива соединяется с Балтийским морем широким и глубоководным проливом Седра-Кваркен.

Финский залив шириной 65 миль врезается в сушу в восточном направлении на 225 миль. Его глубина от10 м в восточной до 50 м в западной частях. В заливе расположен ряд островов; наиболее крупные из них Готланд и Котлин.

Рижский залив мелководен, более половины его площади имеет глубины менее 10 м, наибольшая глубина 60 м.

В Балтийское море впадают крупные реки: Нева, Западная Двина, Неман, Висла и Одра.

Соленость воды увеличивается с востока Финского залива, где она почти пресная, на запад до датских проливов, где она на поверхности достигает 22⁰/₀₀.

Балтийское море — одно из самых мелководных морей мира, участки моря, глубина которых не превышает 50 м, занимают более половины его площади. Средняя глубина 51 м, а наибольшая 470 м.

В Балтийском море приливы незначительны, менее 20 см. Ветровые, сгонно-нагонные колебания в вершинах заливов и бухт достигают, например, в Санкт-Петербурге — 3,8 м, в Киле — 3 м.

Постоянные поверхностные течения в море имеют генеральное направление против часовой стрелки, а их скорость не превышает 0,5 уз.

Волнение в Балтийском море тоже незначительно. В средней и южной частях моря отмечаются волны высотой 3−4 м, длиной 50−70 м, с периодом 6−7 с.

Температура воды меняется по мере изменения температуры воздуха. Наименьшая температура — в феврале, когда заливы покрыты льдом; в это время в средней и южной частях моря она достигает 1−3⁰С, наибольшая температура в августе (15−17⁰С).

Балтийское море замерзает. Лед появляется обычно в начале ноября на севере Ботнического залива, где он держится до начала июня (210 дней). Наибольшего развития ледяной покров достигает в начале марта. В это время значительная часть Финского и Ботнического заливов покрыта неподвижным льдом. Центральная часть моря обычно бывает свободна ото льдов. Финский залив в среднем покрыт льдом 130 дней в году; Рижский залив — 80−90; продолжительность ледового сезона в южной части моря 20−50 дней. Климат континентальный и характеризуется большой влажностью и облачностью. На севере Балтийского моря осадков выпадает около 500 мм в год, на юге — свыше 600 мм. Наибольшее количество их выпадает в августе.

Значительное число дней с туманами приходится на южную и среднюю части моря (до 60 дней в год), наименьшее — на северную част Ботнического залива (до 22 дней в году).

Порт Росток (Германия).

Max. Dft: 11.58 m

Расположение: Порт Росток (Германия) — торговый и рыбный порт. Порт включает в себя аванпорт Росток-Варнемюнде, состоящий из нескольких гаваней, доступный для судов с осадкой 8 м и выполняющий в основном функции пассажирского и рыбного порта, Океанскую, Нефтяную и Химическую гавани, гавань Мариенеэ, Городскую гавань.

Вход в Росток защищен 3 молами — Восточным, Старым восточным и Западным.

Аванпорт связан паромным сообщением с Данией.

Краткое описание: Океанская гавань располагает 3 причалами — А, В, С и может принимать суда дедвейтом до 30 000 т с осадкой 10,06 м с генеральными грузами; дедвейтом до 60 000 т с осадкой до 11, 25 — с массовыми грузами; танкеры дедвейтом до 17 000 т с осадкой до 8, 84 м. В гавань ведет фарватер, доступный для судов длиной 230 м, шириной 32 м, осадкой менее 11, 58 м. К причалам ведут железнодорожные пути.

Длина Нефтяной гавани 300 м, ширина — 250 м. Она доступна для судов дедвейтом до 50 000 т с осадкой до 11, 58 м. В гавани имеется 2 пирса и 3 причала.

Химическая гавань доступна для судов осадкой менее 9,45 м. Гавань Мариенеэ располагает причалами с глубинами 5,49−7,92 м и используется в основном рыбными судами.

Городская гавань днем доступна для судов длиной менее 142 м с осадкой 6,1 м, ночью — для судов длиной 125 м и с осадкой 6,1 м. К ее причалам поведены железнодорожные пути, на ее территории находится угольный пирс и элеваторы.

Ветры: Сильные северо-восточные штормы повышают уровень воды в порту на 2,4 м, а северо-западные ветры — понижают уровень воды на 1,6 м.

Течения наблюдаются вдоль берега, скорость течений 3 узла.

Ледовая обстановка: Аванпорт освобождается ото льда раньше, лед обычно появляется на акватории в начале января и исчезает в конце февраля. Проводка судов в это время не прекращается, а осуществляется с помощью ледоколов.

Лоцманская проводка в порт обязательна для судов валовой вместимостью 425 м³ (150 рег. т) и более.

Оборудование: Порт располагает современными перегрузочными средствами. Имеется устройство для перегрузки руды, краны грузоподъемностью от 3,2 до 63 т, плавкран грузоподъемностью 42 т.

Ремонт: В Ростоке имеются 2 судостроительные верфи, производится любой ремонт корпуса и судовых механизмов.

Пролив Фемарн-Бельт.

Пролегает между островами Фемарн и Лолланн. Ширина пролива в самом узком месте 10 миль; глубины посредине пролива 25−30 м. Грунт в проливе Фемарн-Бельт на больших глубинах твердый ил; по мере приближения к берегу острова Лолланн — песок и камень. В проливе пролегает фарватер, который ограждается светящими буями.

Течения. Скорость и направление течений в проливе зависят главным образом от силы и направления преобладающего ветра в Балтийском море. В тихую погоду скорость течений здесь составляет 1−2 уз, а во время штормов она достигает 3−5 уз.

Приливные течения в проливе слабые.

Затонувшие суда. В проливе Фемарнбельт имеются затонувшие суда, представляющие опасность для плавания. Больше всего их на подходах к проходу Виннс-Грав с запада.

Рекомендации для плавания в проливе Фемернбельт. Чтобы пройти чисто от опасностей, лежащих у берегов пролива Фемарнбельт, не следует заходить на глубины менее 20 м. Ввиду того, что система течений в проливе очень сложна. При плавании здесь следует соблюдать осторожность и чаще определять место судна; в пасмурную погоду нужно постоянно измерять глубины.

Бухта Килер.

Бухта Килер-Ферде вдается в юго-западный берег Кильской бухты на 9 миль к SSW. Во внутренней части бухты Килер-Ферде находится порт Киль, а на ее западной стороне расположен вход в Кильский канал; поэтому здесь наблюдается интенсивное движение судов.

Килер-Ферде постепенно уменьшается от18−19 м во входе до 11−12 м в ее вершине.

Прибрежные песчаные отмели, расположенные при входе в бухту и к N от города Фридрахсорт, усеяны крупными камнями; грунт в бухте мелкий песок и черный ил.

Ледовый режим. Лед в бухте Килер-Ферде обычно появляется в середине января и держится в ней до второй половины февраля; примерно в течение 15 дней он затрудняет плавание. В мягкие зимы лед появляется лишь местами и судоходству не мешает. В суровые зимы лед появляется уже в конце декабря — начало января и держится до конца марта — начало апреля. В такие зимы плавание в бухте затруднительно в течение двух месяцев.

Лоцманская служба. Лоцманские суда постоянно находятся у маяка Киль и у Входа в Кильский канал. Лоцмана проводят суда в порт Киль, по Кильскому каналу, а также во все другие пункты бухты Килер-Ферде и обратно. Заявка на лоцмана подается не позднее, чем за 3 часа до подхода к бухте.

Кильский канал.

Кильский канал пересекает основание Ютландского пол-ва между бухтой Килер-Ферде и устьем реки Эльба и является кратчайшим путем, соединяющим Болтийское и Северное моря. По каналу главным образом перевозят нефть, уголь, руду, древесину и штучные грузы.

Кильский канал местами проходит по расширенным и углубленным речкам и озерам;

наиболее крупными являются озера Ширнауэр-Зе и Аудорфер-Зе, расположенные соответственно на 72 и 67 км канала.

Общая длина канала 98,7 км (53,3 мили), проектная глубина канала 11 м.

У берегов канала имеется много пристаней и погрузочных мест.

Канал может использоваться судами длиной до 235 м и шириной до 32,5 м. Допустимая осадка для судов длиной до 160 м ишириной до 20 м — 9,5 м.

Движение судов в Кильском канале двустороннее и регулируется диспетчерской службой гаваней Киль-Хольтенау и Брунсбюттель.

Наибольшая скорость движения судов в канале 8,1 уз (15 км/ч). Для судов с осадкой более 8,5 м она не должна превышать 6,5 уз (12 км/ч).

Суда валовой вместимостью более 7075 м³ (2500 рег. т) или шириной более 15 м для плавания по каналу должны брать канального рулевого.

Расхождение встречных или обгняющих друг друга судов производится в специальных местах расширения канала, оборудованных кустами свай. Стоять в этих местах разрешается тлько в крайних случаях.

Проход по каналу, включая время, затрачиваемое на шлюзование, занимает, как правило, 8−10 ч.

Уровень воды. Нормальный уровень воды в канале примерно одинаков со средним уровнем воды в бухте Килер-Ферде.

Ледовый режим. Судоходство по каналу в суровые зимы поддерживается ледоколами.

Лоцманская служба. Лоцманские станции находятся в гаванях Киль-Хольтенау и Брунсбюттель, а также в селении Нюббель, где производится смена лоцманов. Лоцманская проводка по каналу обязательна для всех судов; от проводки они могут быть освобождены только при выходе из шлюзов в реку Эльба или в бухту Килер-Ферде, если для них здесь лоцманская проводка не обязательна.

Правила плавания в Кильском канале. В Кильском канале действуют правила, а также дополняющие их Постановления управления водных путей и судоходства «Норд» и Правила эксплуатации шлюзов. Особое внимание капитанов судов обращается на содержащиеся в них условия допуска к плаванию по каналу, а также предписания для с судов с опасными грузами на борту; знание всех этих правил и предписаний для района Кильского канала необходимо.

Танкера, включая караваны толкаемых и буксируемых судов, а также суда с реактивным двигателем, следующие к Кильскому каналу по реке Эльба или из Балтийского моря, должны подавать письменное донесение об этом в адрес службы водных путей и судоходства соответственно в порт Куксхафен или в н гавань Киль-Хольтенау порядком в сроки, предусмотренные правилами плавания по фарватерам в водах Германии.

Карантинные правила. Суда, проходящие по Кильскому каналу должны подвергаться санитарному осмотру, если они считаются инфицированными или подозреваются в этом. Дератизация судов может быть произведена в порту киль, у города Рендсбург и в гавани Брунсбюттель.

Северное море.

Юго-восточный берег моря простирается на 90 миль. На всем протяжении этот берег очень низкий, песчаный и однообразный, от затопления он защищен дамбами. Вдоль берега цепью тянутся песчаные острова, восточная часть которых называется Восточно-Фризскими островами, а западная — Западно-Фризскими островами. Северные берега восточно-Фризских и Западно-Фризских островов отмелы; глубины здесь по мере удаления от берегов увеличиваются постепенно. Изобата 10 м проходит в среднем в 2 милях от береговой черты, Между этой изобатой и островами рельеф дна очень неровный; имеется множество банок и мелей. Особенно много банок в проливах, пролегающих между островами, и на подходах к этим проливам. Очень неровный рельеф дна и в районах, расположенных между островами и берегом материка. Эти районы также изобилуют мелями и банками, среди которых пролегают фарватеры, ведущие к небольшим гаваням у побережья и на островах.

В описываемом районе имеют преимущественно значение сгонно-нагонные колебания уровня моря. Севернее восточно-Фризских и западно-Фризских островов при приливе течение направлено на O — ONO, а при отливе — на W — WSW. Скорость течений обычно не превышает 1.5 — 2 уз. В восточной части описываемого района смена течений происходит значительно раньше, чем в юго-западной его части. При плавании вдоль берега следует иметь в виду, что приливное течение сносит судно к берегу, а отливное от берега. Ветры большого влияния на приливные течения в описываемом районе не оказывают.

Один район разделения движения судов расположен вдоль описываемого участка побережья на всем его протяжении. Другой район разделения движения судов расположен севернее первого.

Суда валовой вместимости 28 300 м 53 0 (10 000 рег. т) и более с опасным для окружающей среды грузом, следующие в порты ФРГ и Нидерландов должны пользоваться только глубоководным путем.

Берега залива Ваддензе низкие, местами защищенные от затопления дамбами. Залив загроможден обширными отсыхающими отмелями, среди которых пролегают фарватеры, используемые главным образом малыми судами. Колебания уровня воды имеют здесь преимущественно сгонно-нагонный характер.

На подходах к заливу Ваддензе расположено много районов артиллерийских стрельб.

В 15 милях к N от острова Влиланд находится западная часть системы разделения движения судов, установленной вдоль Восточно-Фризских и Западно-Фризских островов.

Западнее устья реки Везер в берег вдается сравнительно глубоководный залив Яде, южная часть которого называется заливом Ядебузен. Берега залива Яде низкие, естественных ориентиров на них почти нет. Рельеф дна у берегов очень неровный и измерение глубин здесь не предупреждает о приближении к опасности. Кроме того, рельеф дна непрерывно изменяется под действием штормов и приливных течений. Особенно большие изменения рельефа наблюдаются после штормовых ветров северо-западных направлений. В результате этого на фарватерах, ведущих в залив Яде, не исключена возможность образования банок отмелей. Поэтому при проходе по этим фарватерам, особенно в малую воду, следует соблюдать осторожность и полностью не полагаться на глубины, показанные на картах.

На подходах к заливу Яде лежит множество затонувших судов; некоторые из них представляют собой опасность для плавания судов с большой осадкой, в особенности при низком уровне воды. Под воздействием при ливных течений, речного стока и особенно сильных западных ветров прибрежные отмели и мели меняют свои размеры и очертания. Посадка судна на мель в этом районе, в особенности при приливе, чрезвычайно опасна, так как вокруг корпуса судна образуются песчаные наносы и снятие судна с мели становится почти невозможным.

Пролив Па-де-Кале.

Дно пролива Ла-Манш постепенно понижается с востока на запад от обоих берегов к его середине. Посередине пролива Па-де-Кале, который является восточным входом в пролив Ла-Манш, наименьшая глубина 30 м. Почти на всем протяжении пролива Ла-Манш опасностей не обнаружено. Только посередине западной части пролива Па-де-Кале расположено несколько длинных мелководных банок. Грунт на банках — крупный песок и битая ракушка Эти банки делят узкий пролив Па-де-Кале на два прохода, которые затрудняют плавание по нему. У северного берега пролива Ла-Манш дно довольно ровное, а у южного — неровное. Грунт в проливе — песок, гравий, камень, ракушка, мел и ил. Лоцманская проводка обязательна для всех транспортных судов. Гидрометеорологические условия для плавания судов в районе пролива Ла-Манш неблагоприятны с сентября по март и более благоприятны с мая по сентябрь. Температурный режим довольно однороден, только зимой температура воздуха заметно повышается. В самые холодные месяцы года средняя тем-ра воздуха 6−8 градусов. В открытой части пролива Ла-Манш в течении всего года господствуют ветры с юго-запада и запада. Средняя скорость ветра в открытой части пролива в течении года 6−8 м / с штили наблюдаются редко. Продолжительность туманов наблюдается от 4 до 7суток, иногда и более. В течении всего года преобладает видимость более 5 миль. Средняя месячная облачность 6−7 баллов. Среднее годовое кол-во осадков в районе 645−1100 мм. Больше всего осадков выпадает с октября по январь. Режим течений в проливе Ла-Манш формируется под влиянием постоянных и приливных течений, а также господствующих ветров. В течении года преобладают волны высотой менее 1.25 м. Лед у берегов пролива Ла-Манш не образуется. В проливе Па-де-Кале возможно медленное обледенение судов в очень суровые зимы. От мыса Антифер до залива Сен — Мало южный берег пролива Ла-Манш простирается на 82 мили к западу. Между мысами Антифер и Парфлер в берег вдается обширный залив Сены. Побережье залива Сены преимущественно холмистое и покрыто лесом в тех местах, где холмы близко подходят к береговой линии, берег сравнительно высокий и скалистый, а там, где они удалены от нее, берег низкий и песчаный. Глубины в заливе Сены около 50 метров. Лишь на подходе к устью реки Сена находится отмель.

Порт Руан (Франция).

Порт Руан — крупный морской и речной порт — оборудован у города Руан в 58 милях выше устья реки Сена. Он доступен для судов длиной до 245 м и с осадкой на 2,5 м больше высоты полной воды в порту Гавр. Порт Руан разделен на две части мостов Гийом-ле-Конкеран. Часть порта, предназначена для стоянки морских судов, находится ниже этого моста и тянется по реке Сена более чем 16 км до селения Ла-Буй (260 км); выше моста стоят только речные суда. В морской части порта Руан вдоль обоих берегов реки Сена построено много причалов; длина причального фронта 10,6 км (1973 г.). Суда следующие в порт Руан с моря, должны до входа в реку Сена запросить управление порта Руан о наличии свободного причала или места для ожидания. Если в порту нет свободных причалов и мест для ожидания, то судну может быть дано указание стоять на рейде Карос и ждать необходимых условий для следования в порт. Название причала и номер причальной тумбы, где должно швартоваться судно, обычно сообщает лоцман, прибывающий на судно у селения Вилькье (313,5 км). В пределах порта Руан скорость судов не должна превышать 7,5 уз.

Лоцманская служба. Лоцманская проводка обязательна на участке Нижний Руан для судов длиной 55 м и более. Акватория морской части порта Руан входит в лоцманский участок Верхний Руан. На участке Верхний Руан — для судов длиной 45 м и более, атак же для судов, имеющих длину менее указанной, если они перевозят опасные грузы, либо не оборудованы радио — локационной станцией или радиостанцией УКВ.

Портовые средства и оборудование. Порт Руан имеет современное оборудование для производства грузовых операций и много складских помещений. Здесь есть краны грузоподъемностью 20−200 т и плавучие краны грузоподъемностью до 30 т. Имеются специальные краны для погрузки контейнеров и бананов, зерновые элеваторы (один из них вместимостью 40 000 т).

Ремонт судна можно произвести в порту Руан; здесь имеются судостроительные верфи и плавучие верфи.

Снабжение. В порту Руан можно пополнить запасы воды, жидкого топлива и угля. В городе Руан можно приобрести продовольствие.

Сообщение. Порт Руан имеет регулярное речное сообщение с портом Гавр и городом Париж и морское сообщение с портами Африки и Индийского океана, а также Англией и скандинавскими странами.

Таблица 2. Расстояния между портами, мили

Таблица 3. Максимально допустимые осадки

Таблица 4. Валовые нормы грузообработки в портах погрузки/выгрузки

Транспортная характеристика перевозимых грузов

Транспортная характеристика груза — это совокупность его свойств, определяющих технику и условия перевозки, грузовых операций и хранения, учет которых позволяет обеспечить качественную и сохранную перевозку грузов.

Назначение и специализация проектируемого судна, а также наличие систем подогрева, принудительной вентиляции и т. п. в первую очередь зависит от вида и транспортных характеристик груза, таких как: наименование, удельный погрузочный объем, вид, габариты и масса одного грузового места, наличие и вид упаковки, категория наливных грузов, режим перевозки и меры сохранности груза, требования к состоянию грузовых помещений, возможность перевозки на палубе, ограничения по высоте укладки груза и т. д.

Генеральные грузы.

Название «генеральные грузы произошло от английского слона general (общий). Обычно в литературе к генеральным грузам относят товары, упакованные в ящики, кипы, тюки, бочки, барабаны, мешки, бидоны, бутыли, корзины и т. д. Генеральные грузы можно классифицировать по многим признакам: массе отдельного грузового места, его линейным размерам, режимам хранения, способу перевозки и перегрузки, физико-химическим свойствам и т. д.

В соответствии с Правилами безопасности морской перевозки генеральных грузов, утвержденными ММФ 25.03.1980 г., введена классификация генеральных грузов и разделение их по категориям и группам в зависимости от вида тары, упаковки и характера самого груза.

1. Металлопродукция: прокатный профильный металл, металл в чушках; проволока в бухтах; прутковый металл в связках; блюмсы, слитки, заготовки, слябы, изложницы; трубы металлические разных диаметров, ленточный металл в рулонах; металл в изделиях и металлолом; рельсы, шпунт, балки; металлоконструкции и оборудование.

2. Подвижная техника: подвижная техника на гусеничном ходу и на колесном ходу.

3. Железобетонные изделия и конструкции (ЖБИК): балки, шпалы, колонны, сваи, стойки ЛЭП, опоры для светильников, плиты, панели, блоки, фундаменты, ферменные конструкции, блоки зданий и сооружений, напорные трубы и кольца, лестничные марши и прочие детали.

4. Контейнеры: международного Класса (крупнотоннажные); универсальные (средне тоннажные), контейнеры

мягкие; контейнеры цистерны; изо термические и рефрижераторные; контейнеры платформы, контейнеры в блоках;

5. Грузы в транспортных пакетах; обвязке; пленке на поддонах, укрупненные места и блок-пакеты;

6 Штучные грузы в упаковке картонные коробки, ящики, метки, кипы, тюки.

7. Катно-бочковые грузы: бочки и барабаны деревянные, металлические и пластмассовые; барабаны с кабелем, автопокрышки, мотки и бухты упакованные; рулоны и корзины.

8. Тяжеловесные и крупногабаритные грузы.

9. Лесные грузы: круглый лес и пиломатериалы в пакетах; круглый лес и пиломатериалы россыпью; фанера и древесные плиты в пачках; бревна, плахи, кряжи сортового леса и пилобрус.

При погрузке судна генеральным грузами в одно грузовое помещение можно размещать только те грузы, которые не окажут взаимного вредного влияния. Это достигается путем кропотливого подбора близких по своим специфическим свойствам грузов.

К числу свойств, которые надо учитывать при перевозке генеральных грузов, относятся: высота штабелирования; возможность смещения груза под действием качки и вибрации; порча или частичная потеря качества груза под воздействием влаги, температуры, загрязнения, пыли, коррозии, различных видов бактерий, насекомых и грызунов; необходимость обеспечения определенных температурных, влажностных и вентиляционных режимов трюмного воздуха; опасность, связанная с возможностью самонагревания, самовозгорания, взрыва или вредного воздействия на окружающую среду.

Каждая категория грузов предъявляет свои требования к подготовке трюмов, но существуют общие требования, которые необходимо выполнять относительно следующих пунктов:

1. Зачистка трюмов;

2. Мойка трюмов;

3. Ограждающие устройства;

4. Осушительная система;

5. Льяла и сборные колодцы

6. Электрические кабели;

7. Трапы;

8. Противопожарное оборудование;

9. Вентиляционная система;

10. Люковые закрытия;

Готовность грузовых помещений к приемке груза проверяется специальной судовой комиссией.

Трубы малого диаметра.

Расчет параметров линии

Приведённая диаграмма конфигурации грузопотоков выполнена в масштабе 1 см = 100 тыс. т. в соответствии с географической ротацией портов в масштабе 1 см = 100 миль.

По «определяющему» грузопотоку производится расчет потребной удельной грузовместимости судна, работающего на заданном направлении:

м³/т (1)

где W_max — наибольший объем прямого и обратного грузопотока, м³, определяется как W_max =, м³;

Q_max — наибольшее количество груза, предъявленное к перевозке в прямом и обратном направлении, т.

W_max =max (650*1; 605*1,2) =max (650; 726) =726 тыс. м³

=726/650=1,1 м³/т

Полученное значение потребной удельной грузовместимости определяет выбор конструктивного типа судна. Для перевозки «тяжелых» грузов используются суда с минимальным надводным бортом (= 1,3 — 1,5 м³/т), для перевозки «легких» — суда с избыточным надводным бортом (= 1,6 — 2,3 м³/т). Если расчетная удельная грузовместимость судна меньше чем 1,3 м³/т, то в проекте принимается значение равное 1,3.

В нашем случае судно с минимальным надводным бортом.

суммарный грузопоток — Q

Q = Q₁ + Q₂ +. + Q_n, т

Q=650 000+605 000=1 255 000т (3)

суммарный грузооборот — Q

т-миль (4)

У Q=650 000*315+605 000*1169=911 995 000т-миль

средняя дальность перевозки 1 т груза ;

миль (5)

= 911 995 000/1 255 000 = 726,69 миль

протяженность линии — L

миль (6)

L= 315+977+1169 = 2461 мили

коэффициент использования грузоподъемности ;

(7)

где D_ч — определяется, исходя из объемов прямого и обратного грузопотоков Q₁ и Q₂ и схем движения тоннажа.

==0,6

коэффициент сменности грузов ;

=2461/726,69 = 3,39 (8)

— коэффициент интенсивности загрузки судна — I

=0,6*3,39=2,04 (9)

средневзвешенные валовые нормы грузовых работ для линии в целом за рейс

т/сут (10)

где — количество груза погруженного (выгруженного в i-ом порту России или СНГ, т;

— количество груза погруженного (выгруженного) в i-ом иностранном порту, т;

— чистая норма погрузки (выгрузки) в российском порту, т/сут;

— валовая (чартерная) норма погрузки (выгрузки) в i-ом иностранном порту, т/сут;

t_{всп. -} затраты времени на вспомогательные операции в Российских портах (от 15% до 20% стояночного времени в данном порту).

1967 т/сут

Транспортная мощность линии — N_л

(11)

N_л=1967*2461= 4 839 359,6 т-миль/сут

2. Расчет и обоснование основных требований к типу судна и его характеристик

Основные требования к типу судна

В первом приближении можно сформулировать следующие характеристики типа судна.

Назначение и специализация судна. Универсальный сухогруз, специализация — широкая;

Ограничение по району плавания. Неограниченный район плавания;

Архитектурно-конструктивный тип. Однопалубное судно, с двойным корпусом, с полубаком, с кормовым расположением МКО и надстройки, с бульбообразным носом и транцевой кормой. Судну достаточно иметь ледовый класс ЛЗ.

Удельная грузовместимость 1,1 м³/т

Ограничение по осадке — 8 метров (т.к. это наибольшая осадка в порту Калининград);

Грузовые средства судна, специфические требования по обеспечению температурно-влажностного режима в грузовых помещениях.

Судно должно быть оборудовано вентиляционной системой и системой регуляции уровня влажности воздуха.

Специфические требования по обеспечению пожарной безопасности. К противопожарным устройствам судна относятся 2 насоса.

При формировании основных требований к типу судна использовались технические характеристики сухогрузных судов

В дальнейшем для обеспечения качества проектных расчётов по данному судну уточняются необходимые технические характеристики.

Обоснование границ варьирования и выбор вариантов типа судна

В соответствии с предполагаемым режимом эксплуатации необходимо выбрать грузоподъемность и скорость судна. При разработке вариантов по чистой грузоподъемности необходимо учитывать следующие факторы: глубины на трассе следования и в портах захода; дальность перевозок; нормы грузовых работ. Пусть на рассматриваемой линии имеется грузопоток большей интенсивности, частота и партионность отправок не оговорены, однако глубины на трассе следования или в портах ограничивают осадку судна, а значит и определяют допустимое водоизмещение в первом приближении:

(12)

где Т_max — допустимая осадка судна, рассчитывается по формуле:

м (13)

где h — ограниченная глубина на трассе или в портах, м;

Т_max=9,2−0,4= 8,8 м, 8,8³/0,3³ = 25 240 т.

— запас на заносимость фарватера, принимаемый равным 0,4 м; t_отн — относительная осадка, равная 0,28−0,33 м.

Принимаем равной 0,3. Максимальное значение дедвейта судна:

т (14)

где — коэффициент утилизации водоизмещения, принимается равным 0,73.

D_w¹=0,73*25 240=18 425,7 т

Допустимое значение чистой грузоподъемности судна:

D_ч =, т (15)

где — коэффициент утилизации дедвейта, принимается равным 0,91.

D_ч =0,91*18 425,7 =16 767 т

Полученное значение чистой грузоподъёмности принимаем максимальным пределом варьирования. Интервал варьирования примем 1500 т. Следовательно, значения чистой грузоподъёмности будут такие:

Dч₁ = 16 767 тонн,

Dч₂ = 15 267 тонн,

Dч₃ = 13 767 тонн.

Установив значение чистой грузоподъемности определяются следующие характеристики судна:

валовая грузоподъемность судна,

т (16)

D_w¹=16 767/0,91=18 425,7 т; D_w¹=15 267/0,91=16 776 т; D_w¹=13 767/0,91=15 128 т

водоизмещение судна

т (17)

D¹=18 425,7/0,73=25 240т; D¹=16 776/0,73=22 980т; D¹=15 128/0,73=20 723 т

Выбор границ варьирования по скорости проводим на основании того, что заданная линия является малой протяжённости и нормы грузовых работ в портах — средние. Использование на ней высокоскоростных судов является нецелесообразным, так как доставка генеральных грузов и труб до потребителя не является срочной, но для того, чтобы судно было конкурентоспособным, оно не может иметь скорость ниже 14 узлов. За интервал варьирования скорости принимаем 1 узел. А так как с увеличением скорости увеличивается и себестоимость содержания судна, то скорости в 14−16 узлов для данной трассы будут оптимальными.

Тип СЭУ для всех вариантов принимаем один — среднеоборотный двигатель внутреннего сгорания (СРДВС), так как он наиболее подходит для проектируемого судна.

Проведённые расчёты и обоснования позволяют составить таблицу вариантов типа судна, для которых выполняются все дальнейшие расчёты.

Таблица 4.

Определение водоизмещения и дедвейта судна

Производится уточнение водоизмещения и дедвейта судна по вариантам. Сквозной пример расчета приводится в пояснительной записке по одной грузоподъемности 16 767 т и одной скорости V=14. Остальные расчеты сводятся в таблицы. Водоизмещение во втором приближении определяется из выражения:

= Р_к + Р_м + Р_з + D_ч, т (18)

=6 259,6+555,1+442,8+16 767=25 024,3т

где Р_к - масса корпуса судна с оборудованием

Р_к = D₀ — Р_м, т (19)

Р_к=6815−555,1=6259,6т

где D₀ - масса судна порожнем

D₀ =, т (20)

D_o=25 240−18 425=6815 т

Р_м — массу СЭУ

т (21)

где g_м — относительная масса одновальных энергетических установок, принимаемая равной 0,055;

Ne — суммарная номинальная мощность на фланцах валов главных ДВС либо на выходных фланцах редукторов ПТУ и ГТУ, определяемая в первом приближении по формуле Ганзена [7]

л. с. (22)

Ne=0,02*25 240^0,5* (14+5%) ³=10 093 л. с.

где V_сд — сдаточная скорость судна, принимаемая на 5 выше технической.

Р_м=0,055*10 093=555,1 т

Р_з — масса запасов топлива со смазкой, котельной воды, технического и продовольственного снабжения и прочих запасов рассчитывается по установленной схеме снабжения судна.

Р_з = Р_т + Р_в + Р_пр, т (23)

Р_з=353+44,9+44,9=442,8 т

Масса запасов топлива со смазкой на рейс определяется по известной формуле:

т (24)

где L — расстояние на указанном промежутке, на котором принимается топливо = 2461 мили;

— суточный норматив расхода топлива на ходу, т/сут., определяемый по формуле:

т/сут. (25)

где а^т — удельный расход топлива и смазки на ходу в кг/л. с. час., принимается равным 144;

N_экс — эксплуатационная мощность главных двигателей:

N_экс = k_еNе, л. с. (26)

где k_е — при кормовом расположении машинного отделения принимается равным 1,01;

N_экс =1,01*10 093=10 193,9 л. с.

q_х^т= (24*144*10 193,3) /10⁶=35,23 т/сут.

k_шт — коэффициент штормового запаса равный 1,14;

— коэффициент, учитывающий расход запасов топлива судна на стоянке, условно равный 1,2.

Р_т=*35,23*1,14*1,2=353 т

Аналогичная формула используется для определения запасов воды Р_в и прочего снабжения Р_пр.

Суточный норматив расхода котельной воды:

т (27)

где а^в — удельный расход воды на ходу в г/л. с. час, принимаемый 23 г/л. с. час.

q_х^в=24*22*10 193,9/10⁶=5,38 г/л. с.

Р_в=*5,38=44,9 т

Суточный норматив расхода прочих запасов

т (28)

где n_эк — численность экипажа условного судна, принимается равной 24 чел.

q _пр=203*24/1000+0,5=5,37 т

Р_пр=7,35*5,37= 44,9 т

Определяется регистровая вместимость судна:

валовая рег. т (29)

BRT=0.7*25 024,3=16 817 рег. т.

чистая рег. т (30)

NRT=0.39*25 024,3=9 369,5 рег. т.

Определим кубический модуль судна:

16 817*2,83*1,1=52 351,3 м³

Производится сравнение водоизмещения, полученного в первом приближении — с уточненным водоизмещением, полученным после расчетов во втором приближении —. Расхождение между полученными значениями водоизмещения не должно превышать 5%. В противном случае производятся расчеты в третьем приближении:

(31)

ДD= (25 240−24 024) /25 240*100%=4,82%

При расчете водоизмещения по ограниченной осадке во втором приближении проверяется чистая грузоподъемность по известной формуле:

— Р_к — Р_м — Р_з (32)

D¹¹_ч=25 240−6260−555,1−442,8-=17 982,2 т

Необходимые исходные данные и результаты расчетов судов по вариантам сводятся в таблицу 5, которая имеет вид:

Таблица 5

На графике иллюстрируется мощность СЭУ — Ne — в функции от технической скорости.

3. Расчет провозоспособности и потребного числа судов

Провозная способность судов и количество их, потребное для освоения перевозок, определяется при помощи расчета следующих показателей:

Общее время рейса судна на линии:

t_р = t_х + t_ст, сут. (33)

Ходовое время рейса определяется следующим образом:

сут. (34)

t_р= (2461/14/24) + 34,7=42 сут

Стояночное время рейса определяется по формуле:

t_cm = 2 *?a?*?b?* D_ч / М_в, сут. (35)

t_ст= (2*0,6*3,25*16 767) /1967=34,7 сут

Число рейсов за эксплуатационный период:

(36)

где Т_э — эксплуатационный период работы судна, принимается в зависимости от его дедвейта — и назначения. Для всех вариантов принимается одинаковое значение эксплуатационного периода работы судов = 337 сут.

r=337/42=8,02 рейса

Провозоспособность судна:

т (37)

П=0,6*3,25*16 767*8,02=273 611,5т

Потребное число судов на линии:

ед. (38)

n_c=1 255 000/273 611,5=4,59 судна

Коэффициент ходового времени:

(39)

34,7/42=0,17

Среднесуточная эксплуатационная скорость:

миль/сут (40)

V_э=2461/7,3=336 миль/сут

Производительность 1 т грузоподъемности судна в валовые сутки эксплуатации:

или, т-м/тнж. — сут. (41)

0,6*0,17*336=35,2 — для 1 судна

Таблица 6

4. Определение строительной стоимости судна

S_c = (S_k + S_м + S_пм) *?m??? (42) ?

где: m — коэффициент, учитывающий затраты на производственные и вспомогательные работы по судну в целом, затраты на доковые работы, швартовые, заводские, ходовые и сдаточные испытания, накопления и начисления. Значение выбирается из Приложения, график № 1, рис. 2.

Определим стоимость главного двигателя:

S_м = S_{м уд.} ' * N_e (43)

где: S_{м уд.} ' - удельная стоимость единицы мощности главного двигателя в тыс. руб. / л. с., определяется по графикам в зависимости от мощности — N_e и типа главного двигателя (рис. 6,7 Приложения):

S_{м уд.} ' = 550 тыс. $. / л. с.

Подставляем значение S_{м уд.} ' в формулу 43:

S_м = 550 * 10 093 = 5 551 199,2 $

Определим стоимость оборудованного корпуса судна (рис. 3,4,5 Приложе-ния):

S_k = 2400 тыс. $

Определим стоимость прочего механического оборудования судна (рис. 8,9 Приложения):

S_пм =2500 тыс. $

Определим значение коэффициента m_i (рис. 1,2 Приложения):

m_i?=??, 32

Полученные значения подставим в формулу 42:

S_c = 1,32 * (2 400 000+ 2 500 000 + 5 551 199,2) = 13 795 583 $

Определим стоимость головного судна серии с оснасткой и проектированием:

S_гол. = S_c * k_сер. + S_пр. + S_{осн. (}44)

где: S_{пр. -} стоимость проектирования, млн. руб. (см. рис, Приложения):

S_пр =822 тыс. $

S_осн — стоимость оснастки млн. руб. (см. рис., Приложения): S_осн. =2900 тыс. $, k_{сер. -} коэффициент серийности, принимаем для первого судна равным 1,3 (таблица №II.6, Приложения):

S_гол. = 13 795 583* 1,3 + 822 000 + 2 900 000 = 21 656 257,9 $

Определяем стоимость всех судов серии, количество которых необходимо по расчётам для освоения заданных объёмов перевозок, $:

S_n = S_c * k_{сер. (}45)

где: k_сер2. = 1,21 k_сер3. = 1,13 k_сер.4 = 1,07 k_сер.5 = 1,02

для второго судна серии:

S_n2 = 13 795 583* 1,21 = 16 692 655,4 $

для третьего судна серии:

S_n3 = 13 795 583* 1,13 = 15 589 008,8 $

для четвертого судна серии:

S_n4 =13 795 583 * 1,07 = 14 761 273,8 $

для пятого судна:

S_n5 =13 795 583*1,02 = 14 071 494,7 $

Определим общую стоимость серии судов:

SS _сер. = S_гол. + S_n2 + S_n3 + S_n4 + S_n5 (46)

SS _сер. = 21 656 257,9 +16 692 655,4 +15 589 008,8 +14 761 273,8+14 071 494,7 =82 770 690,62 $

Определим среднюю стоимость судна серии:

S _{с. сред.} = SS _сер. / n ₍47)

S _{с. сред.} =82 770 690,62/5= 16 554 138,12 $

Результаты расчётов по формулам 42−47 сводим в таблицу № 6:

Средняя стоимость судна серии рассчитывается также и в рублях: 463 515 867 руб.

Результаты расчетов по формулам (42−47) сводятся в таблицу 6, а S_{с. сред} иллюстрируется на графике в функции от технической скорости.

Таблица