Автомобильно-железнодорожный паром нового поколения для Сахалинской области

Новый концепт автомобильно-железнодорожного парома ледокольного типа неограниченного района плавания нового поколения с двухвальной четырехдвигательной силовой установкой и тремя подруливающими устройствами для линии Ванино – Холмск проекта CNF11CPD предназначен для перевозки железнодорожных вагонов (30 единиц) российского стандарта с шириной колеи 1520 мм, всех видов автомобилей, включая грузовые автосоставы (48 единиц), легковые автомобили (28 единиц дополнительно), различной колесной техники и контейнеров на ролл-трейлерах, рефконтейнеров, а также опасных грузов классов 1.1-1.6; 1.4S; 2.1-2.3; 3 (в полном объеме); 4.1-4.3; 5.1; 6.1 (в полном объеме); 8 (в полном объеме); 9 и пассажиров (150 человек), с кормовой и бортовой схемой грузообработки.

Геннадий Егоров, генеральный директор Морского Инженерного Бюро, д.т.н., профессор

Является результатом комплекса исследований, проведенных в 2012-2013 годах Морским инженерным бюро во взаимодействии с ведущими отечественными и иностранными научными институтами, включая Акер Арктик технолоджи (рекомендации по обводам, испытания в ледовой бассейне), ЦНИИ морского флота (экспертиза технических решений на всех стадиях, формирование обводов, экономические расчеты и моделирование эксплуатации), Крыловский государственный научный центр (испытания буксировочные, самоходные, мореходные, а также проверочные в ледовом бассейне), проектно-конструкторское бюро вагонного хозяйства ОАО «РЖД» (проверка возможности перевозки подвижного состава на пароме).

Основные характеристики автомобильно-железнодорожного парома проекта CNF11CPD представлены в таблице 1.

 

Таблица 1. Основные характеристики автомобильно-железнодорожного парома проекта CNF11CPD

Параметр	Величина
Главные размерения
Длина максимальная, м	131,00
Длина по КВЛ, м	124,02
Ширина габаритная (с учетом привальных брусьев), м	22,60
Ширина, м	22,20
Высота борта до главной палубы, м	10,10
Высота борта до верхней палубы, м	16,15
Осадка по КВЛ (проектная), м	7,00
Дедвейт (около), т	6420
Число грузовых палуб	3
Протяженность рельсовых путей (главная палуба), м	440
Грузовместимость судна по железнодорожным составам
Ж/д цистерны габарита Т-1 с длиной между автосцепами 12 020 мм (4-осные), шт.	30
Полувагоны габарита Т-1 с длиной между автосцепами 13 920 мм (4-осные), шт.	24
Грузовые вагоны габарита Т-1 с длиной между автосцепами 14 730 мм (4-осные), шт.	24
Протяженность полос для автотехники, м	1036
Грузовместимость судна по автомобильной технике
Грузовой автомобиль с полуприцепом, имеющим длину 12-13,5 м (автопоезд), без перевозки ж/д вагонов на главной палубе, шт.	48
Грузовой автомобиль с полуприцепом, имеющим длину 12-13,5 м (автопоезд), при перевозке вагонов на главной палубе, шт.	15
Легковой автомобиль (дополнительно), шт.	28
Грузовой лифт, число х грузоподъемность, т	1 х 55
Бортовая аппарель (ПрБ) L x B, м	14,7 х 4,4
Пассажировместимость судна, чел	150
Пассажирских мест в улучшенных одноместных каютах с санузлом	5
Пассажирских мест в двухместных каютах с санузлом	42
Пассажирских мест в трехместных каютах с санузлом	9
Пассажирских мест в четырехместных каютах с санузлом	44
Пассажирских мест в креслах салона	50
Ресторан, мест	76
Помещения для отдыха пассажиров	салоны отдыха в составе пассажирских вестибюлей, интернет-кафе
Дополнительные помещения для обслуживания пассажиров	багажная кладовая, блок душевых и WC, WC для людей с ограниченными возможностями
Спортивно-оздоровительный комплекс	тренажерный зал, сауна с бассейном
Пассажирский лифт	1 х 4 чел.
Численность экипажа и обслуживающего персонала, чел.	35
Класс Российского морского регистра судоходства	KM Arc5 AUT1-ICS OMBO ANTI-ICE ECO Ro-ro passenger ship
Мощность ГД, кВт	4 x 4640
Винторулевой комплекс	2 х ВРШ + 2 полуподвесных полубалансирных руля
Носовое подруливающее устройство, кВт	2 х 500
Кормовое подруливающее устройство, кВт	1 х 500
Вспомогательная энергетическая установка / АДГ, кВт	3 х 760 / 1 х 100
Скорость полного хода, узл.	18,0
Скорость экономичного хода, узл.	12,0
Ледопроходимость при осадке 7,0 м	не менее 3,0 узла в ровном сплошном льду толщиной 1,0 м и 6-8 узлов во льду толщиной до 80 см
Спасательные моторные шлюпки	2 х 100 чел. + 2 дежурные
Эвакуационные системы с надувными спасательными плотами	4 х 100 чел.
Спасательные сбрасываемые плоты	2 х 35 чел.

 

Условия эксплуатации

Паромная переправа Ванино – Холмск обеспечивает более 3/4 всех грузовых перевозок между островом и материком и около 1/4 пассажирских перевозок.

В 2012 году на паромной линии из четырех оставшихся паромов типа «Сахалин» перевозки осуществляли 3 судна, обеспечивая в среднем два рейса в сутки (в 1990 г. обеспечивалось более шести рейсов в сутки). За последний период, после сильного спада, вновь проявляется тенденция к некоторому росту перевозок. Пассажировместимость паромов востребована полностью, так как из-за высокой стоимости авиабилетов именно паром стал единственно возможным способом пассажирских сообщений для большинства населения Сахалина.

Динамика объемов перевозок грузов и пассажиров на паромной переправе Ванино – Холмск представлена в таблице 2. На паромах перевозятся железнодорожные вагоны, грузовые и легковые автомобили и пассажиры (см. таблицу 3).

 

Таблица 2. Динамика объемов перевозок грузов и пассажиров на паромной переправе Ванино – Холмск

Год	Объем перевозок грузов на паромах, тыс. тонн	Объем перевозок пассажиров, чел.
2000	1510,1	-
2008	1599,4	66 176
2009	1413,2	55 217
2010	1577,0	54 568
2011	1584,2	50 905
2012	ок. 1700,0	ок. 45 500
Источник: «Морцентр-ТЭК»

 

Таблица 3. Перевозки железнодорожных вагонов и автомобилей на паромной переправе Ванино – Холмск по видам транспортных единиц

Виды транспортных единиц	2010 г.	2011 г.	2012 г.
Вагоны груженые	15 707	15 326	12 800
Вагоны порожние	13 512	13 563	11 350
Автомобили грузовые	8 057	7 827	9 600
Автомобили легковые	3 047	2 941	3 500
Источник: «Морцентр-ТЭК»

 

На основе приведенных данных в 2012 году прослеживается тенденция увеличения перевозок грузов на автотрейлерах (на 23%) и снижение количества железнодорожных вагонов (на 16,5%). Доля автомобильного транспорта в перевозке грузов достигла 26%.

В приведенном объеме перевозок доля опасных грузов составляет 12-15%. К опасным грузам отнесено топливо, метанол, химгрузы.

В гидрометеорологическом отношении негативной особенностью Холмского морского торгового порта являются: тягуны на внутренней акватории; стоячие волны, затрудняющие заход судов; течения вдоль берега, которые быстро разворачивают тихоходные суда на входе в порт. Вследствие этого обычной практикой в последнее время стал заход судов в порт на повышенных скоростях хода, что повышает вероятность столкновений и навалов, создает дополнительное волнообразование и противоречит общим представлениям о безопасности плавания в портах. Поэтому паромы нового типа должны иметь управляемость, обеспечивающую безопасный заход в порт Холмск.

Особенностью Ванинского морского торгового порта является ледовая навигация с 1 января по 31 марта, что потребовало (в соответствии с техническим заданием) от нового концепта не только наличия высокой ледовой категории ARC5, но и обеспечения во льду толщиной 80 см скорости около 6-8 узлов и во льду толщиной 1,0 м скорости около 3 узлов.

 

Решение проблем линии Ванино – Холмск в новом концепте

Существующие железнодорожные паромы первого ограниченного района плавания типа «Сахалин» для паромной линии Ванино – Холмск строились на ССЗ «Янтарь» в г. Калининграде по проекту 1809. Всего за период с 1972 по 1992 год было построено 10 паромов типа «Сахалин».

В настоящее время на линии Ванино – Холмск работают 4 парома: «Сахалин-7», «Сахалин-8», «Сахалин-9» и «Сахалин-10».

Новые паромы имеют неограниченный район плавания и, соответственно, не имеют ограничений по погоде.

Паромы типа «Сахалин» имеют по ОДНОМУ винту ФИКСИРОВАННОГО шага в носу и в корме. Вполне нормальное решение для конца 60-х годов, когда паром проектировался (тогда это еще использовалось в практике судостроения из-за больших проблем с изготовлением мощных и надежных подруливающих устройств в СССР, сейчас же это просто архаика).

Отсюда тактика захода в порт Холмск – проскочить на хорошем заднем ходу в акваторию порта (у него ведь нет возможности «парировать» боковые усилия от ветра, от волнения, от течения – винты ведь в ДП, соответственно, на малом ходу рули бесполезны – его может просто снести в сторону).

Следует также отметить, что значительная часть установленного на паромах типа «Сахалин» оборудования снята с производства.

Тактика захода современного парома в порт Холмск в соответствии с его возможностями совершенно другая.

Новому парому для обеспечения его управляемости не требуется опасный заход в порт на высоких скоростях. Паром движется в порту кормой вперед на скоростях меньше 3 узлов, при которых не наблюдается снижения эффективности подруливающих устройств.

Площадь парусности нового парома (боковой профиль) в самом неблагоприятном варианте при неполной осадке 6,5 м и с автопоездами на верхней палубе составляет около 2250 м². При самом неблагоприятном направлении ветра (перпендикулярно диаметральной плоскости) только с работающими подруливающими устройствами (тяга 3 х 76 кН) паром может противостоять ветру со скоростью 18 узлов с нулевым (!!!) перемещением. С учетом сопротивления дрейфу и работы винторулевого комплекса (двухвальная установка) допустимая скорость такого ветра значительно возрастает.

Принятые решения позволяют обеспечить самостоятельную швартовку и длительное движение задним ходом по стесненной акватории портов Ванино и Холмск, проход ворот порта Холмск задним ходом на скорости, обеспечивающей устойчивое управление судном.

Для сведений, характеристики управляемости нового судна нормируемые Правилами РС: параметр устойчивости на курсе E1 = 0,048, параметр эффективности на мелководье E2 = 0,080, параметр прямолинейности движения при штормовом ветре E3 = 0,079. При этом характеристики устанавливаемых на судне рулей: нормативная эффективность одного руля Ep = 0,062. Суммарная эффективность рулей судна составляет 2 х Ep = 0,124. Таким образом, эффективность управляемости судна 0,124 / 0,080 = 1,55, что более чем в 1,5 раза больше нормативно требуемой.

Особенностью линии является значительная составляющая ходового времени – примерно около 20 часов в сутки. Поэтому существенное влияние на экономичность работы судна в целом оказывают «скоростные» характеристики обводов корпуса и эффективность пропульсивного комплекса. Скорость нового парома CNF11 составляет 18 узлов при 85% использованной мощности двигателей (существующие суда имеют скорость около 16 узлов). За счет хорошо известного (для европейских паромов) решения на проекте CNF11 на каждый винт работают по два главных двигателя, что позволяет на экономическом ходу держать скорость 12 узлов, на полном – 18 узлов. Обводы корпуса были разработаны с помощью компьютерного моделирования и проверены в опытовых бассейнах ЦНИИ Крылова и Акер Арктик.

В результате проведенных исследований получены характеристики ходовых качеств автомобильно-железнодорожного парома проекта CNF11CPD в ледовых условиях: по результатам испытаний в бассейне предельная ледопроходимость на переднем ходу при скорости V = 3 узла составит 1,48 м, при скорости V = 6 узлов – 1,04 м, на заднем ходу при скорости V = 1,5 узла – 0,85 м. Кроме того, конструктивно носовая и кормовая оконечности спроектированы по более высокой ледовой категории (Arc7). В совокупности с ледопроходимостью на уровне ледокола Icebreaker 6 это позволяет обеспечить (в отличие от существующих судов) самостоятельную работу нового парома в тяжелых ледовых условиях на коротком участке перехода (примерно до 30 миль в районе п. Ванино). В свою очередь это позволит избежать значительных простоев парома в ожидании общей ледокольной проводки либо избыточных расходов в случае индивидуальной проводки.

В свое время паромная переправа строилась для обслуживания железнодорожных перевозок, но в последнее время все большую часть на паромных маршрутах стала занимать перевозка автомобильного транспорта. Появился новый вид груза – тяжелые трейлеры (фуры) и легковые автомобили. В связи со строительством автодороги Лидога – Ванино доля перевозок автомобильного транспорта будет расти. Помимо перевозок автомобилей и трейлеров у грузоотправителей имеется еще один потенциально новый для паромной линии вид груза: контейнеры и ролл-трейлеры с тяжелой техникой. Поэтому при сохранении функции перевозки железнодорожных вагонов (протяженность рельсовых путей 440 пог. м при 420 на существующем) в 2,6 раза выросла вместимость по автомобилям (1036 пог. м против 394 на существующем). В итоге на новом судне можно разместить 48 грузовых автомобилей с полуприцепами, имеющими длину 12-13,5 м, и дополнительно 28 легковых автомобилей.

Для обеспечения суточного рейса судна и соблюдения постоянного расписания требуется ограниченное время стоянки судна в порту, т.е. полная грузовая и пассажирская обработка судна должна осуществляться в течение двух часов. Для этого на судне применяется кормовая схема накатной грузообработки посредством берегового ж/д моста, а также есть возможность загрузки верхней палубы автосоставами через береговую стационарную эстакаду. Кроме того, для использования парома в нештатном рейсе установлена бортовая рампа-закрытие для погрузки/выгрузки различной колесной техники.

Как показал опыт, снижение эксплуатационных показателей работы действующих паромов типа «Сахалин» в связи с физическим износом корпуса и судового оборудования привело к увеличению времени перехода парома с 8 часов до 14-18 часов. В свою очередь это повлекло отказ от сидячих пассажирских авиакресел по санитарным правилам и самостоятельное переоборудование кают со спальными местами. При этом пассажировместимость существующих паромов, как уже отмечалось ранее, востребована полностью, так как из-за высокой стоимости авиабилетов именно паром стал единственно возможным способом пассажирских сообщений для большинства населения Сахалина. Перевозка пассажиров происходит с сезонным колебанием их количества. Дополнительно возникает потребность перевозки сезонных рабочих, воинского личного состава, пассажиров с личными автомобилями. На новом концепте (в грузопассажирском варианте) размещается 150 пассажиров, из них 5 в улучшенных одноместных каютах, 42 – в двухместных каютах с санузлом, 9 – в трехместных каютах, 44 – в четырехместных каютах и 50 – в креслах салона.

Предполагается, что новые паромы будут работать с использованием существующих старых паромных причалов и какое-то время параллельно с действующими паромами типа «Сахалин», постепенно их вытесняя.

 

Перевозка опасных грузов на пароме нового поколения

Требования к перевозке опасных грузов представлены в таблицах 4, 5. В соответствии с ними значительную часть опасных грузов, например дизельное топливо, печное топливо и т.п., можно перевозить вместе с пассажирами. Грузы класса 1 (боеприпасы) будут перевозиться без пассажиров. Сниженный газ – при сокращении количества пассажиров до 43 человек.

 

Таблица 4. Грузы класса 1 (взрывчатые вещества), за исключением подкласса 1.4S

Требуемая категория размещения	Наименование груза	Грузовое судно (до 12 пассажиров). Вариант грузового парома или грузопассажирского парома (с 12 пассажирами)2011 г.	Вариант грузопассажирского парома
1	Снаряды инертные	Допускается	Допускается
2	Боеприпасы осветительные	Допускается	Допускается на открытой палубе, под палубой допускается не более 10 кг взрывчатого вещества на все судно
3	Снаряды	Допускается	Запрещается (допускается не более 10 кг взрывчатого вещества на все судно)
4	Боеприпасы зажигательные	Допускается	Запрещается (допускается не более 10 кг взрывчатого вещества на все судно)
5	Пиротехнические средства	Только на открытой палубе	Запрещается (допускается не более 10 кг взрывчатого вещества на все судно)

 

Таблица 5. Грузы классов 2-9 и подкласса 1.4S

Требуемая категория размещения	Наименование груза	Грузовое судно (до 12 пассажиров). Вариант грузового парома или грузопассажирского парома (с 12 пассажирами)2011 г.	Вариант грузопассажирского парома
A	Спирт этиловый, топливо дизельное, печное, газойль, керосин, уголь	Допускается	Допускается
B	Метанол, лакокрасочные материалы	Допускается	Только на палубе
C	Диэтилсульфат (класс 6.1), серная кислота (8)	Только на палубе	Только на палубе
D	Аммиак (сжиженный), хлор	Только на палубе	Запрещается
E	Бутан, бензин, пропан	Допускается	Запрещается

 

Заключение

Таким образом, по техническому заданию Росморречфлота Морским инженерным бюро создан проект CNF11 автомобильно-железнодорожного парома нового поколения для линии Ванино – Холмск, который обеспечивает по сравнению с существующими судами повышенные грузовые свойства (вместимость по грузовикам в 2,6 раза больше), не имеет ограничений по погоде и может работать в тяжелых ледовых условиях (во льду толщиной 80 см скорость около 6-8 узлов и во льду толщиной 1,0 м скорость около 3 узлов), в состоянии выполнять самостоятельные (несколько раз в сутки) швартовки без буксирного обеспечения, длительное движение задним ходом по стесненной акватории порта Холмск, суточный цикл кругового рейса (скорость в эксплуатации 18 узлов); 2-часовую стоянку при выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Концепт (в варианте CNF11CPD) перевозит до 150 пассажиров, может перевозить опасные грузы. Установленное на судно оборудование позволяет работать на переходе как на полных, так и на долевых режимах нагрузки, проводить требуемое техническое обслуживание главных двигателей без вывода парома из эксплуатации.

Технические проекты паромов пр. CNF11C (грузовой вариант) и CNF11CPD (грузопассажирский вариант) были согласованы:

-         ФАУ «Российский морской регистр судоходства»;

-         санитарными органами – ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербурге» на транспорте;

-         органами охраны труда и техники безопасности – ЗАО «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота», Отраслевой научно-методический центр охраны труда на морском транспорте»;

-         железнодорожными органами – филиал ОАО «РЖД», Проектно-конструкторское бюро вагонного хозяйства.

Кроме того, было получено заключение независимого эксперта – ЗАО «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт морского флота».

Сравнение характеристик существующих паромов «Сахалин» (проект 1809) с паромами проектов CNF11C и CNF11CPD представлены в таблице 6.

 

Таблица 6. Сравнение характеристик существующих паромов «Сахалин» (проект 1809) с паромами проектов CNF11C (грузовой) и CNF11CPD (грузопассажирский)

Наименование характеристики	«Сахалин», проект 1809	Автомобильно-железнодорожный паром, проект CNF11C	Автомобильно-железнодорожный паром с перевозкой 150 пассажиров, проект CNF11CPD
Длина габаритная, м	127,30	131,00	131,00
Ширина габаритная, м	20,32	22,60	22,60
Ширина расчетная, м	19,80	22,20	22,20
Высота борта до ГП, м	8,80	10,10	10,10
Высота борта до ВП, м	14,70	16,15	16,15
Осадка, м	6,00-6,00	6,00-7,00	6,00-7,00
Протяженность рельсовых путей, м	420	440	440
Протяженность полос для автотехники, м	394	1180	1036
Мощность ГД, кВт	6 х 1910	4 х 4640	4 х 4640
Скорость максимальная, узл.	16,0	18,0	18,0
Количество пассажиров (каютных), чел.	82	12	100
Количество пассажиров (салонных), чел.	38	-	50

 

Морские вести России №16 (2013)