модульно-интегральный барже-буксирный состав

Формула изобретения

1. Модульно-интегральный барже-буксирный состав, содержащий буксир-толкач с носовой и кормовой оконечностями, корпусом, несамоходные грузовые баржи, стыкуемые с буксиром-толкачом и между собой, носовая оконечность которых выполнена остроносой и кормовая оконечность с рецессами, с возможностью заполнения последних впереди расположенных барж носовыми оконечностями позади расположенных барж и носовой оконечностью буксира-толкача кормового рецесса концевой баржи, устройство для сцепления барж между собой и буксиром, отличающийся тем, что рецесс кормовой оконечности грузовых барж снабжен конструкционным узлом для крепления буксира с баржей, баржи с баржей и выполнен фигурной формой, имеющей плоскую часть, на которой закреплен конструкционный узел, выполненный в виде вертикальных пластин, имеющих негладкую форму и расположенных на разной высоте относительно ватерлинии, устройство для сцепления барж между собой и буксиром выполнено полужесткого типа с одной степенью свободы.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что устройство для сцепления выполнено шарнирного типа в электрогидравлическом исполнении.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что несамоходные грузовые баржи выполнены необитаемыми, имеющими грузовые трюмы, корпуса которых в районе трюмов выполнены с двойным дном и двойными бортами.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что буксир-толкач выполнен в ледовом исполнении.

5. Состав по п.1, отличающийся тем, что буксир-толкач выполнен в виде ледокола.

6. Состав по п.1, или 4, или п.5, отличающийся тем, что буксир-толкач в кормовой оконечности снабжен полноповоротными винторулевыми колонками азимутального типа с винтами регулируемого шага, установленными в насадках, и выполнен с возможностью движения кормой вперед в ледовых и штормовых условиях.

7. Состав по п.1, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что буксир-толкач и несамоходные грузовые баржи снабжены якорно-швартовными механизмами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано для транспортировки несамоходных судов, барж, методом толкания.

В морской практике широко применяют способы буксировки судов методом обычной букировки на тросе и методом толкания. Благодаря последнему методу соединение судов уменьшает сопротивление движению, так как из-за расположения буксирного судна сзади состава, баржи не испытывают дополнительного сопротивления от кильватерной струи, появляющейся при действии движителя буксира. Буксир расположен в попутном потоке, что снижает сопротивление движению самого буксира и повышает эффективность работы движителя. Этот же метод обеспечивает большую скорость буксировки по сравнению с методом буксировки на тросе и широко применятся в речном флоте.

Однако до сих пор указанный метод буксировки грузов в морском флоте используют не так широко, в частности, только на коротких маршрутах, рейдах, в портах.

Задачей данного изобретения является создание многофункционального модульно-интегрального барже-буксирного состава, который можно использовать, как на внутренних водных путях, морских и речных, в том числе на каналах и шлюзах, так и на внешних морских путях, трассе Северного морского пути в условиях ледовой арктической навигации и в условиях сильного волнения вплоть до штормовых условий.

Известен транспортный комплекс для водной среды, состоящий из транспортируемой баржи, оснащенной горизонтальной кормовой упорной балкой и снабженной носовыми управляющими элеронами, и буксира-толкача, выполненного с носовыми вертикальными упорами, соединенных вожжевыми тросами (см. патент РФ № 2401764, МПК B63B 21/56. Дата приоритета 23.04.2009. Патентообладатель-автор - Олейников А.К).

Недостатками известного транспортного комплекса являются его невысокая надежность в эксплуатации, незначительный объем перевозимого груза и ограниченный район применения, внутренние водные магистрали. Все это снижает эффективность использования известного транспортного комплекса.

Известен транспортный комплекс для водной среды, включающий в себя соединенные между собой баржу, на которой закреплен стояк, и буксир посредством штанги, которая закреплена на расположенном за баржей буксире одним концом и подвижно в угловом направлении на стояке баржи другим концом, установленные на кормовой части баржи на ее бортовых частях выступы, которые соединены тросами с управляемыми лебедками па носовой части буксира (см. патент РФ № 2150405,МПК B63B 21/56. Дата приоритета 12.03.1999. Патентообладатель-автор - Таланов Б.П.).

Недостатками известного транспортного комплекса является его невысокая надежность в эксплуатации, невысокая эффективность ввиду незначительного объема перевозимого груза и ограниченный район применения, внутренние водные магистрали.

Известен буксирный караван с буксиром-толкачом и баржей, снабженной приводом, управляемым из буксира-толкача, и толкаемой и управляемой буксиром-толкачом, имеющим лопастной привод, размещенный в кормовой части буксира-толкача (см. патент РФ № 2141428, МПК B63B 37/70, B63H 5/02. Дата приоритета 15.02.1995. Патентообладатель - Ханс Гриммиг ГмбХ ундКоКГ (Германия).

Известный буксирный караван имеет ограниченный район использования, малые воды на реках, характеризуется невысокой надежностью в эксплуатации, незначительными объемами перевозимого груза. Все это существенным образом снижает эффективность известного буксирного каравана.

Анализ отобранной в процессе поиска информации позволил выявить наиболее близкое техническое решение, интегральный речной толкаемый состав, содержащий унифицированные несамоходные грузовые маломерные остроносые секции, стыкуемые между собой, толкачом и головной самоуправляемой формирующей приставкой, секции выполнены с выемкой в корме между бортовыми упорами-обтекателями, в торцевых стыках которых обеспечено заполнение кормовой выемки впереди расположенной секции носовым образованием позади расположенной секции, один или два толкача установлены в кормовых выемках концевых секций состава, кормовое образование головной самоуправляющей приставки установлено с возможностью заполнения конфузора между носовыми образованиями головных секций двухниточного состава, устройство для сцепления буксира и секций (см. патент РФ № 2099234 на изобретение «Интегральный речной толкаемый состав». МПК(4) B63B 21/56, B63B 35/66. Приоритет 27.02.1995. Патентообладатель-автор - Никитенко Б.П.).

Известный толкаемый состав также имеет ограниченный район применения - речные водные пути. Он не предусмотрен для использования в ледовых условиях. Весьма затруднительно осуществить буксировку через шлюзы, каналы, которые предъявляют ограничение по длине буксирных составов.

Кроме того, из-за используемой тросовой соединительной конструкции характеризуется низкой надежностью в эксплуатации (длительность на соединении, разъединении, высокая эксплуатационная опасность в процессе соединения-разъединения).

Таким образом, известный толкаемый состав характеризуются недостаточно высокой эффективностью при его эксплуатации в виду указанных выше недостатков, что весьма ограничивает его использование.

Заявляемое в качестве изобретения техническое решение модульно-интегрального барже-буксирного состава позволяет достичь нового технического результата - повышение эффективности эксплуатации состава путем увеличения надежности, безопасности и простоты эксплуатации барже-буксирного состава, экономии эксплуатационного рабочего времени на обслуживание и буксирование состава при работе как на внутренних, так и па морских водных магистралях, в том числе и при прохождении каналов, шлюзов, так и на трассе Северного морского пути в условиях ледовой арктической навигации, а также в условиях повышенного волнения, вплоть до штормовых условий.

Следующая совокупность существенных признаков характеризует сущность предлагаемого в качестве изобретения технического решения и способствует достижению нового технического результата.

Модульно-интегральный барже-буксирный состав, содержащий буксир-толкач с носовой и кормовой оконечностями, корпусом, несамоходные грузовые баржи, стыкуемые с буксиром-толкачом и между собой, носовая оконечность которых выполнена остроносой и кормовая оконечность с рецессами с возможностью заполнения последних впереди расположенных барж носовыми оконечностями позади расположенных барж и носовой оконечности буксира-толкача кормового рецесса концевой баржи, устройство для сцепления барж между собой и буксиром, отличающийся тем, что рецесс кормовой оконечности грузовых барж снабжен конструкционным, узлом для крепления буксира с баржей, баржи е баржей и выполнен фигурной формой, имеющий плоскую часть, на которой закреплен конструкционный узел, выполненный в виде вертикальных пластин, имеющих негладкую форму и расположенных на разной высоте относительно ватерлинии, устройство для сцепления барж между собой и буксиром выполнено полужесткого типа с одной степенью свободы.

Для достижения результата устройство для сцепления выполнено шарнирного типа в электрогидравлическом исполнении.

Результат достигается и тем, что несамоходные грузовые баржи выполнены необитаемыми, имеющие грузовые трюма, корпуса которых в районе трюмов выполнены с двойным дном и двойными бортами.

Для достижения технического результата буксир-толкач выполнен в ледовом исполнении.

Результат также достигается тем, что буксир-толкач выполнен в виде ледокола.

Результат достигается и тем, что буксир-толкач снабжен а кормовой оконечности полноповоротными винторулевыми колонками азимутального типа с винтами регулируемого шага, установленными в насадках, и выполнен с возможностью движения кормой вперед в ледовых и штормовых условиях.

Снабжение буксира-толкача и несамоходных грузовых барж якорно-швартовными механизмами способствует достижению технического результата.

Итак, анализ выявленной информации о существующем уровне техники в области судостроения и сущность предложенного изобретения показали, что предлагаемое в качестве изобретения техническое решение модульно-интегрального барже-буксирного состава отвечает критерию патентоспособности «новизна».

Снабжение рецесса кормовой оконечности грузовых барж конструкционным узлом для крепления буксира с баржей, баржи с баржей, выполненным в виде вертикальных пластин, имеющих негладкую форму и расположенных на разной высоте относительно ватерлинии, и выполнение фигурной формой, имеющего плоскую часть, на которой закреплен конструкционный узел, обеспечивает не только необходимую стыковку буксира-толкача и барж, имеющих различные конфигурации носовых оконечностей, но и надежное механическое крепление последних при их стыковке.

Выполнение устройства для сцепления барж между собой и буксиром полужесткого типа с одной степенью свободы, в частности шарнирного типа в электрогидравлическом исполнении, позволяет не только осуществлять надежное сцепление баржи и буксира-толкача, но и сравнительно быстро в просто осуществить отделение буксира-толкача от состава в процессе эксплуатации и разделение последнего на отдельные модули в случаях необходимости, например, при прохождении узких каналов и шлюзов. Кроме того, такое устройство обеспечивает необходимую эксплуатационную надежность состава при сильном волнении, вплоть до штормовых условий.

Выполнение несамоходных грузовых барж необитаемыми, имеющих грузовые трюма, корпуса которых в районе трюмов выполнены с двойным дном и двойными бортами, обеспечивает надежную буксировку как на чистой воде, так и на акваториях с ледовым покровом. В виду надежности корпусов барж и значительной экономии на отсутствии экипажа на баржах.

Выполнение буксира-толкача в ледовом исполнении и с возможностью движения кормой вперед в ледовых и штормовых условиях позволяет осуществлять движение состава кормой вперед на арктических акваториях в условиях мелкобитого льда, обеспечивая эксплуатационную надежность при буксировке в таких сложных условиях (плохая видимость, сильное волнение, сплоченный лед и т.п.).

Выполнение буксира-толкача в виде ледокола и с возможностью движения кормой вперед в ледовых и штормовых условиях делает возможным буксировку состава в тяжелых ледовых условиях Северного морского пути, без перестановки буксира-толкача. При этом имеет место существенная экономия эксплуатационного времени и обеспечение эксплуатационной надежности при буксировке, за счет улучшения видимости при буксировке, разрушения льда кормой для обеспечения эксплуатационной безопасности буксировки баржевого состава.

В случае сплошного льда буксир-толкач отсоединяется от состава и окапывает лед вокруг грузовых барж.

Таким образом, обеспечивается оперативность и взаимозаменяемость буксира-толкача в зависимости от условий буксировки, эксплуатационная надежность и безопасность.

Снабжение буксира-толкача в кормовой оконечности полноповоротными винторулевыми колонками азимутального типа с винтами регулируемого шага, установленными в насадках, обеспечивает повышение пропульсивного коэффициента. Кроме того, направляющие насадки, в определенной степени подавляют вертикальные движения кормы (килевую качку) при уменьшении скорости хода, обеспечивая достаточно высокую маневренность при управлении рулем. Насадки предотвращают повреждение винтов при движении кормой вперед в ледовых условиях.

Снабжение буксира-толкача и несамоходных грузовых барж якорно-швартовными механизмами обеспечивает в процессе эксплуатации в необходимых случаях постановку последних на якорь, что повышает надежность баржею буксирного состава.

В зависимости от направления буксировки, предлагаемое изобретение делает возможным последнюю как на свободных от льда акваториях, так и в дедовых условиях, как в портах, на рейде, так и через каналы и шлюзы, а также на речных и морских маршрутах любой дистанции, в условиях повышенного волнения вплоть до штормовых условий.

Таким образом, предлагаемая совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

В ходе проведенного заявителем поиска информации в области судостроения обнаружены отдельные отличительные признаки заявленного изобретения: устройство для сцепки секций между собой и буксиром выполнено полужесткого типа с одной степенью свободы.

Однако совокупность, существенных признаков предлагаемого изобретения, способствующая достижению нового технического результата, и ее влияние на последний из существующего уровня техники в области судостроения не обнаружена.

Именно совокупность существенных отличительных признаков позволяет получить новый технический результат - повышение эффективности эксплуатации состава путем увеличения надежности, безопасности и простоты эксплуатации барже-буксирного состава, экономии эксплуатационного рабочего времени на обслуживание и буксирование состава при работе как на внутренних, так и на морских водных магистралях, в том числе и при прохождении каналов, шлюзов, так и на трассе Северного морского пути в условиях ледовой арктической навигации, а также в штормовых условиях.

Следовательно, предлагаемое изобретение обладает таким критерием патентоспособности как «изобретательский уровень».

Предлагаемое изобретение поясняется с помощью чертежей, где:

на фиг.1 схематично изображен модульно-интегральный барже-буксирный состав, вид сверху;

фиг.2 - барже-буксирный состав, вид сбоку;

Лучший вариант осуществления изобретения.

Модульно-интегральный барже-буксирный состав (см. фиг.1, 2) содержит буксир-толкач 1 с носовой 2 в кормовой 3 оконечностями, корпусом 4, несамоходные грузовые баржи 5, стыкуемые с буксиром-толкачом 1 и между собой, устройство 6 для сцепления барж 5 между собой и буксиром-толкачом 1. Носовая оконечность 7 барж 5 выполнена остроносой, кормовая оконечность 8 - с рецессами 9 с возможностью заполнения последних впереди расположенных барж 5 носовыми оконечностями 7 позади расположенных барж 5 и носовой оконечности 2 буксира-толкача 1 кормового рецесса 9 концевой баржи 5 состава.

Рецесс 9 кормовой оконечности 8 грузовых барж 5 снабжен конструкционным узлом для крепления буксира 1 с баржей 5, баржи 5 с баржей 5 и выполнен фигурной формой, имеющий плоскую часть 10, на которой закреплен конструкционный узел.

Фигурная форма рецесса 9 определена в зависимости от очертаний носовых оконечностей барж 5 и буксира-толкача 1 и выполнена с целью их надежной, прочной и технологически простой стыковки с последующим креплением с использованием пластин 11.

Конструкционный узел выполнен в виде вертикальных пластин 11, имеющих особую негладкую форму, обеспечивающих необходимое крепление барж 5 и буксира 1. Пластины 11 могут быть выполнены либо рифлеными, либо с «зубьями» и расположены на разной высоте относительно ватерлинии баржи 5. Количество пластан по меньшей мере 4 штуки и выполнены, например, из стали и приварены к корпусу барж 5.

Устройство 6 для сцепления барж 5 между собой и буксиром-толкачом 1 выполнено полужесткого шарнирного типа с одной степенью свободы в электрогидравлическом исполнении, например, промышленно выпускаемые автосцепы серий Articouple.

Обводы корпуса 4 буксира-толкача 1 и корпусов несамоходных барж 5 выполнены конструктивной формой, обеспечивающей дополнительное движение буксира 1 и барж 5 соответственно кормовыми оконечностями 3, 8 вперед.

Барже-буксирный состав выполнен с возможностью его деления на отдельные модули, состоящие из меньшего количества барж 5, с последующей буксировкой каждого модуля по отдельности в водных районах, не предусмотренных для буксировки длинных составов, и с последующим сцеплением отдельных модулей в полный интегральный барже-буксирный состав.

Несамоходные грузовые баржи 5 выполнены необитаемыми, имеющие грузовые трюма 12. Корпуса барж 5 в районе трюмов 12 выполнены с двойным дном 13 и двойными бортами (на фиг. не показаны).

Буксир-толкач 1 снабжен в кормовой оконечности 3 полноповоротными винторулевыми колонками (на фиг. не показаны) азимутального типа, например, Azipod, с винтами регулируемого шага 14, установленных в насадках (на фиг. не показаны), Буксир-толкач 1 и несамоходные грузовые баржи 5 снабжены якорно-швартовными механизмами (на фиг. не показаны).

Буксир-толкач 1 может быть выполнен в ледовом исполнении.

Буксир-толкач 1 может быть выполнен в виде ледокола. Такое исполнение буксира-толкача 1 позволяет обеспечить оперативность, взаимозаменяемость буксиров 1 в зависимости от целей, условий буксировки.

Буксир-толкач 1 можно считать энергетическим модулем (ЭМ). А баржи 5-функциональный модуль (ФМ). Для оперативности и простоты взаимозаменяемости ЭМ в зависимости от сезонных условий плавания, района плавания все модули унифицированы. Это означает, что конструкция корпуса буксира-толкача 1 и барж 5 выполнены с возможностью быстрого крепления за счет пластин 11 конструкционного узла, установленного в кормовых рецессах 9 барж 5, и быстрого соединения между собой за счет автоматического устройства 6.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.

В зависимости от группы района плавания, а именно:

1. Внутренние водные пути России, морские районы, соответствующие ограниченному району плавания «R2-RSN», с совершением международных рейсов. Плавание через Беломоро-Балтийский канал (ББК), Волго-Балтийский какая (ВБК), бассейн реки Волга, Дунай, Черное и Средиземное моря.

2. Круглогодичное плавание из Архангельска вокруг Скандинавии и Европы в порты Средиземноморья.

3. Трасса Северного морского пути в период арктической навигации,

а также в зависимости от времени года, сезонных погодных условий выбирают необходимый буксир-толкач который является энергетическим модулем в барже-буксирном составе. Например. Если направление плавания - Европа, то буксир выбирают, работающим на дизельном топливе. Если нет ограничений по топливу, то буксир выбирают, работающим на тяжелом топливе. Аналогично выбирают буксир-толкач по ледовым характеристикам, а именно: либо в ледовом исполнении, либо буксир-толкач-ледокол.

Формируют барже-буксирный состав, состоящий из выбранного буксира-толкача 1 и несамоходных грузовых барж 5. Барж может быть от 2 до 5 в зависимости от их длины, условий и направления буксировки.

Каждая баржа 5 своей носовой оконечностью 7 входит в кормовой рецесс 9 впереди стоящей баржи 5. Буксир-толкач 1 носовой оконечностью 2 входит в кормовой рецесс 9 концевой баржи 5. Благодаря вертикальным пластинам 11 конструкционного узла происходит механическое крепление барж 5 и буксира-толкача 1, а с помощью устройств 6 - их полужесткое соединение с одной степенью свободы, позволяющее поворот и перемещение буксира-толкача 1 от диаметральной плоскости барже-буксирного состава.

Таким образом барже-буксирный состав готов к плаванию.

При переходе барже-буксирного состава ограниченных по длине водных районов, например, каналов, шлюзов, команда буксира-толкача 1 разделяет состав на отдельные модули, состоящие из 2-3 барж. Пока один модуль барж 5 заякорен к ждет своей очереди для проводки, буксир-толкач 1 проводит через канал, шлюз другой модуль барж 5, который затем заякоривают. Буксир-толкач 1 возвращается за оставшимся модулем барж 5, скрепляется и соединяется с ним. Затем проводит его через канал, шлюз.

Барже-буксирный состав опять скрепляют посредством пластан 11 конструкционного узла, соединяют с использованием устройства 6, получая исходный состав, который следует затем, буксир-толкач 1 толкает вперед по своему маршруту.

В условиях штормящего моря, мелкобитого льда для безопасности плавания и улучшению управляемости барже-буксирным составом буксир-толкач 1, выполненный в ледовом исполнении, начинает движение вперед кормовой оконечностью 3, соответственно и баржи 5 двигаются кормовыми оконечностями 8 вперед. Безопасное и хорошо управляемое движение барже-буксирного состава кормовыми оконечностями 3, 8 вперед возможно в виду особой конструкции корпуса буксира 1, барж 5, а также наличию на буксире-толкаче 1 полноповоротных винторулевых колонок азимутального типа с винтами регулируемого шага 14, установленными в насадках. При этом не тратится эксплуатационное время на перестановку буксира-толкача 1.

В ледовых условиях арктической навигации по Северному морскому пути в качестве буксира-толкача 1 используют ледокольный буксир. В тяжелых случаях, буксир-толкач 1 отсоединяется от состава и окапывает лед вокруг барж 5, расчищая путь.

Следовательно, благодаря использованию предлагаемого изобретения, можно осуществить надежную, безопасную, экономически выгодную транспортировку грузов с использованием несамоходных грузовых судов, барж, в любых районах плаваниях, в любых сезонных погодных условиях.

Таким образом, в результате применения заявляемого судна достигается новый технический результат - повышение эффективности эксплуатации состава путем увеличения надежности, безопасности и простоты эксплуатации барже-буксирного состава, экономии эксплуатационного рабочего времени на обслуживание и буксирование состава при работе как на внутренних, так и на морских водных магистралях, в том числе к при прохождении каналов, шлюзов, так и на трассе Северного морского пути в условиях ледовой арктической навигации, а также в штормовых условиях.

Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию патентоспособности «промышленная применимость».

Данное изобретение можно использовать при буксировке грузов на внутренних водных путях, речных и морских районах плавания, на плавание через каналы и шлюзы, на международных морских трассах, на Северном морском пути в ледовых условиях.