Немного про балкеры
Балкер - очень популярная единица торгового флота, перевозящая практически все, что можно закинуть в трюм "лопатой". Оказывается, узнал это в процессе поиска информации для статьи, что танкер - это тоже своеобразный балкер, с точки зрения модели обращения с грузом.
В 2000-м году на балкеры приходилось 17 380 миллиардов тонн/миль грузооборота. Тонна/миля - специфическая единица измерения объема грузоперевозки. Всего через 18 лет, в 2018-м это значение было практически удвоено и составляло 34 193 миллиарда тонн/миль. А все потому, что Китай и юго-восточная Азия в этом году потребляли максимальное количество ресурсов за всю историю человечества. Китай принимал железную руду, медь, и прочие полезные в машиностроении ништячки. Рост населения способствовал и росту потребления, так что зерно буквально текло рекой в этот бурно развивающийся регион. Все это можно перевезти с максимальной экономической выгодой именно на балкере. Заказы на строительство подобных судов летели в переговорные комнаты судостроительных компаний со свистом, создавая ценовую конкуренцию на строительство еще на пороге приемной. Но в 2008-м году случился (если можно так охарактеризовать вполне прогнозируемый экономический процесс) нефтяной кризис. Нефть - кровь экономики, нет нефти - нет и развития. Поток заказов иссяк, хоть до 2010-го года по инерции достраивались уже оплаченные заказы. Золотой период балкерного флота закончился, немного оживившись в 2014-2015-х годах.
После довольно болезненного для мировой торговли нефтяного потрясения принимающие решения люди судорожно начали беспокоиться об экологии и в 2011-м году Международная Морская Организация утвердила Индекс энергетической эффективности для строящихся судов (EEDI). Цели были глобальными и сильно амбициозными: к 2015-му году повысить энергетическую эффективность на 10%, к 2020-му на 20% и к 2025-му на 30%. Не могу не заметить, что практически в 100% случаев, когда мы видим слишком круглые значения в поставленных целях, мы имеем дело с предположениями, а не досконально просчитанным планом.
Небольшой итог: первые балкеры, как отдельный тип судна, были представлены в 1950-х годах (до этого были суда генерального груза, перевозившие вообще все), в 2010-м году на балкеры приходилось 36% мирового торгового тоннажа, а сегодня это 43%.
Размеры, типы, классы
Дедвейт, это понятие довольно часто будет встречаться в статье, означает буквально полезную нагрузку: груз, топливо, масло, вода, все, что нужно для нормальной работы судна и что это судно способно принять. Определяется дедвейт при загрузке судна по летнюю грузовую марку в соленой воде (плотность 1025 кг/м3), но этот дедвейт является фактически возможным, а в эксплуатации используется заявленный максимальный дедвейт, что немного меньше. Все данные ниже будут приведены именно по первому (то есть максимально возможному) дедвейту, а не практически используемому. Оба этих дедвейта относятся к так называемому "чистому дедвейту", но первый определен в подконтрольных условиях, а второй нужен для работы (плотность морской воды варьируется по планете).
Хендисайз, Панамакс, Кейпсайз... и другие... это все классы судов. И это невозможно перевести на русский язык, ведь все эти названия классов - имена собственные. Это фактически названия портов и каналов, в которые определенный клас судна может зайти.
Некоторые классы пересекаются характеристиками: будучи одинаковыми по длине и схожими по ширине суда могут относиться к разным классам. Смотри Рисунок 3, я там в зеленую рамочку обвел очень схожие по габаритам суда, являющиеся представителями разных классов.
Панамакс. Из названия - максимально большое судно, способное пройти через Панамский канал, логично. Класс Панамакс почти столетие был лекалом для новых судов (не толко балкеров). Параметры: длина - 225 метров, ширина - 32,2 метра, осадка - 12,4 метра. Это стандарт и не только для прохода самого канала. Дело в том, что канал претерпел несколько мадернизаций и в 2016-м году в него стали проходить более крупные суда (шлюз Коколи), а стандарт остался. Почему?
Потому что Панамакс уже стал классом для большого количества портов и не смотря на то, что в новые шлюзы можно зайти с осадкой до 15,2 метров, класс Панамакс подразумевает осадку не более 12,4 метров.
Кстати, посмотри еще раз на Рисунок 3 и найди там класс Чайнамакс и просто представь себе уровень грузооборота Китайских портов, если для этих целей был изобретен целый класс.
Балкерный флот
Сколько балкеров насчитывает мировой торговый флот? То, что можно сосчитать (все суда, имеющие номер IMO) и имело дедвейт не менее 5 000 тонн составляло 11 219 судов в 2022-м году.
Из этих 11 219 судов почти 40% - небольшие костеры (coast - от английского "берег") с дедвейтом до 55 000 тонн. Это действительно небольшие средства перемещения груза. Эти Хендисайз и Хэндимакс я в зеленую рамку обвел для наглядности на Рисунке 5. С начала балкерного бума и вплоть до нефтяного кризиса этих довольно удобных единиц морского транспорта настроили столько, что даже в 2022-м году они составляли значительную часть от всего мирового балкерного флота. По суммарному дедвейту они, конечно, уступают группе Панамакс и Кейпсайз.
Изменится-ли картина в недалеком будущем, ведь начиная с 2011-го судовладельцы начали заказывать впечатляющих размеров суда? Да, держи в уме средний срок эксплуатации балкера 25 лет и смотри на Рисунок 7.
Конструкции корпуса
Классический балкер - судно однокорпусное, то есть однослойное. Поверх набора жесткости крепится внешняя обшивка, на этом все. Единственное преимущество такой констуркции - ее начальная дешевизна.
На 78-й конференции комитета безопасности Международной Морской Организации, состоявшейся в 2004-м году, вопрос об обязательном наличии двойного корпуса балкеров поднимался, но остался без ответа. Почему об этом беспокоится именно комитет безопасности? Потому что в 1980-е, 1990-е годы случаев утопления однокорпусных балкеров было достаточно много. Интересно то, что тонули балкеры не от столкновений и не от посадки на мель, а из-за банального усталостного износа корпуса. Либо через трещину, либо через проетую ржавчиной дыру вода проникала в трюм. Для балкера это проблема, ведь количество герметичных отсеков для того-же Хендимакс можно по пальцам одной руки пересчитать, бороться с водой или хоть как-то контролировать поступление воды в таких стесненных условиях сложно.
В качестве итогового коммюнике обязательным для любых балкеров стало наличие системы сигнализации о поступлении воды в трюм и рекомендуемая конструция корпуса. Смотри Рисунок 9. Сужение трюма ближе к крышке хоть и съедает довольно много полезного пространства, зато сильно снижает шанс появления больших свободных поверхностей при смещении груза, что положительно влияет на остойчивость (способность судна возвращаться в стабильное положение после получения крена). Двойной борт и на безопасность хорошо влияет и упрощает работу с грузом, который теперь не нужно "выковыривать" из пространства между элементами жесткости. Если ты работаешь именно на таком балкере, знай, он довольно живуч и безопасен.
Кстати, балкер с двойным корпусом становитсья незначительно тяжелее, а не в 2 раза потому, что толщина стальных листов корпуса снижается из-за их дублирования, поэтому и мощность главного двигателя может сохраняться прежней. Объем сварочных работ - вот, где придется потратиться, но оно того точно стоит.
Двигатель, эффективность
Если кратко, то на пути к повышению эффективности пропульсивного комплекса диаметр винта должен увеличиваться, соотношение диаметра винта к его шагу должно подбираться к тому режиму работы установки, на котором она будет работать дольше всего, частота вращения винта должна снижаться, а количество лопастей уменьшаться покуда позволяют кавитационные показатели.
На Рисунке 10 выбран винт для балкера дедвейтом 205 000 тонн и расчетной скоростью 14,5 узлов: винт диаметром 8,3 метра с шагом 0,71, потребляющий 17 700 кВт на 88 оборотах в минуту. По Рисунку 10: черная прямая - предлагаемые диаметры винта, а наклон линии соответствует мощности и частоте вращения, необходимым для работы этого винта для создания и поддержания скорости в 14,5 узлов. Красная линия - отношение диаметра винта к его шагу.
Если брать винт немного большего диаметра, например - 9,3 метра, то для развития скорости в 14,5 узлов винт должен вращаться с частотой 70 оборотов в минуту и будет потреблять 16 700 кВт мощности. Правило работает и наоборот.
Кажется, что нужно просто наращивать диаметр винта, снижать частоту его вращения и до определенного предела наращивать отношения диаметра к шагу? Но тут возникают сложности с первичным двигателем. Для того, чтобы на новых сниженных параметрах двигатель работал устойчиво, его тоже нужно изменять, растягивать рабочий процесс во времени.
На Рисунке 10 в синюю рамку обведен предел работы двигателя S70ME-C10, что является классической компоновкой линейки МЕ, а вот в желтой рамке находятся пределы работы двигателя G70ME-C9 уже новой генерации, где G означает увеличенный ход поршня, и, как видно, G серия подходит для новых условий больше.
Больше, медленнее, устойчивее... вот так видится ближайшее будущее балкерного флота, и не только. Новострои будут и уже оборудуются двигателями, которые раньше никак не могли оказаться на балкере. Все это очень интересно и я продолжу следить за трендами.
Дочитал? Хорош! Спасибо.