.

Вы здесь

КОРАБЛИ ПЛЫВУТ В БУДУЩЕЕ

КОРАБЛИ ПЛЫВУТ В БУДУЩЕЕ

28.06.2015 Автор: 49

КОРАБЛИ ПЛЫВУТ В БУДУЩЕЕ

В какой последней гавани,

В краях какой земли —

Пройдут мои чудесные,

Зайдут мои певучие,

Замрут мои последние

Цветные корабли.

Н. Браун (советский поэт)

Судно и корабль — слова-синонимы, однако традиционно мы склонны придавать слову „корабль" возвышенный оттенок. Грозные и красивые боевые суда — это обязательно корабли. Научно-исследовательское судно в газетной или журнальной статье, как правило, становится кораблем науки. Научные дисциплины, изучающие свойства и устройство судов, называются „теорией корабля", „корабельной архитектурой". Поэтому и в названии этой главы вместо слова „суда" применено более звучное и высокое слово „корабли".

Современное судно — сложнейшее инженерное сооружение. Представление о нем могут дать следующие цифры: при постройке судна средних размеров сегодня используется 60— 80 тыс. деталей из листового и профильного проката, 20—25 тыс. труб разного диаметра общей длиной около 50 км, 1,5—2 тыс. отрезков кабеля общей длиной около 300 км, 100—150 тыс. изделий для отделки и крепления, 40—50 тыс. механизмов, приборов и другого комплектующего оборудования.

В этой главе не ставится цель предсказать вероятные пути развития и совершенствования судов и плавучих сооружений как транспортных или технологических средств — этому посвящены специальные работы, часть из которых упомянута в первой главе. Здесь делается попытка предсказать изменение их как объектов производства, т. е. продукции судостроительной промышленности.

Наибольшее влияние на судостроительное производство в целом, и особенно на построечно-спусковые сооружения судостроительных заводов, оказывают размеры строящихся судов, их водоизмещение. Среди всего многообразия судов в разные времена были отдельные их классы и типы, которые имели наибольшее водоизмещение и тем самым определяли облик судостроения. В заключительный период эпохи деревянного судостроения это были парусные линейные корабли, водоизмещение которых достигало 4,5—5 тыс. т. На смену им в 60—70-х годах XIX века пришли броненосцы (10—15 тыс. т); в начале XX века— линкоры (20—30 тыс. т), а в первой половине нашего века — быстроходные пассажирские лайнеры (30—70 тыс. т). После второй мировой войны крупнейшими судами стали авианосцы (до 80—90 тыс. т), и казалось, что эти корабли олицетворяли предел роста всего, что плавает по морям. И тут, вопреки ожиданиям моряков и судостроителей, на первое место вышли до того скромные тpyжeники морских дорог — танкеры.

Рост размеров танкеров феноменален и не имеет аналогов в какой-либо другой области техники. Еще в конце 40-х годов танкер дедвейтом 25 тыс. т казался чрезвычайно большим. За такими танкерами в зарубежной литературе тех времен закрепилось даже название «мамонты». Но затем произошло невероятное: за четверть века размеры танкеров увеличились более чем в 20 раз! В 1953 году был построен танкер дедвейтом 45 тыс.т, в 1956—85 тыс. т, в 1958—105 тыс. т (танкер обогнал по размерам авианосец), в 1962—130 тыс. т, в 1966—210 тыс. т, в 1968— 330 тыс. т, в 1973—480 тыс. т, в 1976—550 тыс. т. При этом в 70-х годах «монстрами» являлись не какие-то уникальные единицы (подобные, например, известному пароходу «Грейт Истерн», который был построен в Англии в конце 50-х годов XIX века и остался непревзойденным по водоизмещению до 1906 года), а весьма значительная группа судов мирового флота. В 1978 году, например, свыше 70 судов имели дедвейт более 200 тыс. т.

Представление о достигнутых размерах морских судов может дать супертанкер «Пьер Гийома» (см. таблицу), построенный во Франции в 1977 году (и сданный на слом в 1983 году из-за затянувшегося кризиса в мировом судоходстве). Его водоизмещение при дедвейте 555 тыс. т превысило 630 тыс. т, а размерения составили: длина 414 м, ширина 63 м, высота борта 36 м и осадка с полным грузом около 29 м.

В начале 70-х годов на столах конструкторов-кораблестроителей находились чертежи еще более крупных танкеров (дедвейтом до 700—1000 тыс. т), а на судостроительных заводах для их постройки были созданы соответствующие сухие доки. Однако постройка подобных судов-гигантов пока не состоялась. Более того, в 80-х годах в мировом судостроении наблюдается даже тенденция некоторого уменьшения размеров строящихся крупнотоннажных судов. И в связи с этим неплохо бы разобраться, следует ли ожидать дальнейшего роста водоизмещения судов не только в нашем столетии (скорее всего, нет), но и в далеком будущем.

Для этого необходимо понять, чем руководствовались создатели все более и более крупных судов в прошлом. Таких причин известно три.

 

При прочих равных условиях более крупное судно:

1) всегда лучше противостоит морской стихии, которая и сегодня не менее сурова и опасна, чем в прошлом;

2) повышает возможности решения поставленных задач (позволяет разместить более совершенное оборудование, создать лучшие условия его эксплуатации и т. п.);

3) позволяет решать эти задачи более экономично.

В частности, рост размеров танкеров был обусловлен в основном третьей причиной, поскольку при увеличении дедвейта с 25 до 250 тыс. т себестоимость перевозки 1 т нефти снижается в 1,7 раза. Вызвано это тем, что при росте размеров судов их провозоспособность возрастает гораздо быстрее строительной стоимости и эксплуатационных расходов. Так, на строительство одного танкера дедвейтом 550 тыс. т требуется приблизительно в 1,7 раза меньше металла, чем на постройку 22 танкеров дедвейтом по 25 тыс. т, обеспечивающих ту же провозоспособность. Численность его экипажа будет при этом в 20 раз меньшей, а расход топлива — меньше в 4 раза.

Вместе с тем существуют доводы и против увеличения размеров судов, во всяком случае, против дальнейшего роста этих размеров по сравнению с достигнутыми.

1. Рост размеров, особенно осадки судна с полным грузом, затрудняет, а с определенного значения полностью исключает возможность прохода судов не только по морским каналам (Суэцкому, Панамскому, Кильскому), но и через основные про-

ливы (Ла-Манш — глубина 20 м, Босфор—17 м, Балтийские проливы — 13—16 м, Малаккский — 20 м), а также возможность захода их в большинство портов мира.

2. По мере увеличения размеров судов сверх определенных для каждого типа пределов уменьшается, или, как говорят математики, стремится к нулю экономический выигрыш, что особенно ощутимо, например, при увеличении дедвейта танкеров свыше 500 тыс. т. С учетом же в себестоимости выполняемых судном работ (к примеру, перевозок) так называемых сопутствующих и сопряженных расходов на развитие соответствующей инфраструктуры (углубление акваторий морских портов, проливов и фарватеров, строительство вынесенных на необходимые глубины причалов, повышение мощностей погрузоразгрузочного оборудования и т. д.) эта тенденция падения экономического эффекта становится еще более ярко выраженной, а начиная с определенных размеров судна, переходит в свою противоположность — удельная себестоимость работ начинает расти.

3. С ростом размеров судна увеличивается и потенциальный ущерб в случае гибели судна из-за аварии (в результате столкновения, посадки на мель, пожара и пр.). Особенно серьезен этот довод применительно к танкерам, поскольку разлив перевозимого груза при гибели супертанкера всегда оборачивается крупной экологической катастрофой.

Таким образом, доводы против дальнейшего роста размеров судов не менее весомы, чем доводы за. А известные прогнозы увеличения дедвейта транспортных судов к 2000 году до 1—1,5 млн т во многом есть результат „массового гипноза" специалистов при созерцании в 60—70-е годы безудержного роста размеров танкеров. Нет, даже если мощность грузопотоков жидкого топлива в XXI веке не уменьшится (что само по себе далеко не очевидно), ожидать увеличения максимального дедвейта танкеров нет никаких оснований. Нет также оснований считать, что другие транспортные суда когда-нибудь достигнут максимальных размеров сегодняшних супертанкеров.

Что же получается? Судостроение пережило пик роста размеров судов, и в будущем этот наблюдавшийся столетиями рост прекратится? Ни в коем случае! Подобные глобальные тенденции необратимы. Просто на смену танкерам и другим транспортным судам в качестве „определяющих" максимальные размеры объектов судостроения придут суда другие, вероятнее всего,— плавучие сооружения для освоения ресурсов Мирового океана.

Все приведенные выше доводы в пользу увеличения размеров судов применительно к этим сооружениям полностью сохраняют свою силу, а первый довод становится даже более значимым. Действительно, для производственной деятельности, образно говоря, посредине Мирового океана желательно иметь как можно более устойчивую платформу, а ведь в соизмерении с океанскими просторами сооружение массой даже в несколько миллионов тонн все равно представляется „песчинкой". Вместе с тем контрдоводы для таких сооружений в известной степени утрачивают свою доказательность. Им (этим сооружениям) нет необходимости путешествовать по морским путям, заходить в порты. Будучи доставленными в район эксплуатации или собранными в этом районе, они станут по многу лет выполнять там свою работу. А значит, для них не будет ограничений по осадке, нет необходимости развивать соответствующее портовое хозяйство, меньше вероятность столкновения их с другими судами и т. д., и т. п.

Сегодня трудно представить себе не только технический облик, но даже размеры будущих сооружений для добычи и переработки минеральных ресурсов Мирового океана. Вероятнее всего, это будут собираемые в районе эксплуатации из очень крупных блоков (понтонов) плавучие острова с размещенными на них средствами добычи, производствами по первичной переработке продукции, энергоблоками, жилыми поселками и другими элементами инфраструктуры. Их водоизмещение может дойти до 1,5—2 млн т, а возможно и более. Так, например, весьма „скромный" остров с размерами в плане 300X300 м при осадке 20 м будет иметь водоизмещение 1,8 млн т, причем до 40 % придется на массу самой платформы с соответствующими устройствами и системами, а около 60 % — на технологическое и энергетическое оборудование, запасы и снабжение.

Этот прогноз в какой-то степени подтверждается сообщением о разработке в Швеции проекта плавучего завода для добычи урана из морской воды методами адсорбции (в водах Мирового океана содержится до 4,5 млрд т этого элемента при разведанных запасах в недрах Земли 2—4 млн т). В соответствии с проработками такой завод производительностью 600 т урана в год будет размещен на 22 железобетонных понтонах, каждый размерами 430X75 м. Все сооружение должно иметь размеры в плане 860X825 м и водоизмещение, вероятно (в публикации нет данных об осадке понтонов), не менее 5—6 млн т. Конечно, по этому первому проекту нельзя судить о размерах будущих плавучих сооружений, но то, что они будут существенно больше современных крупнотоннажных судов, можно утверждать однозначно.

Плавучие средства освоения энергетических и минеральных ресурсов Мирового океана будут определять облик судостроения XXI века. Дальнейшее промышленное развитие человечества неизбежно должно быть вынесено на просторы мирового океана.

В будущем кроме увеличения максимальных размеров судов будет наблюдаться также более интенсивный рост средних их размеров, обусловленный возрастанием водоизмещения судов практически всех типов (транспортных, промысловых, вспомогательных, технических).

Увеличение линейных размерений судов зависит не только от роста их размеров (водоизмещения), но и от изменения архитектуры. Если бы можно было ожидать сохранение классического типа водоизмещающих судов в качестве основного, то размерения судов увеличивались бы пропорционально росту их водоизмещения в степени 1 /3, т. е. при росте водоизмещения, например, в 2 раза, размерения судов увеличились бы всего на 25%. Подобный прогноз, однако, несостоятелен уже потому, что традиционные транспортные суда вряд ли превысят, как было показано, достигнутые размеры (500—550 тыс. т дедвейта). А архитектурно-конструктивный тип плавучих сооружений для освоения океанских ресурсов, несомненно, не будет традиционным. Здесь найдут применение сборные конструкции понтонного типа, погружные многокорпусные конструкции с вынесенными на большую высоту на стойках-башнях технологическими и жилыми блоками и пр. По этой причине предугадать максимальные размерения будущих судов весьма сложно. Во всяком случае, рассчитывая на максимальную длину судов 400—450 м, надо учитывать, что их ширина и высота также могут превысить сотню — другую метров. При этом следует иметь в виду не только сооружения в сборе, но и отдельные блоки более крупных сооружений, которые должны самостоятельно „путешествовать" к месту сборки в район эксплуатации.

Архитектурно-конструктивный тип подводных судов, которые из-за очевидных преимуществ (отсутствие волнового сопротивления, независимость плавания от гидрометеорологических условий) могут получить распространение в будущем в качестве транспортных, исследовательских, туристских и др., претерпит по сравнению с современными подводными лодками минимальные изменения. Из-за высокой плотности воды трудно себе представить иную конструкцию их прочного корпуса (где должны находиться люди, приборы, механизмы), кроме цилиндра, способного выдержать колоссальное гидростатическое давление в глубинах моря, а высокая вязкость воды обусловливает обтекаемую „китообразную" форму наружного корпуса.

Существенное влияние на судостроительное производство оказывает, как известно, материал, из которого изготовляются конструкции корпусов и надстроек судов. Именно конструкцион

ный материал определил основные эпохи в судостроении: эпоху деревянного судостроения, продолжавшуюся тысячелетия, и эпоху стального судостроения, которая началась в середине XIX века и продолжается до настоящего времени.

Сегодня, правда, наряду со сталью для изготовления конструкций судов различных классов и типов применяются и другие материалы: сплавы на основе алюминия и титана, композиционные материалы (железобетон, стеклопластик), причем доля их постоянно увеличивается. Однако абсолютное значение этой доли настолько мало (по массе немногим более 1%), что говорить о наступлении или приближении новой эпохи в судостроении пока, мягко говоря, преждевременно.

Пока преждевременно! Но что будет потом? Появится ли в судостроении новый основной конструкционный материал и, если появится, то какой и когда? И какое влияние на судостроительное производство этот новый материал окажет? Чтобы ответить на все эти вопросы, необходимо сопоставить сталь и конкурирующие с ней материалы по основным факторам, определяющим целесообразность использования их в качестве конструкционных материалов в судостроении в ближайшем или отдаленном будущем.

По функциональным свойствам судостроительные стали не уступают алюминиевым сплавам и проигрывают сплавам на основе титана, бериллия и некоторых других металлов. Удельная прочность сталей (отношение предела текучести к плотности материала) в зависимости от степени их легирования составляет 0,5—2,0 удельной прочности алюминиевых и 0,15—0,7 титановых сплавов. По удельной же жесткости (отношения модуля упругости к плотности материала) сталь и эти сплавы практически равноценны. Таким образом, алюминиевыми сплавами с функциональной точки зрения целесообразно заменять лишь низкопрочные (углеродистые) стали, да и то лишь в небольших малоответственных конструкциях, устойчивость которых по сравнению с прочностью не имеет существенного значения (ведь удельная жесткость этих материалов равна). Титановые сплавы дают существенный выигрыш в удельной прочности по сравнению с любыми, самыми высокопрочными сталями, однако там, где размеры сечений конструктивных элементов определяются их устойчивостью, существенного выигрыша в массе конструкций при применении титановых сплавов все же не будет.

По экономичности, которая, в свою очередь, является функцией доступности и технологичности материала, судостроительные стали сегодня существенно превосходят своих конкурентов. Так, например, по американским данным, стоимость изготовления и обработки стального проката в 70-х годах была в 6—15 раз ниже, чем алюминиевого, и в 30—70 раз ниже, чем титанового проката (диапазон определяется конкретными марками сталей и сплавов). Конечно, в будущем могут произойти серьезные изменения в технологиях производства и обработки алюминия и титана, что изменит соотношение их стоимостей по сравнению со сталью. В частности, алюминий является наиболее распространенным металлом в литосфере Земли (содержание по массе 8,8 % против 4,65 % у железа), и его стоимость потенциально может быть меньше, чем у сталей. Титан значительно более редкий металл (0,57%), а о распространенности бериллия и говорить не приходится (0,0006%). По этой причине нет оснований предполагать, что когда-либо в будущем сплавы на основе этих металлов сравняются по экономичности со сталью.

Таким образом, алюминиевые сплавы, не имея преимуществ в функциональном отношении, могут превзойти сталь по экономичности, а титановые и другие сплавы, существенно уступая по экономичности, несколько выигрывают в отношении функциональном. В целом же преимущества этих сплавов не представляются очевидными, а значит, эпоха алюминиевого или титанового судостроения никогда не наступит, хотя области применения этих конструкционных материалов, вероятно, несколько расширятся (в частности, в мелком судостроении, для изготовления прочных корпусов подводных судов и аппаратов, корпусов судов с динамическими принципами поддержания, верхних строений судов и плавучих сооружений и т. п.).

Несколько по иному выглядят перспективы применения в судостроении композиционных материалов. Кроме прекрасно известного железобетона и достаточно хорошо освоенного стеклопластика, к этим материалам относятся композиции на металлической или неметаллической основе с использованием различных упрочнителей (волокон, нитевидных кристаллов, дисперсионных частиц). Класс композиционных материалов настолько широк, что невозможно говорить об их свойствах в целом, тем более, что прогресс в разработке композиционных материалов в последние годы показывает принципиальную возможность создания материалов практически с любыми заданными свойствами.

Для будущих плавучих сооружений-заводов, безусловно, понадобятся прочные и экономичные конструкции из железобетона.

В качестве конструкционного материала небольших судов будет широко применяться сравнительно дешевый стеклопластик. В конструкциях крупных судов могут найти применение композиционные материалы на основе алюминия (вспомните о его доступности), армированного волокнами бора. При той же практически плотности, что и алюминиевые сплавы, эти материалы имеют в 2 раза большие предел прочности и модуль упругости, а усталостная прочность — способность материала воспринимать многократно повторяющиеся (циклические) внешние нагрузки — у них больше в 3—3,5 раза, что немаловажно для конструкций судов, постоянно работающих в условиях знакопеременных нагрузок. Для некоторых судовых конструкций могут быть созданы композиционные материалы со специальными свойствами (радиопрозрачные, радиопоглощающие, огнеупорные, светопрозрачные и т. п.).

Безусловно, применение композиционных материалов потребует создания новых технологий их производства и обработки, сборки и соединения конструкций из этих материалов, но это, как говорится, уже „дело техники". Композиционные материалы это материалы будущего, и на смену стальному судостроению может придти только судостроение „композиционное". Однако думается, что произойдет это не так скоро. А в первой половине XXI века сталь по-прежнему останется основным конструкционным материалом при постройке судов с одновременным существенным увеличением объема использования композиционных материалов (доля использования стали по массе уменьшится с 99 до 80—85%).

Ситуация в судостроении XXI века будет напоминать сложившуюся в первой половине XIX века. Тогда уже было достаточно хорошо известно железо и его свойства, железо применялось для постройки отдельных судов и для изготовления деталей набора судов с деревянной обшивкой, однако до наступления эпохи стального судостроения оставалось еще несколько десятилетий.

Следующий вопрос — о типе двигателей судов будущего. Тип двигателя в значительно меньшей степени влияет на судостроительное производство, чем, например, конструкционный материал, однако сегодня он все же определяет состав средств производства судостроительных заводов. Как будет показано в главе „Суда из кубиков?", в будущем это влияние должно еще более уменьшиться, однако не исключено, что появление принципиально новых энергетических установок предъявит к средствам производства особые требования.

Нетрудно предсказать, что до конца первой четверти XXI века основным средством обеспечения движения судов и выработки энергии для технологических и общесудовых нужд останется двигатель внутреннего сгорания — дизель. В начале 80-х годов доля дизелей по мощности составляла около 60 % общей мощности судовых энергетических установок кораблей и судов всех типов и назначений, а остальные 40 % приходились в основном на газотурбинные и паротурбинные установки военных кораблей. В будущем же, если военный флот все-таки уйдет со сцены, доля двигателей внутреннего сгорания должна существенно повыситься.

Основное преимущество дизеля перед другими судовыми двигателями, работающими на органическом топливе,— незначительный расход топлива (в перспективе 190—200 г/кВт - ч), причем топлива низкокачественного (тяжелого моторного). Конкурирующие с дизелем паро- и газотурбинные установки имеют и, вероятно, будут иметь большие расходы топлива (на 25— 50 г/кВт-ч), а газотурбинные — также требовать для своей работы высококачественного легкого топлива. При этом у паротурбинных установок нет перед дизельными ощутимых преимуществ по массогабаритным характеристикам и они более сложны (а значит, дороги) в эксплуатации.

Судовые установки с газотурбинными двигателями могут обеспечить большие, чем дизельные, агрегатные мощности (впрочем, как и паротурбинные) и имеют значительно лучшие массогабаритные характеристики. Малый же ресурс газовых турбин компенсируется высокой ремонтопригодностью таких установок: на замену одной турбины сегодня уходит 4—6 ч. Поэтому, несмотря на высокие удельные расходы дорогого топлива, эти установки будут применяться для быстроходных транспортных судов линейного плавания (как крупных водоизмещающих, так и особенно для судов на подводных крыльях или с аэростатической разгрузкой).

Новую жизнь может „вдохнуть" в тепловые двигатели применение водородного топлива, но для этого нашим потомкам предстоит решить проблемы, связанные с созданием экономичных методов получения водорода и хранением запасов взрывоопасного водорода на борту судна.

Наконец, на судах с особо мощной энергетикой или находящихся в плавании длительное время (работа плавучего сооружения в каком-то одном районе океана — тоже своеобразное плавание) целесообразными могут явиться атомные установки. К середине XXI века доля их будет, вероятно, не так уже велика— не более 3—5% по мощности. В дальнейшем, однако, по мере уменьшения мировых запасов органического топлива и его неизбежного удорожания, атомная энергетика станет вполне конкурентоспособной с дизельными установками и займет подобающее ей место. Этому может способствовать также широкое использование в судовых атомных установках криогенной техники, например, на судах с электродвижением при непосредственном превращении тепловой энергии ядерного распада в электрическую энергию.

Правда, эксплуатация атомных установок связана с определенными трудностями (радиация, сложность утилизации отходов и др.), а запасы ядерного топлива на Земле также ограничены.

 

Области применения различных типов судовых энергетических установок в настоящем и будущем. ДУ, ПТУ, ГТУ, АЭУ — дизельные, паротурбинные, газотурбинные и атомные установки.

Поэтому широкое использование на судах атомной энергетики представляется лишь „временной мерой", и на смену ей должна прийти энергетика термоядерная. Если человечество овладеет управляемым термоядерным синтезом до 2000 года, появление судовых термоядерных установок в первом столетии XXI века можно гарантировать на 100%... Но, может быть, такие установки в те годы уже не понадобятся и к этому времени будут открыты способы передачи в нужную точку пространства (например, через ретрансляционные спутники) концентрированных пучков энергии от береговых источников с использованием этой энергии в судовых электродвигателях? Может быть, люди придумают... Здесь, однако, лучше остановиться, поскольку это „может быть" является гранью, отделяющей сверхдолгосрочное прогнозирование от чистой фантастики, лишенной какой-либо научной основы.

Прогнозируя типы энергетических установок судов будущего, следует рассмотреть также ветровой двигатель. В последнее время в технической и популярной литературе много пишется о целесообразности и даже необходимости возвращения к парусу. Доводов в пользу этого выдвигается много: это и использование даровой энергии ветра, и экологическая „чистота" парусных судов, и возможность создания при современном уровне развития техники „автоматизированных" парусов. Предпринимаются и практические шаги в этом направлении. Построен в Японии каботажный танкер „Шинайтоку Мару" со вспомогательным парусным вооружением. Вышел в море ветроход известного исследователя Мирового океана Ж. И. Кусто. В 1985 году во Франции спущено на воду пассажирское парусное судно „Виндстар". Имеются проекты и других, достаточно крупных парусных судов. Но если все это так, то судостроителям надо как можно быстрее создавать на верфях „такелажно-парусные" цехи.

Не надо спешить. К сожалению, доводы сторонников возрождения парусных судов носят не столько технический, сколько эмоциональный характер. В действительности же, если даже отвлечься от нестабильности энергии ветра во времени и в пространстве и весьма небольшой „мощности" парусов, ветровой движитель имеет слишком малый выход полезной энергии. Другими словами, затраты иных видов энергии на изготовление и эксплуатацию ветровых движителей оказываются соизмеримыми с энергией, утилизируемой ими, что делает применение таких движителей малорентабельным. Нет, судостроение не ожидает возврат к парусникам, хотя для некоторых типов судов (прогулочных, исследовательских, промысловых) усовершенствованный парус и может стать в будущем вспомогательным или даже основным типом движителя.

Весьма важным для прогноза развития судостроения представляется вопрос о насыщении будущих судов механизмами и оборудованием. По мере совершенствования судов степень этого насыщения постоянно растет.

Если это так, то через какое-то время может оказаться, что суда превратятся в „набитые" механизмами и приборами емкости и в будущем основная тяжесть работ при их создании ляжет на плечи не судостроителей, а машиностроителей и приборостроителей.

На деле это так, и не совсем так. Рассматривая развитие судов за достаточно длительное время, можно убедиться, что доля „технологического" оборудования в нагрузке масс судов одного назначения практически не изменяется. Так, например, у фрегата начала XIX века масса вооружения (без боезапаса) составляла около 12% от водоизмещения порожнего судна. У крейсера начала XX века доля вооружения (и бронирования) увеличилась до 14—15%, а у современного крейсера-ракетоносца вновь составляет (с учетом радиоэлектронного вооружения) 12%. У транспортных судов масса „технологического" оборудования (грузового, навигационного и пр.) и в XIX веке, и в наши дни составляет в водоизмещении порожнего судна доли процента. Почти 200 лет — и никакого изменения в соотношении между массами самого судна как плавучей платформы и его „технологического" насыщения. А значит, неизменным должно оставаться и соотношение между трудоемкостями изготовления этого насыщения и постройки самого судна. Должно, если допустить, что в результате технического и технологического прогресса во всех отраслях промышленности и областях техники произошло приблизительно одинаковое изменение удельной трудоемкости за прошедшие столетия.

„Внутри" самого судна как плавучей платформы двигательно-движительный комплекс, как это не парадоксально, также сохраняет достаточно стабильную долю суммарной массы. У парусного фрегата на мачты, рангоут, такелаж, паруса и балласт (он был необходим для плавания судна под парусами в свежий ветер) приходилось около 18% водоизмещения в порожнем состоянии. У крейсера котлы, паровые машины, гребные валы и винты также «отнимали» 18% водоизмещения. И те же 18—20% приходятся сегодня у ракетоносца на долю газовых турбин, редукторов, валов и винтов. У транспортных судов прошлого и настоящего эта доля равна в среднем 10—12%.

Вместе с тем благодаря прогрессу в области конструкционных материалов и конструкции судов наблюдается неуклонное снижение относительной массы корпуса судна и, как следствие, увеличение доли других составляющих нагрузки масс, включающих оборудование, призванное облегчать труд моряков. Именно средства механизации и автоматизации протекающих на борту судна производственных процессов и есть то оборудование, насыщение судов которым постоянно возрастает.

Особенно интенсивным был этот рост в XX веке, главным образом во второй его половине. Паровая машина и котлы с угольным отоплением не дали решающего преимущества в облегчении труда моряков по сравнению с парусом. Тяжелый ручной труд моряков на реях был заменен не менее тяжелым трудом у огнедышащих топок. И лишь массовый переход судов на жидкое топливо к середине XX века позволил механизировать процесс подачи топлива в топки котлов и цилиндры дизелей с помощью специальных топливных систем и соответствующих механизмов.

Далее дело пошло быстрее. Полная электрификация судов и использование на них гидравлических „мускулов" облегчили труд моряков во многих других процессах управления судном. В 1964 году впервые на транспортных судах было применено дистанционное управление двигателем из ходовой рубки и безвахтенное обслуживание машинного отделения. В 1966 году появились суда, на которых управление производственными процессами было частично передано ЭВМ. Появились автоматизированные навигационные комплексы, авторулевые и другие „умные" механизмы и приборы, облегчающие и заменяющие труд моряков. Численность экипажей судов при этом заметно сократилась. Так, на транспортных судах еще в 60-е годы экипаж состоял из 40—50 человек, а к концу 70-х годов он уменьшился практически вдвое и продолжает уменьшаться. Сейчас специалисты спорят, возможно ли создание судов без экипажей и когда такие суда появятся (до или после 2000 года). Однако применительно к данной книге этот спор не имеет принципиального значения. Ясно одно — независимо от того, понадобится или нет участие человека в процессах управления судном, сами суда XXI века будут комплексно автоматизированы на основе широкого использования вычислительной, в основном микропроцессорной техники. Так что будущим судостроителям предстоит большой объем работ по монтажу на строящихся судах сложнейших электронных комплексов и систем, соединенных между собой и с управляемыми ими механизмами многочисленными каналами информационных связей...

Подведем итоги. Суда будущего по-прежнему будут сложнейшими для своего времени инженерными сооружениями, в которых, как в фокусе, сосредоточатся все достижения науки и производства. Фридрих Энгельс еще в XIX веке отмечал применительно к военным кораблям, что „современный броненосец есть не только продукт крупной индустрии, но и в то же время и образец ее — плавучая фабрика". Этот тезис останется справедливым и применительно к судам будущего. Являясь „визитной карточкой" индустрии XXI века, они потребуют для своего создания участия всех отраслей промышленности: металлургической, химической, машиностроительной, приборостроительной, электронной, оптической... и собственно судостроительной. Поэтому зададим себе следующий, третий вопрос: какой же будет технология судостроения в те, пока так еще далекие от нас, годы?

Boatportal.ru

logo