Dvojčinná loď - Double acting ship

MT Tempera, první dvojčinný tanker, lámající led vzadu

Dvojčinná loď je typ rozbíjení ledu loď navržen tak, aby běžel vpřed na otevřené vodě a tenkém ledu, ale otočil se a postupoval vzad (dozadu) v podmínkách těžkého ledu. Tímto způsobem může loď pracovat nezávisle v podmínkách těžkého ledu bez pomoci ledoborců, ale zachovat si lepší výkon na otevřené vodě než tradiční plavidla na rozbití ledu.[1]

Dvojčinné lodě přepravující kapalný náklad jsou obecně označovány jako dvojité hraní tankery. Na počátku 90. let Arktické technologické centrum Kværner Masa-Yards (MARC) vyvinula koncepci přepravy ropy mezi ruskou Arktidou a Evropou a první dvojčinný tanker, Finština ropný tanker Tempera, bylo dodáno v roce 2002.[1][2]

Dějiny

Na počátku 90. let studie provedené Kvaernerem Masa-Yardsem ukázaly, že účinnost otevřené vody na lodi je stejně důležitým faktorem jako její schopnost pracovat v obtížných podmínkách ledu při přepravě ropy z Ruska Arktický do Evropy. To bylo způsobeno skutečností, že na přímé trase bude 90% času stráveno na otevřené vodě. Rovněž byla zjištěna přímá nezávislá doprava plavidlem schopným plavby v ledu i na otevřené vodě jako ekonomičtější alternativa ve srovnání s překládka, tj. použití různých plavidel pro různé části cesty, nebo běžných lodí spoléhajících na pomoc s ledoborcem.[1]

Přestože nákladní lodě, které lámaly led, byly postaveny v minulosti, jejich tvary trupu byly vždy kompromisem mezi výkonem na otevřené vodě a schopností lámat led. Dobrý luk lámající led, jehož cílem je rozbít led ohnutím pod váhou lodi, má velmi špatné vlastnosti otevřené vody a je vystaven bouchnutí v těžkém počasí. Hydrodynamicky účinný baňatý luk však výrazně zvyšuje odpor ledu, takže je pro ledoborce nevhodný.[3][4] Výsledkem je, že celková účinnost lodí rozbíjejících led je o 20–40% nižší než u dobrých otevřených vodních plavidel podobné velikosti, zejména díky tvaru luku.[1]

Koncem 19. století kapitáni provozující lodě v ledových vodách zjistili, že někdy je snazší prorazit led spuštěním jejich lodí za zádí.[3] I když to v té době nebylo známo, bylo to proto, že vrtule směřující dopředu generovaly tok mazací vody, který snižoval odpor ledu snížením tření mezi trupem lodi a ledem.[5] Jelikož je však schopnost řízení lodi při jízdě vzad výrazně snížena, nelze ji považovat za hlavní provozní režim. Tato zjištění vyústila v přijetí lukových vrtulí u starších ledoborců působících v USA Velká jezera a Baltské moře, ale v náročnějších podmínkách arktického ledu je nebylo možné použít, protože riziko poškození příďových vrtulí víceletými ledovými krymi bylo příliš velké. Kromě toho mají čelní vrtule velmi nízkou účinnost pohonu a značně zvyšují odolnost lodi vůči vodě, takže jsou nevhodné pro obchodní lodě.[1][3]

Rozvoj

Z důvodu omezení tradičních pohonných systémů nebyl koncept dvojčinného plavidla vážně zvažován, dokud nebyl vyvinut pohonné jednotky s elektrickým pohonem, které kombinují výhody vznětový elektrický pohon, již široce používaný v ledoborcích, s vynikající manévrovatelností azimutové trysky.[1] Původně vyvinut jako spolupráce mezi nadnárodní korporací pro elektrická zařízení ABB Group a finský stavitel lodí Masa-Yards na konci 80. let se nová pohonná jednotka stala známou jako Azipod (A portmanteau „azimuth thruster“ a „podded propulsion unit“), což je dnes ochranná známka skupiny ABB.[6]

Nadřazenost elektrického poháněného pohonu u lodí rozbíjejících led, zejména při jízdě vzad, se prokázala při instalaci prvního hnacího modulu na plavidlo pro údržbu plavební dráhy Seili, vlastněná Finská námořní správa, v roce 1990. Před přeměnou nemohla loď vůbec rozbít ledovou záď, ale poté, co byly vrtule a kormidlo nahrazeny jednotkou Azipod o výkonu 1,5 MW, mohla běžet vzad v rovném ledu o tloušťce 0,6 metru (2 stopy). Plavidlo lze také snadno řídit, když běží vzadu v ledu. Když tankery s produktem Uikku a Lunni byly přestavěny na pohon Azipod v letech 1993 a 1994, výsledkem bylo podobné zvýšení manévrovatelnosti a schopnosti lámání ledu. I když byly lodě původně navrženy s ohledem na schopnost lámání ledu, po přeměně ledu byl odpor v úrovni ledu při běhu vzad 40% z toho, když lámal led dopředu, přestože lodě byly vybaveny lámáním ledu a nebyly navrženy k lámání ledu vzad.[1][3]

Modelové zkoušky provedené MARC v roce 1994 ukázaly, že dvojčinná loď vybavená Azipod pohonná jednotka mohla prorazit ledové hřebeny v nepřetržitém pohybu místo narážení jako konvenční ledoborce. Rovněž vyžadoval méně energie pro provoz na rovném ledu než tradiční konstrukce, což mělo za následek 40–50% snížení odporu ledu v důsledku mazacího účinku průtoku vody způsobeného vrtulí, otevřenější zádi konstrukce a vrtulí bylo umožněno frézovat (drtit) led.[3] Bylo také zjištěno, že schopnost lámání ledu u azipodského ledoborce operujícího vzadu na rovném ledu je lepší než u tradičních ledoborců bez ohledu na uspořádání pohonu.[1]

Dvojčinné lodě

Ledoborce a jiná speciální plavidla

První dvojčinné plavidlo rozbíjející led, říční ledoborec vybavený Azipodem Röthelstein, bylo dodáno v roce 1995. Plavidlo bylo navrženo tak, aby rozdělovalo ledové hřebeny hlouběji než hřeben plavidla návrh při pohybu vzad.[1] Poté následovalo rozbití ledu zásobovací plavidla na platformě Arcticaborg a Antarktida, dodané v roce 1998, které byly prvními plavidly, které plně využívaly koncept dvojčinného plavidla tím, že nechaly konstruovat příď pro provoz v podmínkách otevřené vody a lehkého ledu. Plavidla byla navržena tak, aby byla schopna rozbíhat vodorovný led o tloušťce až jednoho metru při běhu vzad a pomocí dvou azipodských jednotek pronikat ledovými hřebeny, které v Kaspické moře někdy dosáhnout na mořské dno.[5]

The Norská pobřežní stráž provozuje dvojčinné hlídkové plavidlo na volném moři KV Špicberky, postavený v roce 2002 a vybaven dvěma pohonnými jednotkami Azipod o výkonu 5 MW. Dne 9. Července 2007 Canadian Broadcasting Corporation hlásil, že kanadský premiér Stephen Harper oznámil, že Kanada bude stavět šest až osm hlídkových plavidel na základě Špicberky. Od oznámení však návrh pokročil od dvojčinné lodi vybavené azipodem k tradičnější verzi poháněné hřídelí.[7][8]

Rozbití ledu a pohotovostní loď SCF Sachalin, dodáno v roce 2005 jako FESCO Sachalin, byl první rozsáhlý dvojčinný ledoborec. 99metrová loď poháněná dvěma 6,5 Pohonné jednotky MW Azipod jsou určeny k lámání ledu o výšce až 1,5 metru (5 stop) tlusté a 20 metrů (66 stop) ledové hřebeny se zpevněnou vrstvou o délce 4 metry.[9] Od té doby ji následovalo šest plavidel založených na stejné formě trupu a postavených ve stejné loděnici pro operace na moři v Okhotské moře: zásobovací plavidla na platformě Vitus Bering v roce 2012, Aleksey Chirikov v roce 2013 a Gennadiy Nevelskoy v roce 2017 a pohotovostní plavidla Štěpán Makarov, Fedor Ushakov, a Michail Lazarev v roce 2017. Majitel těchto plavidel, Sovcomflot provozuje také tři zásobovací plavidla pro lámání ledu mírně odlišné konstrukce, která jsou schopna lámat led v zadní části. Lodě z roku 2006, SCF Snaha, SCF Enterprise a SCF Endurance, jsou poháněny dvěma 7 MW Pohon Z trysky a schopné lámat led prvního roku až do tloušťky 1,5 metru a víceleté hřebeny o tloušťce 4 metry.[10]

3500 tun Pobřežní stráž Spojených států víceúčelový ledoborec a nabídka bóje USCGC Mackinaw, dodaný v roce 2005, zahrnuje také některé z vlastností typických pro dvojčinné ledoborce, jako je luskový pohon a schopnost lámání za zády.[11]

25 Naftový a elektrický ledoborec MW objednal Rosmorport z Baltská loděnice pod názvem projektu LK-25, Viktor Černomyrdin, bude schopen nepřetržitě postupovat vpřed i vzad v kompaktním ledovém poli do tloušťky 2 metry se sněhovou pokrývkou 20 centimetrů při rychlosti 2 uzlů (3,7 km / h; 2,3 mph). Hybridní pohonný systém nového ledoborce je dalším vývojem tradičního dvojčinného konceptu a bude se skládat ze dvou 7.5 Jednotky MW ABB Azipod a pevná 10 Středová osa MW. Stavba nového polárního ledoborce začala v roce 2013 a do provozu na trase Severního moře se očekává v roce 2018.[12][13][14]

Gazprom Neft objednal dva 22 Ledoborce MW, Aleksandr Sannikov a Andrey Vilkitskiy, z Vyborgská loděnice. Plavidla, která jsou v současné době ve výstavbě a má být dodána v roce 2017, představují další vývoj finského ledoborce Polaris se schopností lámání ledu o délce 2 metry vpředu i vzadu.[15]

Nový čínský polární výzkumná loď, který je v současné době ve výstavbě, využije koncept dvojitého jednání. The Polární třída 3 plavidlo vybavené dvěma tryskami azimutu bude schopno rozbít rovný led o tloušťce 1,5 metru (5 stop) a sněhové pokrývce 20 centimetrů (8 palců).[16][17]

Nákladní lodě

Tankery

Mastera, jeden z prvních dvojčinných tankerů.

V roce 2001 Fortum objednal dva 106 000DWT dvojité hraní Aframax tankery z Sumitomo Heavy Industries Ltd., Japonsko, nahradit starší tankery společnosti, že kvůli jejich nižší ledová třída, měli během nejhorší části zimy dopravní omezení a nemohli doručit svůj náklad až do rafinérií v Porvoo a Naantali protože jim nebyla poskytnuta pomoc s ledoborcem. Když se to stalo, ropa musela být přepravena k menším lodím vyšší ledové třídy na okraji ledu - což byl neekonomický a nebezpečný postup. Nové lodě jsou vybaveny jednou tažnou jednotkou Azipod 16 MW a mají nejvyšší Finsko-švédská ledová třída, 1A Super. Jsou navrženy tak, aby byly schopné nezávislé navigace a rozbití ledu Pobaltí ledové podmínky s možností provozu i v Pechora moře. Lodě sledují dvojčinný princip s baňatou přídí pro výkon na otevřené vodě a záď navrženou s ohledem na výkon lámání ledu.[1] První dvojčinný tanker, Tempera, byla dodána v roce 2002 a její sesterská loď, Mastera v roce 2003.[2] Schopnost plavidel prolomit led se ukázala být lepší než ostatní lodě - v kyvadlové dopravě mezi nimi Primorsk, Rusko a finské rafinerie tankery nevyžadovaly žádnou pomoc s ledoborcem a dokonce fungovaly jako ledoborce pro jiné obchodní lodě.[18] Při provozu na zádi mohou lodě rozbít vodorovný led do tloušťky 1 metru při rychlosti 3 uzlů (5,6 km / h; 3,5 mph).[19]

The švédský dopravní společnost Donsötank provozuje čtyři malé tankery, které společnost označuje jako dvojčinné lodě. Prospero a Bro Sincero je 18 119DWT tankery na výrobu produktů postavené v letech 2000 a 2002 a vybavené jedním Siemens Schottel každý azimutový propeler. Evinco a Excello jsou o něco větší na 19 999DWT. Evinco, postavený v roce 2005, je vybaven jednou jednotkou Schottel a postaven v roce 2008 Excello se dvěma menšími jednotkami Azipod.[20]

V roce 2007 ruská státní přepravní společnost Sovcomflot objednal tři 70 000DWT dvojčinné arktické raketoplány z Samsung Heavy Industries, Jižní Korea, k přepravě oleje z Varandey ropný terminál a dvě podobně velké lodě mírně odlišné konstrukce od Loděnice admirality v Petrohrad, Rusko, pro Prirazlomnoye pole. První loď, Vasilij Dinkov, byl dodán v roce 2007 a jeho dvě sesterské lodě, Kapitan Gotsky a Timofey Guzhenko v roce 2008, respektive 2009.[21] Kirill Lavrov, první dvojčinný tanker postavený v ruské loděnici, byl dodán v roce 2009 a poslední ze série, Michail Uljanov, v roce 2010.[22][23] Tankery, vybavené dvěma jednotkami Azipod, jsou schopné nakládání do luku a nezávislého provozu na rovném ledu do tloušťky 1,2 metru.[22]

V březnu 2010 Norilský nikl zadala objednávku na derivát ropného tankeru třídy Arc7 svých dvojčinných arktických nákladních lodí na Severské loděnice v Wismar. 18 500DWT loď označovaná jako „Nordic AT 19“ má podobné hlavní rozměry, vlastnosti a schopnosti jako pět kontejnerových lodí společnosti Icebreaking. Tanker, pojmenovaný Enisey, bylo dodáno na konci září 2011.[24][25]

Jako hlavní dopravní koncept pro EU byl vybrán koncept dvojčinného plavidla Yamal LNG projekt.[26] V červenci 2013 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering (DSME) zvítězil ve výběrovém řízení na stavbu šestnácti ledových tříd Arc7 Přepravci LNG a smlouva na první plavidlo v hodnotě 339,3 miliard vyhrál (316,4 milionu USD), byla podepsána v březnu 2014.[27] Arktické nosiče LNG, vybavené třemi 15 Pohonné jednotky MW ABB Azipod jsou největší plavidla pro rozbíjení ledu na světě s nezávislou schopností ledu v rovném ledu o tloušťce až 2,1 metru (6,9 ft).[28] První plavidlo, Christophe de Margerie, byla zahájena v lednu 2016.[29]

V červenci 2014 společnost Samsung Heavy Industries obdržela za ruskou přepravní společnost Sovcomflot objednávku na 440 kyvadlových tankerů Arc7 ledové třídy ve výši 440 milionů dolarů. V říjnu 2014 byla oznámena následná objednávka na stavbu dalších tří cisternových vozů podobného designu jako nejmenovaná evropská přepravní společnost. rychlostí 3,5 uzlu (6,5 km / h; 4,0 mph) bude použit k přepravě ropy z Nový přístav ropná pole v Záliv Ob do přístavu Murmansk bez ledu.[30][31] První plavidlo série, Shturman Albanov, byla zahájena počátkem roku 2016.[32]

Nákladní automobily

Další generace dvojčinných lodí se objevila, když ruská těžební společnost Norilský nikl objednal prototyp série 14 500DWT arktické obecné nákladní / kontejnerové lodě určené k nahrazení její stárnoucí flotily Nákladní lodě třídy SA-15 které byly postaveny ve Finsku v 80. letech. Na rozdíl od tankerů byla loď třídy ledu Arc7 navržena tak, aby měla vynikající schopnost rozbití ledu, 2 uzly na rovném ledu o tloušťce 1,5 metru, a to jak vpředu, tak i vzadu. Loď, Norilskij nikl, bylo dodáno z Hietalahti loděnice v roce 2006 a během zkoušek na ledu v EU provedl nad očekávání Jenisejský záliv.[18] V roce 2007 byly z loděnic Aker Yards v Německu objednány další čtyři lodě s opcí na pátou, s dodávkami ve druhé polovině roku 2008 (Monchegorsk, Zapolyarny a Talnakh ) a počátkem roku 2009 (Nadežda ).[33][34] Později derivát ropného tankeru stejné konstrukce zkonstruovali Nordic Yards.[25]

Dne 22. března 2011 Gaiamare, dceřiná společnost společnosti Meriaura, objednala 115 metrů (377 ft) dvojčinnou víceúčelovou nákladní loď určenou speciálně pro náročné projekty, jako je přeprava větrné turbíny na pobřežní instalace. Nové plavidlo, Meri, byl postaven STX Finsko Loděnice v Turku a dodáno v červnu 2012. Loď šetrná k životnímu prostředí, navržená k dalšímu provozu biopalivo, lze použít také při čištění ropných skvrn - loď může být vybavena skimmery a má 2 700 m3 nádrží na regenerovaný olej. Dieselový elektrický pohon se dvěma Siemens Schottel Pohon Z trysky a dvě příďové trysky umožňují lodi manévrovat a dokonce se pohybovat do strany při nízkých rychlostech, což značně zvyšuje rychlost zpětného získávání oleje.[35][36]

Viz také

  • Šikmý ledoborec - Icebreaker navržen tak, aby mohl šikmo rozbít led a otevřít široký kanál

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j Juurmaa, K a kol .: Vývoj nových dvojčinných lodí pro provoz na ledu. Arktická technologie Kvaerner Masa-Yards, 2001 Archivováno 3. března 2012, v Wayback Machine a 2002 Archivováno 4. září 2012, v Wayback Machine.
  2. ^ A b Mastera / Tempera Archivováno 29. září 2011, v Wayback Machine, Neste Oil. Citováno 2010-06-07.
  3. ^ A b C d E Juurmaa, K a kol .: Nový koncept tankeru lámajícího led pro Arktidu (DAT) Archivováno 3. března 2012, v Wayback Machine. Kvaerner Masa-Yards Arctic Technology, 1995.
  4. ^ Kujala, P a Riska, K: Talvimerenkulku (TKK-AM-13). Katedra aplikované mechaniky, Helsinská technická univerzita, 2010.
  5. ^ A b Aker Arctic Technology Inc .: Ledoborcové zásobovací lodě Arcticaborg a Antarcticaborg Archivováno 18.07.2011 na Wayback Machine. Citováno 2010-02-08.
  6. ^ Hepo-oja, Anssi; Mäki-Kuutti, Viktor (2012). Mekaanisen ja sähköisen propulsiojärjestelmän esittely (PDF). Satakunta University of Applied Sciences.
  7. ^ „Ottawa kupuje až 8 arktických hlídkových lodí“. CBC. 9. července 2007. Citováno 2007-07-10.
  8. ^ „Arktická hlídková plavidla schválena výborem“. CBC. 13. května 2007. Citováno 2007-07-10.
  9. ^ FESCO Sakhalin - ledoborcová dodávka a pohotovostní loď Archivováno 09.10.2011 na Wayback Machine. Aker Finnyards. Citováno 2011-05-19.
  10. ^ Zásobovací plavidla pro rozbíjení ledu třídy E (IBSV). Archivováno 29 června 2011, na Wayback Machine Swire Group. Citováno 2011-07-29.
  11. ^ Wilkman, G. New Ship Designs Under Development ve společnosti Aker Yards[trvalý mrtvý odkaz ]. Prezentace v Powerpointu. Aker Arctic, 2006. Snímek 26.
  12. ^ ABB získává objednávku na Icebreaker v ruské Arktidě za 35 milionů dolarů. 4-obchodníci, 1. října 2012. Citováno 2012-10-01.
  13. ^ ABB poskytne pohonné systémy pro ruský ledoborec nové generace. World Maritime News, 1. října 2012. Citováno 2012-10-01.
  14. ^ Nové možnosti v Arktidě na moři prostřednictvím nových technologií. Mikko Niini, Aker Arctic, 4. února 2010. Citováno 2012-10-01.
  15. ^ Rusko investuje do arktických ledoborců. IHS Fairplay, 3. února 2017. Citováno 2017-06-17.
  16. ^ Laukia, K. a Weijia, Q .: Čínská polární výzkumná loď Archivováno 19. října 2014, v Wayback Machine. Seminář o arktické vášni, 2013. Citováno 2013-03-31.
  17. ^ Společnost Aker Arctic navrhne ledoborec pro čínský polární výzkum. World Maritime News, 31. července 2012. Citováno 2012-09-21.
  18. ^ A b Anatoly Gorshkovskij & Göran Wilkman: „Norilskij nikl“ - průlom v nákladově efektivní arktické přepravě Archivováno 10. 10. 2007 v Wayback Machine. Aker Arctic Technology Inc, 2007. Citováno 2010-06-07.
  19. ^ Dvoučinné tankery Fortum. ABB. Citováno 2014-04-03.
  20. ^ Flotila Archivováno 28.03.2012, na Wayback Machine. Rederi AB Donsötank. Citováno 2011-07-29.
  21. ^ Setcorp.ru: První ruský arktický raketoplán s názvem „Vasily Dinkov“, 2007-12-19. Citováno 2010-06-07.
  22. ^ A b Setcorp.ru: Kirill Lavrov - nový arktický raketoplán - zahájen v Petrohradě, 2009-12-27. Citováno 2010-06-07.
  23. ^ Michail Uljanov Archivováno 16. července 2011, v Wayback Machine Flotila Sovcomflot. Citováno 2010-06-07.
  24. ^ Obchodní místa. Námořní architekt, leden 2011. Citováno 2011-10-17.
  25. ^ A b Tanker Nordic AT 19 opouští Wismar na zkušební cestu Archivováno 25.dubna 2012, na Wayback Machine. Severské loděnice. Citováno 2011-10-17.
  26. ^ Zaměření na růst - prezentace dne firemní strategie. Novatek, 9. prosince 2011. Citováno 2012-10-01.
  27. ^ DSME získává první zakázku na Yamal LNG Archivováno 23. března 2014, v Wayback Machine. IHS Maritime 360, 17. března 2014. Citováno 2014-03-23.
  28. ^ Nosiče DSME LNG pro Yamal LNG. Motorová loď, 9. července 2013. Citováno 2014-03-23.
  29. ^ DSME: SCF Yamal zahájen. LNG World News, 18. ledna 2016. Citováno 2016-03-04.
  30. ^ SHI, potvrzeno trio raketoplánových tankerů Sovcomflot Archivováno 2014-10-29 na Wayback Machine. IHS Maritime 360, 22. července 2014. Citováno 2014-10-29.
  31. ^ SHI získává zakázku na tři arktické raketoplány v hodnotě 440 milionů USD. Samsung Heavy Industries, 7. října 2014. Citováno 2014-10-29.
  32. ^ Первый танкер класса Arc7 для круглогодичного вывоза нефти с Нового порта спущен на воду (фото). PortNews, 4. března 2016. Citováno 2016-03-04.
  33. ^ Norilský nikl: Publikace Archivováno 20. července 2011, v Wayback Machine, 2006-07-17. Citováno 2010-06-07.
  34. ^ Norilský nikl: Norilsk Nickel dokončil vytvoření vlastní arktické flotily, 2009-02-26. Citováno 2010-06-07.
  35. ^ STX Finsko Turun telakalle erikoisalustilaus. Meriteollisuus, 2011-03-23. Citováno 2011-07-02.
  36. ^ m / s "Aura II" NB1379 V RÁMCI STAVBY Archivováno 26 února 2012, na Wayback Machine. Meriaura. Citováno 2012-03-22.