Буксир

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Схема буксира

Букси́р (буксирное судно) (нидерл. boegseren /buxˈseːrə(n)/ — «тянуть») — обширная категория судов, предназначенных для буксировки и кантовки других судов или различных плавучих сооружений[1][2]. Помимо транспортировки, используются для обеспечения безопасного маневрирования крупных судов на сложных участках водного пути, в портах и гаванях а также при противоаварийных и спасательных операциях.

Буксиры применяются на всех видах водных путей, и эксплуатируются в водных бассейнах многих стран мира. Обычно, это суда небольшого или среднего размера, конструкция которых может значительно отличаться в зависимости от назначения и района плавания. Буксиры относят к судам вспомогательного флота; по численности они превосходят остальные виды вспомогательных судов[3].

Особенности буксиров[править | править код]

От других судов буксиры отличает высокая удельная мощность, хорошая манёвренность, повышенная прочность корпуса и остойчивость, наличие на борту специальных устройств для буксировки и толкания.

Буксирное устройство обычно расположено вблизи центра тяжести, чтобы буксир мог маневрировать при натяжении буксирного каната. Буксирный гак, за который цепляется канат, закреплен на буксирной дуге, позволяющей ему свободно перемещаться с борта на борт. Так как буксиры часто работают с объектами большой массы, имеющими значительные силы инерции, а поперечное натяжение или рывки буксирного каната могут привести к опрокидыванию буксира, буксирный гак оснащают устройством быстрого дистанционного сброса каната и амортизирующими приспособлениями. Для этой же цели буксирные лебедки оснащают устройствами стравливания троса при чрезмерном натяжении.

Ходовая рубка буксира, часто делается на большой высоте и имеет улучшенное остекление, обеспечивая круговой обзор а также обзор вверх, необходимый для обслуживания высокобортных судов. На некоторых буксирах-толкачах рубка может подниматься и опускаться, это облегчает обзор выше расположенного на баржах груза и одновременно обеспечивает свободный проход под мостами. Буксиры-кантовщики имеют увеличенные эластичные отбойные и кранцевые устройства для смягчения ударов при соприкосновении с бортами других судов[4].

В отличие от прочих видов судов для буксира одной из важнейших характеристик является не скорость, а тяга или упор, то есть сила, с которой он может воздействовать на передвигаемое судно. Чтобы получить высокий КПД двигателя в таком режиме работы, требуются большие гребные винты, способные отбрасывать значительную массу воды с относительно невысокой скоростью, поэтому отличительной чертой морских буксиров является то, что при небольших размерах они имеют глубокую осадку. Последнее необходимо также для того, чтобы во время транспортировки высокобортных судов (особенно в узких местах, где суда связаны короткими тросами) гребные винты не оголялись, а постоянно оставались под водой[1][5].

Классификация[править | править код]

Паровой буксир на Неве
1950-е годы.

Как и все суда, буксиры подразделяются по району плавания. Существуют океанские, морские, смешанного плавания река-море, прибрежного плавания, рейдовые, портовые, а также для плавания во внутренних водах, речные и озерные, предназначенные для эксплуатации в обычных или ледовых условиях. Более детально районы плавания указаны в различных классификационных документах, которые могут различаться в разных странах. Район плавания в значительной мере определяет конструктивные особенности буксиров, их размеры, мореходность, автономность, оснащение связным и навигационным оборудованием.

По назначению буксиры делятся на:

  • Линейные — обслуживающие достаточно протяжённые линии и буксирующие по ним несамоходные суда (баржи), плоты и другие плавучие сооружения
  • Портовые или рейдовые буксиры-кантовщики — обслуживающие порты и рейды
  • Буксиры-толкачи — предназначенные для транспортировки барж методом толкания
  • Буксиры-спасатели — предназначенные для оказания помощи аварийным и терпящим бедствие судам
  • Эскортные — для эскортирования и проводки крупнотоннажных судов
  • Шлюзовые — обслуживающие шлюзы
  • Буксиры-плотоводы — для проводки плотов по рекам
  • Пожарные буксиры — предназначенные для тушения пожаров, и другие

Буксиры не всегда делятся узкоспециализированно по своему назначению и часто могут выполнять несколько функций. Например, портовые и рейдовые буксиры имеют на борту дополнительные средства спасения и пожаротушения, и способны выполнять в порту функции буксиров-спасателей, а эскортные буксиры выполнять работу буксиров-кантовщиков[6].

По типу главного двигателя буксиры в настоящее время относятся к классу теплоходов, обычно используется один или два дизеля. На первых буксирах (буксирных пароходах) широко применялись паровые машины. Выпуск буксирных пароходов продолжался до 1950-х годов; в Российской империи и Советском Союзе они относились к типу БПК — Буксир Паровой Колёсный.

По типу движителя буксиры могут быть одновинтовые, двухвинтовые, с обычными винтами или винтами регулируемого шага (ВРШ), с винторулевыми колонками (азимутальные), с крыльчатыми или водомётными движителями. Для получения хороших тяговых характеристик на буксиры стремятся устанавливать гребные винты относительно большого диаметра, а также применять кольцевые направляющие насадки, двухвинтовая схема, кроме того, позволяет значительно улучшить маневренность, с этими же целями насадки нередко делают поворачивающимися в горизонтальной плоскости. Винты регулируемого шага позволяют ещё более повысить эффективность работы на разных скоростных режимах, а также дают возможность производить быстрый реверс тяги без изменения направления вращения, это свойство также полезно и при работе в ледовых условиях. Там где манёвренные качества особенно важны, например на буксирах-кантовщиках, в настоящее время часто применяют винторулевые колонки или реже крыльчатые движители, такие буксиры способны двигаться лагом (боком) и создавать упор в боковом направлении. Водомётные движители иногда применяются на речных буксирах, они позволяют сделать судно с малой осадкой и гладким днищем что удобно для работы на мелководье.

Иногда, по аналогии с англоязычной классификацией, буксиры делят на две группы: конвенционные — с традиционным валовинтовым комплексом и буксиры тракторного типа к которым относят азимутальные (оснащённые винторулевыми колонками) и войт-шнайдер тип (оснащённые крыльчатыми движителями).

Ранее, в качестве движителя на буксирах широко применялись гребные колёса. При работе на предельном мелководье гребное колесо по эффективности превосходит остальные типы движителей, однако оно плохо работает при сильном волнении, а на буксирах создаёт проблемы из-за своих габаритов, и сейчас вытеснено гребными винтами и водомётами. Одни из последних серийных колёсных буксиров (серия БТК) разрабатывались и строились в СССР с 1954-го по 1990 годы для Лены, Иртыша, Витима и других сибирских рек. В 1991 году построен новый заднеколёсный буксир проекта 81470 Новосибирского филиал НПО «Судостроение», оставшийся в единственном экземпляре. Несмотря на ограниченное применение, проекты колёсных буксиров для малых рек разрабатываются и в настоящее время[7][8].

Основные типы буксирных судов[править | править код]

Буксир-кантовщик[править | править код]

Самым многочисленным видом буксиров являются буксиры-кантовщики, они используются во всех оживлённых портах в гаванях и на верфях, где используются для обеспечения швартовки, транспортировки, околки льда, и прочей работы, в крупных портах их количество исчисляется десятками. Иногда делятся на портовые и рейдовые. Рейдовый буксир-катновщик несколько больше по размерам, мощности и оснащен оборудованием, позволяющим работать на рейдах с удалением от берега. Типичный буксир-кантовщик имеет сравнительно небольшие размеры, водоизмещение обычно не превышает 400 тонн, мощность от 200 до 2000 л. с., скорость 10 — 15 узлов, автономность плавания небольшая, так как все задачи выполняются в прибрежной зоне, экипаж буксира 2 — 4 человека. Как правило буксиры-кантовщики производятся большими сериями (десятки и сотни штук) на специализированных судостроительных заводах.

Альтернативой использования буксиров-кантовщиков может служить оснащение судов подруливающими устройствами, которые обычно устанавливают в носу и корме и позволяют швартоваться самостоятельно, это экономически оправдано в районах с неразвитой портовой инфраструктурой, например на Крайнем Севере.

Морские линейные и многоцелевые буксиры[править | править код]

Линейные буксиры приспособлены для ведения регулярных транспортных буксировок на значительные расстояния. Это могут быть баржи, плавучие буровые комплексы, недостроенные или неисправные суда и другое. Типичным представителем малых линейных буксиров, может служить тип МБ-301 имеющий мощность 225 л.с. Более крупные линейные буксиры могут иметь мощность более тысячи л.с. В связи с развитием на морях самоходного грузового флота, потребность в морских линейных буксирах очень небольшая и в настоящее время их функции часто выполняют многоцелевые буксиры, занимающие промежуточное положение между портовыми буксирами-кантовщиками и буксирами спасателями. Обычно это суда длиной 29-45 м, мощностью 1500-3000 л.с. и скоростью до 14 узлов, имеющие большую автономность и более многочисленный, чем на буксирах-кантовщиках, экипаж. Как правило, помимо буксировочных устройств, они оборудуются мощной противопожарной системой для тушения пожаров на других судах, грузовыми приспособлениями и небольшими трюмами для перевозки грузов, в северных морях могут выполнять роль небольшого ледокола.

Буксир-спасатель[править | править код]

Самыми крупными из класса буксиров являются океанские буксиры-спасатели. Это многофункциональные суда, с большой автономностью и неограниченным районом плавания, оснащённые различным оборудованием, позволяющим вести поиск и спасение судов и людей в открытом море, оказывать медицинскую помощь, тушить пожары, осуществлять ремонтные и водолазные работы, подавать на другие объекты тепло и электроэнергию, собирать нефтепродукты и тому подобное. Один из крупнейших буксиров-спасателей типа «Фотий Крылов» (проект Р-5757) при длине чуть менее 100 метров. имеет водоизмещении 5250 тонн, мощность энергетической установки более 20000 л. с. и скорость хода 18,2 узла. Подобные суда выпускаются малыми сериями, более многочисленны морские буксиры-спасатели, которые имеют аналогичное оснащение, но в 2 — 3 раза меньшие размеры. Помимо спасательных работ буксир-спасатель выполняет обыкновенные буксировочные операции, сопровождает другие суда, либо патрулирует различные районы океана.

Толкач и буксир-толкач[править | править код]

Буксир, толкающий баржу

Во внутренних водах, на реках, водохранилищах и озерах в настоящее время широко распространены толкачи-буксиры и толкачи, в настоящее время они перевозят около половины всех грузов на внутренних водных путях. Толкачи приспособлены для транспортировки несамоходных судов — барж, секций, лихтеров, методом толкания, для этого в носовой части толкача и в кормовой части баржи предусматриваются специальные упоры и сцепы. Толкач может одновременно толкать несколько барж из которых формируется состав. Толкачи-буксиры, в отличие от толкачей, имеют также приспособления и для буксировки. Мощность толкачей и толкачей-буксиров варьируется в диапазоне от 100 до 10000 л. с. в зависимости от характеристик водного пути, грузоподъёмности толкаемых составов, под которые они рассчитаны, специализации (линейные, шлюзовые, рейдовые и др.). Особенностью многих толкачей является их относительно небольшие габариты при высокой мощности двигателя. Нередко буксиры-толкачи могут использовать максимальную мощность только находясь в сцепке с составом, а при буксировке же мощность ограничивается из-за недостаточной остойчивости одиночного буксира. Для обслуживания шлюзов и проводки через них несамоходных судов, существуют специальные шлюзовые толкачи-буксиры с высокой маневренностью. Чтобы такой буксир не занимал в шлюзе много места, их делают минимально возможных габаритов.

Метод толкания имеет ряд преимуществ перед традиционной буксировкой и экономически более эффективен на 20 — 30 %, это объясняется тем, что струя от гребных винтов толкача, не ударяется в буксируемую баржу и не тормозит движение, не вызывая потерь мощности. Кроме того, толкаемый состав компактнее и за счет жесткой сцепки с толкачем, лучше контролируется на поворотах рек, при боковом ветре или сложных течениях. Наиболее хорошо флот толкачей развит в США, где они используются с середины XIX века и несут на себе почти 100 % грузооборота. На реках Европы и СССР массовый переход от традиционных буксиров к толкачам начался в 1950-х годах и сейчас по грузообороту буксирные перевозки здесь конкурируют с традиционными речными транспортными судами и судами типа «река-море». На море метод толкания используется реже чем на реках и в основном в прибрежном плавании, так как в мореходности и в скорости толкаемые составы значительно проигрывают морским судам.

Распространены несколько видов упорно-сцепных устройств толкачей. В традиционном двухопорно-вожжевом сцепе учалка баржи и буксира осуществляется при помощи канатов, в автоматических сцепных устройствах, горизонтальную или вертикальную Т-образную балку на барже, захватывает сцепное устройство толкача с электро-, гидро- или пневмоприводом.

В СССР для толкачей и барж были разработаны и внедрены автоматические унифицированные сцепные устройства. На реках Европейской части применяются автосцепы типов Р-10, Р-20, Р-100, О-150 и др. с вертикальной центральной балкой на барже, которую толкач захватывает сцепным замком, представляющим собой две клешни на вертикальных осях. Автосцепы «Р» делятся на два типа - «А», для барж до 1000 тонн и толкачей до 300 л.с. и «Б» для более мощных и тяжелых составов[9]. На реках Сибири и Дальнего Востока распространены автосцепы типов УДР[10] (УДР-10, УДР-20 и т.д) с горизонтальной балкой в верхней части баржи, на которую надвигаются два замка толкача. Цифра в обозначении указывает на номинальную нагрузку автосцепа в тоннах.

Среди толкачей-буксиров много универсальных судов разного назначения, габаритов и мощности.[4][7]

Буксир-плотовод[править | править код]

Специализированный буксир для лесосплава и проводки плотов по рекам. Как правило имеет малую осадку, повышенную прочность корпуса, усиленную защиту винто-рулевого устройства от плавающих предметов и специально приспособленные буксировочные приспособления. В надстройке предусмотрены жилые помещения как для команды, так и для лиц сопровождающих плоты.

История[править | править код]

Появление буксирных судов[править | править код]

Буксиры возникли одними из первых среди механических судов, ибо проблема в движении парусников в штилевую погоду, безопасное маневрирование в районе портов и гаваней, а также перемещение грузов против течения рек не находила эффективно решения другими способами.

В 1736 году англичанин Джонотан Гулльс, построил одно из первых паровых судов — прообраз портового буксира, который назвал «машиной для буксировки судов в гавани и из гаваней, портов или рек, против ветра, прилива или в штилевую погоду». Гребное колесо буксира Гулльса располагалось за кормовым транцем и приводилось в движение ременной передачей через шкивы, укрепленные на осях пароатмосферной машины. Из за малой мощности и низкой надёжности паровых двигателей того времени эксперимент не дал положительного результата и дальнейшего развития не получил но в 1737 году Гулльс написал книгу о своем судне и благодаря этому остался в истории. Также этот факт говорит о том, что одно из первых в мире паровых судов было буксиром. Массовая постройка морских портовых буксиров началась значительно позднее, с 1850 года, когда английский буксир «Виктория» впервые показал успешную работу по вводу и выводу из портов больших морских судов.

Транспортировка судов вверх по рекам издавна осуществлялась вручную при помощи бурлацкой тяги. Первые речные буксиры, появившиеся в начале XIX века, из за малой мощности, не могли выполнять такую работу. Вначале их заменили, так называемые, «машинные суда» кабестаны и туеры, применявшие для буксировки принцип ворота, это позволило получить максимальный пропульсивный коэффициент и использовать относительно маломощный двигатель, доведя нагрузку до 40 тонн на каждую лошадиную силу. Паровая машина кабестана мощностью от 80 до 240 л. с. приводила в движение вертикальный ворот-кабестан, наматывающий длинный якорный канат, за счёт этого производилось движение. Якорей было два, и они попеременно завозились на 1 — 1,5 км вверх по течению одним или двумя небольшими «пароходами-забежками», когда одни канат наматывался на ворот, второй разматывался и завозился вместе с якорем вперед, это обеспечивало непрерывное движение со скоростью около 3 км/ч. Подобное судно могло буксировать караван барж с грузом до 8000 тонн, но средняя скорость оставалась низкой. Реже применялись суда-туеры, которые двигались, перематывая, за счёт паровой тяги, специально проложенную вдоль дна реки цепь, их скорость была чуть выше — до 5 км/ч. На участках с быстрым течением туеры работают и в настоящее время, например на Казачинском пороге Енисея.[4]

Буксиры до Первой Мировой войны[править | править код]

Речное буксиростроение в России начало бурно развиваться в последней четверти XIX века, на Волге и Каме. В бассейнах этих рек работали крупнейшие по тому времени речные буксиры: «Волга» (1846 г., 500 л.с.), «Геркулес» и «Самсон» (1848 г., 920 л.с.), «Самара» (1987 г., 1100 л.с.). В 1889 году был построен рекордный буксир «Редедя князь Косожский» (в советское время «Степан Разин») с четырёхцилиндровой машиной в 2000 л. с., который работал до 1958 года. По назначению это были линейные буксиры, их пропульсивный комплекс состоял из паровой машины и гребных колес, метод транспортировки - буксировка за кормой каравана барж, который мог быть длинной до километра.[11]. В 1906—1910 годы в России появились первые дизельные буксиры мощностью 600 и 800 л. с., однако основную массу составляли паровые суда.

В 1864 году русский судовладелец Михаил Осипович Бритнев приспособил носовую оконечность буксира Пайлот для ломки льда, создав ледокольное судно, которое эксплуатировалось в Кронштадте с 1864 по 1890 годы и послужило прообразом первых ледоколов[12].

Своебразным путем начало развиваться буксиростроение в США, где первые буксирные суда появились на реке Мононгахила (приток Огайо). Уже с 1850-х годов транспортировка барж начала осуществляться методом толкания, который оказался более эффективен и единым типом американского линейного буксира стал паровой заднеколесный толкач, даже большая часть рейдово-маневровых судов состояла из толкачей. К концу XIX века мощность толкачей на Миссисипи достигла 800 л.с.

В 1892 году буксирами впервые проведена сложная морская буксировка трёх барж между портами на расстояние 350 миль, а в 1896 году два буксира впервые совершили транспортировку плавучего дока через Атлантический океан.

Буксиры в XX веке[править | править код]

После первой мировой войны паровые машины на буксирах начинают вытесняться дизельными энергетическими установками. В 1939 году в Англии построен первый дизель-электрический буксир мощностью 600 л. с. В это же время выделяются в отдельный архитектурно-конструктивный тип океанский буксир-спасатель и портовый буксир-кантовщик. К 1940-м годам окончательно отрабатывается тип американского буксира-толкача, на котором также стали применяться дизельные двигатели и гребные винты в насадках.

Эра буксиров-толкачей в СССР началась с их опытной эксплуатации на Днепре и Волге. В 1931-36 годах активно ведутся исследования, дискуссии и технико-экономические расчеты различных способов толкания, которые показывают его неоспоримое преимущество перед буксировкой. В 1936-37 годы Горьковский судопроект разрабатал серию проектов толкачей-буксиров разной мощности а также барж приспособленных для толкания, однако война отсрочила их внедрение на 15 лет. С начала 1950-х, силами ЦТКБ МРФ, Горьковское ЦКБ МРФ и ЦНИИРФ были разработаны и начали строиться новые проекты толкачей и толкаемых составов. В это же период переход на американский метод толкания шел и на реках всего мира. В 1960-е годы в СССР на толкачах и на баржах были внедрены унифицированные автоматические сцепные устройства. На реках Сибири и Дальнего Востока автоматические сцепы типа УДР (универсальный, двухзамковый, речной) с горизонтальной балкой, на которую сверху надвигались два крюка-защелки толкача, на реках европейской части СССР - сцепы с вертикальной балкой, которую с двух сторон захватывают две клешни на толкаче.

В послевоенное время закончился переход от паровых машин к дизельным двигателям и от гребных колес к винтовым и крыльчатым движителям. Одновременно шло увеличение мощности и уровня автоматизации, благодаря чему, с 1960-х многие новые буксиры уже не имели обязательных вахт в машинном отделении и управлялись одним человеком. В конце XX века началось активное внедрение на буксирах винторулевых (движительно-рулевых) колонок в качестве основного движителя, совмещающих в себе преимущества гребного винта и крыльчатого движителя.

Количество типов и подтипов буксиров сильно выросло и точной классификации не поддается, в то же время узкая специализация ограничивает сферы использования судов, поэтому часто создаются универсальные буксиры, наиболее удобные для конкретных условий эксплуатации.[13][4]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 Буксир // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  2. Буксир // Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 4 т. — СПб., 1907—1909.
  3. Буксиры. Суда в море. Сайт о кораблях и их роли в современном мире.. Дата обращения 19 сентября 2017.
  4. 1 2 3 4 Богданов Б. В. и др. Буксирные суда (проектирование и конструкция) (рус.). — Ленинград: Судостроение, 1974. — 279 с.
  5. Буксировать // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  6. Буксирное судно // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
  7. 1 2 Горбунов Ю. В., Любимов В. И., Гамзин Б. П. Суда для малых рек. — Москва: Транспорт, 1990. — 196 с. — ISBN 5-277-01017-3. Архивная копия от 25 мая 2019 на Wayback Machine
  8. Буксиры типа БТК. Водный транспорт.
  9. В автосцепах типа «А» в качестве балки используется железнодорожный рельс Р50
  10. Универсальный двухзамковый речной
  11. Черников И. И. Пароход «Редедя князь Косогский» (рус.) : журнал. — СПб.: АО Центр технологии судостроения и судоремонта, 2002. — № 2.
  12. Иногда ледоколы относят к классу буксирных судов
  13. Классификация буксирных судов, типы и виды. Sea-Man. Морской портал для любителей и профессионалов. Дата обращения 27 июня 2020.

Ссылки[править | править код]