CC BY-NC
74
DOI: 10.24937/2542-2324-2019-1-S-I-240-246 УДК 629.543.001.26
А. Г. Егоров
Морское инженерное бюро, Санкт-Петербург, Россия
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ НА МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ И КОНВЕРСИОННЫХ РЕЧНЫХ КРУИЗНЫХ ПАССАЖИРСКИХ СУДАХ
Выполнен обзор инновационных решений в различных областях проектирования пассажирских судов и анализ применимости этих решений не только на новых речных, но и модернизированных и конверсионных. Предложены к реализации на речных круизных судах инновационные решения, существенно улучшающие технико-экономические характеристики эксплуатации таких судов, а также повышающие уровень качества речных круизов.
Ключевые слова: речные пассажирские перевозки, круизное судно, проектирование, инновации, новое судостроение, опыт модернизации и конверсии, применимость. Автор заявляет об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2019-1-S-I-240-246 UDC 629.543.001.26
A.G. Egorov
Marine Engineering Bureau (MEB), St. Petersburg, Russia
IMPLEMENTATION PROSPECTS OF INNOVATIVE SOLUTIONS FOR MODERNIZED AND CONVERTED RIVER CRUISE VESSELS
This paper reviews innovative solutions in various areas of passenger ship design and analyses applicability of these solutions for river-going ships, not only newbuildings but also modernized and converted vessels. Innovative solutions suggested for river cruise ships in this paper, considerably improve their technical parameters and cost efficiency, as well as enhance quality of river cruises. Keywords: river passenger traffic, cruise vessel, design, innovations, newbuildings, modernization and conversion experience, applicability.
Author declares lack of the possible conflicts of interest.
Постановка проблемы
Интерес к речным и смешанным река-море круизным пассажирским судам (РКПС) не случаен, несмотря на все перипетии с внутренним водным транспортом, водные путешествия являются вполне продаваемым продуктом и количество клиентов, особенно по рекам Европы, продолжает расти из года в год [1].
Средний возраст находящихся в эксплуатации РКПС по данным РРР и речных круизных компаний достиг 45 лет [2].
Судовладельцы пытаются «парировать» физическое старение судов путем дорогих ремонтов и замены кают на более комфортабельные.
Однако проблема не только в формальном возрасте судов, но и в том, что эти суда морально устарели - неэкономичные двигатели, часто не отвечающие современным представлениям об экологии; архаичный уровень комфорта и обслуживания, требующие много ручного труда; большие экипажи и значительное количество обслуживающего персонала и др.
Для цитирования: Егоров А.Г. Анализ возможности реализации инновационных решений на модернизированных и конверсионных речных круизных пассажирских судах. Труды Крыловского государственного научного центра. 2019; Специальный выпуск 1: 240-246.
For citations: Egorov A.G. Implementation prospects of innovative solutions for modernized and converted river cruise vessels. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2019; Special Edition 1: 240-246 (in Russian).
Поэтому исследование возможности применения передовых технических решений на «конверсионных» судах, т.е. на судах, построенных с использованием элементов существующих судов-доноров, является актуальным для воднотранспортной отрасли.
Целью статьи является изучение инновационных решений в области архитектурно-конструктивного типа, пропульсии, энергетической установки, автоматизации управления судном и судовыми системами, в области механизации обслуживания гостиничного и ресторанного комплекса и применимости этих решений не только на новых РКПС, но и на модернизируемых, в том числе, по проектам Морского Инженерного Бюро.
Инновационные решения в области архитектурно-конструктивного типа судов. Модульные принципы формирования жилого блока
РКПС, построенные в XXI веке ведущими мировыми операторами речного круизного рынка, позиционируются как суда с пассажирскими каютами одного класса, что создает возможность внедрения модульных принципов формирования, причем как жилых блоков в целом, так и каютных модулей в отдельности. Жилые блоки этих РКПС, представляют собой набор однотипных каютных модулей для пассажиров (за исключением 4-8 кают класса «люкс» также представляющих собой модули, но с большими размерами). Этот принцип, по возможности, может применяться и для жилого блока экипажа.
Под жилые блоки, как правило, отводится средняя часть судна и часть кормовой оконечности, сохраняющей прямолинейность обводов и неизменную ширину палуб.
Пример жилого блока приведен на рис. 1.
Применимость каютных модулей при конверсии зависит от степени демонтажа существующих конструкций пассажирского блока и его геометрии. Однако, как показывает опыт Московского речного пароходства и Морского Инженерного Бюро, при выполнении работ на РКПС «Виктории» и «Александре Грине» проекта РУ08, даже при полном удалении внутренних перегородок (см. рис. 2), конструкция рубки не позволила в целом применить модули. Конечно, каюты имели в среднем практически одну и ту же площадь, и набор каютного оборудования, но при этом были небольшие отличия практически в каждой каюте.
Стандарты пассажирских кают. Исходя из современных тенденций операторами речного кру-изного рынка часто предлагаются комбинированные туры, состоящие из береговой (с проживанием в гостиницах) и речной частей. В этих условиях возникла потребность стирания граней между номерами береговых отелей и каютами на РКПС.
На новых РКПС стандартные каюты по уровню комфорта соответствуют стандартным номерам береговых отелей. Стандартные каюты современных речных круизных судов имеют площадь от 13 до 18 м2 и оборудование как стандартные номера береговых отелей соответствующего уровня, обычно «4 звезды» или «5 звезд».
На верхних палубах, не имеющих проходов по бортам, каюты, как правило, оборудованы индиви-
Рис. 1. Схема жилого блока РКПС «Amadeus Star» компании «Lüftner Cruises» постройки 2019 года [3]
Рис. 2. Пример демонтажа внутренних перегородок при модернизации/конверсии
Рис. 3. Пример стандартной каюты площадью 15,0 м2. на «конверсионном» РКПС «Александр Грин» проекта РУ08
дуальными террасами, раздвижными балконными дверьми (так называемый «французский балкон») или опускаемыми панорамными окнами.
Использование стандартных кают гостиниц «4 звезды» и «5 звезд» собственно и является основной целью переоборудования существующих РКПС, а также конверсии. Повышение комфортности обеспечивается именно таким путем. Пример стандартной каюты на «конверсионном» РКПС «Александр Грин» проекта РУ08 показан на рис. 3.
Вертикальные зоны. На современных РКПС прослеживается разделение зон жилых и общественных помещений. Рестораны, салоны и бары размещаются в отдельных вертикальных зонах от жилых помещений. Над каютами пассажиров и экипажа не размещаются помещения, в которых может создаваться шум, препятствующий отдыху пассажиров и экипажа.
Образование вертикальных зон при переоборудовании и конверсии РКПС технически исполнимо и зависит от площадей, которые имеются на
судне-доноре. Следует понимать, что организация таких зон часто приводит к сокращению количества пассажирских кают. Кроме того, конструкция отечественных судов на верхней палубе должна обеспечить доступ экипажа к швартовному устройству и соответственно перемещение по палубе по длине судна, необходимо также наличие водонепроницаемых рубочных окон в помещениях верхней палубы. Как следствие, на этой палубе будут каюты без балконов, что снижает их комфортабельность и соответственно стоимость. Поэтому, как правило, в наших условиях на верхней палубе организуют ресторан, холл, магазины и прочие общественные пассажирские пространства, а также каюты «эконом класса» и каюты для людей с ограниченными физическими возможностями (для облегчения их перемещений к общественным помещениям).
Составные суда. Еще одним современным решением, направленным на снижение шума и вибрации в жилых и общественных помещениях РКПС стало применение составных судов, состоящих из секции с судовой энергетической установкой и ходовым мостиком и секции с жилыми и общественными помещениями. За счет отделения энергетической установки от жилых помещений существенно снижается шум и вибрация в жилых помещениях и, следовательно, затраты на мероприятия по шумоизоляции и установке виб-ропоглощающих покрытий.
Инновационные решения в области пропульсивных установок. Винто-рулевые колонки
Габариты РКПС, как правило, ограничены, в связи с чем, особую важность приобретает компактность и мощность СЭУ. Кроме того, существенное значение имеет высокая маневренность, т. к. судам приходится маневрировать при частых швартовках и работать в узкостях.
Альтернативой традиционным валолиниям является применение винто-рулевых колонок (ВРК) [4]. Основным преимуществом пропульсивного комплекса с ВРК является существенное улучшение маневренности судна, что особенно важно при эксплуатации судна в стесненных условиях и частых швартовках, характеризующейся сложным спектром режимов ЭУ, обусловленных ограничением скорости при движении в узкостях и изменением условий плавания (на мелководье и глубокой воде, при различных осадках).
Рис. 4. Колесное РКПС «Loire Princesse» компании «Croisi Europe Cruises», построенное в 2015 году [5]
Вопрос замены обычной пропульсии на ВРК при модернизации и конверсии РКПС является не теоретическим, такие решения на практике были, однако они требуют заметных изменений в конструкции кормовой части судна.
Гребные колеса. Возрождению применения гребных колес способствуют следующие факторы: - уменьшение глубин на внутренних водных путях и расширение круизного судоходства на мелководные участки боковых рек; - предложение усовершенствованных типов гребных колес. В настоящее время концепция колесного движи-тельно-рулевого комплекса (КДРК) с электромеханическим приводом колес реализована на трех РКПС проекта ПКС-40 типа «Сура». В постройке еще два колесных РКПС проекта ПКС-180 на 180 пассажиров.
Среди зарубежных круизных компаний, эксплуатирующих суда с колесными движителями, можно выделить компанию American Cruise Lines (США), имеющую в составе своего флота четыре речных круизных колесных судна. На этих судах установлены традиционные для американских речных судов кормовые гребные колеса. Интересным представляется также судно «Loire Princesse» на 96 пассажиров компании Croisi Europe Cruises с бортовыми колесами, построенное в 2015 году для работы на реке Луар во Франции (см. рис. 4) [5].
КДРК имеют возможность повышения их про-пульсивных качеств за счет оборудования волно-выпрямительным устройством, устанавливаемым за гребным колесом.
Гребные колеса представляют интерес также с точки зрения решения экологических проблем. Скорости потока воды, отбрасываемой от гребных колес, значительно ниже, чем от гребных винтов и, соответственно, меньше воздействие на окружающую среду, разрушение берегов (в особенности малых рек).
Инновационные решения в области судовых энергетических установок. Газовые двигатели
В последнее время наблюдается устойчивая тенденция к увеличению количества судов, использующих природный газ в качестве топлива. Современные морские круизные суда уже начали оснащаться СПГ установками: первое морское круизное судно «AIDAnova» на СПГ будет выполнять круизы, начиная с 2019 года [6].
Гибридные двигатели. На сегодняшний день существуют три разновидности этой схемы:
■ полный гибрид (Full hybrid) - ЭМ и ДВС используются для движения в равной степени. При движении на ЭМ компонент ДВС может служить приводом генератора для зарядки аккумуляторных батарей;
■ умеренный гибрид (Mild hybrid) - для движения в основном используется ДВС, а ЭМ обеспечивает дополнительную мощность или служит для движения на малых скоростях хода;
■ подключаемый гибрид (Plug-in hybrid) - гибридный двигатель с возможностью подзарядки аккумуляторных батарей от сети.
Среди речных круизных компаний Viking River Cruises построила серию 110-метровых РКПС «Viking Aegir», рассчитанных на 190 пассажиров, энергетическая установка которых укомплектована гибридными двигателями.
Использование солнечной энергии. С точки зрения затрат наиболее перспективно применение тонкопленочных элементов из-за наименьшего расхода материалов на поглощающий слой (содержат всего около 1 % кремния, по отношению к массе подложки на которую наносятся тонкие пленки). Кроме того, производятся тонкопленочные элементы на основе других полупроводниковых материалах, таких как CIS и CIGS [7].
Рис. 5. Размещение солнечных батарей по бортам верхней (солнечной) палубы речного круизного судна «У1ктд Ргвуа» [8]
Компания Kopf Solarschiff GmbH спроектировала в 1999 году и построила 20-метровый катамаран RA66 Helio, полностью приводимый в движение за счет энергии солнца. Катамаран RA66 Helio длиной 20 м и шириной 4,6 м рассчитан на 50 мест под крышей (на которой смонтированы солнечные батареи) плюс 20 мест на открытой части палубы. При водоизмещении в 16 т судно имеет осадку 0,7 м и развивает скорость до 12 км/ч (запас хода 60-100 км).
На речных круизных пассажирских судах типа «Viking Aegir» на верхней палубе установлены солнечные батареи (см. рис. 5).
Инновационные решения в области автоматизации управления судном и судовыми системами. Кресло судоводителя, оснащенное пультом управления судном
Кресло судоводителя является полной и независимой операционной станцией, предназначенной для удовлетворения требований судоводителя относительно организации рабочего места, приборов и оборудования. Представляет собой новое поколение средств автоматизации, которое объединяет простое и легкое в использовании сенсорное управление с современными функциями и доступом к огромным объемам критических данных судна [9].
Интегрированная система управления судовыми техническими средствами (ИСУ ТС). Применение ИСУ ТС обеспечивает комплексное решение задач автоматизации судна. Автоматизация судовых технологических процессов позволяет исключить человека-оператора из трудоемких, часто повторяющихся и ответственных операций [10].
Система дистанционного контроля работы энергетической установки и технических средств судна. Система дистанционного управления предназначена для обеспечения постоянного доступа оператора к данным судна и передачи данных
с борта судна на берег. Так же судовладелец может отслеживать состояние судна в процессе погрузки/выгрузки. Данные автоматически могут отправляться с помощью электронной почты судовладельцу.
Система «умный дом» для пассажирских помещений и кают. Основные элементы, входящие в состав системы «умный дом»: - электронный ключ; - регулятор яркости освещения каюты; - автоматическое регулирование микроклимата каюты; - таймер для санузлов; - видеонаблюдение в общественных помещениях; - система АТС.
Инновационные решения в области механизации обслуживания гостиничного и ресторанного комплекса
Обслуживание пассажиров на борту РКПС занимает достаточно большое время и требует значительного числа обслуживающего персонала.
Контейнеризация снабжения и отходов. В портах захода круизных судов значительное время занимает обеспечение судна продовольствием, постельным бельем и другими расходными материалами. Для ускорения процесса обеспечения пассажирских судов необходимым снабжением гостиничного (каюты - постельное белье) и ресторанного комплекса (продовольствие) в мировой практике стали использовать специальные контейнеры. В контейнерах формируют определенный состав необходимого снабжения и поставляют его прямо на борт судна. Расформирование контейнера происходит уже непосредственно в рейсе, что сокращает стояночное время круизных судов. В расформированный контейнер экипаж судна складывает отработанные материалы, которые при следующем заходе в порт сдаются на берег.
На судах в районе продовольственных кладовых устанавливаются с каждого борта лацпорты, оборудованные телескопическими выдвигаемыми грузовыми устройствами для перемещения и по-
грузки/выгрузки на берег контейнеров. Размеры коридоров внутри судна позволяют перемещение по ним контейнеров. Размеры дверных проемов продовольственных и бельевых кладовых позволяют размещение в них контейнеров.
Механизация процессов ресторанного комплекса. Для повышения производительности при приготовлении большого ассортимента блюд используются комбинированные пароконвектоматы, обеспечивающие оптимальные параметры приготовления блюд за счет точного контроля температуры, влажности и потока воздуха внутри.
Для повышения производительности процесса мойки посуды используются многофункциональные автоматизированные конвейерные посудомоечные машины. Посуда в них может подаваться непрерывным потоком. При этом достигается минимизация расхода моющих средств и электроэнергии.
Механизация процессов прачечного комплекса. Для наилучшего насыщения ограниченных по площади судовых прачечных используются сушильно-стиральные машины в двухъярусном исполнении с увеличенным размером по высоте (сушильная машина устанавливается сверху на стиральную машину, имеющую на верхней крышке специальные места для крепления).
Повышение производительности процесса глажки достигается за счет применения высокопроизводительных и компактных роликовых и плоскостных гладильных машин.
Заключение
Анализ инновационных решений, применимых к РКПС, показал следующее:
■ на РКПС, построенных и строящихся в XXI веке, внедрен модульный принцип формирования, причем как жилых блоков в целом, так и каютных модулей в отдельности. Применимость каютных модулей при конверсии зависит от степени демонтажа существующих конструкций пассажирского блока и его геометрии. Однако, как показывает опыт Московского речного пароходства и Морского Инженерного Бюро, при выполнении работ на РКПС «Виктории» и «Александре Грине» проекта РУ08, даже при полном удалении внутренних перегородок, конструкция рубки не позволила в целом применить модули. Конечно, каюты имели в среднем практически одну и ту же площадь и набор каютного оборудования, но при этом были небольшие отличия практически в каждой каюте;
■ каюты по уровню комфорта соответствуют стандартным номерам береговых отелей: имеют площадь от 13 до 18 кв. м и оборудование как стандартные номера береговых отелей соответствующего уровня, обычно «4 звезды» или «5 звезд». На верхних палубах, не имеющих проходов по бортам, каюты, как правило, оборудованы индивидуальными террасами, раздвижными балконными дверьми (так называемый «французский балкон») или опускаемыми панорамными окнами. Использование стандартных кают гостиниц «4 звезды» и «5 звезд» собственно и является основной целью переоборудования существующих РКПС, а также конверсии. Повышение комфортности обеспечивается именно таким путем;
■ прослеживается разделение зон жилых и общественных помещений. Рестораны, салоны и бары размещаются в отдельных вертикальных зонах от жилых помещений. Над каютами пассажиров и экипажа не размещаются помещения, в которых может создаваться шум, препятствующий отдыху пассажиров и экипажа. Образование вертикальных зон при переоборудовании и конверсии РКПС технически исполнимо и зависит от площадей, которые имеются на судне-доноре;
■ для уменьшения шума и вибрации в жилых помещениях возможно применение составных РКПС. На сегодняшний день уже построена серия из шести таких судов типа типа «Twin Cruiser». Составные суда позволяют также продлить их эксплуатационный период после закрытия навигации на реках за счет использования жилой секции в качестве плавучей гостиницы с получением берегового питания. Технически применимость составных РКПС при конверсионных подходах к судостроению вполне возможна. Более того, на отечественных реках есть примеры таких прогулочных судов. Понятно, что в качестве доноров в таких случаях будут применять не старые пассажирские суда, а существующие буксиры-толкачи и несамоходные баржи, особенно баржи-площадки как наиболее оптимальные с точки зрения модульного формирования жилого блока;
■ применяются ВРК и КДРК как пропульсивные комплексы, существенно увеличивающие маневренность (безопасность) судов и позволяющие уменьшить размеры машинных отделений (повышение экономической эффективности судна из-за возможности использования высвобождающихся площадей под пассажир-
ские помещения). Многие РКПС, построенные за последнее десятилетие для европейских внутренних водных путей, а также большие морские «круизники» имеют установки с двумя и более ВРК. Вопрос замены обычной про-пульсии на ВРК при модернизации и конверсии РКПС является не теоретическим, такие решения на практике были, однако они требуют заметных изменений в конструкции кормовой части судна;
■ начиная с 2014 года, наблюдается «активный» интерес к «зеленым» (экологическим) технологиям у владельцев РКПС, все больше заказывается судов с гибридными энергетическими установками или электродвижением. В качестве дополнительного источника энергии на РКПС могут быть также установлены солнечные батареи - есть примеры прогулочных судов, которые полностью работают на солнечных батареях. Современные морские кру-изные суда уже начали оснащаться СПГ установками: первое морское круизное судно «АШАпоуа» на СПГ будет выполнять круизы, начиная с 2019 года;
■ для автоматизации управления судном и судовыми системами применяют кресло судоводителя, оснащенное пультом управления судном, ИСУ ТС, систему дистанционного контроля работы энергетической установки и технических средств судна, систему «умный дом» для пассажирских помещений и кают;
■ для сокращения численности экипажа на РКПС активно применяется совмещение профессий, а также автоматизация палубных работ (автоматические якорно-швартовные лебедки), автоматизация процесса погрузки припасов и механизация процесса уборки палуб (моечные машинки и т.п.);
■ для снижения времени операций по снабжению судов и сокращения обслуживающего персонала применяют, в основном, контейнеризацию снабжения, механизацию и автоматизацию процессов ресторанного и прачечного комплексов: устанавливают пароконвектоматы; автоматизированные конвейерные посудомоечные машины; роликовые и плоскостные гладильные машины.
Библиографический список
1. Егоров А.Г. Анализ круизного пассажирского флота [Тезисы] // Материалы IX междун. научно-техн. конф. «Инновации в судостроении и океанотехнике» -Николаев: НУК, 2018. - С.61.
2. Егоров Г.В., ЕгоровА.Г., Осадчий ЕА. Обоснование строительства речных круизных пассажирских судов с использованием элементов существующих судов [Текст]: Отчет о НИР / Морское Инженерное Бюро, Выпуск МИБ.5310, 2018. - 100 с.
3. Сайт «Luftner Cruises». [Электронный ресурс] - URL.: https://www.lueftner-cruises.com/en/our-amadeus-fleet/ ms-amadeus-star.html (дата обращения 01.02.2019).
4. Егоров ГВ., Ильницкий И А, Станков БН. и др. Проработка вариантов пропульсивного комплекса судна смешанного плавания класса «Волго-Дон макс» [Текст] // Морской вестник. - 2011. - № 2 (38). - С.101-106.
5. Сайт «CroisiEurope Cruises». [Электронный ресурс] -URL. : https://www.croisieuroperivercruises.com/boat/ ms-loire-princesse# (дата обращения 01.02.2019).
6. Сайт «CruiseToTravel». [Электронный ресурс] -URL.:http://www.cruisetotravel.com/2017/09/26/aidanovas-floating-engine-room-units/ (дата обращения 01.02.2019).
7. Сайт «Photovoltaic Geographical Information System». [Электронный ресурс] - URL.: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis.html (дата обращения 01.02.2019).
8. Сайт «Viking River Cruises». [Электронный ресурс] -URL.: https://www.vikingrivercruises.com (дата обращения 01.02.2019).
9. Сайт «Kongsberg». [Электронный ресурс] - URL.: https://www.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0239.nsf/ AllWeb/B714935BE60E4B05C12575C500345833 (дата обращения 01.02.2019).
10. Быков Э.Б. Системы управления для судов // Морской бизнес. - 2005. - N3. - [Электронный ресурс] - URL.: http://mbsz.ru/?p=19586 (дата обращения 01.02.2019).
Сведения об авторах
Егоров Александр Геннадьевич, к.т.н., старший научный сотрудник Морского Инженерного Бюро-СПб.
Адрес: 197101, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Мира,
15/1, офис 76Н. Телефон: +7 (812) 233-64-03. E-mail:
Поступила / Received: 26.02.19 Принята в печать / Accepted: 09.04.19 © Егоров А.Г., 2019
