Vontatóhajó [1] (vontatóhajó, [2] vontatóhajó, [2] vontatóhajó) (a holland boegseeren [3] [buxˈseːrə(n)] szóból - "húzó" - a hajók kiterjedt kategóriája , amelyek más hajók vontatására és billentésére szolgálnak. különféle úszószerkezetek [4] [5] . A szállításon túlmenően nagyméretű hajók biztonságos manőverezésének biztosítására szolgálnak a nehéz vízi útszakaszokon, kikötőkben , valamint vészhelyzeti reagálási és mentési műveletekben.
A vontatóhajókat minden típusú vízi uton használják, és a világ számos országának vízgyűjtőjében működnek. Általában ezek kis vagy közepes méretű hajók, amelyek kialakítása jelentősen változhat a célállomástól és a navigációs területtől függően. A vontatóhajók a segédflotta hajóinak minősülnek ; számukat tekintve meghaladják a többi segédhajótípust [6] .
A vontatóhajókat a többi hajótól nagy fajlagos teljesítményük , jó manőverezőképességük , megnövelt hajótest szilárdságuk és stabilitásuk , valamint a fedélzeten található speciális vontatási és tolóeszközök különböztetik meg.
A vontatóberendezés általában a súlypont közelében helyezkedik el, hogy a vontató tudjon manőverezni, amikor a vontatókötél megfeszül . A vonóhorog , amelyhez a kötél akasztva van, a vonóíven van rögzítve, lehetővé téve annak szabad mozgását egyik oldalról a másikra. Mivel a vontatók gyakran nagy tömegű tárgyakkal dolgoznak, amelyek jelentős tehetetlenségi erővel bírnak, és a vontatókötél oldalirányú feszültsége vagy megrándulása a vontató túlfeszítéséhez vezethet , a vonóhorog gyors távkioldó kötélkioldóval és ütéscsillapító eszközökkel van felszerelve. Ugyanebből a célból a vontatócsörlők túlzott feszültség esetén kábelkioldó eszközökkel vannak felszerelve.
A vontatók kormányállása gyakran nagy magasságban készül, és javított üvegezéssel rendelkezik, amely minden irányba és felfelé látást biztosít, ami szükséges a magas oldalú hajók kiszolgálásához. Egyes tolóvontatókon a fülke emelhető és süllyeszthető, ami megkönnyíti a rálátást az uszályokra helyezett teher fölé, és egyben szabad átjárást biztosít a hidak alatt. A forgó vontatók nagyobb rugalmas sárvédőkkel és sárvédőkkel rendelkeznek, hogy csökkentsék a más hajók oldalával érintkező ütközéseket [7] .
A vontatóhajó más típusú hajóitól eltérően az egyik legfontosabb jellemző nem a sebesség, hanem a tolóerő vagy a hangsúly, vagyis az az erő, amellyel a mozgó hajóra hat. A nagy motorhatásfok eléréséhez ebben az üzemmódban nagy légcsavarokra van szükség, amelyek viszonylag kis sebességgel képesek jelentős víztömeg kidobására, ezért a tengeri vontatók megkülönböztető jellemzője, hogy kis méretűek, mély légcsavarral rendelkeznek. tervezet . Ez utóbbira azért is van szükség, hogy a magas oldalú hajók szállítása során (főleg szűk helyeken, ahol a hajókat rövid kábelek kötik össze) a légcsavarok ne legyenek szabadon , hanem folyamatosan víz alatt maradjanak [4] [8] .
Mint minden hajó, a vontatóhajókat is a navigációs terület szerint osztják fel. Vannak óceáni , tengeri, vegyes folyami-tengeri hajózás, parti hajózás, raid , kikötő , valamint belvizeken, folyón és tavon történő hajózás, normál vagy jégviszonyok között történő működésre tervezték. A navigációs területeket részletesebben meghatározzák a különböző osztályozási dokumentumok, amelyek országonként eltérőek lehetnek. A navigációs terület nagymértékben meghatározza a vontatóhajók tervezési jellemzőit, méretét, tengeri alkalmasságát , autonómiáját , valamint a kommunikációs és navigációs berendezésekkel ellátott felszerelést.
Céljuk szerint a vontatóhajókat a következőkre osztják:
A vontatóhajók nem mindig speciálisak a céljuk szerint, és gyakran több funkciót is elláthatnak. Például a kikötői és tengeri vontatóhajók fedélzetén további mentő- és tűzoltó berendezések vannak, és képesek ellátni a mentővontatók funkcióit a kikötőben, a kísérővontatók pedig a billenő vontatók munkáját [9] .
A főgép típusa szerint a vontatóhajókat jelenleg motoros hajók közé sorolják , általában 1 vagy 2 dízelmotorral . A gőzgépeket széles körben használták az első vontatóhajókon (vontatóhajókon) . A vontatóhajók gyártása az 1950-es évekig folytatódott; az Orosz Birodalomban és a Szovjetunióban BOD típusként emlegették őket – a Boat Steam K olesny .
A légcsavar típusától függően a vontatóhajók lehetnek egycsavarosak, ikercsavarosak, hagyományos légcsavarokkal vagy szabályozható menetemelkedésű légcsavarokkal (CPP) , irányszögű légcsavarokkal (azimut), lapátos vagy vízsugárhajtásúak . A jó vontatási jellemzők elérése érdekében általában viszonylag nagy átmérőjű légcsavarokat szerelnek fel a vontatókra , valamint gyűrű alakú vezetőfúvókákat használnak, emellett a kétcsavaros rendszer jelentősen javítja a manőverezést, ugyanazon célok érdekében a fúvókákat gyakran forgóképessé teszik. vízszintes síkban. A szabályozható dőlésszögű légcsavarok lehetővé teszik a különböző sebességű munkavégzés hatékonyságának további növelését, valamint a forgásirány megváltoztatása nélkül gyors fordított tolóerő végrehajtását is, ez a tulajdonság jeges körülmények között is hasznos. Ahol különösen fontos a manőverezhetőség, például billenő vontatóknál, jelenleg gyakran használnak kormánycsavart vagy ritkábban lapátcsavart, az ilyen vontatók képesek késleltetésre (oldalra) mozgatni és oldalirányban hangsúlyt fektetni. A folyami vontatóhajókon néha vízsugarat használnak, lehetővé teszik sekély merülésű és sima fenékű hajók készítését, amelyek kényelmesek a sekély vízben történő munkavégzéshez.
Néha az angol nyelvű besorolással analóg módon a vontatóhajókat 2 csoportra osztják: hagyományos - hagyományos tengelycsavar-komplexummal és traktor típusú vontatókra , amelyek magukban foglalják azimutális (kormánycsavarokkal felszerelt) és voit-schneider típusú (lapáttal felszerelt ) vontatóhajókat. légcsavarok).
Korábban a lapátkerekeket széles körben használták vontatóhajók meghajtásaként . Az extrém sekély vízben végzett munka során a lapátkerék hatékonyabb, mint a többi hajtás, de erős tengeren nem működik jól, és méretéből adódóan problémákat okoz a vontatóhajókban, és mára propellerek és vízsugarak váltották fel. Az egyik legújabb soros kerekes vontatót (BTK sorozat) a Szovjetunióban fejlesztették ki és építették 1954 és 1990 között a Lena , Irtysh , Vitim és más szibériai folyók számára. 1991-ben a "Sudostroenie" NPO novoszibirszki fiókja egy új, 81470-es projekt hátsókerekes vontatót épített, amely egyetlen példányban maradt. A korlátozott alkalmazás ellenére jelenleg is dolgoznak kis folyók kerekes vontatóhajóinak projektjei [10] [11] .
A legelterjedtebb típusú vontatók a billenő vontatók, minden forgalmas kikötőben, kikötőben és hajógyárban használatosak, ahol kikötésre , szállításra, jégdarabolásra és egyéb munkákra szolgálnak, a nagy kikötőkben több tucatnyira becsülik a számukat. Néha portra és raidre osztják őket. A raid vontatóhenger valamivel nagyobb méretű, teljesítményű és olyan felszereléssel van felszerelve, amely lehetővé teszi, hogy a parttól távoli razziákon dolgozzon. Egy tipikus billenő vontató viszonylag kis méretű, lökettérfogata általában nem haladja meg a 400 tonnát, teljesítménye 200-2000 LE. mp, sebesség 10-15 csomó , navigációs autonómia kicsi, mivel minden feladatot a parti zónában látnak el, a vontató személyzete 2-4 fő. A billenő vontatókat általában nagy sorozatban (tíz és több száz darabban) gyártják erre szakosodott hajógyárakban.
A billenő vontatók használatának alternatívája lehet a hajók felszerelése tolómotorokkal , amelyeket általában az orrba és a tatba szerelnek fel, és lehetővé teszik az önálló kikötést. Ez gazdaságilag indokolt olyan területeken, ahol fejletlen kikötői infrastruktúra, például a Távol-Északon.
A lineáris vontatók rendszeres szállításra alkalmasak, jelentős távolságokra. Ezek lehetnek uszályok, úszó fúrókomplexumok, befejezetlen vagy hibás hajók stb. A kis lineáris vontatók tipikus képviselője az MB-301 típus, amelynek teljesítménye 225 LE. A nagyobb vontatóhajók több mint ezer LE is lehetnek. A tengeri önjáró teherflotta fejlesztése kapcsán a tengeri vontatóhajók iránti igény nagyon csekély, funkciójukat jelenleg gyakran többcélú vontatóhajók látják el, amelyek a kikötői billenő vontatók és a mentővontatók között köztes helyet foglalnak el. . Általában ezek 29-45 m hosszú, 1500-3000 LE teljesítményű hajók. és akár 14 csomós sebességgel, nagyobb autonómiával és nagyobb létszámú személyzettel, mint a billenő vontatókon. Általában a vontatóeszközökön kívül erős tűzoltórendszerrel vannak felszerelve más hajókon keletkező tüzek oltására, rakományrögzítésekkel és kis rakterekkel az áruszállításhoz, az északi tengereken pedig egy kis jégtörő szerepét tölthetik be.
A vontatóhajók osztályának legnagyobbjai az óceánmentő vontatók. Ezek multifunkcionális hajók, nagy autonómiával és korlátlan navigációs területtel, különféle felszerelésekkel felszerelve, amelyek lehetővé teszik a hajók és emberek felkutatását és mentését a nyílt tengeren, orvosi segítséget, tüzet olthatnak, javítási és búvármunkákat végezhetnek, hőellátást. és elektromos áramot más tárgyakra, gyűjtsön kőolajtermékeket és hasonlókat. Az egyik legnagyobb Fotiy Krylov típusú mentővontató (R-5757 projekt) alig 100 méter hosszú, lökettérfogata 5250 tonna, erőművi kapacitása több mint 20 000 liter. Val vel. és 18,2 csomós sebességgel. Az ilyen hajókat kis tételekben gyártják, több a tengeri mentővontató, amelyek hasonló felszereléssel rendelkeznek, de 2-3-szor kisebbek. A mentővontató a mentési munkák mellett közönséges vontatási műveleteket végez, más hajókat kísér, vagy az óceán különböző területein járőröz.
A belvizeken , folyókon, víztározókon és tavakon a tolóvontatók és tolóhajók ma már elterjedtek. Jelenleg az összes rakomány mintegy felét szállítják belvízi utakon. A tológépek nem önjáró hajók szállítására alkalmasak: uszályok , szelvények, öngyújtók tolással, ehhez speciális ütközők és kapcsolók vannak a tológép orrában és az uszály farában. A tológép egyidejűleg több uszályt is tolhat, amelyekből a vonat keletkezik. A toló-vontatók, a tolókkal ellentétben, vontatási eszközökkel is rendelkeznek . A toló- és toló-vontatók teljesítménye 100 és 10 000 LE között változik. Val vel. a vízi út adottságaitól függően a tolt kötelékek teherbíró képessége, amelyre tervezték, specializációk (lineáris, zár, raid). Sok tológép jellemzője a viszonylag kis méretek és nagy motorteljesítmény. Nem ritka, hogy a tolóvontatók maximális teljesítményüket csak kötelékhez kapcsolva használják ki; vontatáskor a teljesítmény korlátozott az egyetlen vontató elégtelen stabilitása miatt. A zsilipek kiszolgálására és a nem önjáró hajók átvezetésére speciális, nagy manőverezhetőségű zártoló vontatók állnak rendelkezésre. Annak érdekében, hogy egy ilyen vontató ne foglaljon sok helyet a zárban, a lehető legkisebb méretekből készülnek.
A tolómódszer számos előnnyel rendelkezik a hagyományos vontatáshoz képest, és gazdaságilag 20-30%-kal hatékonyabb, ez annak köszönhető, hogy a tológép propellereiből érkező sugár nem találja el a vontatott bárkát, és nem lassítja a mozgást. teljesítményveszteség nélkül. Ezenkívül a tolt szerelvény a merev vonószerkezetnek köszönhetően kompaktabb, de kevésbé irányítható folyókanyarokban, oldalszélben vagy nehéz áramlatokban . A tológéppark az USA - ban a legfejlettebb , ahol a 19. század közepe óta használják, valamint Oroszország ázsiai részének vízgyűjtőiben, ahol a rakományforgalom közel 100%-át adják. Európa és a Szovjetunió folyóin az 1950-es években megkezdődött a hatalmas átállás a hagyományos vontatóhajókról a tolóhajókra, és most a rakományforgalom tekintetében a vontatóhajók itt versenyeznek a hagyományos folyami szállítóhajókkal és folyami-tengeri hajókkal . Tengeren a tolómódszert ritkábban alkalmazzák, mint a folyókon és főként a part menti hajózásban, mivel a tolt vonatok tengeri alkalmasságban és sebességben lényegesen gyengébbek a tengeri hajókhoz képest .
A tológépek tolókapcsolóinak többféle típusa létezik. A hagyományos két tartórudas kapcsolóban az uszály és a vontató kötéllel vannak összekötve, az automata csatolóknál az uszályon lévő vízszintes vagy függőleges T-gerendát egy elektromos, hidraulikus vagy pneumatikus hajtású tolókapcsoló rögzíti.
A Szovjetunióban egységes automata kapcsolóberendezéseket fejlesztettek ki és vezettek be tológépekhez és uszályokhoz . Az európai rész folyóin R-10, R-20, R-100, O-150 stb. típusú automata csatolókat használnak függőleges középső gerendával egy bárkán, amelyet a toló egy kapcsolózárral rögzít, amely függőleges tengelyeken 2 karom. A "P" automata csatolók 2 típusra oszthatók - "A", 1000 tonnáig terjedő uszályokhoz és 300 lóerős tolókhoz. és "B" az erősebb és nehezebb vonatokhoz [12] . A szibériai és a távol-keleti folyókon elterjedtek az UDR típusú [13] automata csatolók (UDR-10, UDR-20 stb.) vízszintes gerendával az uszály felső részében, amelyen 2 tolózár reteszelődik. közelednek. A jelölésben szereplő szám a csatlakozó névleges terhelését tonnában jelzi.
A tolóvontatók között számos univerzális hajó található, különböző rendeltetésű, méretű és teljesítményű. [7] [10]
Speciális vontatóhajó fa raftinghoz és folyók mentén történő raftinghoz. Általában kicsi a huzata, megnövekedett a hajótest szilárdsága, a propeller-kormányberendezés fokozott védelme a lebegő tárgyakkal szemben, és speciálisan kialakított vonószerkezetek. A felépítmény lakóhelyet biztosít a legénység és a tutajokat kísérők számára egyaránt.
A vontatóhajók az elsők között voltak a mechanikus hajók között, mert a vitorlás hajók szélcsendes időben, a biztonságos manőverezés a kikötők és kikötők területén, valamint a rakomány folyók áramlásával szembeni mozgatása nem talált hatékony megoldást. másképp.
1736-ban az angol Jonathan Gulls megépítette az egyik első gőzmeghajtású hajót – a kikötői vontatógép prototípusát, amelyet „gépnek nevezett kikötőkbe, kikötőkbe vagy folyókba hajók be- és kivontatására, széllel, árral vagy árral szemben. nyugodt időben." A Gulls vontató lapátkereke a tatkeret mögött helyezkedett el , és egy szíjhajtás hajtotta a gőzgép tengelyeire szerelt szíjtárcsákon keresztül . Az akkori gőzgépek kis teljesítménye és alacsony megbízhatósága miatt a kísérlet nem hozott pozitív eredményt és nem kapott további fejlesztést, de 1737-ben Gulls könyvet írt hajójáról, és ennek köszönhetően megmaradt a történelemben. Ez a tény is arra utal, hogy a világ egyik első gőzhajója vontatóhajó volt. A tengeri kikötői vontatóhajók tömeges építése jóval később, 1850-től kezdődött, amikor az angol Victoria vontatóhajó először mutatott be sikeres munkát a nagy tengeri hajók kikötőkből való be- és kimenetén.
A hajók folyókon történő szállítását régóta kézi úton, uszályvontatással hajtják végre . Az első folyami vontatók, amelyek a 19. század elején jelentek meg, alacsony teljesítményük miatt nem tudtak ilyen munkát végezni. Eleinte felváltották őket az úgynevezett "géphajók" kapsztánok és tuerek , amelyek a vontatási kapu elvét használták , ez lehetővé tette a maximális meghajtási együttható elérését és a viszonylag kis teljesítményű motor használatát, így a lóerőnként 40 tonnáig terhelhető. Capstan gőzgép 80-240 LE teljesítménnyel. Val vel. hosszú horgonykötelet feltekerve függőleges hajtóművet állított mozgásba , ennek köszönhetően mozgás történt. 2 horgony volt , ezeket felváltva 1-1,5 km-re felfelé hozták egy-két kis „futógőzös”, amikor a kötelet a kapu köré tekerték, a másodikat letekerték és a horgonnyal együtt előre vitték, ez biztosította a folyamatosságot. mozgás körülbelül 3 km/h sebességgel Egy ilyen hajó akár 8000 tonna teherbírású uszálykaravánt is vontathatott volna, de az átlagsebesség alacsony maradt. Ritkábban tuer hajókat használtak, amelyek a gőz vontatása miatt egy speciálisan a folyó alján elhelyezett láncot mozgattak, visszatekerve, sebességük valamivel nagyobb volt - akár 5 km / h. A gyors áramú területeken a tuerák jelenleg is működnek, például a Jenyiszej Kazachinsky-küszöbén . [7]
Vontatók az I. világháború előttA folyami vontatás Oroszországban a 19. század utolsó negyedében kezdett gyorsan fejlődni, a Volgán és a Kámán . E folyók medencéjében működtek az akkori legnagyobb folyami vontatók: Volga (1846, 500 LE), Herkules és Sámson (1848, 920 LE), Samara (1987, 1100 LE). 1889-ben a "Rededya Prince Kosozhsky" (a szovjet időkben "Stepan Razin") rekordméretű vontatót 2000 LE-s négyhengeres géppel építették. s., amely 1958-ig működött. Megbeszélés szerint sorvontatókról volt szó, hajtómű-komplexumuk gőzgépből és lapátkerekekből állt, a szállítás módja egy uszálykaraván vontatása volt a far mögé, ami akár egy kilométer hosszú is lehetett. [14] . 1906-1910 között Oroszországban megjelentek az első dízel vontatók 600 és 800 LE teljesítménnyel. s., azonban zöme gőzhajó volt.
1864-ben az orosz hajótulajdonos, Mihail Oszipovics Britnyev a Pilot vontató orrát jégtörésre alakította át , létrehozva egy jégtörő hajót, amelyet 1864 és 1890 között Kronstadtban üzemeltettek, és az első jégtörők prototípusaként szolgált [15] .
Sajátos módon az USA - ban kezdték fejleszteni a vontatást , ahol az első vontatóhajók megjelentek a Monongahila folyón ( Ohio egyik mellékfolyóján ). Már az 1850-es években elkezdték a tolómódszerrel végezni az uszályszállítást, ami hatékonyabbnak bizonyult és a gőzös hátsókerekes tológép lett az egyetlen amerikai vonalvontató típus, még a rohamtöltő hajók nagy része is tolók. A 19. század végére a Mississippi tológépeinek teljesítménye elérte a 800 LE-t.
1892-ben először hajtottak végre vontatóhajók három bárkából álló komplex tengeri vontatást a kikötők között 350 mérföldes távolságban, 1896-ban pedig először 2 vontatóhajó szállított úszódokkot az Atlanti-óceánon .
Vontatók a 20. századbanAz első világháború után a vontatott gőzgépeket dízelerőművek váltották fel. 1939-ben Angliában megépült az első dízel-elektromos vontató, amelynek teljesítménye 600 LE. Val vel. Ugyanakkor külön építészeti és konstruktív típusként kiemelik az óceánmentő vontatót és a kikötői billenő vontatót. Az 1940-es évekre végre kidolgozták az amerikai tolóvontató típusát, amelyen dízelmotorokat és fúvókában lévő propellereket is alkalmaztak.
A tolóvontatók korszaka a Szovjetunióban a Dnyeperen és a Volgán végzett próbaüzemükkel kezdődött . 1931-36-ban aktívan folytak kutatások, viták és megvalósíthatósági tanulmányok a különféle tolási módszerekről, amelyek megmutatták vitathatatlan előnyét a vontatással szemben. 1936-37-ben a Gorkij hajóprojekt egy sor projektet dolgozott ki különböző kapacitású toló-vontatókra, valamint tolóhajókra, de a háború 15 évvel késleltette megvalósításukat. Az 1950-es évek eleje óta az MRF Központi Tervezőirodája, az MRF Gorkij Központi Tervező Iroda és a TsNIIRF új toló- és tolóvonat-projekteket fejlesztett ki és kezdett építeni. Ugyanebben az időszakban az egész világ folyóin az amerikai lökési módszerre való átállás is zajlott. Az 1960-as években a Szovjetunióban egységes automata kapcsolóberendezéseket vezettek be tolóhajókon és uszályokon. Szibéria és a Távol-Kelet folyóin UDR típusú automata csatolók (univerzális, kétzáras, folyami) vízszintes gerendával, amelyekre felülről 2 tolóhorgot toltak, a Szovjetunió európai részének folyóin - Függőleges gerendával rendelkező kapcsolók, melyeket mindkét oldalon 2 karom rögzít a tolón.
A háború utáni időszakban véget ért az átállás a gőzgépekről a dízelmotorokra és a lapátkerekekről a csavaros és lapátos meghajtásra . Ezzel párhuzamosan nőtt a teljesítmény és az automatizáltság szintje, aminek köszönhetően az 1960-as évektől sok új vontatógépnél már nem volt kötelező váltás a gépházban, és egy személy irányította őket. A 20. század végén kezdték aktívan bevezetni a vontatóhajókon a propeller hajtású (meghajtó-kormányzó) oszlopokat , mint fő hajtóegységet, ötvözve a légcsavar és a lapátos légcsavar előnyeit.
A vontatók típusainak és altípusainak száma nagymértékben megnőtt, és nem lehet pontosan besorolni, ugyanakkor a szűk specializáció korlátozza a hajók felhasználási körét, ezért gyakran olyan univerzális vontatóhajókat hoznak létre, amelyek a legkényelmesebbek az adott üzemeltetési körülményekhez. [16] [7]
| A Szovjetunió és Oroszország folyami vontatói és tolóhajói | |
|---|---|
| Kicsi |
|
| Közepes lineáris |
|
| Középső segédeszközök |
|
| Nagy lineáris |
|
| Különleges | |