ВведениеДноуглубительные снаряды по своей конструкции весьма разнообразны, что обусловлено различием свойств извлекаемых грунтов, условиями их складирования и т. д.По принципу действия дноуглубительные снаряды разделяются на землесосные, черпаковые, скалодробильные, дноочистительные и др.В 1864 г. во Франции П. Базеном [1] был изобретен один из типов дноуглубительных земснарядов, землесос с центробежным насосом, а в 1867 г. – землесос с предварительным механическим рыхлением грунта. Землесос с гидравлическим рыхлителем грунта был впервые предложен в США в 1893 г. В этом же году в России мастерскими Василевского затона (в настоящее время ПАО «Чкаловская судоверфь») был построен первый отечественный землесос.Строительство [1] землесосов возрастающими темпами началось лишь в первой половине ХХ в., после того, как были созданы экономичные конструкции водогрунтовых насосов и эффективных средств для предварительного рыхления грунта. Землесосы, не имеющие средств для предварительного рыхления грунта, считаются в настоящее время устаревшими. Они применялись только для разработки легких грунтов. Однако опыт США [1] свидетельствует, что и при извлечении легких грунтов землесосы целесообразно оснащать специальными рыхлительными устройствами, в частности гидравлическими.Землесосы, оснащенные механическими рыхлителями, предназначены для работы на тяжелых грунтах. Сравнительный анализ характеристик отечественных и зарубежных дноуглубительных землесосов При производстве дноуглубительных работ на водных путях чрезвычайно важно получить достаточно ровную поверхность дна. Часто землесосам приходится снимать слои наносов малой толщины [1] для быстрого восстановления необходимых судоходных глубин на обмелевших перекатах значительной протяженности. По мнению американских специалистов, землесос «Джедвин» для этих условий был лучшим на реках США. Самоходный и оснащенный спрямленным управляемым грунтопроводом, он был одним из серии построенных в 30-х гг. прошлого столетия землесосов. Скорость хода землесосов «Джедвин» и «Бургес» составляла 17,5 км/ч, землесосов «Капитан Кларк» и «Капитан Левис» – 18,5 км/ч. Основные характеристики американских землесосов приведены в табл. 1.Таблица 1Основные характеристики американских речных землесосовс гидравлическими рыхлителями грунтаХарактеристикиЗемлесосы«Джедвин»,«Бургес»«Поттер»,«Оккерсон»«Капитан Левис»,«Капитан Кларк»Главные размерения корпуса судна (длина, ширина, высота борта), м74,5 × 15,8 × 2,7465,5 × 11,0 × 2,7482,0 × 15,24 × 2,59Осадка, м1,981,521,22Производительность по грунту, м3/чСвыше 2 290До 1 700Свыше 1 910Длина рефулирования, мДо 245122–183ВертикальнаяТип рефулерного двигателяПаровая турбинаПаровая турбинаПаровая машинаМощность рефулерного двигателя, л. с.1 8001 2501 400Мощность гребных двигателей, л. с.2 × 1 1002 × 9501 600Суммарная поверхность нагрева паровых котлов, м24 × 2902 × 390845 По мнению российских специалистов, лучшим на водных путях бывшего СССР в 40-х гг. прошлого века был землесос «Сормовский-1». Один из этих землесосов (проекта 12), построенный в 1950 г., находится в рабочем ядре ФГУ «Северо-Двинского ГБУВПиС» до настоящего времени. Он явился прототипом для серии землесосов проекта 23-110 (тип ДЭ-1), построенных в бывшей ЧССР, наряду с существующими в настоящее время серийными отечественными речными дноуглубительными землесосами (табл. 2).Таблица 2Основные характеристики отечественных речных дизельных землесосовс гидравлическими рыхлителями грунтаХарактеристикиЗемлесосыКубанский-106 (проект 246Б)*Волжский-201 (проект 324)Сормовский-1(проект 12)Тип ДЭ-1ТипДЭ-725ПроектЗС-2500Длина и ширина корпуса судна (теоретические), м19,0 × 7,025,8 × 7,540,0 × 9,242,5 × 9,050,0 × 9,264,6 × 10,55Высота борта, м1,21,52,852,52,83,0Осадка, м0,640,751,21,351,361,5Производительностьпо грунту, м3/ч1502506006001 0002 500Максимальная глубина всасывания, м4,5811111114Длина рефулирования, м120250400400500600Диаметр нагнетательногогрунтопровода, м0,30,40,50,50,70,9Окончание табл. 2ХарактеристикиЗемлесосыКубанский-106 (проект 246Б)*Волжский-201 (проект 324)Сормовский-1(проект 12)Тип ДЭ-1ТипДЭ-725ПроектЗС-2500Мощность рефулерного двигателя, л. с.1502253503808001 680Наличие собственных движителейЕстьНетНетНетНетЕстьЗавод-строительКраснодарский ССРЗЧкаловский ССРЗ«Красное Сормово»Чешская Лоденице * Рыхлителей не имеют. Путем модернизации энергетического и технологического оборудования [2] производительность по грунту землесосов проектов 12 и 23-100 была повышена до 700 м3/ч (табл. 3), позднее – и до 750 м3/ч, а проектов 246Б и 324 – до 250 и 350 м3/ч соответственно.Таблица 3Основные характеристики и технические показатели модернизированныхречных дноуглубительных землесосовХарактеристикиЗначение характеристики для землесоса проекта246 В324 А23-11023-1121-517-01Длина и ширина корпуса, м21,4 × 725,8 × 7,542,47 × 958 × 9,264,6 × 10,55Высота борта, м1,21,52,52,83Осадка, м0,670,641,281,431,68Техническая производительность, м3/ч2503507001 0002 500Максимальная глубина всасывания, м68111114Диаметр нагнетательного грунтопровода, мм300400500700900Дальность отвода грунта, м120250400500600Мощность главного двигателя, кВт1101654005901 230Общая установленная мощность, кВт140240400–5651 1902 250Наличие движителейЕстьНетНетНетЕсть В 1989 г. в бывшей ЧССР был построен землесос проекта 1-516 с производительностью по грунту 600 м3/ч, оснащенный современной системой автоматизации управления технологическим процессом извлечения и транспортирования грунта.Из представленных в табл. 2 и 3 будут списаны по сроку службы землесосы проектов 246, 324, 23-110 и 23-112. Останутся в эксплуатации на ближайшие 10–15 лет землесосы проектов 1-516 и 1-517.Согласно исследованиям ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта» (ВГУВТ) типоразмерный ряд землесосов до 2015 г. будет представлен новыми экономичными землесосами с производительностью по грунту 400, 600, 750–800, 1 500–1 600, 2 500–3 000 м3/ч. Сравним их технические показатели с аналогичными показателями близких по условиям эксплуатации и производительности новыми землесосами зарубежных стран.Отметим, что перспективным направлением в отечественной и зарубежной практике [2] является использование погружных грунтовых насосов с целью повышения насыщения перекачиваемой водогрунтовой смеси и, как следствие, производительности землесосов по грунту. Таким может быть основной насос, установленный под водой на раме грунтозаборного устройства, либо так называемый бустерный насос, соединенный последовательно с основным, расположенным на корпусе землесоса.Среди зарубежных землесосов с погружными грунтовыми насосами следует выделить: «ТРН» (Франция), «ХАМ» (Нидерланды), «Элликот» (США), «Ол Седик» (изготовитель – концерн «Мицубиси», Япония) [3].Землесосы типа «ТРН» строит французская фирма «Гидроланд». Данный тип землесосов предназначен для очистки акваторий портов и добычи строительных материалов (рис. 1).  125436789   Рис. 1. Землесос «ТРН-3000»:1 – рубка управления, 2 – фрезерный рыхлитель; 3 – концевая часть рамы;4 – рама грунтозаборного устройства; 5 – погружной грунтовой насос; 6 – анкерная опора;7 – корпус; 8 – вал привода насоса с карданным сочленением; 9 – сваи Два понтона катамаранного типа связаны между собой одним плавучим блоком, на котором смонтирован энергетический дизельный блок. Рама грунтозаборного устройства – трубчатая, на ней установлен погружной грунтовой насос. Привод грунтового насоса осуществляется от дизеля через редуктор посредством длинного вала с карданным соединением. Это обеспечивает передачу вращения от горизонтально установленного дизеля на раму, опускаемую на угол до 45°. Рама имеет анкерную опору, которая в процессе работы опирается на грунт. Концевая часть рамы с рыхлителем шарнирно закреплена на анкерной опоре и с помощью гидравлических домкратов поворачивается на 90° («ТРН-600») и на 125° («ТРН-1200» и «ТРН-3000»). Наклон рамы также регулируется с помощью гидроцилиндров. Фрезерный рыхлитель с гидроприводом в процессе работы всегда расположен горизонтально благодаря наличию анкерной опоры. Передвижение землесоса бесканатное, с помощью наклона свай, т. е. при наклоне свай на угол 20° обеспечивается подача землесоса вперед. В процессе работы землесос фиксируется на трех точках (две сваи и опора). Подъем свай осуществляется с помощью гидроцилиндров, а опускание – под действием собственного веса сваи. Топливо хранится в продольных понтонах. Землесос «ТРН-3000» отличается большим типоразмером конструкции корпуса. Он состоит из одного понтона и имеет вспомогательный дизель мощностью 405 кВт для привода всех вспомогательных потребителей энергии. Технические характеристики землесосов типа «ТРН» приведены в табл. 4.Таблица 4Технические характеристики землесосов типа «ТРН» (Франция)ХарактеристикиПоказатели«ТРН-600»«ТРН-1200»«ТРН-3000»Длина землесоса, м34,54569Длина корпуса, м1822,542Ширина корпуса, м5,467,811,5Осадка, м1,01,151,6Максимальная высота, м4,87,810Установленная мощность, кВт2936611 433Мощность рыхлителя, кВт3962,5183Диаметр всасывающего патрубка насоса, мм254406508Подача насоса, м3/ч1 2003 0006 000Напор, м405044Мощность грунтового насоса, кВт2005601 030Глубина разработки, м101017Длина землесоса, м34,54569 Землесос «ХАМ-219» (рис. 2) построен судостроительной верфью «ХАМ» (Нидерланды).    Рис 2. Землесос «ХАМ-219» (Нидерланды) Предназначен «ХАМ-219» для расчистки водного пути реки Рейн. Землесос «ХАМ-219» оснащен роторно-ковшовым рыхлителем и погружным грунтовым насосом. Привод насоса осуществлен валом от двигателя мощностью 588 кВт, расположенного на раме грунтозаборного устройства выше горизонта воды. При подаче 4 000–5 000 м3/ч погружной насос развивает напор около 25 м (табл. 5).Таблица 5Технические характеристики некоторых землесосов производства НидерландовПоказателиЗемлесосы«СО-1127»«Флаандерен- XIX»«Рубенс»«Нью-Амстердам»«Граве-лайнс»ХАМ-219Глубина разработки, м: – с фрезерным рыхлителем– со свободным всасом30–30–25–25–275020–Мощность привода грунтового насоса, кВт: – корпусных– погружных2 × 3 2852 × 1 1302 × 3 2402 × 9502 × 2 7741 1702 × 2 1901 0252 × 2 6808951 478588Диаметр трубопровода, мм: – всасывающего– напорного900900900900850850800750850–700700Габариты, м:– длина– ширина– высота95197,67818,55,9569,617,05,071,817,755,476,726,5–65,513,8– Землесос «Рубенс» (Нидерланды). Погружной грунтовой насос с двумя приводными двигателями мощностью 584 кВт каждый и редуктором установлены в середине рамы грунтозаборного устройства в герметичном корпусе. Стандартный насос в однокорпусном исполнении имеет диаметр всасывающего и напорного патрубков 850 мм. На борту землесоса установлены два однотипных двухкорпусных грунтовых насоса с приводом каждого через редуктор от дизельного двигателя мощностью 2 774 кВт при частоте вращения 630 мин–1. При последовательной работе трех насосов общий напор составляет 200 м, а глубина разработки – 25 м.Землесос «IНС Beaver 600» выпускается известной судостроительной компанией «НС Holland». Корпус землесоса состоит из трех понтонов: главный понтон, включающий в себя машинное помещение, и два боковых понтона. Размеры всех необходимых узлов таковы, что они могут быть доставлены к месту назначения сухопутным, железнодорожным или водным транспортом.В конструкции землесоса использован грунтовой насос с приводом через понижающую гидравлическую коробку передач. Основные составляющие главного понтона, вмонтированные внутри или непосредственно на понтоне: фреза, две папильонажные лебедки, рамоподъемная лебедка, управляемые из кабины, грунтовой насос, дизельные двигатели и вспомогательные механизмы, напорный грунтопровод и сваи с приводными механизмами. Фреза, рамоподъемная и две папильонажные лебедки приводятся в действие поршневыми гидравлическими двигателями. Рассмотрим основные характеристики землесоса «IНС Beaver».Корпус:общая длина, включая раму, – 20,1 м;длина понтонов корпуса – 12,5 м;ширина – 5,72 м;высота понтона – 1,51 м;главный понтон – 8,00 × 2,70 × 1,80 м;боковые понтоны – 12,00 × 1,47 × 1,47 м;максимальная глубина разработки – 8,00 м (минимальная – 4 м);средняя осадка с полными бункерами – 1,10 м;общий вес – 45 т;диаметр напорного пульпопровода – 400 мм.Грунтовой насос:тип IHC 900175-350;мощность на валу – 390 кВт (530 л. с.);главный двигатель Caterpillar 3412DITA мощностью 465 кВт (632 л. с.), 1 800 об/мин;расход топлива – 217 г/(кВт·ч);грунтовой насос приводится в действие через понижающую гидравлическую коробку передач;расчетная объемная концентрация гидросмеси – максимум 20 %;производительность по грунту – 500–100 м3/ч (в зависимости от дальности гидротранспортирования и крупности грунта).Фреза:тип IHC 83050;мощность на валу – 30 кВт (40 л. с.);диаметр – 830 мм;максимальная частота вращения – 35 мин–1.Папильонажные лебедки:усилие – 40 кН;максимальная скорость выбирания каната – 25 м/мин;диаметр барабана – 324 мм;диаметр каната – 16 мм.Рамоподъемная лебедка:усилие – 40 кН;максимальная скорость выбирания каната – 25 м/мин;диаметр барабана – 324 мм;диаметр каната – 16 мм;все лебедки имеют независимый гидравлический привод;две папильонажные лебедки оснащены канатами длиной 100 м и якорями весом в 240 кг.Сваи:длина сваи – 11 м;диаметр сваи – 368 мм;вес сваи – 1 360 кг.Технические характеристики некоторых землесосов, выпускаемых судоверфями Нидерландов, представлены в табл. 5.Землесосы фирмы «Элликот» (США). Грунтовой насос и консоль 1 расположены в концевой части рамы 5 грунтозаборного устройства, приводятся от электродвигателя 4 через редуктор 2, смонтированные в тоннеле 3, сообщающемся в верхней части с атмосферой (рис. 3).    Рис. 3. Схема землесоса фирмы «Элликот» (США) Землесос «Дизель» (США). Рама грунтозаборного устройства длиной 20,5 м дополнена тремя секциями длиной по 9 м каждая. Погружной насос с диаметром всасывающего патрубка 762 мм установлен на одной из дополнительных секций. Привод насоса осуществлен от двух соосно расположенных двигателей мощностью 331 кВт каждый, заключенных вместе с редуктором в герметичную камеру. Максимальная глубина разработки – 30 м. Масса рамы грунтозаборного устройства – 176 т, для увеличения ее плавучести снабжена двумя поплавками длиной 9,7 м, шириной 3,6 м и высотой борта 3,9 м каждый. При глубине разработки 25 м дальность подачи составляет до 5 800 м при высоте подачи 20 м. Интересен успешный опыт работы землесоса «Дизель» с дюкером, длина которого составила 1 500 м.«Ол Седик» изготовлен концерном «Мицубиси» (Япония) для работ по очистке Суэцкого канала. Землесос оснащен тремя грунтовыми насосами – погружным и двумя трюмными, которые могут работать либо каждый самостоятельно, либо по гибкой последовательной схеме. Погружной насос опускается под горизонт воды максимально на 6 м. Привод его выполнен от двигателя, расположенного над горизонтом воды через редуктор посредством двухопорного вала. На раме установлен мощный фрезерный рыхлитель. Техническая характеристика землесоса «Ол Седик» представлена в табл. 6.Таблица 6Технические характеристики землесоса «Ол Седик»ХарактеристикиПоказателиГабариты корпуса:– длина, м;– ширина, м;– высота борта, м 84215,3Осадка, м3,74Масса, т2 893Максимальная глубина разработки, м25Трюмный грунтовый насос:– подача, м3/ч;– напор, м;– мощность привода дизеля, кВт 1 400493 680Окончание табл. 6ХарактеристикиПоказателиПогружной насос:– подача, м3/ч;– напор, м;– мощность привода двигателя, кВт 1 600161 450 Отечественные землесосы с погружными моноблочными агрегатами представлены в табл. 7. Таблица 7Технические характеристики отечественных землесосов,оснащенных моноблочными погружными агрегатамиХарактеристикиТип землесоса180-60П300-40МП350-50ЛП300-40П400-70П400-1 ООППодача насоса, м3/ч2 5003 5004 0004 0004 0004 000Полный напор при работе погружногои бустерного насосов, м100100100100100100Тип моноблочногоагрегатаПГМ-2500/60МБ-20Р-11ПГМ-4000/57ПГМ-4000/57ПГМ-4000/57ПГМ-4000/57Мощность агрегата, кВт8001 0001 2501 2501 2501 250Тип бустерного штатногонасоса16ГрУТ-8М20Р-11МБ20Р-11МБ20Р-11МБ20Р-11МБ20Р-11МБМощность привода бустерного насоса, кВт600–8001 2501 2501 2501 6001 600Тип погружного двигателяДПС16-45-10АНСК16-60-12АПС16-80-12АПС16-80-12АПС16-80-12АПС16-80-12Частота вращения, мин–1600500500500500500Наибольшая глубина разработки, м152630152030Максимальное погружение оси насоса, м5,07,09,37,28,09,0Длина рамы грунтозаборного устройства, м19,530,034,519,930,042,0Габариты корпуса:– длина, м;– ширина, м;– высота борта, м 229,21,5 33132,0 409,52,0 33132,0 369,522,0 40132,0 Промышленностью выпускаются различные модификации землесосов, оснащаемых погружными моноблочными агрегатами, т. е. грунтовыми насосами, сагрегатированными с электродвигателями в единые блоки.Остановимся на землесосе 350-50ЛПГ, отличающемся от остальных увеличенной плавучей базой. Землесос 350-50ЛПГ (рис. 4) создан на базе землесоса класса 350-50Л.    Рис. 4. Землесос 350-50ЛПГ: 1 – дополнительный понтон; 2 – погружной моноблочный агрегат;3 – грунтозаборное устройство; 4 – полноповоротный кран; 5 – монорельс Землесос 350-50ЛПГ состоит из увеличенной плавучей базы за счет внедрения в нее двух дополнительных понтонов размером 12,3 × 2,55 × 2,013 м. Установка грунтозаборного устройства с погружным моноблочным агрегатом предусматривается в двух вариантах: с насосом 16ГрУТ-8М и 20Р-11МБ. Землесос оснащен полноповоротным краном грузоподъемностью 32 кН и дополнительным монорельсом штатной грузоподъемности.Землесос С-55П (рис. 5) создан по проекту ФГУП «ВНИПИИстромсырье» с моноблочным агрегатом ПГМ-2000/63 для разработки грунтов с глубины до 18 м.    Рис. 5. Землесос С-55П:1 – расходомер «Индукция»; 2 – рубка управления; 3 – корпус землесоса катамаранного типа;4 – моноблочный агрегат с насосом ГрУ 2000/63 и электродвигатель АПС 16-45-10; 5 – виброрыхлитель Грунтозаборное устройство землесоса оснащено виброрыхлителем конструкции «ВНИИнеруд» для разработки встречающихся прослоек глины. При погружении блока на глубину 7 м часовая производительность землесоса может составить 226 м3/ч. Землесос оборудован приборами контроля консистенции и расхода гидросмеси.Французской фирмой «Беното» были созданы небольшие, предназначенные для очистки ирригационных каналов, землесосы, у которых грунтовой насос и гидродвигатель находятся на конце рамы (режимы работы грунтового насоса регулируют за счет изменения его частоты вращения). Фирма «Беното» разработала три типоразмера землесосов с погружными грунтовыми насосами, оснащенными гидродвигателями (табл. 8).Таблица 8Технические характеристики землесосов фирмы «Беното»ХарактеристикиТип землесоса«МОВ»«Шарантез»«Саблиер»Максимальная глубина разработки, м2,8510Средняя производительность по грунту, м3/ч 30–5030–50150Максимальная дальность подачи, м1 0001 0001 000Максимальная высота подачи, м202020Максимальная консистенция гидросмеси, % ’202020Диаметр всасывающего патрубка грунтового насоса, мм152203203Мощность привода грунтового насоса, кВт51,5118118 Окончание табл. 8ХарактеристикиТип землесоса«МОВ»«Шарантез»«Саблиер»Габариты: – длина, м;– ширина, м;– высота, м10,531,515,23,52,5517,63,53,7Осадка, м0,50,60,6Масса, т714,514,5 У такого типа землесоса (рис. 6) подъем и опускание рамы грунтозаборного устройства осуществляется с помощью гидроцилиндров. Привод гидравлических двигателей и гидроцилиндров – от дизельного двигателя. Рыхлитель насажен непосредственно на вал рабочего колеса. Благодаря возможности реверсивного вращения грунтовой насос и рыхлитель смогут легко освобождаться от застрявших в них включений.  54321  Рис. 6. Землесос фирмы «Беното» (Франция): 1 – механический рыхлитель;2 – грунтовой насос; 3 – гидрорыхлитель грунтового насоса; 4 – рама;5– гидроцилиндр подъема и опускания рамы Землесосы типа «МОВ» и «Шарантез» построены по обычному принципу, а на землесосе «Саблиер» жесткая рама грунтозаборного устройства заменена укосиной, на которую подвешивается грунтовой насос, поднимаемый и опускаемый с помощью лебедки, также оснащенной гидравлическим приводом.Землесос «Зееланд II» – один из самых крупных в мире неразборных землесосов, построенных в Нидерландах. Землесос оснащен погружным однокорпусным грунтовым насосом, сагрегатированным со специальным погружным электродвигателем мощностью 736 кВт. Предназначен для разработки тяжелых грунтов, несамоходный, однопонтонный, с напорным свайным ходом (длина хода – 6 м), стрелами якорного заброса и пятнадцатитонным бортовым краном. Сваи, свайная тележка и лебедка имеют гидравлический привод. На борту землесоса установлены два двухкорпусных грунтовых насоса. Техническая характеристика землесоса «Зееланд II» представлена в табл. 9.Таблица 9Техническая характеристика землесоса «Зееланд-II» (Нидерланды)ХарактеристикаПоказателиДлина, м60Ширина, м15Осадка, м3Глубина разработки, м22Окончание табл. 9ХарактеристикаПоказателиДиаметр трубы, мм:– всасывающей;– напорной 800750Мощность, кВт:– погружного грунтового насоса;– бортовых грунтовых насосов 7362 × 1 470Общая установленная мощность, кВт5 870 Наибольший интерес представляет сравнение отечественных речных дноуглубительных землесосов с землесосами нового поколения типа «Beaver», основные технические показатели и главные размерения которых представлены в табл. 10, 11.Таблица 10Основные характеристики землесосов нового поколения «IHС Beaver»с фрезерным рыхлителем грунтаТип землесоса45 IHС5014С5514С6016С6516С7018С7518СМощность грунтового насоса, кВт5157469001 1211 4931 7752 173Диаметр всасывающей трубы, мм450500550600650700750Диаметр напорной трубы, мм450500550600650700750Мощность рыхлителя, кВт115170280380585700850Глубина извлечения грунта, м10141416161818Длина, м28,535,136,840,043,246,348,3Высота борта, м2,442,462,752,752,972,973,25 Таблица 11Основные характеристики землесосов нового поколения «IHC Beaver»,с роторно-ковшовым рыхлителем грунтаТип землесоса4010W4514W5014W5516W6016W6518W7018WМощность грунтового насоса, кВт5157469001 1211 4931 7752 173Диаметр всасывающей трубы, мм450500550600650700750Диаметр напорной трубы, мм400450500550600650700Мощность рыхлителя, кВт115170280380585700850Глубина извлечения грунта, м10141416161818Длина, м35,442,744,550,453,15961Высота борта, м2,442,462,752,752,972,973,25 С 1963 г. фирмой «IHС Holland» было построено 600 землесосов «Beaver Standart» для различных стран и континентов. Накопив опыт строительства и эксплуатации, фирма сократила число типоразмеров землесосов нового поколения с 8 до 7 и пошла по пути снижения как капитальных, так и эксплуатационных затрат. Землесосы нового поколения строятся с погружными, установленными на раме, грунтовыми насосами, используется передача мощности грунтовому насосу непосредственно от главного двигателя через специально спроектированный редуктор, позволяющий передавать крутящий момент под любым углом наклона рамы к горизонту. От редуктора к погружному насосу идет так называемый спейсер, очень длинный полый вал, проходящий внутри водонепроницаемой трубы-рубашки. Спейсер подвешен на гибких пластинчатых соединениях, в этой, не требующей ремонта и обслуживания, системе нет ни подшипников, ни вращающихся уплотнений. Здесь энергия не теряется на взбалтывание и завихрение воды, а система безопасна для обслуживающего персонала. Выводы теоретического и сравнительного анализаПоложение редуктора между точками крепления рамы делает расположение главного двигателя на уровне главной палубы логически необходимым. В этом случае отпадает потребность в машинном помещении (так же, как и в насосном). Основной понтон, в котором раньше располагались машинное и насосное помещения (МП), стал не нужен и был заменен на два малых связующих понтона. На них монтируется каркас МП, на котором располагаются почти все агрегаты и механизмы. Корпус землесоса состоит из отдельных понтонов, упрощенных по форме и технологичных в постройке.Режим работы грунтонасосной установки регулируется непосредственно дизельным двигателем, что позволяет выбрать экономичный режим ее работы и исключает перегрузку дизеля при работе на короткий напорный грунтопровод.Новое поколение землесосов типа «NG Beaver» может использоваться как с фрезерными, так и с роторно-ковшовыми рыхлителями грунта, при этом фирма подтверждает максимальную концентрацию смеси с использованием свайного аппарата для рабочих перемещений в первом варианте – 30 %, а во втором – 50 %, что позволяет фирме ожидать окупаемости капиталовложений в короткое время.Продолжим сравнение предлагаемого ВГУВТ отечественного землесоса нового поколения с производительностью по грунту 600 м3/ч и диаметром грунтопровода 500 мм с землесосом типа «Beaver 1600». Согласно представленным на рис. 7 зависимостям стандартный «Beaver 1600» при длине плавучего грунтопровода 500 м, характерной для углубления внутренних водных путей России, может развивать производительность по грунту порядка 800 м3/ч, с фрезерным рыхлителем грунта и свайным устройством его производительность по грунту (Q гр) может быть увеличена до 1 200 м3/ч, а с роторно-ковшовым – до 1 600 м3/ч за счет роста насыщения перекачиваемой водогрунтовой смеси с 20 до 30 и 50 % соответственно.В качестве аналога для сравнения примем землесос проекта 82080. Проект был разработан ОАО «Чкаловская судоверфь» в 1994 г. Грунтонасосный и рыхлительный агрегат, а также грунтозаборное устройство были спроектированы по авторским свидетельствам сотрудников ВГУВТ, проф., д-ра техн. наук Н. В. Лукина и доцента, канд. техн. наук Н. Н. Арефьева.Для землесоса проекта 82080 ОАО «Коломенский завод» специально разработал и построил экономичный двигатель СОД 10Д42 (4ЧН30/38) мощностью 450 кВт и частотой вращения 360 мин–1 с удельным расходом топлива 195 + 10 г/(кВт·ч) и удельным расходом масла на угар – 1,2 г/(кВт·ч).По расчетам специалистов ВГУВТ подача грунтовой секции насоса составит 2 600 м3/ч при напоре 26 м, потребляемая мощность – 315 кВт, подача секции гидрорыхления – 575 м/ч, напор – 32 м, потребляемая мощность – 84 кВт. Таким образом, суммарная мощность комплекса составит 399 кВт. Резерв по мощности 51 кВт может быть использован для повышения производительности землесоса по грунту до 750–800 м3/ч, что вполне реально.Для сравнения технических и экономических показателей рассматриваемого землесоса типа «Beaver 1600» с землесосами нового поколения «Beaver 5014С» и «Beaver 4514W» примем производительность землесоса проекта 82080 (800 м3/ч).   Рис. 7. К сравнению отечественных и зарубежных землесосов нового поколения: а – сравнительная производительность отечественного землесоса и зарубежного аналога   Рис. 7. Окончание. К сравнению отечественных и зарубежных землесосов нового поколения: б – то же, в процентах В качестве одного из показателей обозначим отношение производительности по грунту к мощности, затрачиваемой на извлечение и транспортирование кубометра грунта. Примем дальность отвода грунта – 500 м (рис. 7), наиболее характерную для работы землесоса этого класса на внутренних водных путях России.Для землесоса проекта 82080 эта величина составит 1,77 м3/(кВт·ч), для землесоса «Beaver 1600» стандартного типа – 0,87 м3/(кВт·ч), для землесоса нового поколения «Beaver 5014С» с фрезерным рыхлителем грунта и свайным устройством – 1,3 м3/(кВт·ч), для землесоса нового поколения «Beaver 4514W» с роторно-ковшовым рыхлителем грунта – 1,74 м3/(кВт·ч). Сравнение подтверждает, что по этому показателю отечественный землесос предпочтительнее зарубежных. Даже при производительности 600 м3/ч эта величина составит 1,33 м3/(кВт·ч), что несколько выше, чем у землесоса «Beaver 5014С» с фрезерным рыхлителем грунта.В случае необходимости землесос проекта 82080 может быть оборудован отечественным роторно-ковшовым рыхлителем нового типа (по авторскому свидетельству Н. Н. Арефьева и Н. А. Шаповалова), который превосходит зарубежный аналог в том, что грунт транспортируется потоком воды, подаваемой от основного насоса, работающего с более высоким КПД и без абразивного изнашивания его деталей гидросмесью.Что касается стоимости постройки землесоса проекта 82080 в России, то по данным ФГУ «Северо-Двинского ГБУВПиС» она может составить 80 млн руб. в ценах 2005 г., по данным ФГУ «Обь-Иртышского ГБУВПиС» – порядка 96 млн руб. По данным чешских и словацких специалистов, строительство землесосного снаряда типа SB200 с производительностью по грунту 760 м3/ч на их верфях с доставкой в Россию (с учетом расходов на буксировку и растаможку) с уплатой НДС может составить в 2005 г. порядка 73 млн руб. Из-за отсутствия данных по стоимости постройки землесосов типа «Beaver 1600» в Нидерландах привести их в настоящей работе не представляется возможным. ЗаключениеВ настоящей статье мы провели сравнительный анализ показателей работы землесосов нового поколения типа «Beaver 1600», «Beaver 4514W», «Beaver 5014С» и отечественного землесоса проекта 82080. Предлагая дооборудование отечественного землесоса такими позициями, как двигатель СОД 10Д42 (4ЧН30/38), роторно-ковшовый рыхлитель нового типа (по авторскому свидетельству Н. Н. Арефьева и Н. А. Шаповалова), а также грунтозаборное устройство по авторским свидетельствам сотрудников ВГУВТ, проф., д-ра техн. наук Н. В. Лукина и проф., д-ра техн. наук Н. Н. Арефьева, можно с уверенностью говорить о возможности построения в России землесосов, не уступающих зарубежным аналогам.