Панамский канал 2.0: шире, безопаснее, технологичней
- В то время, когда судно класса «панамакс» входит в шлюз, до его стенок остаются просветы по 60 см
А. Джеймс Мэйгс, папа главреда Popular Mechanics Джима Мэйгса, появился и вырос тут. По озеру Мирафлорес он, как и другие дети из «Территории канала», носился на собственной самодельной моторке, увертываясь от идущих мимо океанских судов. Фото 1939 года
Обложка Popular Mechanics за декабрь 1913 г.
Морской лайнер у входа в шлюзы Мирафлорес
- В новые шлюзы смогут вместиться суда класса «постпанамакс» длиной до 360 метров и водоизмещением до 170 000 тысячь киллограм. Они смогут нести на борту до 12 000 стандартных 6-метровых грузовых контейнеров. на данный момент канал пропускает суда, несущие до 5000 контейнеров. Больше груза — больше прибыли. Управление Панамского канала предполагает, что к 2025 году по каналу будет проходить на 35% больше грузов, а дополнительный доход достигнет млрд.
- Вид на Панаму из космоса: так выглядит Панамский канал и Панама на фотографии, сделанной с американского корабля Challenger
К концу августа пробки из судов, ожидающих собственной очереди на входах в Панамский канал с атлантической и тихоокеанской стороны, стали приносить заметный ущерб. Ежедневно на протяжении океанского горизонта по обе стороны канала выстраивался целый флот, собранный из судов со всех стран. В среднем более сорока больших судов, под завязку загруженных товаром — многие из них раза в три превышали размерами футбольное поле, — поднимались на якорь, ждя разрешения на вход.
С атлантической стороны это по большей части суда, везущие зерно из американской глубинки. Они торопятся на рынки азиатских. Суда в очереди на тихоокеанской стороне доверху загружены электроникой и дальневосточными автомобилями, предназначенными для Восточной части прибрежной полосы США.
Некоторым из них приходилось ожидать пропуска по целой семь дней — и это при том, что один сутки эксплуатационных затрат для таковой махины может быть около $40 000.
Прошло 93 года с того времени, как Панамский канал был открыт для коммерческих перевозок. Это чудо света было спроектировано еще перед тем, как на кульманах показались первые эскизы «Титаника», в то время, когда братья Райт еще лишь обучались летать, и его создатели не могли кроме того вообразить, что через их детище отправится таковой грандиозный поток грузов (см. статью об истории Панамского канала в «ПМ» №7’2006 и в онлайн-архиве на сайте).
Ежегодно канал пропускает 14 000 судов, другими словами около 280 миллионов тысячь киллограм, что образовывает 5% всех общемировых океанских грузоперевозок. Канал уже эксплуатируется весь день с нагрузкой, достигающей 90 процентов от теоретической большой пропускной свойства, его управление напрягает последние силы, дабы совладать с поставленной задачей.
на данный момент, в то время, когда общемировые перевозки грузов переживают настоящий бум, ведущие пароходства готовы платить хорошие деньги за право воспользоваться этим 80-километровым проходом через Панамский перешеек. В самые тяжелые моменты управление канала осмеливалось другой раз объявлять аукционы, на которых решалось, какие конкретно суда отправятся первыми.
26 августа пароходство компании British Petroleum побило рекорд для нефтеналивных танкеров, заплатив $220 300 всего лишь за то, дабы их судно перескочило к началу очереди. В случае если эти деньги суммировать со стандартной платой за проход по каналу, окажется, что в этом случае переход из океана в океан обошелся компании в $400 000. Но, такие цены никого уже не удивляют — это был четвертый за чемь дней рекорд для нефтеналивных танкеров.
Августовская пробка наглядно продемонстрировала, что сейчас данный канал крайне важен для всех океанских грузоперевозок в мировом масштабе, а какого-либо рода задержки оказываются очень больными. Очередь начала расти, в то время, когда администрация канала решила временно перекрыть перемещение по одной из двух магистралей шлюзового каскада «Гатун» для рутинных регламентных работ.
Такие регулярные ремонтные работы полностью нужны, потому, что важная авария на шлюзах способна привести к катастрофическим последствиям. на данный момент Панамский канал делается подобен любому устаревшему мосту либо автомагистрали. Жизненно серьёзная артерия с годами превратилась в узкое «горло бутылки», приносящее множество неприятностей.
В течение многих лет в мире строились торговые суда, намерено вычисленные под шлюзовые камеры канала, каковые составляют ровно 33 метра в ширину. Судно должно было вписываться в шлюз так же хорошо, как кубик льда вставляется в формочку, из которой его только что вышибли. Данный класс судов стал называться «панамакс», и главная часть грузов, идущих по каналу, лежит в трюмах как раз таких судов.
Иначе, по всему свету строятся и другие суда, с размерами, превосходящими заданный стандарт. Их принято именовать «постпанамакс», и они уже не впишутся в габариты канала. (В Северной Америке, в случае если грузы идут в обход Панамского канала, их в большинстве случаев направляют по территориям США либо Канады, применяя простые ЖД эшелоны.)
К 2011 году суда для того чтобы класса будут составлять 37% от общего числа контейнеровозов. Для управления Панамского канала в беседах о поколении «постпанамакс» постоянно слышится отзвук кладбищенского колокола. Они наводят на идея, что неподалеку то время, в то время, когда их канал станет никому не нужен.
Проложенный через Египет Суэцкий канал уже на данный момент пропускает на 20% больше грузов, чем Панамский, а доходов приносит в два с лишним раза больше. Данный бесшлюзовый проход между миром Азии и миром Европы способен пропускать такие супертанкеры, рядом с которыми самые большие суда, идущие поперек Панамского перешейка, кажутся легко карликами.
Но Панама не планирует допустить, дабы ее канал превратился в застойное болото, и в октябре 2006 года законодатели этой страны подавляющим большинством голосов одобрили модернизации канала и план расширения, выделив на это $5,25 млрд. В проект включается строительство двух новых одномагистральных трехступенчатых шлюзовых каскадов — один при входе со стороны Атлантики, а второй — со стороны Тихого океана.
Чтобы соединить уже существующие каналы с новыми шлюзами, будут прорыты еще два судоходных канала, а ветхие фарватеры расширены и углублены. Дабы оценить масштаб работ, скажем, что строителям нужно будет переместить 130 млн. м3 скальной породы и грунта — этого количества хватит чтобы 130 раз подряд доверху заполнить «Эмпайр Стэйт Билдинг». Новый канал хватит широк, дабы по нему проходили суда класса «постпанамакс», а неспециализированная пропускная свойство обязана удвоиться.
Перекресток океанских дорог
Самое больше официальное строение в Панаме — это не президентский дворец и не Национальная ассамблея, а строение Управления Панамского канала — величественная, крытая черепицей постройка, возвышающаяся на вершине аналогичного пирамиде бугра у входа в канал со стороны Тихого океана. Это строение было празднично открыто в 1914 году — тогда в нем размещался штаб американского Управления Панамского канала. С 1999 года, в то время, когда власть над каналом была передана Панаме, в этом строении поселилось панамское управление каналом, АСР (это сокращение испанского заглавия), воображающее собой что-то наподобие отдельного министерства в рамках панамского правительства.
Это величественное сооружение в полной мере соответствует той роли, которую играется канал в жизни Панамы. Великая водная магистраль формирует 14% от всего валового дохода маленькой тропической страны, а неспециализированное значение этого предприятия нереально переоценить. «Тяжело себе представить еще хоть одну такую страну, где возможно было бы указать на один-единственный объект таковой безграничной важности, какую имеет данный канал для Панамы», — говорит Ричард Вайнио, глава порта Тампы.
Вайнио, как его дед и отец, вырос в Панаме и всю жизнь проработал на канале. «Это не просто экономика, это не просто бизнес. Образ канала — основное в умах и сердцах обитателей Панамы».
За стенками АСР госслужащие сидят за теми же большими квадратными столами, каковые сто лет назад были установлены чтобы основной инженер канала майор инженерных американских войск Джордж Готалс и другие начальники имели возможность расстелить на них безразмерные чертежи синьки и топографические-«планы». Помощник директора АСР Мануэль Бенитез излагает мысли, толкающие предприятие к расширению. «на данный момент отечественный канал трудится как часы, — говорит он, — но количество проходящих через него судов приближается к физическому пределу возможностей всей данной постройки».
Бенитез отмечает, что модернизации канала и сама идея расширения витала в воздухе практически с того момента, в то время, когда он был разрешён войти в эксплуатацию. Во второй половине 30-ых годов двадцатого века Соединенные Штаты приступили к землеройным работам, предполагая увеличить канал для прохода боевых судов нового поколения, но проект был остановлен в связи с началом Второй мировой войны.
Нынешняя администрация перебрала десятки вариантов, пока не возвратилась к мысли завершить те работы, каковые Америка вела в эру Великой депрессии. «Все русла, прокопанные американцами со стороны Атлантического океана, и по сей день в полной мере пригодны к применению, — говорит Бенитез. — С тихоокеанской стороны мы можем воспользоваться ими хотя бы частично». В Агентстве считают, что целый проект возможно завершить через 7−8 лет с привлечением всего 7000 рабочих (на порядок меньше, чем при строительных работах с 1904 по 1914 год).
Самое наглое в этом проекте — его масштаб. Новые шлюзовые камеры, отлитые из армированного бетона, должны составлять 420 м в длину, 60 м в ширину и 18 м в глубину, а в целом любой шлюзовой комплекс протянется в длину на 2,4 км. «Эта совокупность собственными размерами намного превзойдет все существующие на данный момент в мире шлюзы, — говорит Аугустин Ариас, основной инженер АСР, — не смотря на то, что сами технические приемы, каковые мы рекомендуем применять, активно используются везде».
Кроме того в тропической стране, где каждый год выпадает до 2500 мм осадков, самая основная задача для инженеров — экономия пресной воды. С этим природным ресурсом в Панаме делается все более напряженно. «Неприятность состоит не в поступлении воды с дождями, — растолковывает Бенитез, — а в ее сохранении. Рукотворное водохранилище Гатун — это озеро с площадью водного зеркала 430 км?.
Запасы воды в нем пополняются на протяжении семимесячного сезона дождей. Но не нужно забывать, что бассейн канала снабжает пресной водой 95% обитающего на протяжении него населения, а сведение лесов очень сильно оказало влияние на количество и качество водного стока».
Но, самой громадной статьей расхода в балансе пресной воды оказывается сам канал. Для регулярного заполнения шлюзов ему требуется в сутки по 8 млрд. литров (8 млн. тысячь киллограм) пресной воды. В случае если выполнить замысел по расширению канала и выстроить новые шлюзы увеличенного количества, но действующие по классическим правилам, расход пресной воды обязан удвоиться.
Один из способов решить эту проблему — выстроить новые плотины и так создать новые водохранилища — влечет за собой неразрешимые неприятности. В случае если затопить новые территории, нужно будет переселять с насиженных мест не просто отдельных жителей, а целые районы, множество населенных пунктов, а это, со своей стороны, угрожает большими политическими осложнениями.
Еще во второй половине 90-ых годов двадцатого века делегация от управления каналом посетила шлюзы Хохенварте на Эльбе в Германии. В том месте они заметили готовое ответ собственной неприятности — вода, прошедшая через шлюз на протяжении подъемно-опускных работ, частично возвращалась назад для повторного применения. «Вот тут-то мы и сообщили себе: ‘Ага!’, — говорит Рауль Бростелла, капитан порта АСР. — Мы так как и в действительности можем повторно применять ту воду, которая в большинстве случаев сбрасывается в океан».
В соответствии с проекту, в то время, когда уровень в шлюзах будет понижаться, 60% сливаемой воды должно задерживаться в трех поверхностных бассейнах, соседствующих с каждой шлюзовой камерой. Эта вода будет употребляться для частичного заполнения шлюзовых камер при проходе следующих судов вверх по каналу. В следствии окажется так, что, не смотря на то, что в новые шлюзовые камеры будет вмещаться на 65% больше воды, чем вмещается в ветхие, неспециализированный расход воды должен быть на 7% меньше.
Помимо этого, управление канала собирается пара поднять уровень озера Гатун, в следствии чего покажется возможность каждый день расходовать лишних 2 млн. тысячь киллограм воды. Делая стремительные пометки в блокноте, Бенитез растолковывает, что, пропуская как и всегда через новые громадные шлюзы сходу по нескольку судов среднего тоннажа, возможно будет значительно разгрузить ветхие шлюзы, в которых на данный момент расходуется неадекватное количество воды. Но, даже в том случае, если обе магистрали необходимо будет запустить на полную катушку, «пропускная свойство каналов исчерпается раньше, чем наличные запасы воды».
Пускай лошадки отдохнут
Двустворчатые водозапорные ворота, применяемые в этих шлюзах, неподалеку ушли от тех, каковые в пятнадцатом веке Леонардо да Винчи зарисовал в собственных блокнотах, — легко два массивных щита, поворачивающихся на петлях, вмурованных в стены шлюза, и стыки, самоуплотняющиеся под давлением воды. Любая створка образовывает 19,5 м в ширину, 2,1 м в толщину и от 14 до 25 м в высоту. Самая массивная весит 730 тысячь киллограм.
Для профилактики и ремонта их нужно снять и перенести в сухой док — тут-то и приходится перекрывать одну из водных магистралей, что влечет за собой пробки, как в этом августе.
И в этом случае решение проблемы было обнаружено в Европе, где уже много шлюзов, талантливых пропускать суда типа «постпанамакс». К примеру, в бельгийском шлюзе Берендрехт в Антверпене использованы сдвоенные откатные шлюзовые ворота, расположенные в стеновых нишах. Ворота снабжены колесами и смогут выкатываться и перекрывать шлюзовую камеру.
Очень привлекательный момент в таковой конструкции — возможность превращения любой из ниш в миниатюрный сухой док, что разрешает проводить все нужные профилактические и ремонтные работы за створкой шлюзовых ворот. Сейчас шлюз будет перекрываться дублирующей створкой, так что перемещение по каналу не остановится ни на 60 секунд.
Уже в течение нескольких поколений пассажиры и моряки круизных судов с любопытством замечали, как по дорогам, проложенным над стенками шлюзов, нервничают маневровые электровозы, так именуемые «мулы». Они тащат за собой буксирные тросы, расставляя по местам шлюзующиеся суда. Чтобы манипулировать судами класса «постпанамакс», в новых шлюзах потребовалось бы задействовать от 12 до 16 «мулов».
Вместо этого решено возвратиться к простым буксирам — типа тех, каковые и по сей день обслуживают перемещение по каналу. Достаточно будет по одному такому буксиру на носу и на корме, дабы они бережно позиционировали суда в шлюзовых камерах.
Администрация канала выделяет, что собственный место ей видится в общем русле инженерной традиции. Исполнительный директор АСР Альберто Алеман Зубиета говорит: «В случае если взглянуть на данный канал глазами инженера, не утомишься удивляться, сколь богато было воображение создателей канала и сколь величественно дело их рук». Как он, так и другие должностные лица не устают повторять, что в сравнении с начальным постройкой их миссия, другими словами реконструкция канала, предполагает применение в далеком прошлом отлаженных разработок. «В случае если американцы смогли выстроить целый канал за десять лет, — говорит Зубиета, — то мы уж как-нибудь сумеем завершить данный проект лет за семь».
Полная реконструкция
- Карта будущего канала
К 2015 году новые каналы и шлюзы разрешат удвоить пропускную свойство данной магистрали.
Более половины из денег, выделенных на реконструкцию Панамского канала (в частности $3,35 млрд.), будет израсходовано на новые одномагистральные шлюзы при атлантическом и тихоокеанском входах, и на формирование новых каналов. Новые шлюзы должны не заменить, а дополнить существующую совокупность, создав условия для прохода больших танкеров и сухогрузов класса «постпанамакс».
Чтобы соединить эти шлюзы с уже существующими судоходными дорогами, нужно прорыть около 8 километров новых каналов. Сегодняшний фарватер, пролегающий через озеро Гатун, будет углублен на полтора метра и расширен с имеющегося минимума в 150 метров до 280 метров на прямых участках и 360 метров на поворотах.
Уровень озера Гатун поднимется на 45 сантиметров, что разрешит каждый день расходовать дополнительные 2 миллиона тысячь киллограм воды на работу шлюзов и даст дополнительную подстраховку на случай чрезмерно интенсивного применения магистрали. В течение ближайших семи-восьми лет планируется переместить 130 миллионов тысячь киллограм грунта — это более половины от того количества, которое тут перекопали французы и американцы за 43 года. Сухие землеройные работы иногда начинаются в этом году, строительство новых шлюзов должно начаться в 2008 году, а работы на озере Гатун — в 2011 году.
Третья магистраль. Модернизация
- Конструкция новых шлюзов разрешает экономить питьевую воду, которая остается сокровищем кроме того в тропической Панаме
Замыслы модернизации Панамского канала подразумевают создание двух новых трехступенчатых шлюзовых каскадов — один со стороны атлантического входа в равнинный участок, а второй — со стороны тихоокеанского входа. Не смотря на то, что новые шлюзы будут на 65% больше, чем действующие на данный момент, благодаря их новой конструкции с применением бассейнов рециркуляции расход воды в них окажется на 7% меньше, чем в ветхих. на данный момент любой проход большого судна свидетельствует сброс в Атлантический и Негромкий океаны приблизительно 200 000 тысячь киллограм пресной воды — для того чтобы количества хватило бы на 1−2 семь дней для обеспечения города с населением 250 000 человек.
Соседствующие с каждой шлюзовой камерой бассейны рециркуляции составляют по 420 и 70 метров в длину и ширину и по 5,4 метра в глубину. Самый большой в этом комплексе бассейнов расположен чуть ниже наибольшего уровня шлюзовой камеры, а самый низший — чуть выше минимального уровня в той же камере. Благодаря силе тяжести вода идет по трубам из этих бассейнов и из самого озера Гатун прямо в камеры шлюзов, заливая в каждую камеру по 420 000 кубов и поднимая суда на 9 метров всего за 10 мин..
В то время, когда шлюз трудится на спуск судов, клапаны раскрываются опять и 60% воды под действием силы тяжести возвращается обратно в бассейны. Вместо классических ворот, подвешенных на петлях, в шлюзах будут использованы парные откатные ворота, подобные тем, что установлены с 1885 года в шлюзе «Дэйвис Айлэнд» у Питтсбурга и успели за это время доказать собственную надежность. Эти ворота будут выкатываться из стенных ниш на тележках и закрывать проход в шлюзовую камеру.
Для обслуживания и ремонта нишу, в которой стоит створка ворот, возможно заглушить, сделав из нее что-то наподобие сухого дока, тогда как резервная створка будет продолжать работу. Так, ремонтные работы будут проводиться прямо на месте, а перемещение по каналу не затормозится.
Панамские патриархи. Ретроспектива
- Три поколения семьи главреда Popular Mechanics Джима Мэйгса — очевидцы истории канала
Эл Мэйгс, юный моряк, в 1913-м демобилизовавшийся из ВМФ, был в Панаме случайно, но был практически очарован самым грандиозным в мире строительным проектом. Для для того чтобы мастера, готового увлечься всем, что имеет хоть какое-то отношение к механике, Панама должна была показаться центром вселенной. Эл подрядился на установку механического оборудования и на пуск в эксплуатацию шлюзов Мира-флорес.
В 1914 году, в то время, когда строительство было завершено, Элу внесли предложение работу на уже действующем канале. Так Мэйгс остался в Панаме на 30 лет. В ноябре 2006 года Джим Мэйгс в первый раз в жизни посетил Панаму. «А. Джеймс Мэйгс, мой папа, появился в первой половине 20-ых годов двадцатого века у подножия одного из холмов.
Из этого видно места, где мой дедушка совершил всю собственную трудовую судьбу».
Жизнь в «территории канала», находящейся под управлением США, была похожим быт военной базы. «Это была колония квалифицированных работников, — говорил А. Джеймс Мэйгс о персонале. — Многие из дам приезжали ко мне, уже имея профессию учительницы либо медсестры. Мужчины были инженерами либо мастеровыми — машинистами, электриками, котельщиками. В старших классах у нас преподавали профессор .
Лучший комплимент, что возможно было отвесить человеку, это утверждение, что он хороший механик». А. Джеймс показывает на неуклюжий электровоз, катящийся по рельсам, каковые проложены по обе стороны шлюза. «Вот, — говорит он Джиму, — наследство еще с тех лет, в то время, когда тут трудился твой дедушка». В то время, когда судно проходит через доки, его тянут маленькие электровозы («мулы»). Локомотив, на что указал А. Джеймс, нес на себе не лебедки и запас тросов, а громадный подъемный кран.
Как раз Эл Мэйгс придумал, как ветхий паровой кран перевести на электротягу, и смонтировал его на одном из локомотивов. В следствии данный кран стало легко гонять на протяжении всех шлюзов из финиша в финиш. Папа Джима также не мешкал с вступлением в клан «хороших механиков».
В 18 лет он отправился учеником слесаря-станочника в мастерские Бальбоа, подчинявшиеся отделу механики в работе эксплуатации канала. Шел 1939 год. «В случае если происходила авария на каком-нибудь судне, у нас нет времени было отправлять за запчастями, — говорит он. — Все делали собственными руками».
Но, значительно лучше А. Джеймс запомнил не работу, а людей, каковые ее делали. «Эти парни не блистали формальным образованием, — вспоминает он, — но имели возможность легко просматривать чертежи и делать сложные вычисления. То, что для них было пустяком, сейчас точно поставит в тупик любого школьного выпускника».
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№53, март 2007).
<
h4>