На некоторых буксирах-толкачах рубка может подниматься и опускаться, это облегчает обзор выше расположенного на баржах груза и одновременно обеспечивает свободный проход под мостами. Буксиры-кантовщики имеют увеличенные эластичные отбойные и кранцевые устройства для смягчения ударов при соприкосновении с бортами других судов.
В отличие от прочих видов судов для буксира одной из важнейших характеристик является не скорость, а тяга или упор, то есть сила, с которой он может воздействовать на передвигаемое судно.
Район плавания в значительной мере определяет конструктивные особенности буксиров, их размеры, мореходность, автономность, оснащение связным и навигационным оборудованием.
Существуют океанские, морские, смешанного плавания река-море, прибрежного плавания, рейдовые, портовые, а также для плавания во внутренних водах, речные и озерные, предназначенные для эксплуатации в обычных или ледовых условиях.
По назначению буксиры делятся на:
Линейные – обслуживающие достаточно протяжённые линии и буксирующие по ним несамоходные суда (баржи), плоты и другие плавучие сооружения.
Портовые или рейдовые буксиры-кантовщики – обслуживающие порты и рейды.
Буксиры-толкачи – предназначенные для транспортировки барж методом толкания.
Буксиры-спасатели – предназначенные для оказания помощи аварийным и терпящим бедствие судам.
Эскортные – для эскортирования и проводки крупнотоннажных судов.
Шлюзовые – обслуживающие шлюзы.
Буксиры-плотоводы – для проводки плотов по рекам.
Пожарные буксиры – предназначенные для тушения пожаров, и другие.
Буксиры не всегда соблюдают свое назначение и часто могут выполнять несколько функций. Например, портовые и рейдовые буксиры имеют на борту дополнительные средства спасения и пожаротушения и способны выполнять в порту функции буксиров-спасателей, а эскортные буксиры – выполнять работу буксиров-кантовщиков.
По типу главного двигателя буксиры в настоящее время относятся к классу теплоходов, обычно используется один или два дизеля.
По типу движителя буксиры могут быть одновинтовые, двухвинтовые, с обычными винтами или винтами регулируемого шага (ВРШ), с винторулевыми колонками (азимутальные), с крыльчатыми или водомётными движителями. Для получения хороших тяговых характеристик на буксиры стремятся устанавливать гребные винты относительно большого диаметра, а также применять кольцевые направляющие насадки. Двухвинтовая схема, кроме того, позволяет значительно улучшить маневренность, с этими же целями насадки нередко делают поворачивающимися в горизонтальной плоскости. Винты регулируемого шага позволяют ещё более повысить эффективность работы на разных скоростных режимах, а также дают возможность производить быстрый реверс тяги без изменения направления вращения, это свойство также полезно и при работе в ледовых условиях.
Буксиры-кантовщики являются самым многочисленным видом буксиров. Бывают портовые и рейдовые, они применяются во всех оживленных портах в гаванях и на верфях, где используются для обеспечения швартовки, транспортировки и прочей работы, в крупных портах их количество исчисляется десятками. Буксир-кантовщик имеет сравнительно небольшие размеры, водоизмещение обычно не превышает 400 тонн, мощность от 200 до 2000 л. с., скорость 10–15 узлов, автономность плавания небольшая, так как все задачи выполняются в прибрежной зоне, экипаж буксира 2–4 человека.
Буксиры-спасатели. Самыми крупными из этого класса буксиров являются океанские буксиры. Это многофункциональные суда, с большой автономностью и неограниченным районом плавания, оснащённые различным оборудованием, позволяющим вести поиск и спасение судов и людей в открытом море, оказывать медицинскую помощь, тушить пожары, осуществлять ремонтные и водолазные работы, подавать на другие объекты тепло и электроэнергию, собирать нефтепродукты и тому подобное.
Толкачи-буксиры и толкачи в настоящее время широко распространены во внутренних водах, на реках, водохранилищах и озерах. Толкачи приспособлены для транспортировки несамоходных судов – барж, секций, лихтеров методом толкания. Для этого в носовой части толкача и в кормовой части баржи предусматриваются специальные упоры и сцепы. Толкач может одновременно толкать несколько барж, из которых формируется состав. Толкачи-буксиры, в отличие от толкачей, имеют также приспособления и для буксировки. Мощность толкачей и толкачей-буксиров варьируется в диапазоне от 100 до 10 000 л. с. в зависимости от характеристик водного пути, грузоподъёмности толкаемых составов, под которые они рассчитаны, специализации (линейные, шлюзовые, рейдовые и др.).
Наша планета покрыто водой примерно на 70 процентов. Три четверти океанов имеют глубину более 800 метров. Этот неведомый мир бесконечных морских глубин составляет 90 процентов обитаемого пространства планеты. В этой вечной темноте обитают странные формы жизни. Лишь несколько десятилетий назад считалось, что жизнь на таких глубинах невозможна, а уже сегодня ученые полагают, что первая жизнь появилась на дне океана. Энергия, ресурсы, пища и даже климат находятся под влиянием океанов.
С развитием мореплавания стали развиваться науки, которые накапливали и систематизировали всю информацию о водной среде. На карты наносились рифы и мели, острова и течения, проливы и господствующие ветры. Изучались вопросы переселения народов с материка на материк и т. д. И хотя океан был огромен, а исследовательская техника примитивна, все-таки ученые проделали большую работу.
Появление научно-исследовательских судов значительно облегчило человечеству задачу по изучению океанских глубин. С их помощью ученые ведут исследования океанов и морей.
К научно-исследовательскому судну (НИС) или экспедиционному судну относится морское, озерное или речное судно, используемое для исследования земли, водных масс, биомасс, дна, атмосферы Земли и космического пространства. НИС не только строятся по специальному проекту, но и переоборудуются из кораблей или судов другого назначения.
В оборудование современных океанографических судов обычно входят тросовые барабаны (составная часть глубоководной якорной лебедки), приспособленные для наматывания километров якорного троса. С их помощью ученые измеряют температуру и соленость океанских вод, фиксируют различные течения, плотность фауны и флоры и т. д. Кроме того, в оборудование включают глубинные тралы, лебедки, эхолокатор и гидролокатор. Есть на суднах специализированные мастерские, вертолетные площадки и установки для запуска исследовательских ракет. Но основой всего оборудования являются бортовые лаборатории, в которых обобщается и анализируется весь полученный в результате исследований материал.
Начало специальным океанологическим экспедициям на судах было положено в XIX веке. 21 декабря 1872 года английское паровое судно «Челленджер» – деревянный корвет водоизмещением в 2306 тонн – отправилось из порта Портсмут в Англии в первую кругосветную океанологическую экспедицию. Этой экспедицией, в которой участвовали 6 ученых-мореведов, руководил известный океанолог Уайвилл Томсон.
Начало советского экспедиционного флота начиналось с «Персея». Его построил в 1922 году замечательный ученый-моряк И. И. Месяцев для Плавучего морского института, созданного на Крайнем Севере. Под его руководством небольшое судно, водоизмещением 550 т было переоборудовано из деревянной зверобойной шхуны. «Персей» предназначался для исследований Баренцева моря. Исследования, проводимые на этом корабле, сыграли особенную роль в первых советских океанографических экспедициях.
По проекту немецкого ученого Альфреда Мерца в 1925 году оснастили германскую атлантическую экспедицию, которая отправилась в плавание на ставшем впоследствии знаменитым гидрографическом судне «Метеор». Ученые первыми произвели систематические промеры районов Атлантики, лежащих в стороне от судоходных путей. Главной же их задачей было исследование физико-химического строения и динамики водных масс Южной Атлантики.
Помимо специальных сооружений внушительных размеров, на «Метеоре» находилось множество небольших, но очень важных приборов: глубоководные опрокидывающие термометры и барометры, кислородные и температурные зонды, а также зонды для определения солености, батитермографы, измерители скорости течений, волнографы, приборы для взятия проб грунта, планктонные сети и т. д.
Однако ученые всего мира понимали, что одно, даже оснащенное самым ультрасовременным оборудованием, экспедиционное судно не в состоянии на должном уровне изучить океан. Лишь целые флоты плавающих лабораторий, расположенных на определенных расстояниях друг от друга, способны провести синхронные измерения и разведку водных просторов.
В результате был организован III Международный геофизический год с 1 июля 1957 по 31 декабря 1958 (18 месяцев), в течение которого моря бороздили 60 научно-исследовательских судов из разных стран, но подчинялись они единому научному руководству.
В работах по плану Международного геофизического года приняло участие одно немагнитное судно, т. е. судно, в конструкции которого не было ни одного железного гвоздя. Это была отечественная парусная шхуна «Заря». При ее строительстве использовали только медь, дерево и бронзу. Перед данным специализированным судном стояла задача составить новые точные магнитные карты Земли.
В Советском Союзе в 1957 году построили научно-исследовательское экспедиционное судно «Михаил Ломоносов» на базе проекта грузового парохода водоизмещением 5960 т. Оно было специально спроектировано для проведения работ по программе III Международного геофизического года.
«Михаил Ломоносов» также корабль для широкого комплекса исследований, но в этом комплексе и в оборудовании его лабораторий преобладает физическая океанография. Длина этого судна 102,4 м, водоизмещение 5960 г, имеется 16 лабораторий, экипаж состоит из 70 человек, научно-экспедиционный состав 65 человек. Для обработки собираемой информации «Михаил Ломоносов» имеет на борту счетно-вычислительную машину.