Россия может выходить на международный рынок с уникальными разработками и услугами. Таковы итоги исследований и достижений за последние пять лет, подведенные Крыловским государственным научным центром в год празднования своего 120-летия.

Восьмого марта 1894 года принято считать днем основания Крыловского центра. Именно в этот день на острове Новая Голландия в Санкт-Петербурге начал работу Опытовый бассейн Морского ведомства Российской империи. Подобных испытательных лабораторий в мире было лишь шесть. В России лаборатория стала первой экспериментальной площадкой судостроения, с которой несколько столетий связаны прорывные решения русского кораблестроения.

По словам заместителя генерального директора ФГУП «Крыловский государственный научный центр» Олега ТИМОФЕЕВА, последние пять лет стали для института знаковыми — после тяжелых 90-х и последующих непростых первых лет нынешнего столетия он, наконец, «смог вздохнуть полной грудью». Федеральное финансирование позволило кардинально переоснастить исследовательскую базу легендарного научного центра кораблестроения страны. Львиная доля заказов поступает институту от Министерства обороны, однако Олег Тимофеев предпочитает делать акцент на достижениях в проектировании гражданской морской техники.

Напомним, что в конце 2000-х годов принята федеральная целевая программа «Развитие гражданской морской техники» на 2009–2016 годы, которая включает семь основных блоков, в том числе «Освоение шельфа», «Судостроительное производство», «Судовое машиностроение и энергетика», «Судовое приборостроение», «Системные исследования». Особое внимание уделено вопросам формирования «научного задела» — теоретическим и экспериментальным исследованиям по созданию перспективной морской техники, а также исследовательскому проектированию и разработке концептуальных проектов морской техники (технологическое направление «Новый облик»).

Освоение шельфа

В связи с активностью России на арктическом шельфе институту пришлось осваивать новое для себя направление, связанное с добычей углеводородов в экстремальных условиях. Цена вопроса и сложность таких добывающих комплексов зачастую превышает стоимость атомной подводной лодки, и такие проекты требуют знаний, которые поначалу «собирали по всему миру».

Так, например, был создан стеклопластиковый райзер (гибкая глубоководная труба протяженностью до 2 км, которая соединяет подводный добывающий комплекс с платформой). Ученым удалось создать сборные стеклопластиковые трубопроводы, которые по своим характеристикам в разы превосходят зарубежные аналоги: по повышению деформативности — в 3,5 раза, по долговечности — в 1,7, по вибропоглощению — в 7 раз. При этом они стоят на 15% меньше по сравнению с титановыми и гибкими металлополимерными райзерами.

Сложившийся дисбаланс между импортной и отечественной техникой и оборудованием в этом секторе нефтегазовой отрасли может быть преодолен за счет научного задела, созданного российскими институтами, утверждает Олег Тимофеев.

В одном из отделений Крыловского центра создана установка, позволяющая в натурных условиях испытывать элементы подводных трубопроводов на внешнее давление, растяжение-сжатие, изгибы и так далее. До недавнего времени такая установка была только в Канаде. Теперь и Россия может выходить на международный рынок с такими исследованиями и услугами.

Другое важнейшее направление, связанное с освоением шельфа, — создание ледоколов нового типа. Северный морской путь должен стать круглогодичной международной магистралью, успешность которой может обеспечить только высокий уровень безопасности ледовой проводки крупнотоннажных судов. Это требует прокладки значительно более широкого ледового канала — от 28–30 м (что обеспечивается существующими атомными ледоколами) до 50–60 м. И такой ледокол предложен. Он способен создавать во льду канал требуемой ширины, обеспечивать необходимые показатели ледовой ходкости, управляемости и прочности ледоколов. Разрабатывается нормативная база для создания ледоколов этого типа.

Еще одно направление, которое интенсивно развивается во всем мире, но является новым для Крыловского центра, — тренажерный комплекс для подготовки экипажей обитаемых подводных аппаратов и персонала, управляющего необитаемыми аппаратами, при выполнении подводно-технических работ по контролю состояния и ремонту основания платформы и подводных систем, на чистой воде и во льдах.

Также создан и успешно эксплуатируется тренажерный комплекс для надводной техники — для отработки методологии таких сложных и нетиповых работ, как буксировка в различной ледовой обстановке и выполнение монтажных работ, подход к платформе и погрузо-разгрузочные операции, ликвидация аварийных ситуаций. Уже поступают коммерческие заказы на использование этих тренажеров.

Институт традиционно является одним из лидеров развития ледотехники: здесь проводится изучение взаимодействия различных сооружений со льдом, новые исследования в области конструкций платформ и ледоколов.

Уже около трех лет в Крыловском центре работает суперкомпьютер. Он позволяет заменять некоторые модельные и даже натурные испытания. Эта технология требует нового уровня знания вычислительной техники, самой тематики. С ней работают молодые исследователи.

Новый облик

Западные санкции против России коснулись и глубоководного бурения. Это вынудило нефтегазовые компании повернуться лицом к отечественным разработчикам. Ведутся переговоры, ученые Крыловского центра предлагают различные варианты концепции нового типа разведочной буровой установки.

Одной из особенностей российского побережья Арктики является мелководье. При этом сезон открытой воды, подходящий для бурения, очень короткий (3–4 месяца). Единственная плавучая погружная буровая установка «Обская», работающая в этих условиях, далека от совершенства. Задачу предстоит решить ученым института.

Практически разработан технический проект разведочной платформы, имеющей транспортную осадку всего 1,6 м. Установка позволит бурить в слабых грунтах, на глубинах от 3 м до 21 м. Другое радикально новое предложение — буровая платформа на воздушной подушке, позволяющая организовать бурение в прибрежных районах арктического шельфа с предельно малыми глубинами (от 0 до 3–4 м), в местах, где установки других типов не могут быть использованы из-за ограничений по осадке. Буровая платформа на воздушной подушке также может использоваться для работы в труднопроходимых районах болотистой тундры и со льда установившегося берегового припая.

На сегодня в институте и смежных организациях создано несколько десятков новых концептуальных проектов. За время реализации программы изменилось само наполнение термина «концептуальный проект». Сегодня комплект документации этого этапа работ доходит до 200 документов. Это — глубокая проработка, которая показывает не только техническую реализуемость предлагаемого объекта, но и оценивает экономику, позволяет выбрать технологию, обеспечивает переход к техническому и рабочему проектированию.

Судовое машиностроение и энергетика

В институте традиционно ведутся работы в направлении развития ядерной энергетики, радиационной безопасности. С интеграцией в состав Крыловского центра ЦНИИ судовой электротехники новым стало направление исследований в нише создания электротехнических генераторов, их использования в подводной и надводной технике, разработки технологии судовых гибридных электроэнергетических установок мощностью 250–2500 кВт на основе высокотемпературных электрохимических генераторов. Их применение позволит до 70% увеличить КПД топлива в энергоустановках судов малого и среднего тоннажа. При этом количество выделяемых продуктов сгорания — ниже перспективных норм для двигателей внутреннего сгорания.

Предстоит решить и такую задачу как дальнейшее использование газовых турбин в морской технике — это всегда было проблематичным. Учеными предложены технические решения изготовления нового поколения высокоэффективных систем для очистки морского воздуха, поступающего в газотурбинные энергетические установки. Система обеспечивает очистку воздуха от солей морской воды до показателя 0,01 мг соли/кг воздуха, от твердых частиц — до 0,3 мг пыли/кг воздуха. Конструкция системы очистки обеспечивает ее эксплуатацию при температурах очищаемого воздуха от +50 °С до -25 °С.

Системные исследования и развитие научно-экспериментальной базы

Чтобы устранить одно из препятствий при выходе страны на международный рынок кораблестроения — несовместимость нормативных баз, — ведется работа по гармонизации технических требований, правил и норм в судостроении Российской Федерации с международными и европейскими стандартами.

В течение последних лет огромные средства выделялись на капитальное строительство и техническое перевооружение научно-экспериментальной базы Крыловского центра. Это позволило модернизировать уникальные экспериментальные установки. В 2014 году ввели в строй Ледовый опытовый бассейн — самый оборудованный в мире из подобных сооружений. Важно отметить, что там работают специалисты, которые владеют всеми существующими на сегодня современными методиками.

Когда-то «узким местом» научного центра было изготовление моделей. Сейчас модельное производство практически удвоило свою мощность: до 120–150 моделей в год. Заканчивается монтаж покрасочной камеры.

Завершается строительство ландшафтной аэродинамической трубы — это совершенно новый для России сектор рынка: продувка зданий и целых кварталов, мостов и т. д. В мире пока только четыре таких устройства — в Японии, Китае, Дании и США. До сих пор, если возникала необходимость «продуть» мост, наши проектировщики вынуждены были обращаться к датчанам. Теперь на повестке дня — задача расширить отечественный спрос на эту услугу.

В 2015–2016 годах откроется опытно-экспериментальная площадка в Ломоносове, где на новом уровне можно будет проводить исследования в области электротехники, причем, не только судовой.

Один из самых ожидаемых новых объектов — универсальный оффшорный бассейн: маневренно-мореходный и оффшорный бассейн с глубоководной ямой, подъемным дном, системой моделирования течений со стратификацией скорости и направления по глубине, системой моделирования ветра. Это позволит одновременно моделировать все воздействия на исследуемый объект — и волнения, и ветра, и течения. Аналогичный бассейн в Европе есть только у голландцев.

Ирина Кравцова

Поздравляем ФГУП «Крыловский государственный научный центр» со 120-летием!

Многолетние, начавшиеся буквально с первых лет существования журнала партнерские отношения с Крыловским научным центром очень дороги нам, и, надеемся, специалисты института еще не раз выступят на страницах «Морского бизнеса» и как авторы интереснейших статей, и как эксперты по самому широкому кругу тем, касающихся отечественного и мирового судостроения.

С юбилеем!

Редакция журнала «Морской бизнес Северо-Запада»