Говязина Екатерина Юрьевна
конструктор 2 категории АО «ПСЗ «Янтарь»,
член Союза молодых инженеров России,
сотрудник отделения по исследованию и разработке
перспективных индустриальных технологий Союза МИР

Кладов Кирилл Владимирович
начальник Проектного бюро АО «ПСЗ «Янтарь»,
член Союза молодых инженеров России,
сотрудник отделения по исследованию и разработке
перспективных индустриальных технологий Союза МИР

 

В последнее время можно уловить тенденцию быстрого развития беспилотных автоматизированных машин в разных отраслях промышленности, как в России, так и за рубежом. И судостроительная отрасль не является исключением.

Однако проектирование, распространение электродвигателей и аккумуляторных батарей, а вместе с ними движительных комплексов на электрической тяге в России происходит крайне медленно. Сейчас механизмы с обслуживающими системами занимают достаточно большие полезные объемы, не позволяя задействовать их, без увеличения мощности ГЭУ и габаритов судна. Как следствие, повышается стоимость проекта.

Первой опытной модификацией решения данной проблемы будет проект, к которому проявили интерес представители Министерства промышленности и торговли Российской Федерации – это маломерный беспилотный катамаран, спроектированный для выполнения разнообразного спектра задач, от грузоперевозок до применения в военных целях – «Акватория-16».

 

Для обслуживания и подзарядки, а также эффективной работы, разрабатываемая экосистема изделия, шифр «А-16» (прим.: далее «А-16») будет предусматривать применение УПС (универсальную подзарядную станцию) «Омега-17». Отдельно отметим,  что разрабатываемая станция универсальна, способна обслуживать и подзаряжать электроэнергией не только «А-16», но и различные суда. Одна из задач УПС — решать существующие проблемы выбросов в атмосферу, а также снизить стоимость строительства судов прибрежного и внутреннего плавания, за счет применений электрических ЭУ. Концептуальный проект УПС, представленный в данной статье, предполагает обслуживание различных типов судов. Использование «Омега-17» совместно с «А-16» позволяет нам изменять архитектурно-конструктивный тип платформы, в зависимости от выполняемых задач и обслуживаемых судов, то есть: уменьшать габариты, варьировать объемы надстройки, количество оборудования, главных и вспомогательных механизмов или сделать УПС однокорпусной.

 

Главные размерения и характеристики одного из вариантов «Омега-17» представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Главные размерения и характеристики «Омега-17»

Наименование

 

Обозначение Величина, м
Полная длина платформы L 50
Полная ширина платформы B 24
Длина бухты Lб 30
Ширина бухты Bб 10
Высота основного корпуса Н 5
Высота надстройки Нн 5
Ширина одного поплавка Вп 7
Емкость аккумуляторных батарей 2 МВт*ч
Емкость солнечных батарей 30 кВт*ч

 

Платформа будет представлять гибрид (в форме «подковы») однокорпусного в носу и двухкорпусного судна в корме (двух «поплавков») с удлиненным полубаком и ходовой рубкой в носовой части (см. рисунок 1.1, рисунок 1.2). На главной палубе поплавков будут организованы пункты обслуживания судов, посты контроля грузовых операций, которые в будущем могут быть заменены роботизированной системой управления, и солнечные панели. Последними будет оборудована верхняя часть надстройки, суммарной площадью 250 м2, общей мощностью 30 кВт*ч. Получаемая энергия будет расходоваться на работу бытового оборудования, судового освещения, судовых механизмов, а также запасаться в аккумуляторных батареях.

В основном корпусе поплавков будут находиться два МО, помещение ВРК и служебные помещения.

На главной палубе в носовой части будут располагаться: помещение якорно-швартовых операций, жилой модуль со служебными, общественными и санитарно-бытовыми помещениями. На палубе полубака будет находиться ходовая рубка, в которой будет расположен пункт управления и контроля всеми системами судна (в том числе системой динамического позиционирования судна).

Цистерны пресной и сточных вод, балластные цистерны будут располагаться в двойном дне и пространстве основного корпуса под главной палубой.

Рисунок 1.1 – Эскиз «Омега-17» №1, Вид сзади на «Омега-17»

На главной палубе в районе миделя по бортам будут располагаться служебные, санитарно-бытовые помещения, по коридорам можно будет спуститься в МО каждого поплавка, не выходя на открытую часть главной палубы.

Рисунок 1.2 – Вид на «Омега-17» сбоку (изометрия)

 

На палубе бака в районе миделя по Пр.Б будет находиться пост управления грузовыми операциями. Крановое оборудование будет представлено двумя кранами. Краны позволят поднимать малые суда на борт, для транспортировки их в случае серьезной поломки, либо для экономии заряда при доставке к месту работы.

Также краны будут выполнять различные погрузочно-разгрузочные работы. Например, при выходе из строя какого-либо прибора (механизма), при невозможности захода в порт или починки его силами команды, на станцию может быть доставлен новый — для последующей погрузки и установки его на судно. В отношении изделия «А-16», краны будут применяться при смене надстроек моделей изделия, которая будет происходить в автоматическом режиме. Рядом с кранами будут находиться специальные боксы, через которые будет происходить подзарядка судов. Подзарядка будет происходить с автоматической подачей кабеля.

Отдельно стоит сказать о системе автоматического интеллектуального позиционирования, которой будет обладать «Омега-17». Система будет отвечать за местоположение станции и корректировать его в пределах определенного радиуса.  Передавая сигнал по защищенным каналам всем автономным судам, благодаря САИП «Омега-17» будет иметь возможность сама подойти к судну, если оно будет находиться в радиусе 50 миль от области начального позиционирования. При стыковке судна к платформе, она будет заносить данные, которые будут доступны для считывания другими судами, о зарезервированном времени обслуживания плавсредства и наличии мест для обслуживания.

В концептуальном проекте предусматривается создание гибридной энергосистемы, состоящей из дизель-генераторов, аккумуляторных батарей и преобразователей, ГРЩ, солнечных панелей.

На «Омега-17» будут установлены два дизель-генератора, вырабатывающие энергию совместно с солнечными панелями. Аккумуляторные батареи, состоящие из так называемых упаковок – 312 шт., по 6,5 кВт*ч общей мощностью 2 МВт*ч в каждом поплавке при напряжении 600 В постоянного тока. Электрогенераторы на борту платформы производят только необходимое на момент обслуживания судна количество энергии и распределяют его между потребителями — судами.

Пропульсивная система (прим.: фирма SCHOTTEL) представляет собой комбинированный привод из электрического азимутального движителя и винторулевой колонки (см. рисунок 1.3).  Два кормовых ВРК и один носовой. Электрические азимутальные движители в сочетании с системой управления энергообеспечением электроприводов повышают эффективность пропульсивных систем и снижают расход топлива.

Рисунок 1.3 – ВРК

Подключенные генераторы, работая в оптимальном режиме, в сочетании с комбинированным приводом SCHOTTEL (SCD) дают высокий гидродинамический и механический КПД и повышают экономичность всей системы, разработанной и применяемой на «Омега-17» в целом.

Выбор системы SCD обусловлен рядом преимуществ, во-первых, в отличие от других доступных систем двигатель в SCD вертикально интегрирован в опорную трубу, и поэтому обводы SCD очень компактны, что дает возможность оптимизировать наружную обшивку подводной части корпуса. Во-вторых, SCD прост в установке и обслуживании.

«Омега-17» имеет большой потенциал в использовании, в том числе и за счёт универсальности платформы и возможных вариаций. Немаловажным моментом является то, что размещение УПС в районах с большим числом солнечных дней в году обеспечит полный отказ от использования на платформе дизель-генераторов
за счет увеличения количества солнечных батарей. Появится возможность разместить на «Омега-17» гидростанцию, которая будет вырабатывать энергию благодаря движению воды.