Крыловский центр: наши методики модельных испытаний уникальны
Свои достижения в области освоения Арктики, а также экспериментальную базу представил на I Санкт-Петербургском Арктическом конгрессе ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (КГНЦ), сообщает 3 марта корреспондент ИА Красная Весна.
Конгресс, завершивший работу 2 марта, ставил целью объединение компетенций различных регионов для освоения Арктики. Заместитель генерального директора КГНЦ Олег Тимофеев выступил с докладом «Инновационные морские технологии — основы эффективного развития Арктики». Он отметил, что предприятие является центром развития арктических и антарктических технологий в области судостроения и шельфовой техники, причем речь не только о морской, но и о береговой составляющей. Тимофеев подчеркнул, что все технические решения для Арктики должны учитывать чрезвычайную ранимость этого региона в экологическом плане.
Центр является одним из двух мировых центров развития морской науки и проводит исследования по таким дисциплинам, как гидроаэродинамика, ледотехника, исследование прочности конструкций, энергетика, электротехника, акустика, магнитные поля. Некоторые из 100 стендов, входящих в состав центра, нигде больше в мире не встречаются. Из 300 кандидатов наук и более 60 докторов наук, которые работают в центре, есть всемирно известные специалисты в своей области. Представитель центра рассказал о некоторых проектах, как уже реализованных, так и находящихся в разработке.
Большой опыт действий совместно с конструкторским бюро и заводами Крыловский центр приобрел в области строительства дизельных ледоколов. Так, в 2017 году был сдан третий ледоколол проекта 21900М, все три ледокола уже эксплуатируются. Одним из текущих проектов центра является совместное с ЦКБ «Айсберг» проектирование и научная поддержка самого мощного ледокола в мире — ледокола «Лидер» мощностью 120 МВт. «В мире нет аналогов таких ледоколов, какие строит наше судостроение», — сказал Олег Тимофеев.
Он привел примеры разработки шельфовой техники, в которой участвовал центр. Это концептуальное и техническое проектирование стационарного отгрузочного Варандейского терминала, морской ледостойкой платформы «Приразломная», самоподъемной буровой установки «Арктическая», полупогружных установок «Полярная Звезда» и «Северное сияние».
Примерами концептуальных проектов, основанных на разработках центра, являются доведенные до технического уровня проекты для газового месторождения Штокмановское в Баренцевом море, для месторождений Обско-Тазовской губы и других месторождений на арктическом шельфе. Центр запатентовал концептуальный проект дрейфующей платформы «Северный полюс», который позволит отказаться от довольно рискованных и опасных дрейфующих станций.
Кроме того, Крыловский центр участвует в логистических исследованиях. Олег Тимофеев подчеркнул, что морская логистика в Арктике отличается от традиционной континентальной — требуется учитывать переменчивые ледовые условия, особенности ледокольного флота. Совместно с санкт-петербургскими компаниями создан электронный комплекс по логистике, базирующийся на спутниковой связи для получения информации об актуальной ледовой обстановке, прогнозе погоды и других данных, поступающих из Института Арктики и Антарктики. На основе полученных данных комплекс прогнозирует развитие ледовых образований и дает рекомендации по времени проведения различных операций, в том числе по управлению ледокольным флотом. Впервые этот комплекс был испытан применительно к платформе «Приразломная», где показал свою эффективность.
В настоящее время КГНЦ занимается разработкой первой электрической движительно-рулевой колонки, опытный экземпляр которой должен быть поставлен в конце 2019 года.
Олег Тимофеев привел удачные, на его взгляд, примеры вложения бюджетных денег в развитие центра. Так, в 2014 году в эксплуатацию был введен тренажерный комплекс для подготовки судоводителей, а также самый современный в мире ледовый бассейн центра. Всего в мире насчитывается 15 ледовых бассейнов, из них активно работают не более трех–четырех.
Начальник сектора исследований ледотехники Алексей Добродеев на экскурсии по экспериментальной базе центра рассказал, что опытовый ледовый бассейн предназначен для определения ледовых нагрузок на морскую технику и ее поведения в заданных ледовых условиях.
Испытания проводят на модели, которую буксируют с заданной скоростью с помощью буксировочных тележек. В чаше бассейна (100х10 м) моделируется ледяной покров с необходимыми характеристиками, уменьшенными в соответствии с размером модели.
Важной особенностью бассейна является наличие подводных иллюминаторов, с помощью которых можно увидеть процесс взаимодействия корпуса судна со льдом.
По результатам испытания тяговых характеристик судна на чистой воде и по ледовому сопротивлению, измеряемому с помощью фиксируемого на модели динамометра, определяется ледопроходимость судна и даются рекомендации к изменению модели. После оптимизации формы корпуса судна снова проводятся испытания. Полный цикл испытаний длится около месяца. Сравнение результатов экспериментов в бассейне с натурными испытаниями в реальных условиях после постройки судна показывают сходство на достаточно высоком уровне.
По словам Алексея Добродеева, ледовый бассейн не простаивает. 80% времени занимают сами модельные испытания, 20% — их подготовка — моделирование льда (которое составляет ноу-хау центра), формирование искусственного дна, установка датчиков.
Сотрудники КГНЦ подчеркнули, что уникальность испытаний, проводимых специалистами ФГУП «Крыловский ГНЦ», заключается не в самом бассейне. Бассейн построить технически сложно, но можно. Главное заключается в методиках эксперимента, созданных благодаря большому опыту проведения испытаний, в том числе и в старом опытовом бассейне. Причем есть богатый опыт исследования не только судов, но и платформ, а также других инженерных сооружений. Например, именно здесь испытывались опоры Крымского моста.
Всего в КГНЦ несколько бассейнов. Кроме ледового бассейна гостям I Санкт-Петербургского арктического конгресса показали Маневренный бассейн, в котором изучают воздействие на суда и морские сооружения ветра, течений и волнения. Испытания также проводят с помощью моделирования. Специальные устройства — волнопродукторы — позволяют создать волнение, возможное в любой точке мирового океана. Начальник отделения гидроаэродинамики Вячеслав Магаровский сообщил, что за год в бассейне проходит порядка 50 модельных испытаний.
Тренажерный комплекс Крыловского центра позволяет моделировать морские операции любой сложности в любых погодных условиях. Благодаря моделируемому изображению, находящиеся на тренажере люди не только видят впереди реальное пространство, как его видит наблюдатель в какой-либо конкретной акватории с конкретного судна, но и физически ощущают даже качку судна.
Начальник тренажерного комплекса Александр Проняшкин подчеркнул, что в КГНЦ есть большой объем информации по маневрированию судов, их гидродинамическим качествам, в том числе и с бассейновых испытаний, поэтому можно моделировать поведение судна, в том числе в конкретной обстановке. Моделирование позволяет проектантам увидеть, как судоводитель будет управлять судном, и что надо изменить для эффективности и безопасности. А судоводители могут обучиться управлять конкретным судном. Сейчас совместно с ГУМРФ им. С. О. Макарова КГНЦ ежегодно готовит примерно 200 судоводителей, в частности — для швартовки и отгрузки к платформе «Приразломная», к терминалу «Ворота Арктики», для работы в других акваториях.
Директор Крыловского центра Владимир Никитин на пленарном заседании конгресса сообщил, что уникальная экспериментальная база КГНЦ загружена не полностью. Он выразил надежду на то, что арктические проекты позволят использовать возможности центра целиком.
Напомним, что I Санкт-Петербургский арктический конгресс прошел 2 марта в ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Представители органов власти, вузов и предприятий, чья деятельность связана с освоением Арктики, обсуждали пути объединения усилий всех регионов в реализации проектов развития арктической зоны.
