От слов об инновациях – к делу!
Зеленодольский тримаран – уникальный в мировой практике корабль

Судно мониторинга окружающей среды водоизмещением 900 т.

Во второй половине ХХ века перед надводными кораблями были выдвинуты новые тактические, технические и эксплуатационные требования. Особенно обострилась проблема мореходности. Положение усугубилось существенным ростом энерговооруженности кораблей и соответственным увеличением объемов энергетических установок. Увеличились также состав и сложность систем вооружения. Возросли требования к скрытности и защищенности кораблей. Усложнение технических средств увеличило пожароопасность судов.

Станислав РУДЕНКО

 

Как показала практика, комплексное решение этих разнородных проблем на основе традиционной архитектуры однокорпусных судов труднореализуемо. Возможности их практически исчерпаны. В наибольшей мере это относится к небольшим и, следовательно, недорогим кораблям массовой постройки, у которых весьма ограничены характеристики поперечной остойчивости, мореходности, обитаемости, воздушной и подводной шумности, возможности размещения механизмов, оборудования, пожарозащищенности, технологичности постройки и т.д.

Решением возникших проблем в рамках однокорпусного корабля было значительное увеличение размеров и водоизмещения судов и кораблей. Это достигалось дорогой ценой: увеличением стоимости постройки, эксплуатации и ремонта судов и кораблей. Увеличение размеров кораблей не поспевало за стремлением заказчиков напичкать корабль техническими средствами и другими видами полезных нагрузок. Теснота и ограниченная мореходность однокорпусных кораблей стали традиционными.

Их зачинателем следует считать библейского Ноя, который натолкал в свою посудину «всякой твари по паре». А особая мореходность ему и не была нужна, так как он решал сугубо ограниченную задачу – как можно быстрее выброситься на гору Арарат, а не плавать долго по бурному морю.

С тех пор кораблестроение так и шло по традиционному пути Ноя, только корабли становились все больше, все сложнее и дороже, хотя их задача в корне изменилась: не добираться до горы Арарат, а долго работать в штормовых морях. Мореходность этих кораблей так и остается дефицитной.

В отличие от европейских кораблестроителей полинезийцы для качественного улучшения мореходности своих лодок тысячу лет назад догадались прикрепить к их бортам два бревна. Так появился тримаран – новый архитектурно-конструктивный тип судна, с помощью которого туземцы освоили Великий океан. Это была настоящая инновация.

Только в конце ХХ века цивилизованные Европа и Америка под давлением крайней потребности решения усложненных оперативных задач обратились к полинезийскому опыту: стали проводить интенсивные исследования тримаранной архитектуры и строить такие суда и корабли. Только никаких принципиальных инноваций в этих работах нет. В корпусе тримаранов размещаются и энергетическая установка (у полинезийцев – гребцы), и полезная нагрузка (например, вооружение), и люди. Боковые плавучести улучшают только поперечную остойчивость и бортовую качку. Остаются прежними принципы компоновки общего расположения корабля: приоритетной является задача расположения энергетической установки, она занимает лучшую среднюю часть корпуса, а полезная нагрузка и особенно люди размещаются по остаточному принципу в стесненных, неспокойных по качке оконечностях корпуса и в громоздкой надстройке.

Все усложнено, затруднены постройка и особенно ремонт кораблей. Растет стоимость их постройки и эксплуатации. Традиционная форма тримарана, решая только важную, но локальную задачу улучшения мореходности кораблей, не может развязать гордиев узел комплекса проблем современного флота – оперативных, кораблестроительных, эксплуатационных, технологических и финансовых.

Патрульный корабль «Русич-3» водоизмещением 640 т.

Чтобы разрубить этот узел проблем, требуется принципиально новое конструктивное решение. Такое очень простое инновационное решение было предложено в Зеленодольском ПКБ в 1974 г., задолго до начала исследований в области традиционного тримараностроения на Западе.

Суть инновационной конструкции зеленодольского тримарана заключается в том, что вся энергетическая установка корабля выносится из главного корпуса и размещается в боковых плавучестях, которые из-за своей необычной формы названы аутригерами. И по форме, и по размерам они принципиально отличаются от боковых корпусов традиционных тримаранов. Это особая схема – судно с аутригерами (САР), которое обладает особыми свойствами.

Освобождение корпуса от энергетической установки в корне меняет принципы компоновки общего расположения. Приоритетным становится расположение полезной нагрузки и людей с обеспечением наилучших условий для их действий и обитания. Им больше не мешает энергетическая установка, занимавшая от четверти до половины лучшей части корпуса.

Размещение энергетической установки в аутригерах превращает ее в два предельно завершенных конструктивно-функциональных энергетических модуля с обеспечением наилучших условий для обслуживания и ремонта главных, вспомогательных механизмов и их систем. Их больше не теснят полезная нагрузка и обитаемые помещения корабля. Исчезает традиционная теснота. Планировка САР приобретает системный зональный характер.

Освобождение корпуса САР от энергетической установки вызывает цепную реакцию важных положительных следствий. Становится возможным принять на корабль в 1,5-2 раза больше полезной нагрузки без увеличения его размеров. Соответственно, по сравнению с традиционным однокорпусным кораблем, несущим такую же полезную нагрузку, – оказываются меньшими водоизмещение и стоимость постройки корабля с аутригерами-энергетическими модулями. Уменьшается потребная мощность энергетической установки, расход ее топлива и его запас на заданную дальность плавания. Уменьшаются и другие составляющие эксплуатационных затрат в течение 30-40 лет жизненного цикла корабля.

Постоянное базирование вертолета типа Ка-27 возможно на однокорпусном корабле при его водоизмещении не менее 2000 т, а на корабле с аутригерами – при его водоизмещении 600 т. При этом посадочная площадка вертолета на однокорпусном корабле располагается в самой корме с максимальными амплитудами качки и рыскания корабля. На САР эта площадка располагается в середине корпуса – в плоскости центра масс корабля, то есть в центре качки, с минимальным влиянием ее на процесс посадки вертолета. Это вместе с качественным уменьшением качки САР позволяет увеличить предел использования вертолета по погодным условиям на два балла волнения моря, что подтверждено заключением разработчиков вертолета Ка-27. Практически использование вертолета на САР ограничивается не его качкой, а аэродинамическими характеристиками самого вертолета.

В освобожденном от энергетической установки корпусе САР нет традиционных для однокорпусных кораблей кубриков. Весь экипаж размещается в каютах, главным образом в средней части корпуса с минимальным влиянием качки, к тому же уменьшенной благодаря тримаранной архитектуре. Эти обстоятельства обеспечивают качественное улучшение условий обитаемости.

Радикально уменьшаются размеры надстройки, упрощаются общекорабельные системы, отсутствует необходимость принимать на корабль подруливающие устройства, успокоители качки. Проявляются и другие положительные следствия.

В мировой практике сформировалась устойчивая тенденция модульного проектирования и строительства кораблей на основе модулей средств вооружения и отдельных устройств. При модульном исполнении комплектующих технических средств САР упрощается технология постройки и ремонта корабля, уменьшается их трудоемкость и стоимость.

Зеленодольский тримаран – уникальный в мировой практике корабль, на котором вся энергетическая установка скомпонована в предельно завершенных модулях, включая воздухоприемные, газоотводные системы, валопроводы, движители, системы управления и т.д. Разнесение модулей по разные стороны корпуса и расположение двигателей выше ватерлинии на 2-3 м, делает энергетическую установку непотопляемой и качественно улучшает ее живучесть.

Модульный метод постройки, ремонта и модернизации энергетической установки на 10-15% уменьшает трудоемкость постройки САР, на 40-50% сокращает длительность заводского ремонта корабля и соответственно увеличивает его коэффициент оперативного напряжения (КОН) с возможностью сокращения количества строящихся серийных кораблей.

Гребные винты однокорпусного корабля, расположенные под кормой корпуса, работают в неравномерном, косом и завихренном потоке, что приводит к уменьшению кпд винтов, к высокому уровню вибрации и раннему развитию кавитационных явлений. Гребные винты зеленодольского тримарана, расположенные на гондолах аутригеров, работают практически в идеальных условиях равномерного, прямого, невозмущенного потока воды. Это способствует повышению кпд винтов и понижению уровней вибрации и подводного шума.

Перераспределение масс по длине корпуса зеленодольского тримарана, сосредоточение масс аутригеров с энергетической установкой вблизи центра масс тримарана в 1,5-2,5 раза уменьшает продольный момент инерции масс. Это приводит к уменьшению килевой качки без каких-либо устройств-успокоителей качки – беспрецедентное качество тримарана.

Можно продолжать изложение положительных следствий новой тримаранной архитектуры. Она обеспечивает комплексное улучшение оперативных, кораблестроительных, эксплуатационных, технологических качеств и характеристик при уменьшении финансовых затрат. Это подтверждено большим объемом экспериментальных работ и проектно-конструкторских разработок. На самоходной модели водоизмещением 2,4 т проведены ходовые, маневренные, мореходные и прочностные испытания в широких диапазонах волнения моря и скоростей хода. Испытания подтвердили результаты исследований.

Многие заключения научных организаций и эксплуатирующих структур подтвердили целесообразность реализации разработок зеленодольского тримарана для кораблей и судов различного назначения. Малые тримараны способны заменить большие морские однокорпусные корабли.

Вызывает удовлетворение растущее внимание и в мировом, и в российском масштабах к тримаранной тематике. Так, например, в апрельском 2011 г. выпуске журнала «Национальная оборона» опубликована статья Дмитрия Курочкина под заглавием «Уроки «Тритона». Корвет будущего: каким ему быть?» Автор последовательно излагает доводы против многокорпусного корвета будущего. Так же последовательно в статье не видятся принципиальные отличия разных схем тримаранов. Из-за нечеткого представления об отличиях принципиальных схем разных тримаранов и их характеристик в статье вынесен приговор тримаранам вообще: «…можно предположить, что для кораблей класса корвет многокорпусная схема принесет больше минусов, нежели плюсов». Имеются в виду, конечно, «минусы» в сравнении с однокорпусным (ОК) корветом.

В «Уроках «Тритона» остались незамеченными изложенные выше уникальные качества САР и вытекающие из них следствия. Зато сделан акцент на увеличенной ширине САР и на связанных с этим опасениях в части швартовки корвета, его докования и плавания в ледовых условиях. Это подано в «Уроках…» как определяющее без учета особых оперативных качеств САР. Это свидетельствует об одностороннем подходе автора.

Чтобы развеять разного рода опасения, информируем:

— головной институт по базированию кораблей ГМПИ-23 не обнаружил непреодолимых обстоятельств для швартовки корвета САР. Институт согласовал проработку Зеленодольского ПКБ, в которой показаны и случаи усложненной швартовки, и случай упрощенной швартовки с учетом особой маневренности САР. При швартовке лагом для САР требуется меньшая длина стенки, чем для корвета ОК с таким же вооружением, посколку у САР при меньшем водоизмещении меньше длина;

— определены несколько способов докования САР в зависимости от имеющихся доков на соответствующих флотах;

— корвет САР рассчитан на плавание в ледовых условиях категории Arc 4; соответствующие испытания модели САР проведены в ледовом бассейне ЦНИИ им. акад. А.И. Крылова. В заключении института даны дополнительные рекомендации для улучшения плавания САР в этих условиях, в частности, характерный только для САР способ защиты гребного винта от попадания в него битых льдин, что в принципе не может быть обеспечено на однокорпусном корабле;— морской Регистр РФ подтвердил возможность плавания САР в ледовых условиях Arc 4 и выразил готовность оказать методическую помощь в защите гребного винта от битых льдин.

Упущение в «Уроках…» модульной конструкции энергетической установки САР привело к неправомерному распространению на САР вывода, относящегося к другим формам тримарана, у которых нет модулей ЭУ и действительно «…гораздо более высокая стоимость, что объясняется более сложной технологией строительства… Этот факт, особенно в современных условиях, может оказаться критичным».Оценку такому переносу на САР этого вывода могут дать следующие факты:

— базовый центр по технологии судостроения и судоремонта ОАО «ЦТСС» дал заключение о том, что благодаря модульной конструкции энергетической установки трудоемкость и продолжительность строительства корвета САР по сравнению с корветом ОК такого же водоизмещения меньше на 5 и 10% соответственно. При модульном методе монтажа ЭУ корвета САР в несколько раз сокращается его стапельное время с соответствующим уменьшением начисления на стоимость постройки за амортизацию стапеля;

— три судостроительных завода (из трех запрошенных) подтвердили готовность строить САР с учетом модулей ЭУ.

Так что никакого кризиса у САР нет. Скорее наоборот – преимущество, которое станет еще большим, если учесть, что при одинаковом вооружении водоизмещение САР в 1,5-2 раза меньше, особенно при наличии вертолета с постоянным базированием. Соответственно уменьшаются трудоемкость и стоимость постройки корвета САР.

Еще большая разница выявляется при сравнительной оценке трудоемкостей и стоимостей постройки всей планируемой серии корветов обоих архитектурных типов. Величина КОН корвета САР, увеличенная на 10-15%, позволяет сократить на 10-15% количество серийных корветов САР при сохранении объема штатных оперативных задач серии корветов.

Подобный эффект продолжается 30-40 лет на все время эксплуатации корветов. При одинаковой численности серии корветов эксплуатационные расходы корветов САР благодаря меньшему в 1,5 раза водоизмещению, на 20-30% меньше расходов однокорпусных кораблей. В случае сокращения серии корветов САР, благодаря увеличению КОН, расходы на них дополнительно уменьшатся приблизительно на 10%.

Очередной раз неправомерно перенесена на САР одна из «…серьезнейших проблем многокорпусных кораблей и судов – слеминг» их мостов. Эта известная неприятность характерна только для катамаранов, у которых мост, соединяющий корпуса, начинается почти в самом носу, то есть в месте наибольших вертикальных перемещений при килевой качке. Это обстоятельство вместе с присущей катамаранам увеличенной килевой качкой и приводит к слемингу моста.

Это явление отсутствует не только на САР, но и на «Тритоне» и LCS-2. У них мосты начинаются кормовее носа на 1/3-1/2 длины корпуса. Мореходные испытания самоходной модели САР водоизмещением 2,4 т исключили опасение слеминга моста.

Что касается некоторых недостатков САР, связанных с его габаритной шириной, то это естественно: известно, что не бывает идеальных, без недостатков, технических решений. Важно то, что эти недостатки САР не являются определяющими, и практика сумеет нивелировать их ради качественно улучшенных оперативных возможностей корвета САР. Важно то, что комплекс преимуществ САР основан на его компоновке, и потому этот комплекс является врожденным.

Иногда выдвигается довод, что корабль типа САР еще не проверен. Такой «довод» может до бесконечности затягивать создание этого корабля. Его образ отрабатывается и совершенствуется уже 37 лет. За эту треть века не созданы другие технические решения, которые превосходили бы корабли с энергетическими модулями по комплексу оперативных качеств и по экономичности.

Это означает, что идея кораблей с аутригерами – энергетическими модулями прошла и выдержала проверку временем и за треть века осталась непревзойденной, морально не устаревшей.

Наибольшим риском для корвета ХХI века является понижение уровня требований к его оперативным качествам до уровня ограниченных возможностей однокорпусного корабля. Это будет корвет прошлого века.

Таким образом, работы Зеленодольского ПКБ по кораблям и судам с аутригерами – энергетическими модулями имеют ярко выраженный инновационный характер и потому в полной мере соответствуют важнейшему принципу современной государственной политики Российской Федерации – развитию российской экономики и оборонного потенциала на основе инновационных технологий.

Станислав Александрович РУДЕНКО – главный конструктор многокорпусных судов и кораблей ОАО «Зеленодольское ПКБ», доктор технических наук


 

НОВОСТИ

На государственном испытательном космодроме «Плесецк» 30 марта проведены очередные бросковые испытания новой жидкостной межконтинентальной баллистической ракеты тяжелого класса «Сармат».
Авиационный комплекс имени С.В. Ильюшина (ПАО «Ил») обсуждает c Минобороны России возможность глубокой модернизации бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) на всем парке тяжелых военно-транспортных самолетов (ВТС) Ан-124 «Руслан» ВКС РФ, сообщил РИА «Новости» вице-президент Объединенной авиастроительной корпорации по транспортной авиации, гендиректор ПАО «Ил» Алексей Рогозин.
Военнослужащие зенитной ракетной части 11-й Краснознаменной армии Восточного военного округа (ВВО) получили на вооружение новую зенитную ракетную систему С-400.
В ходе итогового заседания Государственной комиссии по двигателю АЛ-41Ф-1 ПАО «ОДК-УМПО» был торжественно вручен акт о завершении Государственных стендовых испытаний опытного двигателя.
На вооружение мотострелкового соединения общевойсковой армии Восточного военного округа (ВВО), дислоцированного в Амурской области, поступил мобильный комплекс радиоэлектронной борьбы «Житель» (Р-330Ж).
Министерство обороны России намерено закупить более 100 легких транспортных самолетов Ил-112В, заявил замглавы военного ведомства Юрий Борисов в ходе посещения Воронежского акционерного самолетостроительного общества (ВАСО).
В рамках реализации программы перевооружения войск Южного военного округа (ЮВО) мотострелковое соединение 58-й общевойсковой армии, дислоцированное в Дагестане, получило первую партию боевых машин пехоты БМП-3 нового выпуска.
Конструкторское бюро «ВР-Технологии» холдинга «Вертолеты России» приступило к стендовым испытаниям основных систем и агрегатов беспилотного вертолета VRT300. Летные испытания аппарата должны начаться в конце 2018 г.
На полигоне Сары-Шаган (Республика Казахстан) боевым расчетом войск противовоздушной и противоракетной обороны ВКС РФ 31 марта успешно проведен очередной испытательный пуск новой модернизированной ракеты российской системы противоракетной обороны (ПРО).
Порядок управления войсками в ходе непрерывного огневого поражения объектов и живой силы условного противника был отработан в ходе трехдневной командно-штабной тренировки (КШТ), проведенной под руководством командующего войсками Южного военного округа (ЮВО) генерал-полковника Александра Дворникова. В ней были задействованы управления штаба округа и подчиненных объединений, командный состав соединений ЮВО, 4 тыс. военнослужащих и около 1 тыс. единиц военной техники.

 

 

 

 

 

 

 

Учредитель и издатель: ООО «Издательский дом «Национальная оборона»

Адрес редакции: 109147, Москва, ул. Воронцовская, д. 35Б, стр. 2, офис 636

Для писем: 123104, Москва, а/я 16

Свидетельство о регистрации: Эл № ФС 77-22322 от 17.11.2005

 

 

 

Дизайн и разработка сайта - Группа «Оборона.Ру»

Техническая поддержка - Группа Компаний КОНСТАНТА

Управление сайтом - Система управления контентом (CMS) InfoDesignerWeb

 

Rambler's Top100