Научный покоритель арктических льдов – как устроена ЛСП «Северный полюс» проекта 00903Ледостойкая самодвижущаяся платформа «Северный полюс» проекта 00903 — судно уникальное, аналогов ему в мире по назначению и конструкции нет. Здесь учтен и 90-летний опыт работы советских и российских полярников на научно-исследовательских станциях, которые базировались на дрейфующих льдинах Северного Ледовитого океана. Специфическое насыщение и функции дополняются и интересными инженерными решениями корабельной части — это корпус, пропульсивный комплекс, автоматика. Конструктивно ЛСП — это своего рода масштабная плавучая обсерватория. На платформе будут проводиться геологические, акустические, геофизические и океанографические исследования во всех сферах окружающей среды в Арктике.
Платформа станет автономным дрейфующим научным центром. По прибытии на место исследований ЛСП будет вморожена в лед, а вокруг начнет работу научный лагерь. Лабораторный комплекс построен по модульному принципу, в случае необходимости научное оборудование можно заменить. Обрабатывать полученные данные можно будет непосредственно на месте — ранее образцы нужно было сначала доставить на Большую землю.
Огромное внимание при разработке ЛСП уделено безопасности участников исследований. При угрозе разрушения льда ученые смогут продолжить работу на платформе. После завершения дрейфа ЛСП сможет самостоятельно вернуться вместе с оборудованием и экипажем.
Сейчас ЛСП находится в своей первой научной экспедиции, где вся эта уникальность проходит проверку настоящими льдами и научной работой.
ИСТОРИЯ И ПРОЕКТИдею создания платформы Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) начал реализовывать еще в 2008 году — тогда появились первые характеристики нового судна. Затем проект неоднократно менялся, но реализации пришлось ждать еще почти 10 лет.
Только в 2017 году правительство РФ приняло решение о строительстве нового типа научно-исследовательского судна — ЛСП «Северный полюс». Финансирование проекта должно было идти в рамках государственной программы «Охрана окружающей среды». Заказчиком выступала Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), а оператором судна — ААНИИ.
По планам платформа должна заменить одноименные дрейфующие научно-исследовательские станции, которые еще с 1937 года базировались на дрейфующих льдинах Северного Ледовитого океана. Новый тип судна позволил бы повысить эффективность научной работы за счет расширения исследовательских программ, применения более современного оборудования, улучшения условий работы и жизни полярников.
В техническом задании к ЛСП был учтен опыт ААНИИ по организации, проведению и результатам исследований всех станций «Северный полюс»: всего с 1937 по 2015 год была организована 41 станция.
В результате получился вариант самоходной платформы для долговременного базирования научно-исследовательских обсерваторий, который имеет максимальную эффективность при минимальной строительной и эксплуатационной стоимости.
Проект ледостойкой платформы разрабатывался в сотрудничестве Росгидромета, КБ «Вымпел», инженерного центра «Адмиралтейских верфей» и специалистов ААНИИ. В 2018 году был готов аванпроект, а в апреле того же года «Адмиралтейские верфи» и Росгидромет подписали контракт на разработку технического проекта ледостойкой самодвижущейся платформы 00903 с последующим строительством судна. Стоимость работ тогда оценили почти в 7 млрд рублей. Сдача готовой платформы ожидалась до конца 2020 года.
В конце 2018 года на предприятии прошла церемония начала резки металла, и 10 апреля 2019 года в рамках проведения V Международного арктического форума ЛСП официально заложили.
Весной 2019 года заказчик скорректировал свои требования. Необходимость доработки проекта и выполнение подобных изменений привели к росту стоимости проекта на 2 млрд рублей и к смещению сроков сдачи платформы на конец 2022 года. Спустя год, 18 декабря 2020 года, состоялся торжественный спуск судна на воду, а еще через год правительство выделило дополнительные деньги на достройку ЛСП. В конце мая 2022 года ЛСП вышла на свои первые испытания. Для «Вымпела» ААНИИ сделал большой комплекс испытаний для оценки ледовых качеств платформы. На пример, в ледовом бассейне института проводились модельные исследования поведения судна во время переходов и на этапе дрейфа, испытания для определения ледового сопротивления платформы, сделаны расчеты ледовых нагрузок на корпус ЛСП при движении по трассе СМП и в условиях сжатий во время дрейфа.
Дополнительно проводился новый тип испытаний — экспериментальное определение параметров остойчивости ЛСП при сжатиях во льдах. Ледяное поле надвигалось на модель, и измерялись усилия, действующие на корпус и ВРК со стороны льда, а также ускорения и углы наклона платформы, которые возникают при взаимодействии со льдом. Модельные испытания подтвердили предварительные расчеты специалистов.
КОРПУС И ОБИТАЕМОСТЬПлатформа проектировалась и строилась на класс Российского морского регистра судоходства КМ Arc5 [1] AUT1-C HELIDECK-F Special purpose ship. Район плавания ЛСП неограниченный, эксплуатировать ЛСП планируют в Северном Ледовитом океане и на всем протяжении Северного морского пути.
По современным меркам «Северный полюс» — небольшое судно: длина почти 83 метра и ширина чуть больше 22 метров.
Корпус «Северного полюса» имеет ледовый класс Arc5, с отдельными усилениями на класс Arc8, что предполагает возможность круглогодичной эксплуатации в Арктике и перемещение в точку базирования как самостоятельным плаванием, так и под проводкой ледокола.
Допустимая толщина льдов, в которых ЛСП способна идти в канале за ледоколом с малой скоростью в зимневесенний период — до 0,8 метра, а в летне-осенний — до 1,2 метра. При самостоятельном плавании в разреженном однолетнем льду — до 0,8 и 1 метра соответственно. ЛСП сможет самостоятельно, без привлечения ледокола, достигать района начала дрейфа в восточном секторе Арктики, затем, вмерзнув в ледяное поле, осуществлять продолжительный дрейф, а после завершения цикла работ в западном секторе Арктики снова двигаться на восток.
При проектировании корабля специалисты вдохновлялись знаменитой шхуной Fram, которая в свое время была построена специально для вмораживания во льды и прекрасно себя показала в течение трех лет арктического дрейфа. Отсюда и непривычный яйцевидный корпус платформы. По расчетам специалистов, это позволит судну при вмерзании выдерживать давление льдов. Плюс дополнительная площадь в носовой оконечности судна. Конструкция корпуса позволила значительно увеличить вместимость судна и запасы топлива, продуктов и обеспечить эргономику для размещения научного оборудования.
Судно будет оснащено системой мониторинга ледовых нагрузок, которая позволяет контролировать состояние корпуса при внешних нагрузках в различных режимах эксплуатации.
Система мониторинга также послужит делу исследования механики деформации и разрушения морских льдов при взаимодействии с инженерными сооружениями и природными объектами.
НАУЧНЫЙ ЦЕНТРНа борту «Северного полюса» располагается целый научный центр, который рассчитан для одновременной работы более 30 научных сотрудников. В составе комплекса 15 современных исследовательских лабораторий, которые охватывают весь комплекс изучения арктической среды. Это ионосферные наблюдения, геологические, химические и экологические исследования, исследования ледовых нагрузок и механики разрушения льда, акустической томографии Арктического бассейна, пограничного слоя и свободной атмосферы, магнитные и гравитационные исследования и другое.
На расстоянии до полукилометра от судна на дрейфующем льду может быть разбит мобильный полевой лагерь, где ученые могут выполнять исследования в природной среде. Для удобства полярников на льду могут размещаться до 20 домиков-лабораторий. В пользовании у сотрудников также могут находиться четыре снегохода, снегоболотоход и два трактора ДТ-75. «Северный полюс» также оснащен взлетно-посадочной площадкой для многоцелевых вертолетов типа Ми-8 и Ми-38.
ОБИТАЕМОСТЬПредполагается, что персонал на платформе будет работать вахтовым методом. На борту предусмотрено размещение 54 человек, из них 34 научных сотрудника,
14 членов экипажа и 6 вертолетчиков. Для размещения экипажа и всех специалистов на борту есть 4 блок-каюты, которые состоят из кабинета, спальни и санблока, 44 одноместных каюты с санблоком, 3 запасных двухместных каюты с санблоком, которые используются для ротации членов экипажа на
борту.
Комфорту на судне уделяется особое внимание, поскольку продолжительность дрейфа ЛСП по запасам топлива может составлять до двух лет при пополнении
запасов провизии (автономность по запасам провизии составляет 365 суток). Поэтому на борту есть все необходимые помещения для общего пользования, в том
числе спортивно-оздоровительный комплекс с сауной, судовым офисом, трансляционной и т. д. Все жилые и общественные помещения оборудуются системой кондиционирования и оснащаются современной мебелью и отделочными материалами. Для удобства перемещения между всеми пятью ярусами предусмотрен пассажирский лифт грузоподъемностью 480 килограмм.
ПРОТИВОПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬДля обеспечения противопожарной безопасности на судне все жилые, общественные и служебные помещения, посты управления, кладовые защищены высокоэффективной системой пожаротушения тонкораспылённой водой, разработки компании «Рунитор». Система позволяет максимально быстро прекратить процесс горения и распространения пожара за счёт охлаждения и отсечения кислорода от очага возгорания. Она сохранит работоспособность даже в случае отказа одного из компонентов системы в том числе в случае отсутствия питания на борту.
В машинном отделении система пожаротушения тонкораспылённой водой защищает наиболее пожароопасные участки основного оборудования в автоматическом режиме.
Вертолетная площадка защищена эффективной системой пенотушения, поставленной компанией «Рунитор». Применённое оборудование просто в эксплуатации и обеспечивает безотказную готовность немедленно приступить к тушению возгорания.
ПРОПУЛЬСИВНЫЙ КОМПЛЕКСПропульсивный комплекс платформы состоит из полноповоротной винторулевой колонки с винтом фиксированного шага мощностью 3500 кВт и водометного азимутального движителя в носу, выполняющего роль подруливающего устройства мощностью 1200 кВт. В случае необходимости ЛСП сможет самостоятельно переходить к новой точке начала дрейфа по чистой воде или в сравнительно легких ледовых условиях. Скорость свободного хода ЛСП при осадке 8,6 метра на ровный киль при волнении моря не более двух баллов на глубокой воде составляет не менее 10 узлов.
Большой объем оборудования и прежде всего элементы пропульсивного комплекса поставляла петербургская компания «МСС». Это редуктор с трехступенчатой передачей, промежуточный вал, механический привод ВРК, сама ВРК с винтом фиксированного шага и система управления для них, комплект осветительного оборудования, а также гидростатические указатели уровня, уровнемеры и пластиковые трубы.
Винторулевую колонку изготовили по спецзаказу (ВРК всего одна, так как судно большую часть времени будет проводить в ледовом дрейфе, а не на ходу). Отказ от электродвижения для ЛСП в целом и электропривода ВРК в частности конструкторы объяснили невозможностью сохранить размерения судна при двухгодичной автономности по топливу. Схема с ЭД более затратная в части расхода топлива и требует увеличения габаритов.
ЭНЕРГЕТИКА И МАШИННОЕ ОТДЕЛЕНИЕВ качестве главного двигателя на ЛСП используется среднеоборотный нереверсивный дизельный двигатель с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха Wartsila мощностью 4200 кВт. Аналогичные двигатели стоят на хорошо известных полярным экипажам научно-экспедиционных судах «Академик Трешников» и «Академик Федоров». Электроэнергетическая установка ЛСП включает три вспомогательных дизель-генератора Wartsila мощностью 800 кВт и один аварийный мощностью 300 кВт.
Также на платформе стоит мощная вспомогательная котельная установка из двух термальных котлов мощностью по 1500 кВт каждый.
За производство трубопроводной арматуры для ЛСП отвечал завод «Армалит». Суммарно предприятие выполнило поставку изделий общей стоимостью более 220 млн рублей и максимальным диаметром прохода 200 миллиметров. Значительную часть отгрузки составили клапаны, шаровые краны, кингстоны, задвижки, захлопки, а также ручные и электроприводные дисковые затворы, разработанные КБ «Армалита» специально для «Северного полюса».
Корпусная часть большинства новых изделий спроектирована из бронзы с учетом ее последующей работы в суровых арктических условиях.
ПАЛУБНОЕ ОБОРУДОВАНИЕВ носовой части корпуса судна располагаются две электрические якорно-швартовные лебедки номинальной тягой в 100 кН без дистанцонной отдачи якорей. Редукторы лебедок оборудованы подогревателями масла для работы в условиях низких температур. В корме судна располагаются два шпиля с номинальной тягой 100 кН аналогичной конструкции.
Для операций с научным оборудованием на судне предусмотрен богатый арсенал кранового оборудования. Для погрузочных работ генеральных грузов, транспортной и строительной техники, домиков, контейнеров в средней части на палубе 3-го яруса надстройки побортно устанавливаются два электрогидравлических крана с монолитной стрелой грузоподъемностью 10 тонн и максимальным вылетом стрелы в 25 метров.
За грузовые операции в ангаре судна отвечает грузовой мостовой кран с электроприводом грузоподъемностью 10 тонн. Ход мостового крана — около 28,2 метра.
Для работы с океанографическим оборудованием на левом борту судна установлена водолазная кран-балка грузоподъемностью 750 килограмм с вылетом стрелы 2 метра, которая обеспечивает спуск и подъем водолазной беседки с двумя водолазами на глубину до 12 метров.
Работу исследовательского комплекса на борту обеспечивает тросовая лебедка канатоемкостью 4000 метров, тросовые лебедки канатоемкостью 6000 метров, кабель-тросовая лебедка канатоемкостью 8000 метров и электрогидравлическая П-образная рама с подвижной силовой балкой грузоподъемностью 15 тонн. За поставку рамы отвечала компания «Кронштадт».
Оборудование изготовлено по спецзаказу в Италии на производственных мощностях компании MELCAL. Как отмечают специалисты «Кронштадта», в отличие от большинства аналогичных систем, размещаемых преимущественно на открытых палубах, эта П-образная рама спроектирована для установки внутри кормовой части судна под вертолетной площадкой и защищена транцевым закрытием во время движения судна. Эксплуатация оборудования допустима при температуре до –50 °С и относительной влажности до 85%.
СПАСАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕПо каждому из бортов судна расположена спасательная/дежурная шлюпка вместимостью не менее 30 человек. Каждая шлюпка идет со своим СПУ с гидроприводом вываливания и подъема. Также на судне с каждого борта смонтирована МЭС с надувным двухрядным скатом и надувной платформой, оборудованной системой дистанционного сброса и подтягивания двух спасательных плотов вместимостью 35 человек каждый. Плюс с каждого борта — по два сбрасываемых надувных спасательных плота вместимостью по 35 человек
каждый.
По левому борту в районе 1-го яруса надстройки ЛСП смонтирован служебно-разъездной катер вместимостью 10 человек со стационарным дизельным двигателем. Для спуска катера с людьми используется отдельное СПУ вываливаемого типа.
ОПЫТ «АДМИРАЛТЕЙСКИХ ВЕРФЕЙ»У «Адмиралтейских верфей» за плечами большой опыт строительства научно-исследовательских судов повышенного ледового класса для работы в Арктике. Многие из них, как и в случае с «Северным полюсом», не имели аналогов на момент постройки и стали знаковыми для развития не только отечественного, но и мирового судостроения.
Можно вспомнить первый отечественный атомный ледокол «Ленин», в 1967 году был спущен на воду «Петр Пахтусов» — первый в мире ледокол в гидрографическом исполнении. 40 лет назад заводчане построили для ААНИИ «Отто Шмидт», на тот момент единственный в мире научно-исследовательский ледокол.
Настоящим событием в современной истории исследовательских судов стало флагманское научно-экспедиционное судно «Академик Трешников», построенное в 2012 году для Росгидромета.
Сейчас большую часть работы российской антарктической экспедиции и высокоширотной арктической экспедиции обеспечивает ААНИИ Росгидромета на базе
ледоколов «Михаил Сомов» и «Академик Федоров» (соответственно 1975 и 1987 годов постройки).Сейчас суда ледового класса физически изношены и морально устарели, потому что выработали свой срок эксплуатации 25 лет и требуют замены.
Для замены устаревших судов «Адмиралтейские верфи» ЦКБ «Балтсудопроект» (филиал «ЦHИИ им. акад. А. H. Крылова») разработало проект нового научно-экспедиционного судна для нужд Росгидромета. Он уже получил положительное заключение Российского морского регистра судоходства, Центра технологии судостроения и судоремонта, готова экспертиза расчетов трудоемкости и цены проекта. Стоимость строительства на февраль 2022 года составляла порядка 39,8 млрд рублей. С учетом сроков на строительство — около пяти-шести лет — сдать новый НЭС должны как раз к моменту полного устаревания «Академика Федорова». Сейчас решение за правительством.
И реализация проекта ЛСП «Северный полюс» — существенный аргумент в пользу реализации нового проекта именно на «Адмиралтейских верфях».
https://paluba.media/news/36445
