ИАА «ПортНьюс» не является автором данной статьи, и мнение редакции может не совпадать с мнением автора.

  • Источник: http://russian.eurasianet.org

    17 ноября 2017

    Инновации в России: Безэкипажное судно, волновая электростанция и система посадки вертолетов на корабли

    Ученые из Петербурга создают работающую на волнах электростанцию, систему для взлета-посадки вертолетов на суда и прототип судна без единого члена экипажа. По их словам, несмотря на кризис и санкции, этими российскими проектами морской сферы, помимо Крыма, заинтересовались в Европе, Канаде, Аргентине, Китае и на острове Мальта.
     
    Инновации в морской области создаются в рамках госпрограммы «Национальная технологическая инициатива», которая призвана создать к 2035 году условия для «глобального технологического лидерства России».
     
    Волновая электростанция
     
    Петербургское научно-производственное объединение «Гидроэнергоспецстрой» создает устройство, которое защищает побережье от волн и вырабатывает электричество, используя энергию этих волн. Аппарат Wave Hunter («Охотник за волнами») снижает воздействие волн в 4-6 раз и преобразует до 40% волновой энергии в электрическую.
     
    Устройство представляет собой пластиковый сосуд шириной 2,5 м, устанавливаемый на берегу и частично погруженный в воду. Волны проникают внутрь сосуда, разрушаются и за счет генератора преобразуются в электричество. Предполагается, что в случае успеха этого проекта на берегах территорий, власти которых его закажут, будут устанавливать группы таких устройств, образующих линию. При этом предлагаются конфигурации, в которых помимо данных аппаратов будут использоваться солнечные батареи и ветряные мельницы.
     
    Сейчас у проекта, по словам разработчиков, есть три потенциальных заказчика – это мэрия города Евпатория (Крым, Россия), правительство государства Мальта и власти города Некочеа (Аргентина).
     
    Государственный порт Евпатории в ближайшие годы хочет переквалифицироваться из торгового в пассажирский, но этому мешают разрушенные гидротехнические сооружения, в результате чего маломерные суда в шторм разбивает о причальную стенку. Как рассказал EurasiaNet.org гендиректор «Гидроэнергоспецстроя» Владимир Егурнов, в проекте для Евпатории предполагается строительство линии устройств длиной 1,5-2 км общей мощностью 8 МВт вырабатываемой электроэнергии (в среднем, каждое устройство по 15 КВт).
     
    «С учетом потенциала моря, в Евпатории защитная линия сможет вырабатывать 8-10 млн КВт/ч в год. Ее строительство позволит расширить зону стоянки для судов, создать комплекс на 500-600 яхт и катеров», – пояснил он. Для более простого представления: обычный холодильник потребляет, в среднем, около 150 КВт/ч в год. Таким образом, вырабатываемой электроэнергии хватило бы на 70 тыс. постоянно работающих холодильников. «Для Евпатории это актуально еще и потому, что с учетом установленных там опреснителей, система позволит производить ежегодно 5-6 млн кубометров пресной воды при потребностях города 10 млн кубометров», – добавил Егурнов.
     
    Правительство Мальты интересуется проектом главным образом потому, что электроэнергия там вырабатывается на электростанциях, работающих на нефти, которую государство вынуждено закупать за границей. «Гидроэнергоспецстрой» хочет строить там свои сооружения совместно с компанией Select Trading Solutions (Торонто, Канада).
     
    Окупаемость проекта зависит от потенциала моря, говорит Егурнов. Если он маленький, выработка электричества может окупать проект 50 лет. Характер волнения моря на Мальте, например, такой, что там проект окупится за 5 лет, убежден он. «Наша дамба в три-четыре раза дешевле, чем строительство традиционных гидротехнических сооружений», – говорит он. Сейчас аппарат тестируют на специальной производственной площадке в Петербурге. Кроме того, два тестовых образца устройства стоят на берегу Черного моря в Геленджике (Краснодарский край, Россия).
     
    Сотрудники «Гидроэнергоспецстроя» не смогли припомнить, чтобы в мире использовалась подобная технология. «Вроде что-то отдаленно похожее есть в Израиле, но там какая-то другая система, и мы не знаем, как она работает», – рассказала одна из сотрудниц фирмы.
     
    Система взлета-посадки на суда
     
    Около 10 месяцев назад в Крыловском государственном научном центре в Петербурге (крупнейшая в России научная организация по проектированию кораблей, судов и морской техники) решили заняться вопросами безопасности взлета и посадки на морские суда пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Дело в том, что на море редко используются вертолеты и БПЛА именно по причине частых крушений. Идея пришла в голову сотрудникам отделения гидроаэродинамики Крыловского центра и, в частности, его начальнику Вячеславу Магаровскому.
     
    «Идея совместила наработанный годами научный базис по определению структуры воздушного потока и инструментарий по предсказанию качки», – пояснил он. Проект предполагает создание оборудования, которое устанавливается на судно и в реальном времени прогнозирует потоки ветра и качку судна в шести степенях свободы – это крен, дифферент, рыскание, вертикальная, продольно-горизонтальная и поперечно-горизонтальная качка. Учитывая факторы качки и ветра, система подает сигнал БПЛА или пилотам вертолетов о возможности безопасной посадки (или взлета).
     
    «Сейчас в мире в этой сфере используется только две технологии – это либо некий светофор, установленный на палубе, который определяет фактические условия для посадки в данный момент и подает сигнал летательному аппарату, либо человек с флажками. Ни один из этих вариантов не осуществляет прогноз ни качки, ни потоков ветра. Волны между тем имеют пакетную структуру, то есть они представляют собой набор последовательностей, между которыми есть «затишье». Система позволяет определять заранее, когда наступит этот момент», – рассказал Магаровский.
     
    По его словам, проект позволит расширить функционал научно-исследовательских, ледокольных, рыбопромысловых судов, где вертолеты и БПЛА используются для мониторинга, картографирования, поисков косяков рыб и т. д. Сейчас рынок летательных аппаратов, которые базируются на судах, плохо развит. Его рост сдерживается высокой вероятностью повреждения аппарата. Как правило, аварии при взлете или посадке происходят из-за сильной качки и резкого изменения направления воздушного потока. «Иногда летательный аппарат засасывает в надстройку судна, иногда из-за скоса воздушного потока происходит схлестывание лопастей на вертолетах типа Ка, на которых стоят два соосных винта. Иногда аппараты повреждаются из-за резкого изменения положения поверхности палубы», – поясняет Магаровский.
     
    Потенциальных заказчиков Крыловский центр не раскрывает. По словам Магаровского, они находятся в Европе и Китае. Сейчас система тестируется на площадке центра, а в течение года планируется выпуск натурального образца для проверки уже в реальных условиях на море.
     
    Судно без единого члена экипажа
     
    Петрербургская группа компаний «Транзас» (один из крупнейших в стране производителей навигационного оборудования для судов и кораблей) занимается созданием системы безэкипажного судовождения. В компании отказались рассказывать о своих планах. Как следует из материалов фирмы (есть в распоряжении EurasiaNet.org), ее работники создают прототип судна без единого члена экипажа, которое управляется оператором с берега. На данном этапе ведется компьютерное моделирование в виртуальном мире и написание законодательных актов, которые позволят использование таких судов с правовой точки зрения.
     
    Идея продолжает тенденцию по уменьшению численности экипажа на судах вследствие развития технологий автоматизации в стремлении исключить человеческий фактор, из-за которого происходят аварии и неисправности. Тенденция эта наблюдается в последние десятилетия, писал в 2016 году в журнале «Транспорт РФ» заместитель директора фирмы «Транзас навигатор» Александр Пинский.
     
    По его данным, ущерб от допущенных ошибок в морской сфере в США оценивается в $1,5 млн в день. Кроме того, 60-80% инцидентов связано именно с человеческим фактором. Снижение влияния этого фактора достигается дорогостоящими средствами подготовки, сертификации и контроля действий экипажа. При этом во всем мире снижается интерес к морским специальностям, уменьшается число тех, кто идет работать в отрасль, что усугубляет ситуацию с квалификацией кадров.
     
    Сейчас автоматизация в судовождении достигла такого состояния, когда при длительных переходах в открытом море на вахте на мостике и в машинном отделении может находится по одному члену экипажа. Для этого используются имеющиеся на рынке системы полуавтоматического управления судном (например, Track Control System). При этом на борту судна находится дополнительный персонал, на содержание которого нужны деньги.
     
    Проект «Транзаса» не является уникальным в мире. Как следует из текста Пинского, за границей уже создаются аналогичные системы безэкипажного судовождения. С 2012 года в Европе разрабатывается система стоимостью 3,8 млн евро Maritime Unmanned Navigation («Морская безэкипажная навигация»). В Великобритании разрабатывается проект стоимостью 6,6 млн евро под названием Rolls-Royce Autonomous Ship Research («Создание автономного судна Ролс-Ройс»), авторы которого считают замену экипажа автоматикой в будущем таким же очевидным фактом, как и распространение смартфонов в последнее десятилетие.
     
    В России подобные исследования ведутся пока в отношении небольших научно-исследовательских и спасательных судов (в Крыловском центре и в концерне «Моринформасистема-Агат»).