Продолжаем обсуждение проблем российского скоростного флота. На статью «Суда на подводных крыльях — построить нельзя модернизировать» ответили отечественные производители дизелей. Мы не оставим без внимания эту тему и будем продолжать публиковать точки зрения на нее проектантов судов, операторов, надзорных органов и представителей региональных властей.
Кроме того, всех заинтересованных приглашаем принять участие в круглом столе по теме «Перспективы развития скоростного пассажирского флота», который пройдет в рамках Гидроавиасалона, в Геленджике 4 сентября сего года. Организатором мероприятия является ФГУП «Крыловский государственный научный центр» при участии «Корабел.ру». Более подробную информацию о круглом столе можно получить по телефону (812) 415-46-84 или у главного редактора нашего издания, тел. (921) 963-72-83.
***
Написать эту статью вынудила публикация на страницах «Корабела.ру» под названием «Суда на подводных крыльях — построить нельзя модернизировать».
Очень обидно, когда молодые журналисты, практически не отличающие бак от юта, но владеющие резвым пером, втягиваются в вопросы очень сложного профессионального характера и далеко не однозначные в оценках.
Не очень понятна и редакционная политика портала, когда излагается мнение одного из участников борьбы за рынок, а мнение оппонентов печатается позже.
Поэтому не очень сведущая в деле публика попадает в отработанную в мире, особенно в последние месяцы, технологию информационных войн. «Прокукарекал», а дальше хоть не рассветай», но сослаться на публикацию всегда можно. Тем не менее:
- Количество СПК в составе флота сильно занижено – по данным ЕСИМО на 01.2013г – 326 скоростных пассажирских судов (вместо указываемых 150).
- Ссылка на мнение представителя Речного Регистра заставляет озадачиться вопросом «какой документ регламентирует возможность продление назначенного срока службы до списания СПК из алюминиевых сплавов?»
- На предмет успешности программы модернизации следует говорить с людьми, конкретно работающими на судах – правда только у них (хотя под диктофон говорить они, скорее всего, не будут).
- Продление срока эксплуатации ведется в «ручном режиме» с приездом оплаченной эксплуатирующей организацией комиссии в составе ЦКБ по СПК и Речного Регистра.
- Информация о том, что дизели типа М401, М400 и последующие их модификации не производятся, является, мягко говоря, дезинформацией!
- Расчет жизненного цикла двигателей «Звезда» нельзя даже подвергать критике из-за примитивности методики подсчёта.
- Не ясно, на каких судах, кроме новых А-45 и А-145, достигается скорость свыше 70 км/ч, где менять MTU на MAN никто не будет. Основные СПК имеют максимальную скорость полного хода 60 км/ч.
- Не стоит забывать, что дизели не ограничиваются применением на СПК. Помимо морской сферы они ставятся на тепловозы и используются в качестве дизель-генераторов. Особой областью применения двигателей 12ЧН19/20 являются объекты МО РФ и - в первую очередь - ВМФ. Пытаясь заместить дизель в одном из сегментов, неминуемо затрагиваешь и соседний, снижая, в том числе, технологическую и военную безопасность страны.
Производственный опыт авторов позволяет предположить, что период бездумной эйфории и тотального «непрофессионализма» закончился. В июне 2004 года, в обзоре «Военно-морские силы в новой эпохе. Роль, требования, облик…», опубликованном «Российским судостроительным порталом», было сказано о смене методов решения проблем в международной политике: «…предшествовавшее десятилетие… . окончание вооруженного противостояния сторон, отказ подавляющего большинства стран от решения спорных вопросов силовыми методами… ., смена приоритетов».
В то же время в мировом противостоянии добавился еще один метод войны – при помощи экономических санкций. Этот современный вид экономических войн обнаружил важнейшую проблему отечественной промышленности – импортозамещение. Осознание этого фактора вылилось в Постановление Правительства о запрете на государственные и муниципальные закупки различных видов техники иностранного производства. 15 июля 2014 Дмитрий Медведев сформулировал ограничительный перечень закупок за рубежом так: «Речь идет не только о резонансных темах, но и об общественном транспорте, специальной технике…»(1). По разъяснению А. Дворковича, под словом «иностранная» «понимается та техника, которая производится не на территории РФ». При этом иностранные бренды, которые производятся в России, являются российской техникой, если достигается обусловленный контрактами уровень локализации. Уровень локализации должен быть увеличен к 2018 г. с 30-40% до 60-70%(1). Проблемы импортозамещения, рассмотренные в статье (2), полностью находятся в фарватере принятых решений, и раскрывают разные стороны вопроса. «В связи со сложившейся ситуацией деловая часть форума «Технологии в машиностроении-2014» будет посвящена вопросам импортозамещения в российском оборонно-промышленном комплексе (ОПК) – проинформировал заместитель генерального директора ОАО «Авиасалон» Владимир Советкин. 14 августа состоится пленарное заседание, на котором будет обсуждаться программа замещения импортных комплектующих.
Теперь о дизелестроении и скоростных водных пассажирских линиях. Одним из важнейших вопросов создания скоростных судов является проблема разработки, постройки и внедрения надежного, безопасного, легкого и одновременно достаточно мощного главного двигателя. Длительное время отечественная промышленность, усилиями, например, ОАО «Звезда», являлась законным лидером в данной области машиностроения. Специалисты завода создали серию двигателей для СПК, практически не имеющих аналогов в мире. Таким двигателем, по мнению специалистов, является двигатель типа М50 размерности 18/20. Основным параметром, в значительной степени определяющим качество и даже длительность жизненного цикла дизеля, является соотношение диаметра поршня к его ходу. Размерность 18/20 оказалась оптимальной, и длительное время обеспечивала конкурентоспособность отечественных двигателей, выпускаемых заводом «Звезда». Исторически, дизели типа 12ЧН18/20 были созданы в конце тридцатых годов прошлого века на базе авиационных дизелей ЦИАМа, именно для решения современной проблемы импортозамещения: на торпедных катерах отечественного ВМФ потребовалась замена неэкономичных и небезопасных бензиновых двигателей фирмы «Паккард». Видимо наши предшественники, правильно понимали проблему импортозависимости и необходимость её оперативного решения особенно в военной области. Требования к дизелю тех лет – обеспечить максимальную скорость во время торпедной атаки в зоне прямой видимости целей противника. Для этого двигатель должен был обладать заданной мощностью и способностью достаточно продолжительное время работать на форсированных режимах, при этом установленный ресурс не играл особой роли. Таким двигателем и стал М50.
Начало серийного производства дизелей типа М50 на заводе «Звезда» датировано 1946 годом. Суперлегкие дизели мощностью 1200 л.с. при 1850 об/мин. имели блок цилиндров и отдельную головку на все 6 цилиндров блока, эти и другие оригинальные решения были нацелены на решение главной проблемы – снижение массы двигателя. Талантом конструкторов и технологов цель была достигнута. Наличие таких дизелей позволило выдающемуся конструктору Р.Е. Алексееву реализовать в начале 50-х годов идею движения судна на крыле (СПК). С этого момента совершенствование дизелей ЧН18/20 шло в непосредственной связке с созданием новых проектов СПК. Сохранив «родовое имя М50», дизели за историю своего развития претерпели существенные изменения практически по всем узлам и деталям. Трудно привести другой пример, когда сложное инженерное изделие пережило столько вариантов модернизации и переоборудования.
Первым из таких существенных изменений явилось внедрение моноблока вместо раздельного блока и головки в 1965 г. На базе этой конструкции и был создан М400, отличавшийся еще и комплектностью поршневых колец, с целью снижения расхода масла на угар. М400 устанавливались на СПК «Метеор» и «Ракета».
Следующим этапом (1967 г.) можно считать создание дизелей типа М401А с газотурбинным наддувом. Эти универсальные двигатели обладали в два-три раза большим назначенным ресурсом, чем М400, в два раза меньшим расходом масла на угар, существенно лучшей экономичностью и надежностью. М401А устанавливались на СПК «Комета», «Ракета», «Полесье», «Зоря». Убедить судостроителей Зеленодольска заменить М400 на М401А в тот период не удалось, хотя «Звезда» перевела М400 в разряд запрещенных для нового проектирования.
Далее можно говорить о промежуточном этапе (1982-1992 гг.) – внедрении промежуточного охлаждения наддувочного воздуха (дизели М416, М419), позволившие улучшить показатели экономичности, долговечности и экологической безопасности. Также следует остановиться на дизеле М417А (1990 г.), который был разработан для замены дизелей М400 именно на «Метеорах». На каждом этапе по инициативе «Звезды» переоборудовались СПК, достаточно успешно велась их опытная эксплуатация, но в силу целого ряда, как объективных, так и субъективных причин, массового внедрения предлагаемых конструктивных и технологических решений не происходило.
Учитывая необходимость обеспечения мощности 1350 кВт, для СПК типа «Колхида» было разработано (1992 г.) новое поколение дизелей 12ЧН18/20 – типа М420 – М470. Очередной разработкой в семействе дизелей ЧН18/20 явилось создание по заказу ЦКБ по СПК дизеля М482 (2013 г.) для СПК «Валдай-45Р». При этом была создана и модификация для установки на «Метеор», близкая по конфигурации М417М. В новом двигателе М482 была применена система «CommonRail» уже с частичной локализацией в России.
Основные параметры дизелей 12ЧН1820 для СПК приведены в Таблице 1.
Таблица 1
Сравнительная таблица параметров дизелей М400-1, М401А, М417А, М419Б, М470М, М482
| Параметр |
Модели дизелей |
| М400-1 |
М401А |
М417А |
М419Б |
М470М |
М482-02(03) |
М482, М482-01 |
| Номинальная мощность, л.с. (кВт) |
1000 (736) |
1000 (736) |
1000 (736) |
1100 (810) |
990 (1350) |
1000 (736) |
1100 (810) |
| Обороты, соответствующие номинальной мощности, об/мин |
1700 |
1550 |
1550 |
1550 |
1550 |
1550 |
1550 |
| Удельный расход топлива на режиме номинальной мощности на фланце реверс-редукторной передачи, г/л.с. ч (г/кВт ч) |
181+9 (246+12) |
161+8 (219+11) |
165+8 (224+11) |
160+8 (218+11) |
160+8 (218+11) |
165+8 (224+11) |
160+8 (218+11) |
| Ресурс до переборки, ч |
1000 |
3500 |
3500 |
4500 |
5000 |
4500 |
4500 |
| Ресурс до списания, ч |
6000 |
9000 |
9000 |
10000 |
12000 |
10000 |
10000 |
| Соответствие перспективным требованиям по выбросам вредных веществ с отработавшими газами |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
В таблице 2 приведены основные конструктивные отличия дизелей 12ЧН18/20 для СПК, которые
поясняют пути достижения уровня топливной экономичности и экологических показателей.
Таблица 2
Конструктивные особенности дизелей 12ЧН18/20 для СПК
| Модели дизелей |
М400-1 |
М401А |
М417А |
М419Б |
М470М |
М482-02(03) |
М482, М482-01 |
| Приводной центробежный нагнетатель (ПЦН) |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Турбокомпрессор
ТКР 23Н-2Б* |
- |
- |
+ |
- |
- |
+ |
- |
Турбокомпрессоры
ТК 18Н-03С |
- |
+ |
- |
- |
- |
+ |
+ |
Турбокомпрессор
ТК21С-01СП |
- |
- |
- |
- |
+ |
- |
- |
| Охладитель наддувочного воздуха |
- |
- |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
| Топливная система Common Rail |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
*турбокомпрессор расположен со стороны фланца отбора мощности, что обеспечивает замену дизелей М400 без существенных переделок.
Закатом широкой эксплуатации СПК в России можно считать период 1993 -1997 гг., когда практически все суда были проданы в Грецию, Китай, Вьетнам, Кипр. Подробно состояние отечественного высокооборотного дизелестроения рассматривается в работах 3,4.
Вся история эксплуатации СПК, поставленных различным заказчиками судовладельцам сопровождалась их попытками заменить дизели «Звезды» на зарубежные аналогичные двигатели, различных фирм. Учитывая, что эксплуатация дизелей на СПК имеет специфические особенности, связанные с перегрузкой при выходе на крыло, однозначно признать опыт такой замены положительным нельзя. Кроме этого, следует помнить о качестве отечественных ГСМ, а также квалификации и дисциплине эксплуатирующего персонала в России и за ее пределами. Так из-за проблем с применяемыми ГСМ практически (состояние на начало июля 2014 г.) парализована эксплуатация новых скоростных судов А-45 с дизелями MTU на Лене. В Санкт-Петербурге на модернизированном «Метеоре» имеются проблемы с эксплуатацией двигателей фирмы MAN. С точки зрения экономики, вопросы замены отечественных дизелей не так уж однозначны, как их пытаются представить дилеры. По расходу топлива дизели 12ЧН18/20 не уступают зарубежным современным образцам, несколько проигрывая по расходу масла на угар, работая при этом на более доступных и дешевых маслах. Системы обслуживания дизелей не сопоставимы и только анализ фактических затрат может быть мерилом истины. Но, к сожалению, эксплуатирующие фирмы подобную статистику не ведут. Объективности ради, надо заметить, что чугунные импортные моторы долговечнее отечественных, из алюминиевых сплавов. Срок службы судов из алюминиевых сплавов 25 лет, и практически 99% судов уже его выработали, а оставшиеся достигнут предела в течение ближайших 3-4 лет. Гистограммы распределения эксплуатирующихся дизелей по годам выпуска в стране и в Санкт-Петербурге приведены на рис.1, 2.
Количество судов по году постройки, эксплуатирующихся в Санкт-Петербурге
В свете этого есть определенный риск повторить трагедию «БУЛГАРИИ», особенно на скоростях, с которыми ходят СПК. Очевидно, что в такой ситуации установка новых «супердолговечных» зарубежных дизелей, назначенный ресурс которых многократно превышает срок службы самих судов, представляется, мягко сказать, малообоснованным решением, особенно в ситуации, когда есть и отечественная техника (см. табл. 1,2.). Удивительно, но именно так наш бизнес понимает предлагаемую руководством страны проблему импортозамещения.
Следует учитывать, что с целью обеспечения технологической безопасности страны произошли существенные подвижки в политике государства, формализованные в виде заключенных Государственных контрактов. Один из таких контрактов – «Разработка базовых образцов модельного ряда высокооборотных дизельных двигателей для дизель-генераторных установок самоходного подвижного железнодорожного состава, маневровых тепловозов малой мощности, строительной техники, пропульсивных комплексов судов внутреннего и прибрежного плавания, катеров военно-морского флота в мощностном диапазоне 400-1700 кВт», в результате проведенного Минпромторгом конкурса, выиграло ОАО «Звезда».
Указанная НИОКР выполняется в рамках федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» на 2007-2011 годы по подпрограмме «Создание и организация производства в Российской Федерации в 2011-2015 годах дизельных двигателей и их компонентов нового поколения». Потеря научной и конструкторской школ (3,4) привела к тому, что в качестве основного соисполнителя, к работе приглашена известная австрийская инжиниринговая фирма «AVL», имевшая опыт работы с заводами автопрома РФ.
В результате совместной деятельности возможно возрождение отечественных научных инженерных школ в области создания перспективных ДВС. Кроме того должны быть собраны, испытаны и доведены до заданных показателей дизели судового, локомотивного, дизель-генераторного и промышленного назначения. Работа выполняется на основе использования новейших зарубежных разработок, последних достижений науки и техники, с учетом опыта создания и эксплуатации аналогов, ранее выполненных прикладных научных исследований и разработок, в результате чего должно быть обеспечено получение наукоемкой продукции, конкурентоспособной на мировом уровне. В составе группы конструкторов работают, как специалисты AVL, так и российские конструкторы. Работы по созданию ряда дизелей мощностью 400 - 1700 кВт полностью развернуты и мощностные показатели, которые планируется достигнуть, приведены в табл.4. Пуск первого образца на стенде запланирован на начало 2015 года.
Таблица 4
Основные параметры судовых дизелей ряда
Мощность на режиме М 1:
| Число цилиндров |
6 |
8 |
12 |
16 |
| Мощность, кВт |
900 |
1200 |
1800 |
2400 |
| Частота вращения к/в, об/мин |
2300 |
Мощность на режиме М 2:
| Число цилиндров |
6 |
8 |
12 |
16 |
| Мощность, кВт |
720 |
960 |
1440 |
1920 |
| Частота вращения к/в, об/мин |
2100 |
Мощность на режиме М 3:
| Число цилиндров |
6 |
8 |
12 |
16 |
| Мощность, кВт |
540 (360 при 1500 об/мин) |
720 |
1080 |
1440 |
| Частота вращения к/в, об/мин |
1900 |
Мощность (ICFN по ИСО 3046-1) двигателей для пропульсивных комплексов назначается исходя из режима нагружения:
- М 1 —общая наработка на режиме полной мощности не более 10% в год; применение для скоростных патрульных судов, скоростных яхт; ключевые компетенции — экономичность, малая удельная масса.
- М 2 — общая наработка на режиме полной мощности не более 30% в год; применение для рабочих судов, для скоростных пассажирских судов; ключевые компетенции — экономичность, экология, моторесурс.
- М 3 — без ограничения по режимам; применение для рабочих судов; ключевые компетенции — экономичность, экология, моторесурс.
Абсолютно очевидно, что потребуется доводка конструкции дизеля, но в 2017 году может быть развернуто его серийное производство с обеспечением локализации не менее 70% в России и странах БРИКС.
Также необходимо учесть, что в рамках ФЦП Средне-Невский Судостроительный завод выполнил работы по отработке технологии изготовления монолитного корпуса скоростного катамарана из композитных материалов, а также корпуса СПК «Полесье». На настоящее время корпуса практически готовы. Но, как и дизель, корпус нуждается в опытной проверке. Очевидно, что в пределах Санкт-Петербурга, было бы рационально дофинансировать комплектацию и достройку катамарана, укомплектовав его дизелями из выпускаемых ОАО «Звезда» (табл.1). Учитывая, что процесс выпуска новых дизелей и завершения опытной эксплуатации судна совпадают по срокам, можно будет принять решение о развертывании серийного строительства судов с новыми двигателями.
В заключение хочется привести абзац из письма П.А. Столыпина морскому министру И.К. Григоровичу «… обнаружен ряд заключенных Николаевскими заводами с отечественными, так и с иностранными промышленными предприятиями весьма невыгодных для казны и ставящих наше военное судостроение в зависимое от заграничных предприятий положение соглашений о порядке исполнения заказов морского ведомства по сооружению новых судов в Балтийском и Черном морях. Находя, со своей стороны, что быстрое пополнение нашего флота отвечающими современным боевым требованиям судами может быть достигнуто лишь при соблюдении должной экономии в расходовании на этот предмет средств государственного казначейства и при обеспечении за морским ведомством полной независимости от иностранных судостроительных фирм, долгом считаю просить Ваше Превосходительство не отказать уведомить меня о мерах, какие Вы сочли нужным принять для устранения тех неблагоприятных для отечественного судостроения условий…» (6). К такому пониманию проблемы технологической безопасности государства сложно что-либо добавить.
Е.Ю. Лерман, д.т.н., с.н.с., Советник Технического директора ОАО «ЗВЕЗДА»
В.Н. Половинкин, д.т.н., проф., Заслуженный деятель науки и техники РФ,
Советник Генерального директора ФГУП «Крыловский Государственный научный центр»
Литература:
- Ъ-Газета « Не покупайте нероссийское» «Правительство начало кампанию ограничения госимпорта с транспортных средств», http://www.kommersant.ru/doc/2525426, 15.07.2014
- В.Н. Половинкин, А.Б. Фомичев «Проблемы импортозамещения в отечественной экономике», ж. «Экспертный союз», № 2 (12), 2014, стр. 30 – 33.
- Лерман Е.Ю., Горшков В.Ф., Барановский В.В. «Судовое судостроение: современное состояние и перспективы», ж. «Судостроение», 2004, №3, с. 22 - 25.
- Плавник П.Г., Лерман Е.Ю. « Российские высокооборотные дизели – сегодня и завтра», ж. «Двигателестроение», 2012, № 4(250), с. 3 – 7. 5.
- Письмо П. А. Столыпина И. К. Григоровичу от 04.05.1911г. № 2227 РГИА. Ф.1276. п.4.Д.42. Л.95 – 95 об. На бланке «Председатель Совета министров».
