Главная / Флот / Флот

Флот

Стратегия нового времени
Крыловский центр: исследования и разработки морской техники после 1991 г.

Институт Крылова – крупнейший российский и мировой центр исследований и разработок морской техники. Свою историю он ведет с 1894 г., когда в Санкт-Петербурге был создан первый в России опытовый бассейн для отработки (оптимизации) формы корпуса, движителей, исследований судостроительных материалов, механизмов и др.

Валентин ПАШИН

В силу ряда обстоятельств в российском судостроении в отличие, скажем, от авиастроения, основные научные направления концентрировались в одном институте. Конструкторские организации (КБ) и заводы своих экспериментальных средств не имеют. Вот почему все без исключения боевые корабли, подводные лодки, другая морская техника (гражданская и специальная) начинают свой путь в океан через лаборатории нашего института. И эта техника нередко уникальная.

Валентин Михайлович ПАШИН – научный руководитель – директор ФГУП ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, инженер-кораблестроитель, профессор, академик РАН

«Зона ответственности» нашего института – весь комплекс мореходных качеств, прочность, главные энергетические установки, акустические и электромагнитные качества, ядерная и радиационная безопасность. Эксперименты, нормативно-методическая документация, рекомендации, правила проектирования и т.п. – традиционная продукция института. Предметом деятельности являются также концептуальные разработки и проекты гражданской морской техники.

Происходившие в стране в конце 80-х – начале 90-х гг. прошлого века процессы не могли не задеть институт. Практически стопроцентное государственное финансирование резко сократилось. Начался период выживания. Нужна была новая стратегия.

Открывшаяся после 1991 г. возможность сотрудничества с зарубежными компаниями потребовала серьезного переосмысления приоритетов. Сроки исполнения, аккредитация, участие в международных специализированных организациях, новое оборудование и т.п. – все эти вопросы решались заново. Благодаря этому, с 1996-1997 гг. институт вышел на уровень 30-40 зарубежных контрактов в год. Одним из новых стратегических направлений стала диверсификация, т.е. выход на рынок с конечной высокотехнологичной продукцией – то, что сегодня стали называть инновационной экономикой.

Институт Крылова, как и многие институты такие, как ЦАГИ, ЦИАМ, ЦНИИМАШ и другие, в советское время результаты экспериментов, научно-методические разработки щедро рассылал в конструкторские бюро, на заводы – так называемые финишеры. Последние получали в цене финишных изделий, в том числе и наш прибавочный продукт. Поэтому мы взяли курс доведения разработок до конкретных систем, устройств и приборов с целью самостоятельного выхода с ними на рынок. Была бы у института верфь – строили бы и суда.

Облик создаваемых кораблей во многом определяется новыми разработками и технологиями. К настоящему времени достаточно четко оформились пять-шесть технологий, определяющих облик современного корабля. Например, главным качеством подводных лодок считается скрытность. Она определяется в основном акустическими полями и полями электромагнитной группы. При этом их значимость различна в океанской зоне и мелководных акваториях. Надводным кораблям необходимо в первую очередь обеспечить защищенность от подводного оружия и современных ударных средств с самонаведением по различным полям верхней полусферы.

 

В качестве примера рассмотрим некоторые разработки и изделия, являющиеся по существу типичными примерами инновационной цепочки: фундаментально ориентированные исследования – разработка технологии и проекта – изготовление системы – рынок (корабли на экспорт и для российского ВМФ).

Системы типа «Каскад» предназначены для компенсации электрического поля и противокоррозионной защиты гребных винтов и корпуса корабля. Применение этих систем позволяет обеспечить эффективное снижение электрического поля гальванической пары «гребной винт – корпус» и усиленную противокоррозионную защиту гребных винтов с возможностью контроля уровня защиты. Активное устройство электрического замыкания гребного вала на корпус обеспечивает снижение составляющей низкочастотного электромагнитного поля, обусловленной пульсациями гальванического тока на валолинии. Контактно-щеточное устройство имеет 28 контактных щеток и брызгозащищенное исполнение.

Глубоководный бассейн. Ледовый бассейн. Мореходный бассейн.

 

Моделирование физических полей.

Аэродинамическая труба.

Камеры для гидравлических и гидростатических испытаний.

 

Бортовой комплекс автоматического регулирования корабельных систем размагничивания – комплекс Krylov degausing system (KDS) предназначен для управления токами в обмотках бортовых размагничивающих устройств и локальных компенсаторах магнитного поля корабельного оборудования с целью снижения магнитного поля корабля. В комплексе предусмотрены способы управления:

— пропорционально составляющим магнитного поля Земли в системе координат корабля, определяемым с использованием трехкомпонентных феррозондовых датчиков магнитной индукции (управление в «функции магнитного поля Земли»);

— пропорционально составляющим магнитного поля Земли в системе координат корабля, определяемым автоматически в зависимости от текущих значений углов курса, крена, дифферента корабля и его географических координат (широты и долготы), поступающих от навигационного комплекса корабля (управление «в функции косвенных параметров»);

— в зависимости от ручной установки географических координат корабля и его курса.

Размещение элементов системы «Каскад» на боевом корабле.

 

Исследовательский радиолокационный измерительный комплекс предназначен для измерения радиолокационных портретов надводных кораблей. Он позволяет с помощью ISAR-процедуры, реализованной с использованием новейших твердотельных устройств и технологий регистрации и обработки сигналов, выполнять измерения с высоким (порядка 1 м) разрешением по дальности и азимуту для выявления «блестящих точек» – элементов корабельных конструкций, имеющих повышенную радиолокационную заметность, а также для оценки эффективности мероприятий по их устранению.

В области корабельных stealth-технологий институт активно ведет поиски решений по созданию легких и прочных радиопоглощающих материалов, эффективных в широком радиолокационном диапазоне длин волн, в том числе с использованием достижений нанотехнологий и индустрии наносистем. К настоящему времени институтом разработаны и изготовлены (с участием предприятий судостроительной отрасли) образцы новых конструкционных радиопоглощающих материалов, обеспечивающие коэффициент отражения электромагнитных волн не хуже чем -10 дБ в диапазонах S, X, Ka. Эти образцы имеют необходимые жесткость и прочность, предъявляемые к корабельным конструкциям.

АЭ контроль качества в процессе сварки.

Многофункциональная акустико-эмиссионная (АЭ) система КАЭМС диагностики технического состояния корпусных конструкций – оригинальная система классификации дефектов по регистрируемым АЭ сигналам. Она основана на их многопараметрическом анализе и цветовой индикации степени опасности. Система согласована и одобрена экспертным советом по неразрушающему контролю Госгортехнадзора РФ. КАЭМС позволяет выполнять контроль качества сварных соединений непосредственно в процессе сварки.

Практические работы по использованию АЭ контроля в заводских технологических процессах подтвердил его перспективность. Так, АЭ контроль процесса вварки секций в основной корпус подводной техники показал возможность сокращения до 90% количества контролируемых участков радиографическим методом и резкое сокращение объемов ультразвукового контроля и повышения его достоверности за счет адресного контроля по результатам АЭ. Внедрение АЭ метода в технологию контроля монтажных швов трубопроводов высокого давления позволило перейти от их гидравлических испытаний к пневматическим, что дало возможность отказаться от последующих трудоемких операций осушки трубопроводных систем.

Активное внедрение АЭ метода на судостроительных заводах до сих пор сдерживалось сложностью освоения этого метода заводскими лабораториями неразрушающего контроля. В настоящее время институт разрабатывает специализированные системы АЭ, адаптированные к заводским технологическим процессам на диалоговом принципе общения с ней оператора АЭ контроля.

Институту удалось сосредоточить всю цепочку по созданию гидроакустических покрытий: исследования – разработку – изготовление – поставку на строящиеся корабли. Пришлось организовать собственное производство на базе уникального зарубежного оборудования. Сейчас готовится вторая очередь этого производства.

Объединение процессов конструирования пластин гидроакустических покрытий и технологической отработки их производства, совмещенных с контролем продукции на уникальном испытательном оборудовании исследовательских лабораторий, позволило выйти на принципиально новый уровень в создании высокоэффективных гидроакустических покрытий новых поколений.

Институт занимается разработкой конструкций гребных винтов с низкой виброактивностью. Сегодня институт – эксклюзивный проектант гребных винтов для шведско-финской фирмы ABB-Azipod. Неформальный консорциум Институт – Северодвинское машиностроительное предприятие «Звездочка» обеспечил поставку около 180 гребных винтов по 31 проекту разработки института, в том числе для 56 больших круизных лайнеров, включая крупнейшее в мире пассажирское судно Oazis of the Seas постройки 2009 г.

Поведение на волнении моделей платформ.

Буровые платформы в виде плавучих заякоренных сооружений с вертикальными колоннами – распространенные средства океанотехники. Однo из серьезных требований к их поведению в условиях волнения состоит в минимизации угловых колебаний. Современные средства пассивного позиционирования (различного рода якорные системы) зачастую оказываются недостаточно эффективными. Институтом разработан алгоритм профилировки колонн по их высоте, обеспечивающий неизменность остойчивости сооружения при его плавании на волнении. Именно такое решение позволило исключить угловую раскачку платформы вследствие непрерывного изменения остойчивости в условиях волнения. Как показали испытания на интенсивном волнении, амплитуды угловой качки платформы с предложенной профилировкой оказываются в 2,5-3 раза меньше, чем у традиционной платформы. Получены два соответствующих патента на изобретения.

Говоря о сегодняшних достижениях нельзя не видеть задач, обусловленных как проблемами современного судостроения, так и вызовами времени и развивающейся глобализацией. В соответствии с этим изменяется и статус нашего института. Уровень комплексности повышается путем присоединения к нему других институтов с родственной тематикой. Открываются новые направления разработок. Сообразно новым задачам и научным направлениям разработана и реализуется программа развития экспериментальной базы института.

Подводя краткий итог сказанному, хочу констатировать, что модернизация Крыловского научного центра идет достаточно планомерно. Мы научились соразмерять свои возможности с фактическими потребностями отрасли и готовы, при необходимости, корректировать свой курс в соответствии с возникновением новых перспективных задач и потребностями мирового рынка кораблестроения.

Государственный научный центр «Центральный научно-исследовательский институт имени академика А.Н. Крылова»

Россия, 196158, Санкт-Петербург,

Московское шоссе, 44

Тел.: +7 (812) 723-6606

Факс: +7 (812) 727-9632

krylov@krylov.spb.ru

www.krylov.com.ru