Крыловский ГНЦ: мозг российского судостроения

В 2019 году Крыловскому государственному научному центру – одному из крупнейших мировых исследовательских центров в области кораблестроения и проектирования – исполняется 125 лет. Журнал «Деловая Россия» присоединяется к многочисленным поздравлениям в его адрес и предлагает посмотреть, с какими планами он встречает этот красивый юбилей.

Центр основан в 1894 году и носит имя академика Алексея Николаевича Крылова с 1944 года. Сегодня его юридическая форма – федеральное государственное унитарное предприятие. В 2008 году Правительством Российской Федерации он был включен в Перечень системообразующих организаций России, а решением Минпромторга РФ – определен головной научной организацией в области судового машино- и приборостроения.

Благодаря своему более чем вековому опыту Крыловскому ГНЦ удалось накопить колоссальный опыт по созданию кораблей, судов и морской техники. Сегодня в зоне его ответственности – весь комплекс мореходных качеств, прочность, энергетические установки, акустические и электромагнитные свойства, ядерная и радиационная безопасность отечественных судов. Центр занимается исследованиями и научными разработками в этих областях, обеспечивая ими оборонные и гражданские программы, ведет научное сопровождение работ по техническому регулированию, стандартизации, сертификации продукции и систем менеджмента качества, классификации и кодированию, каталогизации и метрологии. 

Ледокольный флот

Крыловский центр активно участвует в создании современных ледоколов – как путем изготовления судового оборудования, так и путем проектирования целых судов. 

Всей России известен проект мощного ледокола «Лидер» – это разработка Крыловского центра. Сегодня нашей стране требуется хотя бы три таких ледокола – для развития Северного морского пути, прохождение по которому требует ледокольной проводки. В «Лидере» сосредоточено множество уникальных новшеств – например, специально для него разрабатывались уникальные гребные винты из графенового материала. Они неуязвимы для льда и могут в зависимости от скорости ледокола принимать оптимальную форму – поэтому возрастает не только скорость ледокола, но также его маневренность и мощность.

Уникальный комплект систем электродвижения на переменном токе, разработанный КГНЦ, установлен на построенном на Балтийском заводе новом атомном ледоколе проекта 22220 «Арктика». Это первая подобная отечественная разработка, раньше такие системы создавал только немецкий концерн Siemens. Однако крыловский проект, при прочих равных условиях, оказался заметно выгоднее по стоимости.

Сегодня специалисты центра проектируют инновационный трехкорпусный ледокол, который будет иметь возможность прокладывать во льду канал шириной более 60 метров – тримаран с основным корпусом и двумя боковыми, в каждом из корпусов размещаются двигатели и гребные винты. Эксплуатация тримаранов значительно эффективнее, чем удвоение численности ледоколов на трассе для увеличения ширины канала.

Также в Крыловском центре создан проект мелкосидящего ледокола проекта 22740, предназначенного для эксплуатации в мелководных районах Арктики, Азовском и Каспийском морях. Ледокол спроектирован в рамках госконтракта с «Росморречфлотом», его функции – проводка караванов судов в сложных ледовых условиях, участие в тушениях пожаров на плавучих объектах и береговых сооружениях, поисково-спасательные операции. Это первый подобный ледокол, который будет строиться на отечественных верфях, ранее Россия получала такие суда из Финляндии. 

Техника для шельфа

Крыловский государственный научный центр давно работает с представителями нефтегазового комплекса страны, известен перспективными решениями для освоения морских месторождений, в том числе в ледовых условиях. А ведь министр энергетики России Александр Новак не раз заявлял, что к 2035 году в общей структуре добычи нефти доля шельфовых месторождений и трудноизвлекаемых запасов возрастет до 25%. А освоение шельфа требует принципиально новых разработок и в сфере разведки, и в сфере добычи, и в сфере обустройства морских месторождений.

К примеру, одним из известных научных исследований в этой области стала работа, выполненная КГНЦ по заказу компании «Газпром нефть шельф». Это комплексный анализ работы морской транспортно-технологической системы ледостойкой стационарной платформы Приразломная. На Приразломной «Газпром нефть» добывает первую российскую арктическую нефть – в условиях тяжелого льда (этот сорт назван АRCO (Arctic Oil) и впервые поступил на мировой рынок в 2014 году). 

Специалисты Крыловского центра смоделировали и исследовали транспортное обеспечение МЛСП Приразломная до 2038 года, разработали компьютерную имитационную модель платформы, создали вероятностный погодный генератор моделирования ветра, волнений, течений, дрейфа льда, условий видимости и других природных параметров по шкале Бофорта в районе МЛСП (с целью их точного анализа влияния на все четыре грузовые терминала платформы, принимающие вспомогательные суда снабжения и нефтеналивные танкеры), рассчитали оптимальные показатели скорости хода и расходы топлива вспомогательных судов и танкеров. В итоге была смоделирована работа различных конфигураций ТС на период всего цикла добычи нефти на МЛСП, а также выполнено более 12 тысяч имитационных «прогонов» работы системы до 2038 года. 

Для ПАО «ЛУКОЙЛ» проект нефтяного отгрузочного терминала в поселке Варандей (Баренцево море) также выполнял Крыловский центр. В частности, сотрудники центра проектировали морскую часть временной экспериментальной системы отгрузки нефти, которая была установлена в 4,5 километра от берега при глубине моря около 11 метров и отгружала нефть в танкеры типа «Астрахань» дедвейтом 20 тысяч тонн. Затем при помощи КГНЦ была построена и постоянная транспортная система круглогодичного морского вывоза нефти, сердцем которой стал стационарный морской ледостойкий отгрузочный причал (СМЛОП), установленный в 22 километрах от берега при глубине моря 17 метров. Это позволило загружать уже крупнотоннажные челночные танкеры дедвейтом около 70 тысяч тонн. Здесь Крыловский центр являлся партнером головного разработчика проекта Варандейского отгрузочного терминала – «Перм-НИПИнефть». КГНЦ отвечал за обоснование проектных решений по СМЛОП на основании модельных испытаний в мореходном и ледовом опытовых бассейнах.

В целом Крыловский центр уже более 50 лет проектирует технику для освоения шельфа России. Он участвует в создании судов различного назначения плавучих технических средств для изучения и освоения ресурсов Мирового океана и континентального шельфа; делает ТЭО сложных морских комплексов и расчетно-экспериментальные исследования, касающиеся судов, плавучих объектов и морских сооружений, с целью оптимизации их конструкций и получения данных для проектирования; оценивает экологическую безопасность их эксплуатации; проводит различные экспертизы по заказу государственных ведомств и частных корпораций. Крыловский центр принял участие почти во всех значимых шельфовых проектах последних десяти лет – «Сахалин-1», «Сахалин-2», Приразломное нефтяное месторождение, Штокмановское газоконденсатное месторождение, причал «Варандей», месторождения Обской и Тазовских губ, российский сектор Каспийского моря.

Столь активная работа КГНЦ неслучайна – он участвует в стратегической федеральной программе 2013–2030 годов «Развитие судостроения и техники для освоения шельфовых месторождений». Госзаказ, вместе с планами компаний «Газпром», «Роснефть» и «Росатом», составляет около 85% всей работы центра.

Впрочем, внимание «крыловцев» охватывает и другие вопросы. Например, в январе 2019 года КНГЦ испытал СПГ-терминал, обеспечивающий энергобезопасность Калининградской области. Это морской терминал по приему природного газа и плавучая регазификационная установка «Маршал Василевский», позволяющая закачивать газ в подземные хранилища не по магистральному трубопроводу. Все конструктивные решения ключевого элемента терминала – стационарного причала с волноломом – разрабатывались специалистами КГНЦ. 

Кроме предприятий ТЭК, сегодня Крыловский научный центр будет плотно сотрудничать с Объединенной судостроительной корпорацией – причем как в области создания гражданских кораблей и морской техники, так и по военной тематике. Военно-морской флот РФ намерен привлекать центр для научного сопровождения головных проектов, проведения глубокого анализа перспектив развития кораблестроения и морского вооружения. В этом секторе партнерство будет направлено на создание перспективных боевых кораблей, инновационной военно-морской техники и вооружения с высокой надежностью и боевой эффективностью.

Экспериментальная база

Успешное проектирование столь сложных объектов было бы невозможно без солидной экспериментальной базы. Крыловский центр располагает поистине уникальным комплексом для исследования характеристик судов, морской техники и кораблей. 

В наличии специальный Арктический инжиниринговый центр, где ведется вся полярная работа. Сейчас в Арктическом КБ работает более 150 человек, которые проводят широкий круг исследований по арктическим технологиям и спектр основных испытаний в этом секторе – лед, мореходные и аэродинамические испытания, испытания на ходкость, проектирование винтов. Такой интегральный сервис сегодня может предоставить стране только Крыловский ГНЦ, и он будет развивать это направление. 

Например, ледовый опытовый бассейн занимает шестиэтажный корпус и имеет ледовое поле 80×10 метров, позволяет имитировать ледяные торосы, мини-штормы. Для испытаний в бассейне используется уникальная методика приготовления гранулированного ледяного покрова, позволяющая точно имитировать реальные условия. Здесь же создан компьютерный тренажерный комплекс, моделирующий ледовую обстановку и выполнение морских операций при разных погодных условиях.

Кроме ледового, разумеется, имеются и другие бассейны – мореходный, маневренно-мореходный, глубоководный, мелководный, циркуляционный.

Еще одна изюминка Крыловского центра – уникальная ландшафтная аэродинамическая труба. Это специализированная установка для определения ветровых нагрузок на высотные здания, большепролетные мосты, речные и морские порты, буровые платформы и другие сооружения. Благодаря рабочей части трубы шириной 11 метров все испытания проходят на моделях в крупном масштабе и с хорошей детализацией. 

Есть и большая аэродинамическая труба – с ее помощью определяют гидро- и аэродинамические характеристики кораблей и судов, полей скоростей, распределения давлений по поверхности тел.

Надо сказать, что территория КГНЦ в Санкт-Петербурге занимает площадь около 800 000 квадратных метров, а это по размерам – небольшой город. Штат центра сегодня составляет около 3200 человек.