Этот научно-технический и информационно-аналитический журнал выходит уже несколько лет в Санкт-Петербурге. Четыре раза в год его богато иллюстрированные статьи рассказывают о достижениях отечественных специалистов в судостроении, двигателестроении и системах управления, морской технике, безопасности мореплавания, освоении океанов и шельфов, экологическом состоянии на их просторах и многом другом. Очень важно, что на страницах издания выступают ведущие ученые, конструкторы, инженеры России, и конечно, прежде всего работающие на берегах Невы, где уже несколько веков созданы и функционируют мощнейшие предприятия, являющиеся поставщиками кораблей, подводных аппаратов - всего не перечесть. Сегодня мы познакомим вас с двумя публикациями (в сокращении), размещенными в "Морском Вестнике" N 1 и 2 за 2006 г.

стр. 100

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПОДГОТОВКИ МОРСКОГО УЧАСТКА ТРАССЫ СЕВЕРО-ЕВРОПЕЙСКОГО ГАЗОПРОВОДА С УЧЕТОМ ОПАСНОСТЕЙ ТЕХНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Доктор технических наук С. П. АЛЕКСЕЕВ, начальник ФГУП Государственного научно-исследовательского навигационного института Министерства обороны РФ (Санкт-Петербург), кандидат технических наук С. В. ЯЦЕНКО, главный научный сотрудник того же института

Как показали последние события, среди проблем обеспечения энергетической безопасности стран мирового сообщества самостоятельное значение имеет задача бесперебойной и безопасной транспортировки углеводородов. В этом плане принципиальным является строительство Северо-Европейского газопровода (СЕГ) на основании соглашения ОАО "Газпром" и немецких компаний "BASF" и "E.ON Ruhrgas", подписанного в ноябре 2005 г. Морской участок трассы проходит по дну Балтийского моря от района российского города Выборг до побережья Германии. Он пересекает территориальные воды и исключительные экономические зоны России, Швеции и Германии, затрагивает интересы Дании и Финляндии, проходит вблизи Эстонии, Латвии, Литвы и Польши.

Создание такого уникального по масштабам и протяженности промышленного объекта связано с рисками, часть которых обусловлена наличием на морском участке трассы подводных опасностей техногенного происхождения (затопленные химическое оружие, взрывоопасные предметы, крупные объекты). Это ведет к формированию настороженного отношения к проекту СЕГ ряда государственных органов и общественных организаций стран Балтии в связи с возможностью серьезных экологических ущербов в период строительства и эксплуатации СЕГ (для здоровья населения примыкающих территорий, рыболовства, туризма, сохранения существующих морских экосистем и др.).

По мнению отдельных специалистов, создание газопровода может не только значительно интенсифицировать естественный процесс поступления боевых отравляющих веществ в водную среду из-за ускоренного разрушения оболочек химических боеприпасов, но и привести к их крупномасштабному выбросу. В связи с этим при производстве работ по подготовке морского участка трассы принципиально важно строго соблюдать требования международных и европейских нормативных документов, соглашений по защите морской природной среды Балтийского моря, а также требований стандартов норвежской компании "Det Norskt Veritas" ("DNV"), норма и стандарты которой приняты за основу при проектировании и строительстве СЕГ.

В рамках освоения энергетических ресурсов шельфа РФ и повышения безопасности морских объектов обустройства и эксплуатации нефтегазового комплекса наряду с ОАО "Газпром" в реализации проекта СЕГ с 1997 г. участвуют организации военно-морского флота. В частности, Гидрографическая служба Балтийского флота, наш институт и другие в контексте рассматриваемого вопроса ведут работы по морским инженерным изысканиям; оптимизации трассы морского участка СЕГ, в том числе с учетом опасностей техногенного происхождения; разработке Концептуального проекта и Программы создания комплексной системы обеспечения безопасности морского участка трассы.

Исходя из изложенного, интересно рассмотреть особенности подготовки морского участка СЕГ с учетом опасностей техногенного происхождения, которые подлежат анализу.

Химическое оружие. После окончания Второй мировой войны на территории Германии было обнаружено 296103 т химических боеприпасов, которые были затоплены союзниками в нескольких официально объявленных районах на акватории Балтийского моря. Фактически же их затопление проводилось и по пути транспортировки, и вне объявленных районов. По официальным данным, после 1947 г. других сбросов не было. Однако имеются неподтвержденные сведения о затоплении 43000 т химических боеприпасов в районе датского острова Борнхольм после 1948 г.

Состояние химического оружия: толстостенные боеприпасы могут находиться в боеготовом состоянии, но при механическом воздействии могут быть разрушены, и отравляющие вещества начнут поступать в морскую среду; крупные технологические емкости, скорее всего, разрушены и хранившиеся в них химикаты полностью высвободились; мелкие тонкостенные боеприпасы в той или иной степени разрушены, отравляющие вещества высвободились и полностью подверглись гидролизу.

Находящиеся в составе боезарядов или отравляющие вещества полностью сохранили свои токсикологические свойства. Многие продукты гидролиза высвободившихся веществ токсичны. Отсюда следует вывод, что нужно быть готовыми к обезвреживанию образцов химического оружия; обнаружению факта выхода веществ

стр. 101

или появлению продуктов гидролиза в результате проводимой на дне деятельности; обезвреживанию химикатов на дне, находящихся в высвобожденном состоянии; предотвращению и ликвидации последствий случайно поднятых на поверхность образцов данного оружия.

Взрывоопасные предметы. Риски, обусловленные ими, имеют две составляющие - систематическую и случайную. Первая обусловлена регулярными и документально зафиксированными действиями: это минные постановки и районы затопления взрывчатых веществ. В настоящее время реальную опасность представляют донные и якорные мины, а также те, которые затонули на фунте (без минрепов).

Случайная составляющая (торпеды, глубинные и авиационные бомбы, артиллерийские снаряды) практически не поддается картографированию на основе архивных материалов.

Крупные затонувшие объекты. На морском участке Северо-Европейского газопровода надежно идентифицированы несколько судов и тралов. Но основная часть не выявлена и потому не может быть отнесена конкретно к затонувшим судам, самолетам, подводным лодкам или их обломкам. Их характерные размеры: до нескольких десятков метров подлине или ширине, по высоте от нескольких десятков см до 4 - 5 м. Некоторые из затопленных объектов могут нести на борту значительный боезапас.

Для оценки рисков должны быть разработаны модели нештатных ситуаций, на этой основе выполнено соответствующее районирование морского участка трассы. Создан также ряд мероприятий, обусловленных опасностью техногенного происхождения, что позволило определить основные подходы стратегии подготовки морских участков СЕГ, которая должна предусматривать: обследование морских участков трассы с целью обнаружения соответствующих рисков; информационное сопровождение ее подготовки; идентификацию и обозначение обнаруженной возможной беды; картографирование интересующих нас рисков с использованием специализированной информационно-справочной системы на базе геоинформационных технологий; выполнение комплекса мероприятий по снижению опасностей до заданного уровня.

В состав работ по снижению рисков от взрывоопасных предметов могут входить: их удаление (подрыв, подъем, перемещение) из полосы строительства; изоляция первых с использованием специальных конструкций или засыпкой грунтом; локальное изменение трассы с целью обхода районов концентрированного захоронения опасных объектов.

В состав мероприятий по снижению рисков от химического оружия могут входить: локальное изменение трассы с целью обхода районов рассыпного или концентрированного захоронения этих опасностей; изоля-

стр. 102

ция взрывоопасных объектов и одиночных объектов с использованием подводных аппаратов со специальными контейнерами с последующим их оставлением на дне; изоляция отдельных объектов путем засыпки и использования сорбентов; непрерывный многоуровневый контроль наличия и концентрации вредных веществ с применением специально подобранных маркеров экологического состояния; медицинское обеспечение работ, определение клинических баз и разработка медицинских стандартов лечения в случае поражения отравляющими веществами.

В состав мероприятий по снижению рисков, обусловленных крупными затопленными объектами, могут входить: локальное изменение трассы с целью обхода объекта; удаление фрагментов последнего из полосы прокладки трубопровода.

Важное значение при строительстве и эксплуатации СЕГ имеет объективная оценка состояния трубопровода и участков дна по трассе укладки, особенно в местах предполагаемого нахождения опасностей техногенного происхождения.

Необходимый мобильный комплекс сбора и обработки информации о состоянии подводного трубопровода может состоять из двух функциональных частей (подсистем): береговой с целью сбора и обработки информации, а также мобильной, размещаемой на подвижном объекте. Связь между ними предполагается осуществлять по каналам удаленного информационного обмена. Мобильный модуль может быть подключен и к береговой части непосредственно по интерфейсам межпрограммного обмена.

Мобильная часть имеет меньший объем базы данных опасных объектов и может быть размещена на специализированном судне. Она предназначена для оперативной оценки и анализа опасностей техногенного происхождения, работы с ситуационными сценариями непосредственно на подвижном объекте, осуществляющем комплекс специализированных работ на отдельных участках трассы СЕГ.

По нашим оценкам, представленная технологическая схема подготовки морского участка Северо-Европейского газопровода обладает высокой эффективностью, обеспечивает снижение рисков строительства трассы транспортировки газа до уровней, рекомендованных имеющимися нормативными документами, является решением проблемы обеспечения бесперебойной и безопасной морской транспортировки углеводородов.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОСВОЕНИЯ ПОДВОДНОЙ СРЕДЫ МИРОВОГО ОКЕАНА

Доктор технических наук В. Ф. СУСЛОВ, генеральный директор ОАО "Пролетарский завод" (Санкт-Петербург)

Известно, что две трети поверхности Земли покрыто водой. На протяжении многовековой истории цивилизации неоднократно предпринимались попытки проникнуть в загадочные глубины Мирового океана. Изучение морской флоры и фауны, физических, биологических и химических свойств, геология - вот далеко не полный круг задач, которые решаются с привлечением специальных технических средств. К ним прежде всего относятся обитаемые подводные аппараты.

Интенсивное освоение морских глубин началось в 1953 г.: тогда был спущен на воду батискаф "Триест" швейцарца Огюста Пикара, совершивший в 1960 г. рекордное погружение на дно Марианской впадины в Тихом океане на глубину 10916 м. Затем оригинальная идея француза Жака Ива Кусто воплотилась в легкие, маневренные и технически оснащенные подводные аппараты, названные "ныряющими блюдцами", идеально подходившими для изучения континентального шельфа.

За последние 50 лет в мире построено более 200 подводных обитаемых аппаратов исследовательского и специального назначения. Самая многочисленная группа (70%) из них - для малых глубин, 20% предназначены для проникновения в средние глубины и около 10% - для больших глубин и аппаратов-спасателей.

В мире построено около 100 аппаратов-разведчиков континентального шельфа. 70% из них предназначены для работы на водолазных глубинах (до 300 м). Характерной конструктивной особенностью подобных аппаратов является наличие водолазного отсека и шлюзовой камеры, что обеспечивает их многофункциональность. Подводные исследовательские и спасательные работы выполняются не только при помощи забортных исполнительных механизмов-манипуляторов, но и доставляемыми на этих аппаратах группами водолазов-аквалангистов. Ряд аппаратов этой группы используется спортивными и туристическими фирмами в качестве прогулочных "мини-лодок".

Остальные 30% аппаратов этой группы, работающих на глубинах до 600 м, предназначены для океанологических исследований и наблюдений за подводным миром.

Среди соответствующих отечественных аппаратов можно выделить следующие.

"Риф" - автономный обитаемый аппарат, первый в серии последующих "Морж", "Омар", "Лангуст", созданных в 1987 и 1988 гг., с глубиной погружения от 100 до 600 м, предназначенных для исследования в области промысловой океанологии и рыбного хозяйства, а также для поисковых и научно-исследовательских работ. Все аппараты снабжены шестистепенным электрогидравлическим манипулятором, а их прочные корпуса оснащены 400-мм иллюминаторами с широким углом наблюдения за водной средой.

"Катран" с глубиной погружения 300 м создан в 1989 г., экипаж - два человека, водоизмещение - 5 т. Предназначен для геолого-биологических изысканий. Оснащен многостепенным манипулятором и имеет автоматическую систему управления курсом. Это один из лучших отечественных аппаратов, построенных в 80-х гг. XX в.; интенсивно использовался на Черном море и на нефтяных промыслах Вьетнама.

"Оса-3" - первый обитаемый подводный аппарат с экипажем из трех человек и глубиной погружения 600 м построен в 1976 г. Предназначен для биологических, гидрологических, гидрофизических и прочих исследований в рыбной и других отраслях народного хозяйства. В

стр. 103

70-х гг. был первым динамически стабилизированным подводным аппаратом. Оснащен, наряду с различными сложными системами и техникой, манипуляторным устройством.

"Океанолог* - многоцелевой обитаемый подводный аппарат с глубиной погружения 600 м и экипажем из трех человек, создан в 1980 г. Предназначен для выполнения комплексных научных и прикладных гидрологических, биологических, ихтиологических исследований и различных работ на шельфе, а также в открытых районах океана. Обладает высокой динамической стабилизацией, способен зависать над объектом и передвигаться по любой пространственной траектории, имеет манипулятор со сменным инструментом для выполнения различных подводно-технических работ.

Обитаемые аппараты группы для средних глубин, построенные в США, Японии, Канаде, России, Англии и Германии, внесли большой вклад в проведение океанологических исследований и спасательных работ. Они незаменимы для нефтеразведки, картографических исследований, сбора образцов с морского дна и наблюдения за подводными вулканами. Их рабочие глубины - до 2000 м. Благодаря им обеспечивается добыча нефти с морских буровых платформ и успешно осваиваются запасы подводных руд, оцениваемых специалистами в десятки миллионов тонн.

Среди аппаратов этой группы можно выделить "Север-2" - первый в России обитаемый подводный аппарат для океанологических исследований и подводных работе экипажем из пяти человек, построен в 1970 г. Рабочая глубина - 2000 м. Его длина - 4 м, водоизмещение - 15 т. Имеет прочный цилиндрический корпус и обтекаемый легкий корпус. Несколько движителей позволяют быстро изменять направление движения как по горизонтали, так и по вертикали, а маршевой кормовой и вертикальные двигатели - обходить препятствия на грунте. Специальное устройство удерживает аппарат на ходу и в неподвижном состоянии на постоянном расстоянии от грунта.

Построено было два таких аппарата. После освоения черноморских глубин они вышли на океанские просторы, и в результате детального обследования с их помощью были описаны донные ландшафты, разновидности рыб, получены карты температуры и солености воды. Типичными работами для "Север-2" стали комплексные исследования биоресурсов в Тихом океане, учет рыбы на подводных горах тропической зоны Атлантического океана, работа при поднятии подводной лодки "Дискавери" и др.

"Пайсис" - аппарат, предназначенный для океанологических исследований и спасательных работ, для нефтеразведки и осмотра подводных кабелей. Первый из этой серии принимал участие в уникальном эксперименте по изучению флоры и фауны под арктическими ледовыми полями, на нем впервые в рамках Международной атлантической экспедиции совместно с амери-

стр. 104

канскими и канадскими учеными в подводных работах принимали участие российские ученые.

Наибольший интерес представляют "Пайсис-7" (1975 г.) и "Пайсис-11" (1976 г.). Их построила канадская фирма "Хайко" для океанологических исследований. Оба имеют одинаковые технические характеристики: длина - 7 м, ширина - 3, высота - 3,7 м, масса аппарата - 10,5 т, рабочая глубина погружения - 2000 м.

В комплекс оборудования аппаратов входят два манипулятора - высоко- и малоподвижный. Первый имеет шесть степеней свободы и копирует движение человеческой руки, что позволяет поднимать с морского дна образцы и складывать их в специальный бункер. Второй, более мощный, может быть использован для подъема предметов весом до 100 кг или для установки на нем бурильного устройства для взятия проб грунта.

Аппараты участвовали в Байкальских экспедициях 1977 и 1991 гг., и по результатам этих погружений были составлены геологические карты местной впадины, разрез дна озера. В 1983 - 1984 гг. "Пайсисы" проводили исследования в Индийском океане, одно из погружений " Пайсис-11" стало рекордным по "подъему" образцов - 27 были доставлены на борт судна. В 1986 г. "Пайсисы" участвовали в Тихоокеанской экспедиции с целью изучения сейсмоактивных участков северо-восточной части океана.

Всего четыре страны в мире - США, Франция, Япония и Россия - владеют обитаемыми аппаратами, способными исследовать гидрокосмос на глубинах до 6000 м. Они постоянно участвуют в научных экспедициях и спасательных операциях, приглашаются на подводные съемки затонувших кораблей ("Титаник", "Бисмарк").

Среди них можно выделить "Мир-1" и "Мир-2" - лучшие и наиболее используемые российские аппараты, предназначенные для подводно-технических работ, построенные финской фирмой "Раумала-Репола". Оба имеют одинаковые технические характеристики: длина - 7,8 м, ширина - 3,8, высота - 3,4 м, масса аппарата - 18,6 т, максимальная скорость - 5 узлов, рабочая глубина погружения - 6000 м.

Обитаемый прочный корпус имеет сферическую форму, изготовлен из высоколегированной стали методом литья без применения сварки; обтекаемый легкий корпус из пластика закрывает все механизмы и устройства. Аппараты оснащены системами подводной и надводной связи, навигации, теле- и фотосистемами. Хорошее энергообеспечение (100 кВт · ч) позволяет им много перемещаться и работать манипуляторами (семь степеней свободы), которых по два у каждого. Их эффективность достигается применением силовой обратной связи с микропроцессорным управлением. Установлены аппараты на судне обеспечения "Академик Мстислав Келдыш" РАН.

Более 20 рейсов совершили ученые на них, осуществили около 500 погружений в различных районах Мирового океана. В 1994 - 1995 гг. с помощью аппаратов "Мир-1" и "Мир-2" была проведена уникальная подводная операция по герметизации затонувшей атомной подводной лодки "Комсомолец"; на них выполнено 68 погружений к ней в течение шести дней.

После трагедии с атомной подводной лодкой "Курск" эти аппараты выполняли ее осмотр, фото- и видеосъемку.

Экспедиции 1998 - 2001 гг. с аппаратами "Мир-1" и "Мир-2" проходили в Атлантическом океане. Норвежском и Баренцевом морях. Они работали на гидротермальных полях, участвовали в коммерческих проектах, в том числе в съемках фильма о "Титанике".

В 2000 г. на ФГУП "Адмиралтейские верфи" построен обитаемый подводный аппарат "Русь".

Другой аппарат той же серии "Консул" предназначен для широкого спектра подводных исследований и работ в океанических глубинах до 6000 м и на шельфе в местах обнаружения залежей полезных ископаемых, а также для подводно-технических, аварийно-спасательных и специальных работ.

При его создании использованы титановые сплавы, обеспечивающие корпусу легкость и надежность. Экипаж, состоящий из двух человек, может вести наблюдение за подводным миром, фото- и видеосъемку, проводить операции с механическим манипулятором. Время погружения, работы и всплытия - около 10 ч. Скорость - 3 узла.

Аппараты-спасатели, как правило, приписаны к военно-морскому флоту и имеют специальное оборудование, позволяющее проводить спасательные операции на море. На рубежах России несут вахту построенные в Нижнем Новгороде на заводе "Красное Сормово". Последними из них являются аппараты "Приз", имеющие титановый корпус (рабочая глубина - 1000 м), и "Бестер", оснащенный манипулятором (рабочая глубина - 1000 м). Основная задача - поиск, обследование аварийной подводной лодки, лежащей на фунте, спасение личного состава и оказание помощи путем доставки на лодку средств поддержки жизнедеятельности. "Бестер" принимал участие в аварийно-спасательных работах на атомной подводной лодке "Курск".

Рассмотренные четыре группы подводных обитаемых аппаратов охватывают практически весь спектр технических средств, предназначенных для изучения и освоения Мирового океана. В нашей стране пик строительства подводных обитаемых аппаратов пришелся на 70 - 80-е гг. XX в. При этом большинство из них по основным техническим характеристикам не уступали, а зачастую и превосходили лучшие зарубежные аналоги.

Именно тогда "Пролетарский завод" был перепрофилирован на создание изделий судового машиностроения, и одной из первых работ по новому профилю было изготовление комплексов движительно-рулевого оборудования для аппарата "Север-2". А в 1970 г. на его базе был организован Центральный научно-исследовательский институт судового машиностроения. И практически все построенные еще в Советском Союзе и теперь в России подводные аппараты оснащены оборудованием, спроектированным и изготовленным на "Пролетарском заводе".

Иллюстрации из журнала "Морской Вестник"

Публикатор:

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

Комментарии: