Алюминий на подводных крыльях: Металл будущего в судостроении - Морские вести России

Алюминий на подводных крыльях: Металл будущего в судостроении

02.09.2020

Обзор отрасли

Алюминий на подводных крыльях: Металл будущего в судостроении

Ежегодно в России водным транспортом пользуется около 13 млн пассажиров. При этом средний возраст судов на туристических маршрутах достигает 40 лет. Стратегия развития внутреннего водного транспорта до 2030 года, помимо увеличения объемов пассажирских перевозок, предполагает модернизацию парка судов. В том числе и благодаря вводу в эксплуатацию судов на подводных крыльях «Валдай» и «Комета», в конструкции которых значимое место занимают сплавы алюминия.

Ассоциация «Объединение производителей, поставщиков и потребителей алюминия» (Алюминиевая Ассоциация) рассказала «Морским вестям России» о перспективах новинок.

Без альтернатив

Протяженность внутренних водных путей в России, по данным Росморречфлота, составляет более 100 тыс. км. При этом 78% водных путей – безальтернативные. Взять, например, Обь-Иртышский бассейн, где сеть автодорог и железнодорожных путей недостаточно развита. Или линию Ханты-Мансийск – Салехард, расстоянием в тысячу километров, не имеющую практически никаких транспортных артерий, кроме речных. Сегодня по этим маршрутам ходят суда на подводных крыльях «Метеор» старой постройки. И хотя время в пути составляет почти 8 часов, суда идут с полной загрузкой, ведь они единственное средство перемещения.

В пользу развития отечественного судостроения есть еще один важный довод. По данным правительства РФ, транспорт на внутренних водных путях значительно экономичней автомобильного и железнодорожного: удельный расход топлива у него меньше на 25% и 53% соответственно. И на его содержание требуется в десятки раз меньше средств. Все эти факторы вместе взятые перевешивают единственный минус, связанный с большим сроком окупаемости новых судов – для пассажирских он составляет более 25 лет.

 

От Волги до Средиземноморья

Со времен СССР в стране накоплен богатый опыт разработки судов на подводных крыльях. «Ракета», «Метеор» и «Комета», созданные нижегородским конструкторским бюро имени Алексеева, более 40 лет бороздят водные просторы, причем не только в наши краях. Вот уже четверть века курсируют между средиземноморскими портами морские «Кометы».

Сегодня средний возраст пассажирских судов увеличился до критических показателей, назрела необходимость кардинальных перемен. В феврале 2016 года правительство утвердило «Стратегию развития внутреннего водного транспорта РФ на период до 2030 г.». Согласно документу, в течение четырнадцати лет планируется обновить речной флот и довести средний возраст туристических судов до 30 лет, а объем пассажирских перевозок стабилизировать на уровне 15-16 млн человек в год.

В соответствии с этими масштабными планами началось строительство скоростных судов на подводных крыльях (СПК) – речного «Валдай 45Р» и морского «Комета 120М».

 

По морям, по волнам

В разработанном «ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева» СПК «Валдай 45Р» некоторые почему-то видят правопреемника советского проекта «Полесье», строившегося с 80-х годов прошлого века на Гомельском судостроительно-судоремонтном заводе. С этим в ЦКБ категорически не соглашаются, отмечая, что из общего у двух проектов только количество принимаемых на борт пассажиров и расположение салона рубки.

СПК «Валдай 45Р» далеко ушел вперед по сравнению с предшественником. И главное – новые суда отвечают всем нормам Технического регламента о безопасности объектов внутреннего водного транспорта, тогда как «Полесье» уже не соответствует актуальным требованиям Российского Речного Регистра (РРР). Специальная форма крыльев, а именно увеличенное заглубление носового крыла, позволила снизить перегрузку при движении СПК в условиях волнения, что положительно сказалось на безопасности хода.

Само собой конструкторы подумали и о комфорте: на борту имеются современное эргономичное оборудование и кондиционеры – и в пассажирском салоне и в рубке экипажа. Предусмотрена возможность удобного размещения пассажиров с ограниченными возможностями. Разработчики утверждают, что установленные на СПК «Валдай 45Р» пассажирские кресла могут выдерживать запредельную нагрузку 12G – для сравнения, международные нормы допускают предельно допустимое значение перегрузок для гражданских самолетов в 2,5G.

Новые СПК успешно прошли приемо-сдаточные испытания, включая швартовые и ходовые, которые принимают представители РРР. Все оборудование на судне имеет сертификаты о типовом одобрении.

 

«Валдайский» металл

Применение легкого и прочного алюминия позволило снизить общую массу СПК «Валдай 45Р» до 50% по сравнению со стальными конструкциями, а также улучшить ключевые технические характеристики – скорость и маневренность. Устойчивость к коррозии является дополнительным преимуществом, которое позволяет увеличить срок службы судна и сократить расходы на его эксплуатацию.

Конструкторы судов давно оценили вариативность алюминиевых сплавов. В судостроении используются сплавы АМг3, Амг5, Амг61 (алюминий-магний-марганец для сварных корпусов), Амц (алюминий-медь-магний-марганец для клепаного корпуса), Амг5 (для обшивки рыболовецких баркасов с увеличенной устойчивостью к ударам и повышенной морозостойкости).

«За исключением двигателя СПК «Валдай 45Р» сделан в России из отечественных комплектующих и материалов. При этом доля использованного алюминия довольно высока – примерно половина от общего веса судна. Всего же на производство одного СПК уходит около 9 тонн алюминия. Интересно, что из крылатого металла сделаны и собственно подводные крылья судна», – отмечает руководитель направления по развитию потребления алюминия в России и странах СНГ ОК РУСАЛ Денис Леднев.

Основные поставщики алюминиевой продукции для корабелов – компании, входящие в Алюминиевую Ассоциацию. Такие как, например, «Алюминий Металлург Рус» (АМР). Это их металлопрокат, алюминиевые сплавы, профили, трубы и проволоку используют для постройки СПК. Свою продукцию на судостроительные верфи поставляют также компания «Промтехресурс» и Каменск-Уральский металлургический завод.

 

Задел на будущее

Говоря об участии алюминиевой отрасли в развитии судостроения, нельзя не упомянуть наработки Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ). Сегодня в условиях жесткой конкуренции среди конструкционных материалов исследователи не прекращают разрабатывать новые сплавы на основе алюминия, обладающие улучшенными характеристиками. Материалы, используемые в судостроении, должны не только выдерживать высокие нагрузки и обладать устойчивостью к воздействию воды, но еще быть пригодными для сварки.

Именно таким комплексом характеристик обладают скандийсодержащие сплавы на основе системы алюминий-магний, которые были предложены в ИЛМиТ специально для нужд судостроителей. Сплавам была присвоена международная маркировка 5081 и 5181, указывающая на сниженное содержание скандия.

Создавая эти материалы, в ИЛМиТ руководствовались концепцией рационального, экономного легирования. Такой подход подразумевает сокращение количества используемых дорогостоящих легирующих элементов до минимума при одновременном повышении на 40% и 25% прочностных характеристик с сохранением свойственной сплавам «алюминий-магний» выдающейся коррозионной стойкости. Применение данных материалов позволит еще больше снизить вес самого судна и в то же время увеличить его грузоподъемность или запас хода.

 

Готовность к навигации

Сегодня в эксплуатации находится около полусотни СПК «Метеор», чей возраст составляет 35-45 лет. Все они подлежат списанию в ближайшие годы. Расчеты показывают, что модернизация действующего парка СПК потребует более 500 тонн алюминия. И здесь речь идет только об отечественном парке судов, а ведь «Метеоры» продолжают активно эксплуатироваться еще и за рубежом.

Обновлением парка займется также нижегородское бюро, ставшее победителем конкурса Минпромторга России в 2019 году. «ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева» единственное бюро в мире, объединяющее в себе проектирование, сопровождение и строительство речных судов на подводных крыльях, их эксплуатацию и последующее техническое обслуживание, вплоть до утилизации.

К настоящему времени уже полностью сформирован корпус судна «Метеор 120Р». Завершение строительства и спуск головного СПК запланировано на лето 2021 года к 800-летию Нижнего Новгорода.

В навигацию 2020 года вышли 5 СПК «Комета 120М» и «Валдай 45Р» нового поколения: 2 – в Крыму, 2 – в ХМАО, 1 – в Нижегородской области. Всего в Нижегородской области будет курсировать 5 СПК «Валдай 45Р», переданных эксплуатанту. Эти суда задействованы на регулярных маршрутах «НН – Городец» и «НН – Макарьево», а также других востребованных пассажирами направлениях.

Кроме того, ведутся работы по созданию линейки пассажирских коммерческих СПК: речных – на 45-55 и 120 пассажиров, морских на 120 и 250-320 пассажиров. Продолжается разработка судов с воздушной каверной на днище, малых катеров и экранопланов.

 

Туризм взлетит «Кометой»

Потребность в скоростных водных перевозках в России продолжает расти. Главные драйверы роста туризм (морские и речные экскурсии, путешествия) и увеличение пассажиропотока в социально-значимых регионах. Все это значимые цифры, да и перспективы многообещающие.

Так, ожидается, что в результате реализации Стратегии развития внутреннего туризма в РФ к 2035 году количество внутренних туристских поездок на одного жителя увеличится более чем в два раза. Конечно, пандемия коронавируса вносит коррективы во многие планы. Но внутренний туризм, вне всякого сомнения, будет с каждым годом пользоваться все большим спросом, а значит, российские суда на подводных крыльях без пассажиров точно не останутся.

Фото: пресс-служба Алюминиевой Ассоциации

75 лет Великой Победы
Баннер
6MX
Справочник Речные порты России 2019
Журнал Транспортное дело России