Проект подводно-надводного транспортного судна на базе 941
проекта.
Идея создания подводных транспортных судов, способных перевозить
различные, в том числе жидкие, грузы подо льдами Северного Ледовитого океана
независимо от погодных условий, давно обсуждается учеными и инженерами. В
последние годы было предложено много проектов и программ, в том числе проект
подводного супертанкера для транспортировки из Арктики сжиженного газа
американской фирмы General Dynamics, пятилетняя программа канадского
правительства по созданию подводно-надводных судов для перевозки нефти, газа и
других полезных ископаемых. Существует несколько патентов СПМБМ "Малахит" на
подводные танкеры и сухогрузы. Однако ни одному из этих проектов и программ не
суждено было осуществиться. Видимо, это объясняется тем, что все они требуют
значительных капиталовложений на проектирование и строительство специфических
подводных транспортных средств, а также создания для них особой инфраструктуры
портов и мест базирования.
ЦКБ МТ "Рубин" предложило свою концепцию решения этих вопросов. В начале 90-х
годов в бюро начались поисковые исследования в направлении наиболее экономичного
пути создания транспортных подводных лодок, при этом основное внимание было
уделено вопросу использования выведенных из состава ВМФ атомных подводных
ракетоносцев - тяжелого наследства времен холодной войны. Это наиболее
приемлемый в настоящее время путь решения проблемы, так как замена ракетного
оружия полезным грузом позволяет эффективно использовать технические возможности
устаревших в военном отношении кораблей.
Поэтому не случайно РАО "Норильский никель" обратилось в ЦКБ МТ "Рубин" с
предложением создать альтернативную транспортную систему для перевозки продукции
комбината "Норильский никель" с использованием выводимых из состава ВМФ атомных
подводных лодок в качестве транспортных судов. Существующая долгие годы
транспортная система, включающая в себя суда типа "Дмитрий Донской", "Норильск"
и атомные ледоколы типа "Арктика" и "Таймыр", постепенно исчерпывает свой ресурс
и, с учетом необходимых для восстановления инвестиций, становится экономически
невыгодной. По оценкам специалистов, имеющиеся ледоколы при условии
своевременного и полного финансирования их нужд смогут обеспечить программу
северного завоза лишь на 60-70%. Что же касается дальнейшей перспективы, то она
такова: в 2000 г. истекает срок службы "Арктики", а к 2004 г. практически все
ледоколы могут быть выведены из эксплуатации. Строительство и ввод в
эксплуатацию новых ледоколов - дело будущего, а обслуживать транспортные
коммуникации арктических районов необходимо сегодня. Сейчас продукция Норильской
горной компании перевозится из Дудинки в Мурманск на сухогрузах в сопровождении
атомных ледоколов. Стоимость этих услуг определяется ежегодно специальным
соглашением между Мурманским морским пароходством и "Норильским никелем" и
сейчас РАО платит свыше 11 долларов за тонну груза. Вполне естественно
стремление максимально сократить расходы на транспортировку.
ЦКБ МТ "Рубин" по техническому заданию РАО "Норильский никель" разработало
технические предложения по созданию альтернативной морской транспортной системы
для круглогодичной доставки продукции без ледокольной проводки на одном
транспортном средстве - АПЛ, переоборудованной для перевозки грузов. В этом
варианте значительный экономический эффект может быть достигнут за счет
переоборудования тяжелого атомного подводного крейсера 941 проекта, выведенного
из состава ВМФ по международному договору о сокращении вооружений. Для
соответствия АПЛ новому назначению требуется реализовать следующие три качества
(не соединимые вместе ни на одном из существующих транспортных средств):
- способность перевозить значительное количество груза (в регламентированной
упаковке) - до 10 тыс. т и более - в подводном положении;
- способность преодолевать в надводном положении ледяные поля сплоченностью 8-10
баллов и толщиной до 1,5-2 м;
- наличие осадки в грузу не более 9,5 м для преодоления перекатов на реке Енисей
и способность принятия груза у причала порта Дудинка.
Создание единого транспортного средства, объединяющего эти три качества - новая,
сложная задача для бюро. Обычные подводные лодки преодолевают ледовые
препятствия в подводном положении, плавая на безопасной глубине, превышающей
максимальную для данного района осадку ледяных образований (торосов, айсбергов),
что требует достаточной глубины моря (обычно не менее 70-100 м), а для захода в
порты с замерзающей акваторией и мелководными, в том числе речными, путями
подхода (Дудинка) в надводном положении необходима ледокольная поддержка. Таким
образом, необходимо обеспечить достаточную ледопроходимость подводного судна в
надводном положении. Существующие мелкосидящие ледоколы ("Таймыр", "Вайгач",
"Капитан Сорокин") способны преодолевать лед толщиной до 1,6-2 м при глубинах
7-9 м и на фарватерах рек, но они недостаточно мореходны. Морские, в том числе
атомные ледоколы типа "Арктика", имеющие высокую ледопроходимость, а также
большую осадку, не приспособлены для захода в порты с мелководными подходами.
Суда типа атомного лихтеровоза "Севморпуть" класса УЛ, обладающие большой
грузовместимостью, имеют осадку более 10 м и недостаточную ледопроходимость, не
обеспечивающую круглогодичную эксплуатацию.
Почти очевидным оказался выбор для переоборудования АПЛ типа "Тайфун", имеющей
наибольший запас плавучести и минимальную базовую осадку. При этом требуемая
грузоподъемность судна с обеспечением подводного плавания, а также минимальной
осадки в надводном положении реализуется за счет демонтажа ракетного комплекса и
увеличения ширины носовой части, а также подкрепления ряда балластных цистерн.
Предложен наиболее экономичный путь переоборудования боевой АПЛ в транспортную с
минимальным объемом работ по комплектующему оборудованию и корпусу в условиях ПО
"Севмашпредприятие". Кормовая часть корпуса, включающая атомную энергетическую
установку, не изменяется (с учетом необходимости развития полной мощности для
обеспечения ледопроходимости). Также сохраняется модуль обеспечения
кораблевождения, управления, навигации, связи и средств освещения ледовой
обстановки. Добавляются ледовые подкрепления на класс ЛЛ 1 Регистра, включая
усиления надстройки и придание легкому корпусу (преимущественно в носовой части)
ледокольной формы, оптимизированной по ледопроходимости, с шириной не более 27 м
(по условиям передаточного дока на заводе-строителе). Предусматривается
размещение прочных трюмов достаточных размеров с грузовыми люками. Для
сокращения времени стоянки в порту предложен горизонтальный способ
грузообработки штатными портовыми погрузочными средствами через специальные
погрузочные люки диаметром 4,5 м.
При определении направления и объема переоборудования принята концепция
подводно-надводного судна (ПНС) для преодоления ледяных полей как основного
препятствия при перевозках. ПНС способно перевозить в трюмах от 10 до 15 тыс. т
груза по маршруту Дудинка - Мурманск (Архангельск, Кандалакша) круглый год в
подводном и надводном положении с учетом того, что глубина Енисея на Турушинском
и Безымянном перекатах составляет от 12 до 9,7 м в зависимости от сезона и
величины паводка. При достаточной глубине моря судно преодолевает ледяные поля в
подводном положении. На мелководье (глубины 17-70 м) судно всплывает в
позиционное положение и, имея сравнительно большую осадку, взламывает лед снизу.
Для преодоления ледовых участков на предельном мелководье с глубинами 8-10 м, а
также для увеличения ледопроходимости судна при встрече с торосистыми участками
и возможности работы набегами судно всплывает в надводное крейсерское положение
и взламывает лед сверху, как обычный мелкосидящий ледокол.
Таким образом, ПНС преодолевает ледяные поля, изменяя свою осадку в зависимости
от глубины моря и состояния льда, а специальная форма его носовой оконечности
позволяет разрушать лед как снизу, так и сверху.
Следует отметить ряд преимуществ использования ПНС по сравнению с традиционным
плаванием транспортных судов при ледокольной поддержке в восточной части
Карского моря:
- нет необходимости постоянного присутствия морских ледоколов в восточной части
Карского моря и речных ледоколов в Енисейском заливе и реке;
- отсутствует опасность ледового плена судов при тяжелой ледовой обстановке у
мыса Желания;
- появляется возможность транспортировки груза в любой пункт арктического
побережья (переход подо льдами Центральной Арктики), включая побережье Канады и
Аляски.
Способы движения ПНС позволяют сократить продолжительность перехода в зимнее
время по сравнению с ледокольным транспортом в 2-3 раза. Переход подо льдами к
побережью Западной Арктики может быть выполнен за неделю, при этом переход ПНС в
ледовых условиях по мелководью морей Бофорта, Чукотского и Берингова может
осуществляться в надводном положении с применением описанных выше трех способов
форсирования ледяных преград. Плавание в подводном положении на глубине до 100 м
имеет, по крайней мере, три преимущества:
- независимость от погодных условий на поверхности моря (ветер, волнение);
- возможность развить большую скорость хода по сравнению с надводным положением,
где возможна кавитация гребных винтов,особенно в штормовых условиях;
- возможность форсирования ледяных полей при наличии достаточной глубины моря
(60 м и более) без необходимости разрушения льда.
Проработаны варианты движительного комплекса, обеспечивающего экономичный
подводный ход ПНС со скоростью 16-18 уз и со скоростью 2-3 уз в надводном
положении при форсировании сплошного ледового покрова толщиной до 2,6 м.
Управляемость ПНС практически такая же, как базовой АПЛ. Наличие двух
подруливающих устройств существенно повышает поворотливость ПНС, особенно на
малых ходах. Поворотливость в ледовых условиях в позиционном положении может
быть существенно улучшена за счет маневра дифферентом: притопления кормы,
подвода ее под край ледяного канала и подлома льда отводом дифферента.
При подводном плавании ПНС на безопасной глубине в ледовых условиях
северо-западной части Карского моря с осадкой килей торосов до 20 м, глубина
моря должна быть не менее 60-70 м. В районах моря с меньшей глубиной ПНС должно
всплывать для преодоления ледяных полей. Ледовая обстановка на трассе Дудинка -
Диксон - мыс Желания - Мурманск описана статистически, и вся трасса может быть
разделена на три участка по условиям преодоления ледяных полей. Различаются три
типа таких условий: легкие, средние и тяжелые. При средних и легких условиях
Баренцево море и северо-западная часть Карского моря весь год не требуют
ледокольного плавания: толщина льдов у мыса Желания не более 0,7 м. При тяжелых
условиях в феврале - мае могут встречаться льды толщиной до 1,2-1,8 м, которые
можно преодолевать в подводном положении. Продолжительность периода ледокольного
плавания, таким образом, определена ледовыми условиями Карского моря в районе
Диксона. Скорость движения и необходимые осадки ПНС для преодоления ледяного
покрова максимально возможной толщины для наиболее тяжелых зимних условий
получены по результатам анализа ААНИИ.
В итоге - оптимизированы маршруты между Мурманском и Диксоном в целях сокращения
продолжительности перехода для летнего и зимнего периодов, разработан
оптимальный вариант модели использования транспортного ПНС. Предложен
оптимальный вариант транспортных грузопотоков с использованием трех
переоборудованных АПЛ и предложен вариант организационной структуры транспортной
компании.
На данный момент на базе петербургского НИИ Арктики и Антарктики были проведены
и успешно завершены макетные испытания специализированной атомной подводной
лодки, предназначенной для перевозки руды и металлов РАО "Норильский никель" по
Северному морскому пути.
Опыты показали, что модифицированная лодка способна колоть лед толщиной до 2
метров 15 сантиметров в морской воде и до полутора метров - в пресноводном устье
Енисея. Грузоподъемность - до 12 тысяч тонн. Цена переоборудования лодки - около
80 миллионов долларов. Поэтому, принимая во внимание успех макетных испытаний,
во главу угла будет все же поставлена экономическая эффективность проекта. |
