Россия создает подводный город для освоения богатств Арктики

Евгений Торопов

© ЦКБ "Рубин"

Два проекта, разрабатываемых ЦКБ "Рубин", включены в обновленную программу социально-экономического развития Арктической зоны до 2025 года. Один из них — уникальный роботизированный комплекс автономной сейсморазведки на гражданской подводной лодке-носителе, а второй — робототехнический комплекс для подводного бурения на шельфе. 

О том, какое будущее есть у гражданских АПЛ, почему катамаран является лучшим средством для доставки грузов на морское дно и кто будет охранять подводные "города" в Арктике, в интервью ТАСС рассказал главный конструктор ЦКБ "Рубин" Евгений Торопов.

— Евгений Евгеньевич, что такое проект "Айсберг", которым занимается ЦКБ "Рубин" и Фонд перспективных исследований (ФПИ)?

— Наша ориентация на подводные технологии связана, прежде всего, с географическим положением российского шельфа. В основном Арктический бассейн большую часть года покрыт льдами. Мы не спорим о том, ждет ли Землю глобальное потепление или похолодание, наше дело — предложить технологии для освоения шельфа. Нам надо иметь максимально независимый от западных поставок технологический процесс для того, чтобы в перспективе обустроить сейсморазведку, бурение, энергетику и добычу углеводородов в Арктике. Мы подготовили и передали наше предложение в Фонд перспективных исследований, проект был Фондом внимательно рассмотрен, поддержан и получил название "Айсберг".

— Я правильно понимаю, что он состоит из взаимосвязанных подпроектов? 

— Да, их там пять. Сначала идет сейсморазведка, которая помогает обнаружить в море залежи полезных ископаемых. Для того чтобы найти месторождение, для начала нужно обозначить его границы, потом пройти более детальную нефтегазовую сейсморазведку, а потом, чтобы поставить сооружения на дне, нужно сделать инженерную сейсморазведку, изучить, какой там грунт. Для этого техники, работающей в ледовых условиях, нет ни у нас, ни за рубежом.

Комплекс сейсморазведки

Вид подводного комплекса сейсморазведки

© ЦКБ "Рубин"

Автомномность —  90 суток

Глубина погружения —  до 400 м

Скорость хода —  12,6 узлов

Скорость в режиме сейсморазведки —  3 узла

Полное подводное водоизмещение —  13,8 тыс. тонн

Длина наибольшая —  135,5 м

Ширина по стабилизаторам рулей в походном положении — 14,4 м

Экипаж —  40 человек 

Сегодня сейсморазведочные работы проводятся с надводных судов, которые тащат за собой длинные сейсморегистрирующие косы со специальными датчиками. В Арктике ходить на надводном корабле практически невозможно. Исключения составляют два-три летних месяца, причем исследованы относительно неглубокие зоны вдоль побережья. Если мы собираемся осваивать более высокие широты, а там, судя по докладам, специалисты ожидают значительные объемы залежей, нам нужны принципиально новые технические решения.

Проект "Айсберг" предполагает полностью подводную сейсморазведку. Разработана технология использования гражданской подводной лодки в качестве носителя роботизированного комплекса. С помощью этого комплекса в будущем можно будет проводить сейсморазведку в любой точке Арктики, а при необходимости использовать его и в других акваториях. Этот аванпроект завершен и передан заказчику.

— Каков второй проект?

— Следующий шаг — создание энергетической установки.

Подводный энергетический комплекс

Вид подводного энергетического комплекса

© ЦКБ "Рубин"

Время непрерывной работы без присутствия человека и техобслуживания —  не менее 8 тыс. часов 

Номинальная электрическая мощность —  24 МВт

Назначенный срок службы —  30 лет 

Назначенный ресурс —  200 тыс. часов 

Теоретически она может быть тепловая, но анализ показывает, что на больших удалениях от берега поставить тепловую электростанцию технологически очень сложно. Ей нужна какая-то надводная часть, потому что необходим кислород для сжигания топлива. Если мы говорим об Арктике, то там проще уйти под воду. "Рубин" владеет технологиями создания морской техники с атомными энергетическими установками, и мы совместно с ОКБМ "Африкантов" создали аванпроект подводного энергетического модуля. Это атомная электростанция, в которую установлен реактор, созданный по всем требованиям МАГАТЭ. Он вырабатывает необходимую электроэнергию, причем без персонала, находящегося на борту. Эта подводная атомная электростанция будет стоять либо на грунте, если глубина небольшая, либо может быть подвешена на якорях в толще воды. Таких "батарей" может быть несколько. В зависимости от необходимой мощности они могут быть объединены в подводную электростанцию, и через кабель, с помощью подводных роботов, к ней можно подключиться и "запитать" любую гражданскую или оборонную технику.

— Третий аванпроект — это непосредственно буровая установка?

— Да. В рамках проекта "Айсберг" был разработан аванпроект роботизированного подводного бурового комплекса. Он состоит из нескольких модулей — модуля бурения, подготовки бурового раствора, очистки. Все это объединено в единый подводный "город". Инструменты, трубы, расходные материалы, буровой раствор — все это применяется под водой в автоматическом режиме, проводится лишь удаленный мониторинг с берега.

Трудно себе представить, что весь этот комплекс будет работать без участия человека, но мы задались вопросом, что там будет делать человек? Вручную он там сделать ничего не сможет. Это в любом случае должны быть роботизированные технические средства. Идея родилась в "Рубине", но мы нашли партнеров, которые помогли все это реализовать. За работу взялись совместно с ОКБМ "Африкантов". У них есть направления, связанные с робототехникой. Они разработали документацию, выполнили большой объем расчетов основного оборудования, так что аванпроект бурового модуля и его основного оборудования сделан в сотрудничестве.

Также была построена достаточно объемная виртуальная имитационная модель, которая выполняет динамические расчеты процессов разрушения грунта, циркуляции бурового раствора, подачи отдельных инструментов, работы механизмов. Эту модель мы попросили сделать Политехнический университет Петра Великого в Санкт-Петербурге и Курчатовский институт в Москве. Сочетание аванпроекта и этой модели позволит в дальнейшем проектировать более детально, перейти к стадии опытно-конструкторских работ.

— Четвертый проект — это специальное транспортное судно? Ледокол?

— Возить грузы в Арктике опасно из-за тяжелых ледовых условий. Использовать ледоколы очень дорого, тем более они должны работать на Севморпути. Поэтому мы пошли по пути создания специальных технических средств для доставки оборудования под водой в любое время года.

Такой носитель — подводный транспортно-монтажный сервисный комплекс катамаранного исполнения. Он позволит погрузить любую технику на борт и доставить ее под водой, минуя навигационные препятствия. Он придет в заданный район, зависнет над выбранной точкой и установит оборудование на дне моря. У него есть еще одна функция — это сервис оборудования, которое уже установлено. Он сможет обеспечить регулирование, ремонт, установку или демонтаж оборудования и при необходимости увезти его на берег.

Разработан аванпроект этого комплекса. Проведены все необходимые аналитические работы, и в Крыловском научном центре уже прошли испытания модели. Это тоже гражданская атомная подводная лодка, как и сейсморазведчик.

— Катамаранный тип фактически подразумевает две лодки, соединенные между собой?

— Это будут две отдельные подлодки с разным комплектом оборудования, связанные между собой в единый подводный носитель.

Подводный транспортно-монтажный комплекс

Вид подводного транспортно-монтажного и сервисного комплекса

© ЦКБ "Рубин"

Автономность —  90 суток

Полное водоизмещение —  17,7 тыс. тонн 

Глубина погружения —  до 400 м

Внутри они абсолютно разные, а наружные обводы повторяют друг друга, но зеркально. Между корпусами предусматривается установка грузоподъемного оборудования. Некую аналогию можно провести с проектом "Буран" — "Мрия".

Подводный катамаран можно построить в те же сроки, что и обычную подводную лодку, только на нем не будет оружия. Причем мы для транспортного комплекса проработали и функцию сейсморазведчика. При необходимости два проекта можно объединить в один, тогда корабль либо будет возить груз, либо заниматься сейсморазведкой.

Система катамарана получена эволюционным путем: сначала мы смотрели монокорпусную лодку, где можно открыть какие-то щиты, что-то туда уложить, потом закрыть, но анализ показал, что для перевозки груза необходимых габаритов лодка в монокорпусном варианте будет раза в два-три больше по водоизмещению.

Рассматривались даже варианты использования подлодок, выводящихся из состава Военно-морского флота.

— Вы имеете в виду крейсеры проекта 941 "Акула" ("Тайфун" по классификации НАТО)?

— В свое время "Тайфуны" пытались для разных целей приспособить. Но экономически это нецелесообразно.

— Вы не сказали о пятом аванпроекте в рамках "Айсберга".

— Это система безопасности всех подводных сооружений, о которой я могу сказать совсем немного. Рассматривается некий комплекс для наблюдения, отслеживания нарушителей и, возможно, какого-то строго не летального воздействия на них.

— Грубо говоря, это какой-то подводный робот, который будет плавать по периметру вокруг комплекса бурения?

— И такой робот тоже рассматривается. А также подводные буи, датчики движения.

— Получается, все научно-исследовательские работы в рамках "Айсберга" завершены?

— Да, работа, предусмотренная техническим заданием, завершена, в течение ближайшего времени будет защита проектов. Одной из задач этой работы было показать потенциальным потребителям наши предложения. Мы встречались с представителями "Газпрома", "Роснефти", собирались рабочие группы в Фонде перспективных исследований. Компании проявляют интерес к этой технике, но пока они еще не готовы к активному финансированию. Это связано с горизонтом планирования — 5–10, от силы 15 лет. Однако они ожидают, что эта техника будет развиваться дальше и что она будет конкурентоспособна. Если раньше отечественные компании во многом ориентировались на западную продукцию, то сегодня жизнь немного все скорректировала.

— Идет ли финансирование этих разработок?

— Поскольку такие вещи во многом финансируются государством, то две работы, связанные с сейсморазведкой и бурением, — те, где нужно провести наибольшее количество научных исследований и отработок, — мы предложили включить в программу "Социально-экономическое развитие Арктики".

Вице-премьер России Дмитрий Рогозин активно поддержал предложение, и сегодня в проект программы, насколько я знаю, эти подпроекты включены. Для того чтобы отработать эту технику, мы предложили значительно более экономичный вариант и в части сейсморазведки, и в части подводного бурения. С учетом уменьшения объемов финансирования и появились шансы попасть в программу.

— За счет чего удалось уменьшить стоимость проектов?

— За счет оптимизации объема разработок. На создание сейсморазведчика мы заложили 3–4 года, на буровой комплекс — 5–6 лет. Это сроки создания действующих образцов, которые можно было бы показать оптимистам и особенно пессимистам. Когда создаешь такие вещи, на слово тебе мало кто верит.

— Все-таки сложно представить, что атомная подводная лодка сможет выполнять функции сейсморазведчика...

— Это подводная лодка гражданского назначения, которая под водой разворачивает по бортам сейсморегистрирующую площадку — специальные "крылья", к которым прикреплены сейсмокосы. Сзади она сможет выпускать протяженную буксируемую сейсмокосу. Такая схема была разработана совместно с Институтом проблем нефти и газа РАН. Эта лодка сможет ходить на средних глубинах, глубже "нырять" пока просто нецелесообразно.

На этом корабле предполагается разместить средства донной сейсморазведки — опускаемые на дно или активно двигающиеся аппараты, которые смогут работать по заданным алгоритмам. Роботы смогут раскладывать их в определенных местах. Донная сейсморазведка наиболее качественная, потому что как только сигнал уходит с поверхности земли в воду, часть данных теряется в толще воды.

— Каким должен быть экипаж такой субмарины?

— Военные моряки уходят на пенсию в достаточно молодом возрасте. И в принципе, они могут по контракту, за хорошую зарплату, в качестве гражданских специалистов работать на этом корабле в качестве судоводителей, механиков, других специалистов.

Там не будет специалистов, которые служат одновременно и на военной подлодке. На сейсморазведчике необходимо обеспечить судовождение, обеспечение работы механизмов и научную часть, причем научная (сейсморазведка) будет сведена к минимуму, потому что принятая информация будет обрабатываться не вручную, а компьютерами. Будет ограниченное количество операторов, которые следят за обработкой данных.

— Где должны базироваться эти сейсморазведчики?

— Поскольку это гражданская подлодка, то, наверное, базироваться она должна не на военной базе. Мы думаем, что это будет какое-то подразделение "Росатомфлота". Конечно, у нее будут особенности обслуживания, потребуется дополнительное оборудование для ее "крыльев", но говорить о том, что надо все строить с нуля, чрезмерно. Есть базы, которые можно использовать.

У реакторов таких подлодок, наверное, будут особенности, соответствующие гражданским требованиям, но принципиальные режимы обслуживания и эксплуатации будут близки к ныне существующим кораблям.

— Сколько таких комплексов понадобится?

— Что касается сейсморазведочного комплекса, то, наверное, хватит даже одного. Эта лодка будет работать по заказу нефтегазовых компаний. Она получит контракт, выйдет в заданный район, выполнит исследования и вернется. Лучше, чтобы она была максимально загружена работой, чем стояла у стенки.

Модель ее использования не ограничивается одной Арктикой. Сегодняшние технологии сейсморазведки ограничены — в сильный шторм ни один корабль-сейсморазведчик не сможет действовать. Подводная лодка может работать при любой погоде, поэтому коэффициент использования подводных сейсмотехнологий максимален.

— Насколько это оборудование уязвимо под водой?

— Этот вопрос касается любого оборудования как на подлодке, так и на надводном корабле. Прежде всего, надо опасаться навигационных аварий, чтобы с кем-нибудь не столкнуться. На подлодке-сейсморазведчике стоит необходимая аппаратура, чтобы свести к минимуму такие риски.

— Если говорить о сейсмических станциях и комплексе бурения, на какую глубину они рассчитаны?

— Мы ориентировались на любую глубину российской Арктики и взяли максимальную, какая есть в этом районе Мирового океана. И даже те районы, которые сейчас являются спорными. Сегодня подводная техника во всем мире рассчитывается на полную глубину Мексиканского залива, Северного моря, Бразильского шельфа.

— Размеры бурового модуля уже определены?

— Центральный буровой модуль еще прорабатывается, его максимальная ширина — 13 метров, длина — порядка 40 метров. Мы ориентировались в размерах на лодку-носитель, это ставит серьезное ограничение по весу груза.

— Как быть с остальными подпрограммами?

— Что касается энергетического модуля, там основные системы реактора, турбинной части в значительной степени уже проработаны ОКБМ "Африкантов" для задач Военно-морского флота. Каких-то принципиально новых опытно-конструкторских работ они там пока не видят. Часть работ выполняют по собственным программам Росатома. Если говорить о создании оболочки (корпуса), то это обычная для "Рубина" задача.

Мы создали серию "инструментов". Сразу запускать все эти комплексы экономически нецелесообразно. Сначала надо запускать сейсморазведку, потом, наверное, необходимо заняться энергетикой и бурением. Мы, наверное, сразу не пойдем в тяжелый лед, тогда можно будет отодвинуть сроки создания транспортного комплекса и использовать какое-то надводное транспортное судно.

— Мы отстаем от зарубежных коллег в робототехнике?

— В части создания техники, разрабатываемой в рамках "Айсберга", мы не отстаем. Но и не единственные, конечно. Подобными вещами занимаются норвежцы, американцы. Про подводные системы сейсморазведки информации в открытых источниках пока нет. Что касается подводного бурения, мы знаем, что норвежцы этим точно занимаются.

Мы смогли предложить проект "Айсберг" ФПИ и Объединенной судостроительной корпорации (ОСК), потому что руководство "Рубина" уже длительное время развивает это направление техники. В течение трех лет за счет собственных средств мы выполняли работы, прежде всего, сосредоточившись на бурении. У ЦКБ "Рубин" есть программа инвестиционного развития, и в рамках этой программы такие работы, при поддержке ОСК, были организованы. Сегодня также рассматриваются варианты продолжения отдельных видов деятельности за счет собственных средств.

Предприятиям ОПК справедливо указывают на необходимость развития гражданских технологий. Проектирование и строительство отдельных комплексов "Айсберга", реализация проекта в целом полностью этому отвечает — это высокотехнологическая загрузка предприятий ОСК и других предприятий ОПК.

— Есть ли в России какая-то классификация подводных  роботов?

— Наверное, классификация еще не устоялась. В самых общих чертах, она есть в части тех аппаратов, которые выполняют грузовые и настроечные операции — есть малые, средние и тяжелые аппараты, причем последние могут весить несколько тонн.

— Другой проект "Рубина" — исследовательский аппарат "Юнона" — это малый аппарат?

— Ближе к малым, наверное. И мы в части роботизированной сейсморазведки ориентируемся именно на такие размеры.

Беседовала Анна Юдина