Идея совмещения рулевого управления и пропульсии в одном устройстве родилась давно, однако активное коммерческое внедрение винторулевых колонок (ВРК) началось незадолго до наступления нового тысячелетия. Интерес вызвали решения под ключ, которые собирались и испытывались на предприятиях по производству колонок. Это существенно сокращало время монтажа ВРК на верфи, а широкий спектр стандартных каталожных исполнений уменьшал стоимость проекта. Прибавьте к этому разработку документации на движительный комплекс поставщиком ВРК, а не проектантом судна, сокращение времени поставки готового решения и получите все слагаемые роста популярности винторулевых колонок.
 |
| Вес механической винторулевой колонки "ЦС "Звездочка" мощностью 9 МВт ледокольного класса Icebreaker 7 составляет 240 тонн |
Они довольно часто используются на судах ледового класса - буксирах и судах снабжения, где требуется точность позиционирования и хорошие маневровые качества. Особенность применения ВРК на судах двойного действия (DAT, DAS) обусловлена тем, что при попадании в ледовые торосы судно движется кормой вперед за счет разворота ВРК: винтами снизу размывая, а порой и фрезеруя лед, обеспечивая себе канал для прохода. Судно ледового класса с ВРК зачастую может обходится без ледокольной проводки. Этим объясняется повышенный интерес к винторулевым колонкам в такой северной стране, как Россия. Однако, следует отметить, что ледоколы, особенно атомные, строятся с традиционными валолиниями.
Кризис как стимул
Первым в России интерес к производству мощных винторулевых колонок проявил Центр судоремонта "Звездочка". Обратить внимание на новую технологию компанию заставил мировой экономический кризис 2008 года. "Звездочка" оказалась перед выбором – ждать, когда кризис закончится, и надеяться на восстановление заказов на винты, либо искать новые ниши. Выбор был сделан в пользу сложной продукции, включающей кроме механических компонентов автоматику, гидравлические и электрические системы. "Звездочка" решила начать производство винторулевых колонок и подруливающих устройств (ПУ).
Предприятие к этому периоду занимало лидирующие позиции в стране по выпуску гребных винтов ледового класса, более 90% продукции отправлялось на экспорт. По оценкам специалистов, на долю "Звездочки" в 2008 году приходилось почти 7% мирового рынка гребных винтов в стоимостном выражении.
Производителей винторулевых колонок мощностью более мегаватта в России в тот период не было. Западные компании утверждали, что на развитие нового направления "Звездочке" потребуются десятки лет и отказывали в сотрудничестве. В 2010 году после ряда неудач компании удалось подписать лицензионный договор с Flowserve Flow Solution. На первом этапе он предполагал сборку ВРК и ПУ из зарубежных компонентов, в дальнейшем основная масса деталей и узлов винторулевых колонок должна была производится в России.
В рамках проекта с Flowserve в нашу страну было поставлено четыре винторулевых колонки мощностью по 5 МВт каждая и четыре подруливающих устройства по 1 МВт. "Центр пропульсивных систем", созданный в 2011 году на базе "ЦС "Звездочка", НПО "Винт" и Опытного завода "Вега", получил опыт взаимодействия с проектантом, верфью, поставщиками смежных систем - дизелистами, производителем ИСУ ТС и др. Были отработаны вопросы адаптации иностранных технологий под российские промышленные стандарты. В 2014 г. из-за санкций сотрудничество было свернуто.
Однако продолжилась работа над созданием опытных образцов отечественных винторулевых колонок мощностью 2,5, 3,5 и 9 МВт. В процессе отработки технологий приходилось сотни раз корректировать чертежи для каждого изделия. Затягивали процесс и производственные проблемы, только из-за неисправимых дефектов и неточной геометрии неоднократно переделывалось литье стальных деталей.
Колонки разных мощностей кардинально отличались друг от друга не только массогабаритными характеристиками, но конструкцией и комплектующими. Решая задачу максимального использования российской компонентной базы для каждого проекта выполнялось по несколько опытно-конструкторских работ. К сегодняшнему дню "Центр пропульсивных систем" самостоятельно спроектировал и поставил на российские верфи 6 винторулевых колонок мощностью 2,5 МВт и 4 ВРК мощностью 4,5 МВт для строящихся судов.
Планировалось оснастить винторулевыми колонками НПО "Винт" ледоколы проекта 21180М, однако из-за отсутствия требуемых решений класса Icebreaker, предпочтение было отдано продукции Steerprop. По словам Алексея Рахманова, колонки ДРК 1200 "Центра пропульсивных систем" с начала 2021 года будут устанавливаться "Красным Сормово" на сухогрузные суда проекта RSD59.
Электрические ВРК
"Центр пропульсивных систем" сосредоточился на производстве винторулевых колонок механического типа. В диапазоне мощности до 8 МВт они конкурируют с электрическими ВРК. При дальнейшем увеличении мощности габариты механических ВРК растут быстрее, поэтому винторулевые колонки с электродвигателем в гондоле становятся экономически более привлекательными.
В сегменте электрических ВРК мировое лидерство принадлежит компании ABB, конкурировать с ней пытаются Siemens, Alstom и General Electric. Последняя в начале 2017 года договорилась с "Роснефтью" о сотрудничестве в разработке, сертификации и производстве винторулевых колонок мощностью до 15 МВт. Российская компания получала серьезного технологического партнера для создания ВРК, американская – прекрасную возможность протестировать свои наработки в условиях Арктики. В конце 2019 года на территории судоверфи "Звезда" был запущен "Завод ВРК Сапфир", задача которого – производство колонок для крупнотоннажных судов и газовозов ледового класса.
Еще один проект создания электрической ВРК взялась реализовать компания "Русэлпром — Морские системы". В 2010 году ее пытались привлечь к созданию двигателя электрической колонки для "Звездочки", однако тогда готового решения не нашлось.
В 2018 году было объявлено о работах по созданию электрической винторулевой колонки ледового класса Arc 5 мощностью 6,5 МВт. Год спустя главный конструктор компании "Русэлпром — Морские системы" Александр Кащенков заявил, что по расчетам колонка "выигрывает по габаритам у AВВ, а ее пропульсивные тяговые характеристики сопоставимы с европейскими".
Какой зуб точим
Промышленная группа "КОНАР" получила известность, как изготовитель механических компонентов для винторулевых колонок различных компаний. В 2019 году сертификат Российского морского регистра судоходства был выдан механической ВРК ледового класса Arc4 мощностью 2,5 МВт, спроектированной ООО "Механика-Р". Компания в настоящее время является членом промышленной группы "КОНАР".
Сообщается, что уровень локализации колонки составляет 95%, импортируются лишь подшипники и уплотнение гребного вала. ВРК отличает оригинальная конструкция на базе эксцентрико-циклоидального зубчатого зацепления и гидропривода поворота прямого действия. Винторулевые колонки "Механики-Р" установлены на третий буксир проекта 23470 Ярославского судостроительного завода "Капитан Найден". В дальнейшем ими оснастят еще два судна серии. На первом и втором буксирах устанавливались ВРК "ЦС "Звездочка".
Решения как на базе классического эвольвентного зацепления для зубчатых колес, так и эксцентриково-циклоидального предлагает петербургская компания "Судовые движительные комплексы" (СДК). По словам начальника конструкторского бюро СДК Артема Положего, второй вариант позволяет передать больший крутящий момент при меньшем диаметре колеса и получить расширенный диапазон передаточных чисел.
Глобальное будущее
Сегодня российские компании могут предложить рынку довольно широкий спектр ВРК, однако, большинство из них находятся на стадии опытных образцов. Еще один минус – стоимость продукции. Отсутствие серийного производства оборачивается ростом цены на 10-15% по сравнению с ВРК зарубежных компаний, выпускающих в год сотни единиц продукции. Правда, в сегменте больших мощностей разница в цене нивелируется, а иногда наши мощные ВРК даже оказываются дешевле. Вопрос развития производства ВРК в России упирается и в то, кто готов сегодня нести риски по возможным срывам сроков сдачи заказов.
Помочь отечественным производителям, по их собственному мнению, может поэтапное импортозамещение. 719-ое постановление Минпромторга предполагает, что при строительстве судов за государственный счет приоритет следует отдавать российским ВРК даже с учетом их более высокой цены. Со временем количество должно перерасти в качество.
Можно вспомнить, что проект создания первых винторулевых колонок с электродвигателем в гондоле в конце 80-х годов прошлого столетия начинался с инициативы Финского национального совета по судоходству. Правительство выделило средства разработчикам. Затем ВРК устанавливали на суда, построенные с помощью бюджета Финляндии.
 |
| Первая электрическая ВРК мощностью 1,5 МВт была установлена на судне обеспечения фарватера SEIL |
Первые винторулевые колонки с электродвигателем в гондоле нередко выходили из строя из-за проблем с подшипниками и уплотнениями. Не все гладко было и при обкатке импортных ВРК на российских ледоколах и судах "река-море". Заказчики терпели и способствовали развитию компетенций иностранных компаний. Теперь проявить выдержку просят отечественные производители. Им требуется опыт, который, как известно, сын ошибок трудных.
Эксперты считают, что для развития отечественных ВРК следует выполнить и еще одно условие. Необходимо создавать изделия с прицелом на глобальный рынок. Только конкурируя с ведущими мировыми брендами, можно рассчитывать на достойное место на российском, а если повезет, и азиатском рынке, где сегодня сосредоточено 75% мирового судостроения.
Эксперты считают, что для развития отечественных ВРК следует выполнить и еще одно условие. Необходимо создавать изделия с прицелом на глобальный рынок. Только конкурируя с ведущими мировыми брендами, можно рассчитывать на достойное место на российском, а если повезет, и азиатском рынке, где сегодня сосредоточено 75% мирового судостроения.
Олег Гненной
ТОЧКА ЗРЕНИЯ
| Этот вопрос возник еще несколько лет назад, когда "Корабел.ру" посчитал количество грузовых судов смешанного района плавания, построенных в России за период с 2000-го по 2015 год. Выяснилось, что за это время на наших верфях создано более 300 единиц самоходных судов, в среднем по 20 в год, и я в своей редакторской колонке поинтересовался: "Почему на эти проекты устанавливаются импортные винторулевые колонки? Неужели такого количества потенциальных заказчиков мало, чтобы наши специалисты задумались о необходимости налаживания производства ВРК в России?". Тем более что сами по себе эти устройства хотя и не просты, но вовсе не являются каким-то откровением для того же НПО "Винт", с продукцией которого впервые столкнулся еще в конце 70-х годов прошлого века на проекте 1840. Там был установлен вспомогательный движительно-рулевой комплекс на основе откидных колонок. И потом не раз встречался с такими изделиями, правда, применяемыми на кораблях ВМФ, в основном подводных. И вот теперь, когда постановлением правительства предписано применение этих устройств, произведенных в России, при строительстве судов на отечественных верфях, выясняется, что отечественных ВРК просто нет. За бюджетные деньги в рамках госпрограмм ведутся какие-то работы, но о выходе на рынок речи пока не идет. Рассказывают о создании неких механизмов, выполняющих функцию винторулевого комплекса. При этом ни слова не говорится о создании сервисного обслуживания, о механизме стимулирования судовладельцев, решившихся на установку на своем коммерческом судне непроверенного оборудования без истории и имени. Какому вменяемому бизнесмену придет в голову ставить оборудование, которое и в России неизвестно как обслужить, не говоря уж, не дай бог, об аварийном ремонте где-нибудь в Индонезии или Норвегии? И это притом что колонки иностранных производителей обслужить в кратчайшие сроки смогут везде, да и их ресурсный потенциал хорошо известен. Зачем этому вменяемому судовладельцу строить за свой счет стенд для отработки отечественных ВРК? И нести риски по своим коммерческим контрактам? Может быть, если уж взялись за создание собственного оборудования, что, конечно же, хорошо, дело вести по-взрослому? Изготовить и установить эту технику на судах, принадлежащих государству, отработать ее, получить хороший результат, и уж тогда продвигать на коммерческий рынок. Почему на государственные суда? Да потому, что только бюджету по силам нести такие затраты. Или за государственный счет застраховать все риски, связанные с применением нового оборудования. И я осознанно пишу "оборудования", т.к. это касается не только ВРК. Николай Ивакин, главный редактор "Корабел.ру" |
