Российские производители активно локализуют выпуск движительно-рулевых колонок

ЭкспертHi-Tech

К перехвату управления движением готовы!

Российские производители активно локализуют выпуск движительно-рулевых колонок разных типов и мощности. Но отечественные суда по-прежнему оснащаются в основном изделиями иностранных компаний

Николай Ульянов

ЭДРК-6500 на испытательном стенде Ленинградского электромашиностроительного завода. Гондола с электродвигателем отсоединена от поворотного модуля и погружена в воду. Фото Юлия Лисняк

Электротехнический концерн «Русэлпром» готов в любой момент приступить к производству импортозамещающих электрических движительно-рулевых колонок (ЭДРК) для судостроения. По словам генерального директора «Русэлпром — Морские системы» Максима Свиридова, срок изготовления одного комплекта, состоящего из двух таких изделий, составит полтора-два года. Возможность производить такого рода продукцию компания получила после того, как поучаствовала в проекте создания по заказу Минпромторга электрической ДРК мощностью 6,5 МВт. Благодаря полученным компетенциям, сформированному в процессе пулу поставщиков оборудования и комплектующих есть возможность создавать ЭДРК различных типоразмеров и мощности, под потребности заказчика. Осталось сложное: реализовать эту возможность.

Максим Свиридов занялся разработкой ЭДРК почти десять лет назад. Фото Юлия Лисняк

Отцы победы

Движительно-рулевая колонка (используется также название «винторулевая колонка», ВРК) — альтернатива традиционной схеме устройства гребной установки судна, где вращение от двигателя передается на винт через валопровод, а само судно управляется с помощью руля, который, в свою очередь, приводится в действие рулевой машиной. Движительно-рулевая колонка (ДРК) — это движитель судна, где винт установлен на колонке, расположенной под его днищем и поворачивающейся вокруг своей вертикальной оси на 360 градусов, тем самым заменяя собой руль и рулевую машину. ДРК позволяет существенно улучшить маневренность судна: оно может развернуться на месте, использовать динамическое позиционирование, когда судно остается в одной точке, несмотря на воздействие ветра, течения и волн. Последнее особенно важно для ледоколов, газовозов и танкеров, буровых платформ, трубоукладчиков, а также научно-исследовательских судов.

Различают механические и электрические движительно-рулевые колонки. Первые были разработаны и запущены в производство в середине прошлого века немецкой компанией Schottel. Вращательное усилие на винт в этом случае передается от дизельного или электродвигателя посредством механической передачи. Вторые в начале 1990-х годов были созданы шведско-швейцарским концерном ABB, который выпускает их под брендом Azipod и за последние тридцать лет продал более 700 таких устройств.

Главное отличие механической ДРК от электрической в том, что в последней электродвигатель находится в гондоле, расположенной вне корпуса судна, а на его валу устанавливается гребной винт. Это, с одной стороны, сокращает потери энергии за счет отсутствия механической передачи между двигателем и винтом, с другой — существенно уменьшает объем машинного отделения внутри судна. Электродвигатель в гондоле управляется преобразователем частоты, что позволяет выдавать необходимую скорость вращения винта и плавно ее регулировать.

Преимущество электрической колонки перед механической начинает проявляться по мере роста ее мощности: чем она выше, тем дешевле электрическая колонка относительно механической. По словам Максима Свиридова, этот барьер находится на уровне 2–2,5 МВт в случае с колонкой российского производства и 4–5 МВт — если колонка иностранная.

До последнего времени движительно-рулевые колонки в России не производились — ни механические, ни электрические. Потребность в них закрывалась импортными агрегатами. В случае с механическими — той же немецкой Schottel и ряда других производителей. На рынке электрических колонок лидировала уже упомянутая ABB. В этом сегменте присутствует и американская General Electric.

Первые шаги к собственному производству ДРК были сделаны в начале 2010-х. Так, в 2011 году на базе Центра судоремонта «Звездочка», НПО «Винт» и опытного завода «Вега» (входят в Объединенную судостроительную корпорацию) был создан Центр пропульсивных систем (ЦПС). Он занялся разработкой и производством механических ДРК. Примерно в это же время началась и история создания электрических винторулевых колонок.

Механическая ДРК-9000, «Звездочка». Предоставлено компанией «Звездочка»

«Идеологом создания электрической колонки стал технический директор НПО “Винт” Валентин Федорович Васильев, — рассказывает Максим Свиридов. — Они хотели создать такую колонку и прислали нам как электромеханикам запрос на электротехническую часть. Прежде всего на главный электродвигатель. Мы дали им стандартное предложение в виде квадратного двигателя. Понятно, что оно их не устроило, поскольку гондола, в которую должен ставиться электродвигатель, имеет округлую форму».

Тем не менее совместная работа над ЭДРК была продолжена, и в ее процессе главная роль в проекте отошла к «Русэлпрому»: «Мы с ними посчитали, что по примеру ABB электрическую колонку лучше создавать в рамках электротехнической компании».

ЭДРК-6500, «Русэлпром». Предоставлено компанией «Русэлпром»

Фактически, как говорит Максим Свиридов, к тому моменту, когда в 2016 году Минпромторг объявил конкурс на разработку и постановку на производство ЭДРК, значительная часть подготовительной работы «Русэлпромом» уже была сделана.

По замыслу министерства, к концу 2018 года победитель должен был представить опытный образец ЭДРК мощностью 6,5 МВт. Общий объем финансирования проекта — 750 млн рублей. Необходимость создания в России производства электрической колонки Минпромторг объясняет желанием обеспечить загрузку российских предприятий производством современного высокотехнологичного оборудования для судостроительной отрасли, а также тем, что из-за постоянно расширяющегося списка санкционных мероприятий, вводимых США и Евросоюзом против России, растет риск значительного ограничения или полного прекращения поставок всех видов иностранных движительно-рулевых колонок.

«Русэлпром» оказался не единственным, кто озаботился проблемой создания российской ЭДРК.

В комментарии «Эксперту» ФГУП «Крыловский государственный научный центр», который победил в конкурсе, отметил, что центр «приступил к проработкам облика перспективных ЭДРК в начале 2000-х годов и к моменту заключения контракта с Минпромторгом РФ имел серьезный научный задел по данной тематике».

«Крыловский центр добился выделения государственного финансирования и стал контрактодержателем. Мы же стали у них подрядчиками, — объясняет Максим Свиридов. — И уже мы привлекали другие предприятия в качестве соисполнителей. Крыловский центр в рамках этого ОКРа сделал преобразователь частоты и систему управления колонкой, а мы сделали целиком всю колонку. Мы ее создали».

Всего в процессе создания ЭДРК было занято порядка 15 российских предприятий из различных отраслей.

Таблица. Сравнение технических характеристик ЭДРК-6500 и Azipod VL1600 (ABB). Источник: ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

Сделать колонку

Процесс производства колонки был непростым, поскольку целью было сделать максимально российское изделие.

«Прежде чем изготавливать колонку, была напечатана на 3D-принтере ее детальная модель, и по ней разрабатывался технологический процесс, — рассказывает главный технолог “Русэлпром — Морские системы” Дмитрий Арсентьев. — Это позволило ускорить и удешевить работы».

По ходу дела пришлось решать ряд сложных технологических задач, например разработать совместно с партнерами, которые занимаются литьем стали, технологический процесс крупногабаритной тонкостенной отливки корпуса гондолы, с тем чтобы выдержать заявленные габариты.

Поскольку статор двигателя имеет диаметр 1800 мм, а рулонное железо таких размеров в стране не выпускают, его изготовили из секторов, а для сборки разработали специальную оснастку. Чтобы снизить массу ротора, его центральную часть сделали полой.

«Мы столкнулись с тем, что в России зубчатые колеса большого диаметра не производятся, — продолжает Дмитрий Арсентьев. — Для того чтобы сделать колесо нужного нам размера, пришлось с одним из партнеров модернизировать “зуборезку”, а от партнеров по литью добиваться особых химических свойств материала».

Для сборки колонки были спроектированы и изготовлены гидравлические порталы, которых в России раньше не делали. Поскольку они хорошо себя зарекомендовали, их будут производить и продавать другим предприятиям, где есть сборка крупногабаритных изделий.

Ориентация именно на российских поставщиков, их вовлечение в процесс, освоение ими производства изделий, которые они прежде не изготавливали, затянуло сроки создания ЭДРК почти на два года: акт о завершении работ был подписан заказчиком, то есть Минпромторгом, в декабре 2020-го. Но министерство, что называется, не в обиде, тем более что разработчики уложились в выделенные на проект средства.

В Крыловском же центре отметили, что в целом фактические сроки разработки, изготовления и испытаний ЭДРК не превысили таковых для первого опытного образца ВРК Azipod от АВВ (1987–1991 годы). При этом первая финская колонка имела мощность почти в четыре с половиной раза меньше: 1,5 МВт против 6,5 МВт.

Впрочем, сделать ЭДРК полностью российской не удалось. Часть комплектующих все-таки импортные — подшипники, некоторые уплотнители и датчики. И еще проблема — импортная электронно-компонентная база для преобразователей частоты и систем управления. Она, по словам Максима Свиридова, может быть решена в течение ближайших двух лет: есть российские производители, которые готовы сделать это оборудование полностью отечественным и таким образом снять риски отказа в поставке ЭКБ иностранными производителями.

Схема электродвижения с использованием ЭДРК. Источник: «Русэлпром»

ЭДРК-6500 отвечает требованиям ледостойкости на уровне ледового класса Arc5, что подразумевает самостоятельное плавание в разреженных однолетних арктических льдах при их толщине до 0,8 метра в зимне-весеннюю навигацию и до одного метра в летне-осеннюю. При этом в ходе исследований в ледовом бассейне Крыловского центра моделировалась ситуация, когда судно с разрабатываемой ЭДРК самостоятельно двигалось в сплошном ледовом поле толщиной до 1,6 метра и в канале за ледоколом при толщине льда до 2,2 метра.

«Основной конструктивной особенностью в проекте ЭДРК стала схема охлаждения: отвод тепла от статора осуществляется в воду благодаря его запрессовке в корпус колонки. Это позволило уменьшить габариты колонки, в первую очередь ее диаметр, за счет отсутствия воздушного промежутка между статором и корпусом, что повысило пропульсивный КПД колонки, — говорит Александр Разинков, главный конструктор “Русэлпром — Морские системы”. — Охлаждение ротора осуществляется воздухом». Такая схема охлаждения позволила уменьшить габариты блока воздушного охлаждения и поместить его в гондолу, не занимая место в корпусе судна.

«У АВВ, самого сильного конкурента, система охлаждения полностью воздушная, — продолжаем Максим Свиридов. — Соответственно, им помимо места в корпусе судна требуется больше мощности для вентиляционной установки. В связи с этим мы считаем, что КПД всего агрегата у нас повыше».

Что касается цены ЭДРК, то здесь, как считает Максим Свиридов, достигнут паритет: «С точки зрения электротехники цена на электрические машины у нас сопоставима со стоимостью машин АВВ. По всему остальному оборудованию мы находимся где-то рядом. Нет такой ситуации, что мы в разы дороже или в разы дешевле».

В настоящее время колонка находится на испытательном стенде Ленинградского электромашиностроительного завода (входит в «Русэлпром»), который, кстати говоря, тоже сделали специально под нее. Стенд этот с бассейном, так что гондола с электродвигателем погружена в воду и условия максимально соответствуют реальным.

На российском рынке у этой ЭДРК российских же конкурентов нет.

«С точки зрения механических колонок мы не то что конкурируем, мы сотрудничаем со “Звездочкой” — единственным производителем механических колонок в России. Соответственно, они для нас делают часть комплектации нашей колонки, мы делаем для них гребной электродвигатель», — объясняет Максим Свиридов.

В 2017 году «Роснефть» и General Electric создали совместное предприятие на территории судостроительного комплекса «Звезда» (Приморский край) — завод «ВРК Сапфир» — для локализации компонентов систем электродвижения судов, в том числе электрических колонок. Они предназначены в том числе для газовозов арктического класса, которые «Звезда» строит для «НоваТЭКа».

«Мы с ними в разных мощностных диапазонах находимся, — говорит Максим Свиридов. — У них он выше семи мегаватт, соответственно, мы с ними не конкурируем».

Как говорят в «Роснефти», завод «Сапфир» будет выпускать винторулевые колонки высокого ледового класса мощностью от 7,5 МВт до 20 МВт.

Как уже было сказано, «Русэлпром» готов при появлении заказа приступить к изготовлению ЭДРК. Причем не только ее, а совместно с Коломенским заводом (производитель дизелей, входит в Трансмашхолдинг) всей системы электродвижения.

«Мы очень плотно работаем с Коломной, — говорит Максим Свиридов. — У них вполне современный дизельный двигатель. На многих проектах мы меняем иностранные агрегаты на российские с участием коломенского дизеля и нашего генератора. Все, кто говорит, что российского дизеля нет, этим пытаются оправдать покупку дизеля за границей. Дизель есть, генератор есть. Это принципиально!»

При этом «Русэлпром» рассматривает не только российский рынок: «Экспорт для нас — самая интересная задача. Совершенно другой объем возможен, на порядок больше. Хотя и российский рынок для нас достаточен с точки зрения цены и загрузки. Но целевой рынок все равно мировой».

…и продать колонку

Летом прошлого года глава ОСК Алексей Рахманов в интервью «Эксперту» (см. «Мы всех обошли», № 28 за 2020 год) говорил, что компания испытывает трудности со сбытом своих колонок: «Мы предлагаем заказчикам поставить на обычные сухогрузы наши серийные винторулевые колонки, которые на “Звездочке” научились делать. Так нет, просто костьми ложатся: “Не надо, отец родной, пощади, покупай иностранные и ставь их”».

Российскому производителю здесь приходится конкурировать с немецкой Schottel, которая делает механические колонки мощностью до 5 МВт. Компания Schottel, что называется, набила руку на этих изделиях и за счет объема держит конкурентную цену.

«Это низкомаржинальный продукт, — говорит Павел Орлов, заместитель директора Центра пропульсивных систем. — И нам трудно обеспечить сопоставимую цену. Дело в том, что импортные колонки ввозятся в Россию с нулевой таможенной пошлиной. А нам для производства аналогичных приходится покупать часть комплектующих, например зубчатые шестерни, высоконагруженные подшипники, опорно-поворотные устройства, за рубежом. А когда мы их ввозим, на них начисляется таможенная пошлина от пяти до пятнадцати процентов, и мы оказываемся в неравном с иностранными производителями положении».

Тем не менее порядка 20 ВРК разных типоразмеров от «Звездочки» уже установлены и ходят на судах. Но могло бы быть и больше.

В 2012 году «Звездочка» заключила ряд контрактов на проведение ОКР в рамках ФЦП «Развитие гражданской морской техники» на общую сумму более 600 млн рублей. В числе прочего был и проект создания опытного образца движительно-рулевой колонки механического типа мощностью 9 МВт, предназначенной для установки на ледокольные суда проекта 21900. Эти суда активно строились по заказу ФГУП «Росморпорт» с середины 2000-х и оснащались ДРК от финской компании Steerprop.

Весной 2019 года «Звездочка» сообщила, что колонка разработана, испытания проведены, компания стала первым в России и третьим в мире производителем высокомощных механических ДРК и готова производить их серийно. Причем в мощностном диапазоне от 7 до 10 МВт.

Однако спустя два года колонка весом 240 тонн по-прежнему находится на предприятии, вызывая «вау-эффект» у сторонних посетителей. В серию она не пошла. Хотя ледоколы проекта 21900М2 (развитие проекта 21900 и 21900М) активно строятся. В сентябре 2019 года ФГУП «Росморпорт» по итогам проведенного конкурса заключил контракт на строительство ледокола мощностью 18 МВт ледового класса Icebreaker7 проекта 21900М2, а в ноябре прошлого года был объявлен новый конкурс на строительство аналогичного судна. И, как сообщается, на эти суда также будут установлены ВРК от Steerprop.

В России в год строится порядка 60–70 судов, половина из них оснащается движительно-рулевыми колонками. Пока в основном иностранными.

Как нам сообщили в ABB, в российской акватории на ее системах работает свыше 60 судов, на которые установлено более 100 движителей Azipod.

Azipod, АВВ. Предоставлено компанией АВВ

По данным Крыловского центра, компания Schottel только в 2019 году продала в России 40 своих механических ВРК.

«Проблема еще и в том, что и проектанты судов, и верфи не учитывают стоимость жизненного цикла изделия, — считает Павел Орлов. — Иностранные компании могут себе позволить продавать ВРК дешевле, а зарабатывать потом на сервисе, за который будет платить уже владелец судна. Начальная цена наших колонок может быть и выше, но исходя из стоимости нашего сервиса стоимость жизненного цикла получается ниже».

В случае полного замещения импортных поставок электрических ДРК потребность в отечественных ЭДРК мощностью 1–20 МВт может составить до 20 комплектов в год, считают в Минпромторге, отмечая при этом, что по состоянию на декабрь 2020 года ни одно судно с отечественными электрическими ДРК еще не было построено.

Пока в наиболее выгодном положении находится СП «Роснефти» и GE — завод «ВРК Сапфир», поскольку «Звезда» только под проект «НоваТЭКа» «Арктик СПГ-2» построит 15 газовозов мощностью 45 МВт, каждый из которых будет оборудован тремя ВРК.

Отметим, что согласно 719-му постановлению правительства «О подтверждении производства промышленной продукции на территории Российской Федерации» применение именно отечественных ВРК при строительстве газовозов является обязательным условием.

Правительство намерено перевести на балльную систему подсчет уровня локализации в судостроении по аналогии с автомобильной промышленностью. Как нам рассказали в Минпромторге, винторулевым колонкам при этом будет присвоено 350 баллов, что, по мнению министерства, «является весомым аргументом для включения в проекты судов ВРК российского производства».

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Дома без папы Дома без папы

Дарья Мельникова самоизолировалась на страницах MAXIM без масок и одежды

Maxim
Постоянно хочется спать: 15 причин, почему это происходит Постоянно хочется спать: 15 причин, почему это происходит

Сонливость может быть и симптомом многих болезней

РБК
Человек, который придумывает будущее Человек, который придумывает будущее

Компания с российскими корнями разрабатывает уникальные технологии для авто

Популярная механика
Преображения поп-звезд: как выглядят солистки группы «Пропаганда» Преображения поп-звезд: как выглядят солистки группы «Пропаганда»

Как изменилась жизнь Виктории Ворониной и других певиц «Пропаганды»

Cosmopolitan
Безрукая красота Безрукая красота

Что могла держать в руках Венера Милосская?

Дилетант
Как проходят свидания в Южной Корее: опрос перед встречей и кофе по ночам Как проходят свидания в Южной Корее: опрос перед встречей и кофе по ночам

Наша героиня рассказывает о тонкостях свиданий в Южной Корее

Psychologies
Графен меняет всё Графен меняет всё

Разработки на основе графена уже близки к массовому внедрению в экономику

Эксперт
Запутанное дело Запутанное дело

Как избавиться от колтунов и запутавшейся в волосах жвачки без помощи ножниц?

Лиза
Выживут только блокчейны Выживут только блокчейны

Нужен ли искусству блокчейн? А если нужен, то зачем? Каковы его перспективы?

Популярная механика
Эхо казанской трагедии: в России необходимо деанонимизировать интернет Эхо казанской трагедии: в России необходимо деанонимизировать интернет

Как и кому необходимо контролировать анонимность в российском интернете

СНОБ
Синдром «мудрых стратегов»: почему женщины в России боятся инвестировать Синдром «мудрых стратегов»: почему женщины в России боятся инвестировать

Что мешает женщинам инвестировать?

Forbes
Топ-10 стран, в которых экспатам больше всего нравится жить и работать Топ-10 стран, в которых экспатам больше всего нравится жить и работать

Насколько счастливы живущие и работающие за границей специалисты

Inc.
Искусственный сульфидный кластер подготовил молекулу азота к восстановлению Искусственный сульфидный кластер подготовил молекулу азота к восстановлению

Ученые нашли способ ослабить связь между атомами азота

N+1
30 до 30. Мода и дизайн 30 до 30. Мода и дизайн

Список Forbes молодых и перспективных россиян. Мода и дизайн

Forbes
Т — значит тестостерон: 5 способов поднять уровень «мужского» гормона Т — значит тестостерон: 5 способов поднять уровень «мужского» гормона

Как увеличить уровень тестостерона (спойлер: он влияет не только на рост волос)

Playboy
Двусторонняя ткань охладила и согрела имитацию человеческой кожи Двусторонняя ткань охладила и согрела имитацию человеческой кожи

Инженеры создали текстиль, одна сторона которого охлаждает, а другая согревает

N+1
Научить подростка обращаться с деньгами: 5 советов для родителей Научить подростка обращаться с деньгами: 5 советов для родителей

Умение планировать свои расходы — образование, о котором родители часто забывают

Psychologies
Тест: Как вы расстаетесь? Тест: Как вы расстаетесь?

То, как мы расстаемся, многое говорит о наших опасениях. А как это делаете вы?

Psychologies
Играть за экологию: как видеоигры присоединяются к спасению планеты Играть за экологию: как видеоигры присоединяются к спасению планеты

В геймерское сообщество прорываются идеи защиты окружающей среды

Forbes
ASKA – водить, летать, жить в будущем ASKA – водить, летать, жить в будущем

ASKA одновременно и ездит, и летает, а по размерам сравним с внедорожником

Naked Science
Коварная бунтарка: 5 случаев, когда Кейт Миддлтон нарушала королевские правила Коварная бунтарка: 5 случаев, когда Кейт Миддлтон нарушала королевские правила

Жена принца Уильяма позволяет себе нарушить принятые правила королевской семьи

Cosmopolitan
Васаби, японский хрен или китайская зелёная горчица Васаби, японский хрен или китайская зелёная горчица

Приправа, о которой многие слышали, но мало кто знает, что это такое

Наука и жизнь
10 самых популярных заблуждений о жизни в Средневековье 10 самых популярных заблуждений о жизни в Средневековье

Жуткие и забавные мелочи средневековой жизни — выдумка

Maxim
Владислав Лисовец: Владислав Лисовец:

Мы задали Владу Лисовцу вопрос: как же стать самой прекрасной и счастливой?

Cosmopolitan
По ту сторону подиума: как живут модели перед крупными показами и съемками По ту сторону подиума: как живут модели перед крупными показами и съемками

Как живут девушки, которые демонстрируют творения крупнейших модных домов?

Cosmopolitan
Была танцовщицей, стала сектанткой: как сложилась судьба знаменитой Гюльчатай Была танцовщицей, стала сектанткой: как сложилась судьба знаменитой Гюльчатай

Вся страна полюбила младшую жену Абдуллы, но юная актриса перестала сниматься

Cosmopolitan
Трагические судьбы звезд сериала «Участок»: Краско, Галкина, Булдакова и других Трагические судьбы звезд сериала «Участок»: Краско, Галкина, Булдакова и других

Сериал «Участок» сразу полюбился отечественному зрителю

Cosmopolitan
Процесс и нож Процесс и нож

О фильме «Девушка и паук», в котором Чехов встречается с Кафкой

Weekend
Время на скорость не равно пути Время на скорость не равно пути

Транспортная доступность Белгородской и Иркутской областей

Эксперт
Битва при Карансебеше. Австрийская трагикомедия Битва при Карансебеше. Австрийская трагикомедия

Иосиф II так спешил разбить османов, что в итоге разбил свою собственную армию

Дилетант
Открыть в приложении