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
Грязи не боимся: топ-8 достойных стиральных машин на 4, 5 и 6 кг Грязи не боимся: топ-8 достойных стиральных машин на 4, 5 и 6 кг

Стиральная машина для дома может быть качественной, функциональной и недорогой

CHIP
Генерал Франко и его мятеж Генерал Франко и его мятеж

На марке Испанского Марокко всего лишь скромная надпечатка: 18 июля 1936 года

Дилетант
Не терпи, иди к врачу: что делать, если часто болит голова Не терпи, иди к врачу: что делать, если часто болит голова

Почему часто болит голова, и как разобраться с причинами этого недуга

Cosmopolitan
Первая пилотируемая Первая пилотируемая

По статистике, запуск ракеты с Гагариным должен был быть аварийным

Наука
Давай бояться вместе: 5 главных женских страхов Давай бояться вместе: 5 главных женских страхов

Женщины имеют право быть трусливыми. Вот как они этим правом распоряжаются

Maxim
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Чувство юмора, лоск и бережливость: вся правда о французских мужчинах Чувство юмора, лоск и бережливость: вся правда о французских мужчинах

Какие они, французские мужчины?

Psychologies
Астрономы нашли в холодных комах комет атомы железа и никеля Астрономы нашли в холодных комах комет атомы железа и никеля

Астрономы обнаружили атомы железа и никеля в холодных комах комет

N+1
Как развить «мышление изобилия» Как развить «мышление изобилия»

Большинство из нас сами загоняют себя в тесные рамки

Psychologies
«Помогая другим, помогаю себе»: история женщины, живущей с ВИЧ «Помогая другим, помогаю себе»: история женщины, живущей с ВИЧ

История ВИЧ-положительной женщины, помогающей другим людям с этим статусом

Psychologies
6 фактов о «Властелине колец», о которых не знают даже толкиенисты 6 фактов о «Властелине колец», о которых не знают даже толкиенисты

То, что вы точно не знали о «Властелине колец»

Maxim
Говорит и доказывает Говорит и доказывает

Как можно трезво смотреть на актуальные процессы и оставаться главным оптимистом

Harper's Bazaar
Гражданин поэт Гражданин поэт

Прочитав стихи на инаугурации Байдена, Аманда Горман стала звездой в мире поэзии

Vogue
Тогда и сейчас: как выглядели в юности самые яркие участницы «Фабрики звезд» Тогда и сейчас: как выглядели в юности самые яркие участницы «Фабрики звезд»

Знаменитости, которые прославились благодаря проекту «Фабрика звезд»

Cosmopolitan
Призраки выходят из тени Призраки выходят из тени

Где помимо хоррора любят призраков

Weekend
Сверхвысокое разрешение в микроскопии стало возможно без флуоресценции Сверхвысокое разрешение в микроскопии стало возможно без флуоресценции

Удалось получить изображение с разрешением, превосходящим дифракционный предел

N+1
Сухой закон Сухой закон

Как уменьшить выделение пота в жару и справиться с неприятным запахом?

Добрые советы
«Мы победим, пусть и не в этом суде»: женщины-адвокаты — о проблемах в правовой системе и дискриминации «Мы победим, пусть и не в этом суде»: женщины-адвокаты — о проблемах в правовой системе и дискриминации

Женщины-адвокаты — о гендерных стереотипах и несовершенствах судебной системы

Forbes
Spice Girls: как сложились судьбы Джери Холлиуэлл, Мел Би и других Spice Girls: как сложились судьбы Джери Холлиуэлл, Мел Би и других

Что стало с девушками из Spice Girls?

Cosmopolitan
Как произведение искусства становится обществом социальной справедливости Как произведение искусства становится обществом социальной справедливости

Григорий Ревзин о «Произведении искусства будущего» Рихарда Вагнера

Weekend
7 правил выживания. Как вести себя во время вооруженного нападения в школе 7 правил выживания. Как вести себя во время вооруженного нападения в школе

Что делать подростку, если на его школу напали?

СНОБ
Дорого, богато, смешно: кого радует «уродливая мода» Дорого, богато, смешно: кого радует «уродливая мода»

Что такое «уродливая мода»

Psychologies
ГЛПС: симптомы, лечение, профилактика ГЛПС: симптомы, лечение, профилактика

Что делать при первых симптомах геморрагической лихорадки и как обезопасить себя

РБК
9 способов справиться с ночной тревожностью 9 способов справиться с ночной тревожностью

Как заставить мозг «умолкнуть» и позволить вам поспать

Psychologies
Обмани меня: что такое ложь и зачем она нашему мозгу Обмани меня: что такое ложь и зачем она нашему мозгу

Мы не можем отказаться от лжи – она заложена в нас самой природой

Популярная механика
Сергей Лукьяненко: Предел Сергей Лукьяненко: Предел

Отрывок из новой книги Сергея Лукьяненко «Предел», продолжения романа «Порог»

СНОБ
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
Чуждые россиянам идеи. Почему Сахаров проиграл, а Путин выиграл Чуждые россиянам идеи. Почему Сахаров проиграл, а Путин выиграл

Почему идеи академика Сахарова оказались чуждыми большинству народа?

СНОБ
Сергей Лукьяненко: Плоды просвещения. Глава из книги «Война и мир в отдельно взятой школе» Сергей Лукьяненко: Плоды просвещения. Глава из книги «Война и мир в отдельно взятой школе»

Отрывок из романа-буриме «Война и мир в отдельно взятой школе»

СНОБ
Открыть в приложении