Арктический корабль идеальной формы

Ледовый бассейн Арктического и антарктического НИИ (ААНИИ) Росгидромета стал полигоном для определения оптимальной формы корпуса научно-экспедиционного судна «Иван Фролов». За год, испытав последовательно девять моделей, ученые определили наилучшие параметры, они будут переданы на Адмиралтейские верфи, где в 2025 году или даже раньше, как только освободится отведенный для строительства судна стапель, начнется строительство судна. Самоходная модель испытывалась при толщине льда 18 мм, что соответствует природному показателю в 90 см, если исходить из соотношения толщины льда и размеров судна и модели в условиях ледового бассейна и на натуре.

Научно-экспедиционное судно «Иван Фролов» станет самым крупным полярным экспедиционным судном в мире и заменит основную «рабочую лошадку» российских полярников — НЭС «Академик Федоров»

Директор ААНИИ, ученый-географ, океанолог, гляциолог, участник и руководитель десятков полярных экспедиций Иван Евгеньевич Фролов

Иллюстрация: ФИО_АВТОРА

Когда построят судно «Иван Фролов»

Новый флагман российской полярной науки планируется построить и ввести в состав флота ААНИИ в 2028 году. Для строительства уже забронировано место на Адмиралтейских верфях. Судно, названное в честь Ивана Евгеньевича Фролова — скончавшегося в 2020 году директора ААНИИ, ученого-географа, океанолога, гляциолога, участника и руководителя десятков полярных экспедиций — придет на смену научно-экспедиционному судно (НЭС) «Академик Федоров», построенному в 1987 году. Его задача останется прежней — обеспечивать научно-экспедиционную деятельность в Арктике и Антарктике в интересах Российской Федерации.

НЭС «Иван Фролов» будет соответствовать классу Российского морского регистра судоходства Arc7. Это позволяет судну без помощи ледокола преодолевать ледовые поля толщиной около одного метра, а также передвигаться в средних и низких широтах, где довольно часты шторма. Такие характеристики необходимы для экспедиций в Антарктику, во время которых суда проходят все существующие на Земле климатические зоны. «НЭС “Иван Фролов” должно будет работать во всех широтах, от Северного полюса до берегов Антарктиды. Главной его задачей станет обеспечение российских полярных станций, доступность которых зачастую ограничена непреодолимыми льдами. Мы предусматриваем техническую возможность выгрузки экспедиции на необорудованный берег. Новое судно также сможет перевозить достаточные объемы грузов — до двух с половиной тысяч тонн», — рассказал журналистам, присутствовавшим на испытаниях модели судна 17 апреля, директор ААНИИ Александр Макаров.

Длина судна составит почти 165 м, водоизмещение — около 25 тыс. тонн. Судно рассчитано на размещение 240 человек, в том числе 70 человек экипажа и до 170 ученых и членов авиаотряда. На судне будут работать два десятка научных лабораторий, предназначенных для выполнения исследований от дна океана до стратосферы. На борту также будет размещен вертолетный комплекс, состоящий из двух вертолетных площадок и ангара для двух вертолетов типов Ка-32, Ми-8 и Ми-38.

Государственный контракт на строительство был подписан в марте 2023 года между Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и АО «Адмиралтейские верфи».

Строительство крупнейшего в мире научно-экспедиционного судна в ближайшее время выйдет в практическую плоскость. «Разработана рабочая конструкторская документация для изготовления тридцати секций корпуса судна. Большая часть из них прошла резку и уже находится на этапе узловой сборки, несколько собраны в объем, две закладные секции в прошлом месяце предъявлены заказчику и Российскому морскому регистру судоходства. Вся документация технического проекта разработана и находится на финальной стадии рассмотрения Регистром, завершение процесса одобрения проекта и получение положительного заключения запланированы в апреле. В соответствии с контрактным графиком строительства закладка НЭС “Иван Фролов” должна состояться в первом квартале следующего года, однако может быть реализована и раньше — это зависит от готовности к спуску очередного траулера, находящегося сейчас на северном стапеле», — поделился подробностями Андрей Юрьев, руководитель проекта АО «Адмиралтейские верфи».

Директор ААНИИ Александр Макаров

scientificrussia.ru

Достичь идеальной формы

17 апреля в ледовом опытовом бассейне ААНИИ провели заключительные испытания модели судна. Этому предшествовала работа протяженностью почти в год, включавшая в себя разработку моделей, анализ их поведения в ледовых условиях, корректировку, создание нового варианта модели и так далее.

Как рассказал старший научный сотрудник отдела ледовых качеств судов ААНИИ Алексей Чернов, испытания моделей проводятся для того, чтобы подтвердить, что форма корпуса позволяет достигнуть требуемых характеристик: «Мы сделали несколько итераций, варьируя форму корпуса. Работали вместе с заводом и с проектным бюро и вышли на оптимальную форму корпуса, которая будет соответствовать техническому заданию». Испытания шли с 2023 года. Раз в две-три недели совершались пробеги, затем ученые анализировали их результаты, вносили коррективы и создавали новую модель.

Как отметил Александр Макаров, испытания с последующей доработкой — это довольно кропотливая работа. «На наш взгляд, в сотрудничестве с “Адмиралтейскими верфями” идеальная форма судна достигнута. Это результат работы практически за год», — сказал директор ААНИИ.

Для создания моделей используются современные технологии. «В рамках обновления приборной базы наш институт приобрел фрезерный станок, который позволяет полностью воспроизводить форму корпуса по 3D-модели. Это современная технология, мы находимся на передовых позициях», — рассказал Алексей Чернов. Модель — самоходная, она также позволяет проводить испытания ходкости и маневренности судна. Финальная модель будет храниться в ААНИИ весь срок службы судна. «Если у нас будут задачи научного плана, например потребуется воспроизвести действия судна в реальных условиях, мы в бассейне сможем это сделать», — пояснил Алексей Чернов.

Как писал «Стимул», большой ледовый опытовый бассейн ААНИИ достигает 30 м в длину и пяти в ширину. Здесь проводятся испытания моделей судов и исследования процессов взаимодействия судов и стационарных инженерных сооружений с ледяным покровом. В бассейне можно создавать заданные ледовые условия, варьируя соленость воды, температуру воздуха, и управлять прочностными характеристиками намораживаемого льда толщиной до 60 мм. Малый бассейн имеет размеры водного зеркала пять на пять метров и глубину два с половиной метра. Он ориентирован на научные эксперименты в области физических и механических свойств льда, механики деформации и разрушения натурного льда толщиной до одного метра.

Сейчас в мире около трех десятков опытовых бассейнов, из них 20‒25 — действующие. Лучшие бассейны расположены в Финляндии, Германии, Канаде, Китае, США. В России опытовые бассейны имеют два научных учреждения — ААНИИ и Крыловский научный центр.