Новые подходы к старой проблеме обогрева

Денис Николаевич, что нового в вашей разработке? Электрообогрев палуб и других поверхностей судов существует давно.

...И давно применяется – например, в нефтяной промышленности, нефтефлоте и на отдельных судах и кораблях военно-морского флота. Но это лишь отдельные элементы. Системности подхода в этом вопросе никогда раньше не было, не было интеграции всех греющих элементов в единый комплекс.

Новизна нашей системы в том, что ее не нужно контролировать: комплекс работает по принципу "включил и забыл". Он создан на резистивных кабелях и работает как диэлектрик, исходя из температуры система берет питание или нет. Проще говоря, наши изделия греют не воздух, а поверхность палубной панели или другого элемента.

Какие раньше существовали подходы к обогреву палубы?

Обогрев можно реализовать двумя путями: под палубой и над ней. Разница тут в потребляемой мощности: в одном случае мы греем 3-мм алюминиевую панель, обеспечивая на ней таяние льда, в другом – всю палубу. Подпалубные судовые "грелки" разработали еще в советские годы.


Сегодня военные технические условия (ТУ) на такие устройства есть у двух предприятий. Вместе с тем подобные решения представляются нам устаревшими и неэффективными. Основное место их применения – вертолетные площадки. В "нефтянке" немного другая задача – соблюдение температурного режима, возможность контролировать его.

Не секрет, что в мире есть аналоги таких систем.

Да. Но не такие гибкие, без тонкой подстройки под конкретный заказ, какую делаем мы. Есть изделие, укладываемое, например, на палубу, некие общие принципы его действия и задачи. Среди них – определенная потребляемая изделием мощность, те или иные типоразмеры, система управления и, конечно, равномерность нагрева. Но, разумеется, на тех же выставках подробно ознакомиться с подобными разработками не дают. Поэтому мы создали все фактически заново.

Идея обогрева как таковая судов не нова. Здесь нет какого-то уникального конструкторского решения, речь о технологическом решении и инжиниринге, позволившим создать новый продукт.

В чем состоит своеобразие вашего подхода, что позволяет говорить именно о системе обогрева, а не наборе элементов?

Во-первых, индивидуализация под каждое решение. Свой тепловой расчет, 3D-модель и соответствие требованиям РМРС. Для ускорения процесса мы организовали испытательный центр у себя.

Во-вторых, мы в состоянии обеспечить создание и интеграцию всех обогреваемых элементов исходя из требований заказчика. В одну систему можно включить и гуськи, и пути эвакуации, и вертолетную площадку, и поворотные устройства, и комингсы люков. Раньше питание выделяли отдельно под каждый из перечисленных элементов, зачастую давая энергию из разных источников. Здесь же все увязано в единый контур с общими щитами управления. Не нужно всякий раз брать питание из того или иного места, искать под это дело преобразователь и т.п.

В-третьих, наша система сопровождается единой документацией, есть единая ответственность производителя по гарантийным и ремонтным обязательствам.

Системы обогрева от замысла к воплощению

Когда вы создали первые системы обогрева для судов и кораблей, в частности палубные панели? Это была инициативная разработка?

Первую работу по этой теме мы начали в 2012 году, когда на Выборгском судостроительном заводе строили элементы платформы "Приразломная". Мы работали над системами электрообогрева, в том числе вентиляционных решеток, для этого заказа. Тогда поставили систему на основе комплектующих иностранного производителя, компании Pentair. Поскольку контракт был поставочным, по документам поставщиком были они.

И в какой-то момент осознали, что это можно сделать в России. Технологически изготовление систем электрообогрева не так сложно, главное – качество проектирования, математическое моделирование и правильное проведение тепловых расчетов.

Наши собеседники в КБ "Вымпел" сообщали, что ранее они закладывали в проекты гражданских ледоколов аналогичную систему импортного производства. Корректно ли утверждать, что ваши системы обогрева созданы в рамках программы импортозамещения?

Ничего подобного в России до сих пор никто не делает – только поставки. Поэтому речь скорее не об импортозамещении, а о новой разработке. В начале мы проанализировали иностранные аналоги, приобретали те или иные комплектующие. Технология в целом схожа с "гражданским" теплым полом. На флоте сложнее: жесточайшие условия эксплуатации (+30/-40), определенный срок службы.

Затем мы начали работать с российской компанией "Гамма", специализирующейся на обогреве полов. Партнеры разработали для нас кабель арктического применения. Сейчас он проходит испытания, готовятся профильные техусловия. Получив все эти элементы, мы связали их в систему.

Поскольку ТУ на нее достаточно гибкое, у нас есть собственные разработки большинства элементов, навыки матмоделирования и тепловых расчетов, мы можем в рамках системы изготавливать различные элементы: воздухозаборные гуськи, комингсы дверей, вращающиеся механизмы – все подпадает под техусловия. Вопрос в сложности системы, необходимой заказчику.

Ключевое преимущество разработки – ее простота. Она не требует дополнительных органов управления и контроля. Общеприменяемая практика – системы с собственным шкафом управления, термодатчиками и т.п. У нас все проще: источник бесперебойного питания, автомат защиты и кнопка "вкл/выкл".

Используются ли в этих системах какие-либо компоненты иностранного производства?

Нет. Изначально мы использовали иностранных поставщиков, теперь полностью перешли на отечественные компании. Мы выступаем здесь как системный интегратор, обеспечивая выполнение задач, которые ставит перед нами заказчик.

Вы сами проводите расчеты, используете собственное программное обеспечение?

Да. И это одно из наших преимуществ. Также мы давно занимаемся электротехническим проектированием кабельных сетей. Это другое преимущество. Решения по электрообогреву всегда рождались от производителей элементной базы: мы выпускаем кабель и встраиваем его в некую концепцию. Получается достаточно эффективно.

Можно поподробнее?

Долгое время не существовало самого понятия электрообогрева как системы. По сути его ввели мы. Была лишь технология обогрева объекта: берется кабель, прокладывается, определенным образом управляется. И каждый производитель создавал для кабеля свое ПО. Нужно обогреть тот или иной объект – проводятся расчеты: например, сколько кабеля нужно, делается математическая модель.

После анализа задач мы сформулировали свое техническое решение и начали с создания элементов. В 2012–2013 годах патентовали воздухозаборные решетки. Потом разработали собственную систему тепловых расчетов. Так родились первые образцы систем обогрева. Уже доработанную версию мы представили на ряде выставок, в том числе на форуме "Армия-2018".

Из чего состоит система?

Мы прошли путь от разработки составляющих до создания единого комплекса. Система состоит из греющих палубных панелей, отдельных элементов, обогреваемых с помощью кабеля (воздухозаборные решетки, гуськи, поручни, трапы, комингсы дверей и др.). Другие составные части – это соединительные коробки, силовой кабель питания и щит управления. В перспективе планируем обогревать также спускоподъемные устройства, соответствующие разработки уже идут, а также другое палубное оборудование.

Один из основных элементов вашей разработки – это греющие панели. Расскажите о них.

Панели – самая заметная и крупная часть нашей системы, с которой члены экипажа сталкиваются ежедневно, ведь изделия уложены на палубе судна. Они обеспечивают постоянную температуру в 5 градусов Цельсия на путях эвакуации и других жизненно важных проходах.


Ранее пути эвакуации укладывались в один ряд из стандартных элементов. Большинство мировых производителей выпускают панели размером 900x900 мм. Обычно на палубе выкладывается дорожка из пары элементов в ряд. Мы считаем это опасным и обеспечиваем обогрев всей палубы. Соответственно задача усложняется: нужны схемы раскладки, соединения кабеля, корректировка элементной базы изделий, а также связанные с этим тепловые расчеты и моделирование. Мы, например, ввели понятие "схема раскладки панелей", которую каждый раз утверждаем с заказчиком. И сейчас будем ее патентовать.

Когда начались первые поставки и куда?

В 2014 году. Начали поставлять первые системы обогрева Дальневосточному центру судостроения и судоремонта — для судов снабжения "Газпрома", строившихся во Владивостоке и на Амурском судостроительном заводе. Затем системы встали на гражданские ледоколы, строившиеся на Выборгском судостроительном заводе. Мы начали также разрабатывать технические условия.

Панели изначально создавались как элементы системы. Этапными заказами для нас стали ледоколы проекта 22600 "Виктор Черномырдин" и первое судно для ВМФ с системой обогрева – ледокол проекта 21180 "Илья Муромец". В случае с первым Росморпорт требовал повышения автоматизации, уменьшения количества рабочих постов и органов управления, чтобы обеспечить простоту и надежность.


С "Муромцем" были большие сложности. Тогда пришлось трижды переконфигурировать систему, мы не скрываем это. Но в результате взаимодействия с заказчиком, КБ-проектантом (нижегородский "Вымпел") и заводом-строителем ("Адмиралтейские верфи") удалось выработать оптимальную конфигурацию панели, признанную регистром. Разработано 46 типоразмеров панелей только для этого судна.

В итоге появилась панель, которая сегодня не имеет аналогов в мире. Мы – не производители элементной базы и не привязаны к какому-то определенному модулю. "Би Питрон" собирает панель под конкретные нужды заказчика. Мы не производители, а скорее сервис, предлагаем не готовый неизменный продукт, а инжиниринговое решение. Даже ТУ на систему созданы так, что это некие общие принципы, набор составных элементов. Сколько их будет – определяет заказчик, и мы каждый раз проектируем все заново.

Нужно ведь привязать систему к тому или иному судну или кораблю, обеспечить ее оптимальную работу, при нужде скорректировав что-то в процессе испытаний. Это не просто поставка.

Монтаж систем обогрева на заказах выполняли специалисты "Би Питрон" или представители верфей? Как проходила эта процедура на разных предприятиях (Выборгский завод, Адмиралтейские верфи и т.д.)?

Сроки электромонтажных работ – вообще один из ключевых вопросов для заказчика применительно к кабельной тематике, особенно если это ВМФ. Прочие моменты находятся во втором приоритете. Технология тоже вызывает массу вопросов из-за устаревшей документации. Есть электромонтажные предприятия, зарабатывающие на нормочасах. Это весьма спорная практика.

Наш первый профильный договор с "Адмиралтейскими верфями" был просто поставочным контрактом – так, как это делается на Западе. Закупками занимаются службы материально-технического обеспечения, дальше – дело за строителями. На наш взгляд, это не лучшая схема. Например, возник целый ряд проблем после монтажа специалистами предприятия "Эра". Наши инженеры устранили их, в том числе уже при выезде на флот. Замечаний к самой системе не было, вопросы были к качеству монтажа.

После этого мы приняли решение осуществлять шеф-монтаж и пусконаладку самостоятельно. Это зашито в контракт, на чем настоял сам "Би Питрон", идя на эти затраты осознанно. Такое решение позволяет минимизировать проблемы в дальнейшем.

От новой разработки до отраслевого стандарта

Оформление ТУ и прочих разрешительных и сертификационных документов – дело непростое. Как проходил этот процесс у вас?

Соответствующие работы начали вести КБ, позже появились требования регистра на обеспечение обогрева путей эвакуации в соответствии с Арктической конвенцией. Вначале конструкторы долго не могли привыкнуть к самим терминам: раньше был просто обогрев по требованиям регистра, затем у нас в отрасли привыкали к понятию "электрообогрев", и уже потом – к системам электрообогрева.

После этого нужно было разработать ТУ на систему и одобрить их в нашем морском регистре. Поскольку каждое судно уникально, мы каждый раз сдаем систему на конкретном корпусе и получаем регистровые документы.

В конце 2017 года система получила одобрение регистра, а в 2018-м мы выпустили на нее ТУ. Сейчас идет согласование общих параметров системы с нашими партнерами, основными КБ-проектантами и заводами-строителями.

Сейчас необходимость таких систем заложена требованиями заказчика и регистра. Как проходило согласование и формирование соответствующих документов, какое участие в этом процессе принимала ваша компания?

Мы занимались просветительской деятельностью, изучили весь мировой опыт всех производителей, представили это Росморпорту, после чего они приняли решение разрешить соответствующие работы. Доказывали эффективность технических решений предприятиям из контура Объединенной судостроительной корпорации и головной организации, а также другим КБ и верфям. Мы ведем активную работу с "ОСК-Технологиями" едва ли не с момента их основания. Сотрудничаем, например, по технологиям крупномодульного строительства, технологическим решениям в области электромонтажных работ и т.п. Работа идет постоянно.

Как испытания помогли согреть суда

Расскажите об испытаниях системы.

После получения требований заказчика мы создаем матмодель, делаем под нее тепловой расчет, защищаем его в КБ-проектанте корабля или судна. После работаем уже с элементами системы, каждый из них сертифицируется регистром. Затем создаются технические условия. Последние мы успешно создали после того, как отдельные образцы комплекса получили одобрение регистра при работе на конкретных проектах – речь идет о судах, строившихся от Владивостока и Комсомольска-на-Амуре до Выборга и Петербурга.

Далее представители флота, конструкторы и специалисты регистра разрабатывают и согласовывают программу испытаний. У нас есть и свой испытательный центр: морозильные камеры, камеры дождевания, солевого тумана и вибрации, а также климатическая камера и стенды для ударных нагрузок.. Соответствующие тесты проходят под контролем регистра.

А если говорить об испытаниях на судах – например, первом судне для ВМФ России с вашей системой – ледоколе "Илья Муромец"?


Ледокол прошел уже две зимовки, сходил в Карское море. Испытания и последующая эксплуатация показали, что выбранные флотом соединительные коробки не совсем подходят. Их нам рекомендовал завод-строитель, теперь, согласно отзывам экипажа, будем менять эти изделия.

Другой нюанс – по результатам испытаний "Муромца" мы ушли от мировой практики укладывания панелей на палубу. Сложные условия эксплуатации показали, что в неровностях палубы под панелью собирается грязь с солью: получается ядреный раствор, который здорово "прожирает" палубу, происходит ржавение. А ведь нужно обеспечивать постоянный слив воды. Теперь панели укладываются на жесткое обрезиненное основание. Панель стала полностью металлической, возникла угроза коррозирования. После этого ее обрезинили, развязав тем самым металлическую пару.

Все это наложило определенные требования на прочностные характеристики панели – раньше клали их на плоскость, теперь на обрешетку. Мы отработали и это: согласно требованиям, панели должны выдерживать ударные нагрузки до 200 кг в течение всего срока эксплуатации.

Сколько это лет?

Наша система прослужит четверть века, 25 лет. Гарантия на все изделия – пять лет.

Где располагается производство систем обогрева? Какие мощности оно имеет?

Это отдельный цех в рамках нашего собственного производства в городе Выборг, Ленобласть. Сегодня это порядка 1800 кв. м. производственных площадей, там работает около 40 основных производственных рабочих, а также 10 конструкторов.

Будущее систем обогрева на флоте

Применимы ли греющие панели в составе систем обогрева с их текущими ТТХ (сохранение температуры в 5 градусов при температуре воздуха -40 градусов) для перспективной ледостойкой вмерзающей станции проекта 00903 "Северный полюс", которую будут строить "Адмиралтейские верфи"?


На этой платформе прописаны эти требования. Но любая закупка подразумевает конкурентную борьбу. Вопрос, как она будет проведена: например, ее можно перенести в раздел монтажа системы электрообогрева.

Планируется ли поставлять такие системы на патрульные корабли ледового класса проекта 23550?

Да. Один контракт на корабль уже подписан.


Назовите другие перспективные проекты судов и кораблей для ВМФ, где может быть установлена подобная система.

Малый ракетный корабль проекта 22800, шифр "Каракурт". Кроме того, нашей системой оснастят мелкосидящие ледоколы для ВМФ проекта 21180М. Первый из них, "Евпатий Коловрат", уже строится на петербургской судостроительной фирме "Алмаз".


Как эволюционировали технические решения системы обогрева начиная с первых заказов к той продукции, которая пойдет на ледокол "Евпатий Коловрат"?

Расширилась номенклатура, увеличилась степень локализации на производстве компании "Би Питрон". Сейчас мы делаем кабельную продукцию, входящую в систему. Степень локализации зависит от элементов системы под каждый конкретный заказ. Мы первыми в России реализовали возможность укладывать греющими панелями всю палубу, а не делать дорожки на ней. Последнее решение – стандартное и для ведущих мировых морских держав, то есть можно говорить о новаторстве в целом. Можно ли масштабировать систему, чтобы обеспечить борьбу с обледенением не только путей эвакуации, но и элементов вооружения, если говорить о боевых кораблях?

Масштабирование системы неограничено. Мы уже разработали 46 типоразмеров. Для буксиров, строящихся на Амурском судостроительном заводе, создали дополнительно 27. Причем только 9 размеров из созданных нами ранее подходят для этого заказа. Это вызывает определенные сложности: например, каждый раз мы перенастраиваем станки с ЧПУ, изготавливаем уникальные изделия. Но оно того стоит. Вообще, модульная специфика позволяет масштабировать систему как угодно. Универсализация – наша основная логика.

Каковы перспективы ваших систем обогрева?

Сейчас мы совместно с "Роснано" прорабатываем следующую итерацию технического решения по обогреву кораблей и судов.

Разрабатывается гибкий полимерный материал, обладающий одинаковыми электрическими свойствами на всей площади. Это позволит уйти от кабеля как такового, и типоразмер станет прошлым. В идеале получится некий "ковер", который кладется на палубу и подключается к сети. Соответствующую инициативную опытно-конструкторскую работу ведет одно из подразделений "Роснано" по нашему заказу и на наши средства.

Ее завершат до конца 2019 года. Предварительные результаты уже есть.

За рубежом (например, в Норвегии) палуба заливается неким материалом, внутри которого проложен греющий кабель. В чем тогда новаторство?

Технически это возможно, однако очень дорого, и нашим требованиям это не соответствует: регистр такое не примет.

Беседовал Дмитрий Жаворонков

Ранее в 2019 году собеседниками Mil.Press стали:

- Директор компании "Судостроение и судоремонт" Максим Сунозов;
- Главный конструктор проектов КБ "Вымпел" Михаил Бахров.

Руководство вашего предприятия готово рассказать о его деятельности? Mil.Press донесет информацию до первых лиц оборонной отрасли и Минобороны. Контакты редакции:

+7 (812) 309-8-505, добавочный 104;