В России ведется строительство уникального обитаемого подводного аппарата «Ясон». Для создания мини-субмарины объединились несколько ведущих российских научных, производственных и исследовательских организаций и компаний. Техническая экспертиза проекта доверена Центру подводных исследований РГО. Его руководитель Сергей Фокин расcказал, на что способен новейший отечественный глубоководный аппарат, насколько он безопаснее своих предшественников и почему похож на… головастика.

Аналогов нет

Разработка «Ясона» фактически открывает новое направление отечественной гражданской глубоководной техники. Подобных аппаратов в отечественном судостроении до сих пор не существовало.

Заказчиком проекта выступил «Газпром». С развитием подводных магистральных газопроводов появилась необходимость в их обслуживании. Производить какие-либо манипуляции с оборудованием на большой глубине — очень непростое и затратное дело. Сейчас существует два варианта: отправлять туда либо водолазов, либо телеуправляемый аппарат.

Возможности работы водолазов ограничивает глубина погружения.

Ни тот ни другой способ нельзя назвать идеальным, и вот почему. На сегодня национальный рекорд максимального водолазного погружения составляет 416 м, он принадлежит военным профессионалам. Между тем магистральные морские газопроводы прокладываются и намного глубже.

Подводные роботы могут «нырять» значительно глубже — на километры, но имеют одно существенное ограничение: они привязаны сложным и тяжелым кабелем-тросом к судну-носителю. «Пуповина» сокращает коридор возможностей аппарата.

И главное: одно дело достичь определенной глубины и совсем другое — выполнять работы, в частности по обслуживанию газовых магистралей. Анализ рынка, который предпринял «Газпром», показал, что не только в России, но и в мире нет аппаратов с нужными ТТХ. По крайней мере, их нельзя просто взять и купить. Получается, что Россия первая делает обитаемый аппарат для прикладных хозяйственных целей.

Отсюда базовые характеристики, которые обозначил перед создателями заказчик: аппарат должен быть обитаемым, иметь достаточную глубину погружения и способность выполнять технологические задачи. А кроме того, нужно, чтобы он был максимально безопасным и надежным, маневренным, довольно быстроходным (насколько это позволяет среда), имел бы достаточный запас времени автономной работы, обеспечивая обзорность экипажу.

Научно-исследовательские работы по созданию глубоководного аппарата для нужд газовиков начались еще в 2017 году. А летом 2022-го было объявлено о закладке первого подобного образца. Проект назвали «Ясон» по имени персонажа древнегреческой мифологии, предводителя аргонавтов.

Исполнителем проекта стал Курчатовский институт — организация с колоссальным научным потенциалом. На этапе эскизного проектирования был определен проектировщик — санкт-петербургское бюро морского машиностроения «Малахит». По результатам конкурса определен изготовитель — объединение «Севмаш», известное, в частности, тем, что строит подлодки для ВМФ России.

С самого начала к работе над проектом присоединился Центр подводных исследований (ЦПИ) РГО — единственная организация в стране, специалисты которой имеют большой опыт эксплуатации гражданских подводных обитаемых аппаратов с прозрачным обитаемым корпусом. На сегодняшний день основные конструкционные идеи реализованы, началось воплощение их в металл и пластик.

И еще важное обстоятельство. С самого начала заказчик ставил задачу создать аппарат, максимально независимый от иностранных технологий и материалов. К слову, несмотря на то что российские кораблестроители имеют большой опыт создания подводных кораблей, самые известные наши глубоководные аппараты серии «Мир» были построены в советское время в Финляндии.

Кстати, оба «Мира» уже «на пенсии». Один из них, на котором экспедиция Артура Чилингарова достигла океанского дна в районе Северного полюса, можно увидеть сегодня в Музее Мирового океана в Калининграде.

Глазастый «головастик»

Итак, что же собой представляет рассматриваемый нами аппарат? Это мини-субмарина водоизмещением 15 т, оснащенная пятью электродвижителями (два маршевых, два вертикальных и один горизонтальный). Расчетная глубина погружения — 2250 м, а это значит, что «Ясон» входит в категорию глубоководных подводных аппаратов. Причем он способен работать на этой глубине: обследовать объекты газотранспортной инфраструктуры, изучать морское дно, проводить геологоразведку и даже осуществлять монтаж конструкций с помощью механических «рук».

Максимальная скорость нового аппарата должна составить 3 узла (примерно 5,5 км/ч — довольно бодрый шаг пешехода), крейсерская — 1,5–2 узла. Заряд аккумуляторных батарей позволит экипажу автономно работать под водой не менее восьми часов. В основании корпуса — несущий титановый «скелет». Характерной особенностью аппарата станет кабина экипажа. Она имеет шарообразную форму, сделана из акрила толщиной 30 см и обеспечивает пилотам обзор в 270°.

Внешне «Ясон» выглядит несколько забавно для столь серьезного аппарата. Сходство с головастиком ему придает прозрачный сферический корпус кабины. Он выполнен из полимерных материалов. Сергей Фокин отмечает, что ранее подобная конструкция была характерна для аппаратов, чья глубина погружения, как правило, не превышала 1 км. А «Ясон» сможет спускаться на глубину, где внешнее давление составляет примерно 200 атмосфер. Выдержит ли акриловое «стекло»?

Макет глубоководного аппарата «Ясон». Фото: АО «Севмаш»

Прежде чем предложить такое решение, конструкторы выполнили все необходимые расчеты и убедились, что и при подобном уровне давления сфера имеет достаточный запас прочности.

Между тем здесь есть и еще один аспект. О нем лучше всего знают как раз практики.

— Безопасность — она не только в механической прочности материала, но и в снижении вероятности возникновения рисковых ситуаций, — говорит исполнительный директор ЦПИ РГО Сергей Фокин. — Прозрачный корпус позволяет оператору наблюдать за ситуацией вокруг аппарата и маневрировать в гораздо более безопасном, контролируемом режиме.

Кроме того, у «Ясона» развито так называемое техническое зрение. Это различного вида гидроакустические устройства, которые позволяют аппарату «слышать» пространство и тем самым ориентироваться в окружающей подводной среде, примерно как некоторые морские животные, например дельфины.

Таким образом, у «Ясона» не будет слепых зон. Он увидит все пространство вокруг себя, причем, по заявлению производителя, в радиусе около полукилометра.

— Конкретное расстояние мы утвердим в ходе испытаний, — продолжает Сергей Фокин. — Но уже сейчас очевидно, что аппарат является эффективным средством не только визуального контроля, но и поиска.

Механические «руки» и «собачка»

Функциональность — главное преимущество новой мини-субмарины. В мире существуют аппараты, способные погружаться глубже, но лишь, так сказать, из спортивного интереса. «Ясону» не нужно ставить рекорды — он должен быть полезным.

— Все шельфовые работы у нас происходят на глубине до 300 м. А максимальная глубина на маршруте газопровода «Турецкий поток» достигает 2200 м, — отмечает Сергей Фокин. — Так что заявленной глубины погружения хватит с запасом.

Технически «Ясон» оснащен таким образом, чтобы решать весьма широкий спектр задач. Для этого аппарат имеет механические «руки» — так называемый манипуляторный комплекс.

Изначально заложенная многофункциональность «Ясона» дает ему возможность быть полезным не только газовикам. В какой-то момент он может превратиться в научно-исследовательское судно, помогать подводным археологам или, скажем, экологам.

— Условно говоря, поднять со дна пушку с потопленного старинного корабля, обойти его вокруг, чтобы сделать 3D-снимок, взять пробы грунта, даже выполнять аварийно-спасательные работы — все это под силу «Ясону», — подчеркивает Сергей Фокин. —А за счет способности довольно быстро перемещаться и хорошо маневрировать он может организовать работу многих сил и средств. Координируя их взаимодействие, быть своего рода оперативным штабом под водой.

Насколько безопасен «Ясон»?

Главный вопрос, который волнует всех, — безопасность. И по сей день глубоководные погружения по сложности сравнимы с космическими полетами.

Следующим после запаса прочности материалов фактором, обеспечивающем безопасность, является способность быстро подниматься на поверхность.

— Всплывать мы можем так быстро, как нам позволит движительный комплекс и конструкция аппарата, — отмечает наш эксперт. — Включаем все движители, продуваем систему плавучести, вытесняя из нее воду, и всплываем на положительной плавучести.

Но что, если вдруг закончится электричество или, например, возникнут проблемы с проводкой или контактами?

— Есть еще одна опция: «Ясон» может сбросить «балласт», — объясняет Сергей Фокин. — Это, во-первых, металлические полозья наподобие вертолетных, на которых он стоит на грунте. Секрет в том, что они крепятся к собственно аппарату пиротехническими болтами. В случае необходимости такой болт взрывается и перестает удерживать конструкцию. То же самое и с манипулятором. Если он, например, запутается, то «Ясон» может его «отстегнуть» — как ящерица, которая оставляет свой хвост в случае нападения хищника.

Руководитель ЦПИ РГО подчеркивает, что экипаж «Ясона» может задействовать несколько систем одновременно. Это обстоятельство снижает практически до нуля риск того, что все откажет вместе и сразу.

Кроме того, люди на борту имеют индивидуальные системы дыхания на случай задымления. Выглядит это как маска с небольшой канистрой, внутри которой находится регенеративное вещество. Оно поглощает углекислый газ и выделяет кислород. Так можно обеспечить нормальное дыхание в течение нескольких часов.

Площадка для новых идей

Чтобы сконструировать и построить новый аппарат, обеспечив его функциональность и безопасность, российские ученые и конструкторы провели колоссальный объем научно-исследовательской работы. Достаточно сказать, что уровень инновационности «Ясона» составляет примерно 40%. Это очень высокий показатель, учитывая, что человечество создает глубоководные аппараты уже более 70 лет. Изучались даже предельные свойства тех материалов, которые давно используются.

— Для того чтобы обеспечить заявленные габаритные характеристики, производителям пришлось проделать работу заново и произвести поставляемые узлы и системы в значительно меньших размерах, чем это делается для подводного флота или спасательных аппаратов, — говорит Сергей Фокин. — Кроме того, уменьшенные узлы должны безотказно работать в комплексе. Для контроля за этим аппарат имеет развитую бортовую систему управления, не имеющую аналогов в мире.

«Ясон» — всего лишь опытный образец, за которым последует серийное производство. По крайней мере, на это рассчитывают его создатели. Поэтому первый аппарат станет своего рода тестовой площадкой для многих конструктивных и технологических решений.

Очень скоро у специалистов ЦПИ РГО будет возможность на практике убедиться в качествах «Ясона». Первые испытания в реальных условиях могут быть проведены в 2025 году. Однако отдельные элементы оборудования нового глубоководного аппарата Сергей Фокин и его коллеги уже успели протестировать: например, систему наружного освещения, составные части гидроакустического комплекса. Их опробовали в рамках натурного моделирования при погружениях в Нижнем Голубом озере в Кабардино-Балкарии. Оборудование закрепляли на «штатный» аппарат ЦПИ РГО, и оно показало себя прекрасно.

— Помимо задач заказчика, у «Ясона», уверен, появится много научных задач, — резюмирует Сергей Фокин. — Дефицит подобной техники — сдерживающий фактор в изучении наших водных пространств. Но каждый новый шаг в развитии технологий открывает перед исследователями очередной горизонт возможностей.

Айвар Валеев

Марина Давыдова