Океанография и морской лед - Коллектив авторов

В качестве основного варианта платформы предлагается вариант самоходной платформы упрощенной формой и высокой ледовой прочностью корпуса, способной автономно дрейфовать в высоких широтах Северного Ледовитого океана (СЛО) не менее двух лет и самостоятельно (своим ходом) возвращаться из точки окончания дрейфа в точку начала следующего дрейфа по чистой воде. Проектный срок службы платформы 25 лет. Платформа не предназначена для самостоятельного плавания в ледовых условиях, что потребовало бы размещения на ней энергетической установки мощностью не менее 7200 кВт – минимальную по правилам Российского морского Регистра судоходства (часть VII, глава 2, п. 2.21.1) (Правила, 2010). В дрейфе будут работать только стояночные генераторы для обеспечения исследований и бытовых нужд. С учетом необходимости высокой степени защищенности движителя при длительном ледовом дрейфе платформы, оптимальным типом движителя представляется поворотная винто-рулевая колонка (ВРК), обеспечивающая движение платформы и ее маневрирование на чистой воде. При этом во время дрейфа ВРК должна убираться в корпус платформы во избежание повреждений. Общий вид самоходной платформы показан на рис. 1.

Рис. 1. Самоходный вариант платформы: вид сбоку и продольный разрез ниже второй палубы

Рис. 2. Вариант общего расположения верхней палубы

В табл. 1 представлены основные параметры платформы. В дальнейшем, на стадиях эскизного и технического проекта, требования к количеству и площадям лабораторий, жилых и служебных помещений будут уточнены, что позволит более точно определить размерения сооружения, его водоизмещение, строительную и эксплуатационную стоимости.

Таблица 1. Основные технические характеристики платформы

Разработка общего расположения основывалась на том, что на стадии ТЭО степень подробности должна быть достаточной для оценки правильности выбора главных размерений, а также возможности размещения лабораторий, кают, помещений общего пользования, вспомогательных помещений, основных механизмов палубного специального оборудования. Детальное расположение вспомогательных помещений, механизмов и устройств будет выполнено на стадии разработки технического проекта.

Корпус разделен на восемь водонепроницаемых отсеков, включая форпик и ахтерпик, семью поперечными водонепроницаемыми переборками.

Палубы ярусов надстройки используются под каюты и лаборатории. На верхнем ярусе находится ходовой мостик.

Жилой район верхней палубы, кроме кают, расположенных по бортам, вмещает столовую-салон на 44 посадочных места, камбуз с хлебопекарней и курительный салон.

Носовая часть второй палубы отведена под жилые помещения и лаборатории, в средней части расположена амбулатория с изолятором. Кормовая часть занята каютами и лабораториями. Работы с опускаемой подводной аппаратурой и другой техникой обеспечиваются колодцем, выходящим в крытое помещение в кормовой части верхней палубы. На крыше помещения предусмотрен люк для работы судового крана с крупногабаритным оборудованием.

Нижняя палуба отведена под спортивно-оздоровительный комплекс и помещения для вспомогательных механизмов и устройств судового назначения.

Спортивно-оздоровительный комплекс включает тренажерный зал, плавательный бассейн длиной 12,5 м с двумя дорожками и сауну с душем и контрастным бассейном.

Члены экспедиции размещены в одноместных каютах с санузлом. Начальник экспедиции и капитан имеют блок-каюты, включающие кабинет, салон, спальню и санузел с ванной. Во всех одноместных каютах должно быть предусмотрено резервное спальное место.

Количество и возможная площадь лабораторий определены на основании анализа опыта работы дрейфующих станций «Северный Полюс».

Выше было сказано, что определение главных размеров и компоновка общего расположения платформы осуществлялась с учетом условий обеспечения наиболее широкого спектра исследовательских работ, качества исследований и обработки их результатов, а также максимально достижимых на судне в условиях долговременного полярного дрейфа комфортных условий проведения научных работ и проживания членов экспедиции. Новые возможности, которые появятся при вводе в эксплуатацию долговременных плавучих инженерных сооружений, позволят не только расширить программы исследований, но и усовершенствовать традиционные направления за счет применения более современных технологий и средств обработки результатов исследований (Гудошников и др., 2008).

На платформе предполагается размещение одиннадцати штатных лабораторий: метеосиноптической, аэрологической, атмосферной, двух ледоисследовательских, одна из которых «холодная», двух океанографических, одна из которых «мокрая», гидрохимической, гидрографической, геофизической и экологической (биологической). Площадь каждой лаборатории составляет не менее 15 м2. Общая площадь лабораторных помещений на платформе будет около 180 м2. Наличие на платформе стационарных, хорошо оборудованных лабораторий позволит проводить новые виды исследований в различных областях полярной науки.

Работы на дрейфующей платформе дадут возможность выполнять широкий спектр океанологических исследований, связанных с возможностью использования глубоководных спускаемых обитаемых и необитаемых аппаратов.

Перспективы использования станций нового поколения для развития геолого-геофизических работ определяются уникальным геологическим и геофизическим материалом, который может быть получен для оценки углеводородного потенциала арктических бассейнов и для целей геологического картирования. Ранее проведенные попутные геолого-геофизические работы со льда на полярных дрейфующих станциях «СП» были использованы, в том числе, для обоснования положения внешней границы континентального шельфа России.

Конструктивные особенности платформы позволят существенно расширить объем геофизических работ. В частности, появится возможность установить приемную станцию наклонного зондирования ионосферы (современный цифровой ионозонд нового поколения с линейно-частотной модуляцией, ЛЧМ комплекс), предназначенную для оперативной диагностики условий распространения КВ радиоволн внутри северной полярной шапки. Определение диапазона рабочих частот для КВ радиосвязи представляется крайне необходимым для обеспечения безопасности авиационных полетов через Северный полюс, а также для других потребителей, которые используют радиосвязь в КВ диапазоне радиоволн.

Также дрейфующие станции нового поколения перспективны для развития воздушного транспорта, тем более, что Российская Федерация с мая 1995 г. проводит работу по внедрению полярных маршрутов, проходящих из Северной Америки в Юго-Восточную Азию через территорию Российской Федерации. Координация и взаимодействие авиационных администраций по открытию полярных трасс осуществлялась российско-американской координационной группой по управлению воздушным движением (УВД), в работе которой, кроме России и США, принимали участие Япония, Канада, КНДР, Китай, Монголия, Республика Корея, Международная организация гражданской авиации (International Civil Aviation Organization, ICAO), Международная ассоциация воздушного транспорта (International Air Transport Association, IATA), а также заинтересованные авиакомпании.

Правительственная комиссия по транспортной политике одобрила работу Минтранса России по созданию системы кроссполярных воздушных трасс и обеспечению регулярных полетов, удовлетворяющих потребности перевозчиков (протокол от 20 июля 2001 г. № 4).

Однако развитие экономики России и сопровождающие его процессы по совершенствованию межрегиональных связей требуют кардинально нового подхода к развитию транспортного обеспечения северных регионов и производительных сил Севера (особенно в высокоширотных и полярных регионах).

Исходя из того, что воздушный транспорт и его развивающаяся инфраструктура являются наиболее мобильными средствами для достижения вышеуказанных целей, полномасштабное его использование будет способствовать эффективному экономическому росту полярных регионов при условии скоординированных действий субъектов федерации. Эти скоординированные действия целесообразно направить на следующие мероприятия:

• развитие всех видов системы авиационного обеспечения (особенно – метеорологического), организации исследовательских работ с применением полярных станций, для обеспечения полетов в нижнем воздушном пространстве (неконтролируемом воздушном пространстве);

• создание (развитие) системы аэронавигационного обеспечения воздушных судов, обеспечивающих их проводку по Северному морскому пути, разработку нефтяных шельфов и геологоразведывательных работ.

Использование стальных водоизмещающих сооружений в качестве базы долговременных научных обсерваторий позволит не только расширить объем климатических, геологических, геофизических и других традиционных для дрейфующих станций исследований, но и дополнить этот перечень принципиально новыми видами работ. В частности, на дрейфующей платформе возможно выполнение прикладных инженерных исследований, а именно, поднять на новый уровень исследования в области механики и деформации льда при его воздействии на промышленные объекты, предназначенные для освоения шельфов арктических и замерзающих морей России. Могут выполняться не проводившиеся ранее исследования прочностных свойств морского льда совместно с исследованиями глобальных и локальных ледовых нагрузок с целью совершенствования методов расчета локальных и глобальных ледовых нагрузок на суда и другие инженерные сооружения. При этом именно стальной корпус платформы, оборудованный необходимым количеством датчиков и аппаратуры, будет служить уникальным измерительным инструментом (Гудошников и др., 2009).