Спасательное оборудование для работы в условиях континентального шельфа Арктики
Учитывая ежегодное увеличение грузооборота Арктических портов, возрастающую интенсивность судоходства по трассе Северного морского пути (СМП), разработку и реализацию проектов в области изучения и освоения арктического континентального шельфа , иных крупных инфраструктурных проектов в Арктической зоне (АЗ) РФ, и исходя из положений «Основ государственной политики Российской Федерации в Арктике на период до 2020 года и дальнейшую перспективу», «Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года», федерального закона « О транспортной безопасности» , Указа Президента РФ от31.12.2015г. № 683 «О стратегии национальной безопасности РФ» и других нормативно-правовых документов, министерства и ведомства уделяют значительное внимание развитию системы комплексной безопасности для защиты территорий, населения и критически важных объектов АЗ России от чрезвычайных ситуаций (ЧС) природного и техногенного характера. Ключевая роль в решении этой задачи принадлежит Единой Государственной системе предупреждения и ликвидации ЧС (РСЧС).
Данная система создаётся на базе 10 арктических комплексных аварийно-спасательных центров МЧС России (АКАСЦ). Центры размещаются в населенных пунктах Арктического региона, обладающих транспортной и телекоммуникационной инфраструктурой и людскими ресурсами с учетом рисков возникновения природных и техногенных чрезвычайных ситуаций в Арктике и оснащаются соответствующим спасательным оборудованием (рис.1)
В ближайшей перспективе МЧС России планирует создание вахтовых поисково-спасательных подразделений в АЗ РФ с задачами:
- реагирование на ЧС с использованием десантных технологий (рис.2);
- эвакуация пострадавших и доставка грузов и материальных запасов;
- использование телемедицинских технологий при оказании первой медицинской помощи;
- проведение легководолазных работ;
- авиационная разведка и поиск;
- использование плавсредств и амфибийных вездеходных средств (рис.3)
В таблице 1 приведены сравнительные характеристики отечественных и зарубежных судов на воздушной подушке.
Эффективным спасательным средством является использование амфибийных судов на воздушной подушке («Мурена», «Арктика-3Д»,«Арктика-5Д», «Арктика-5ДГ» и др.) и экранопланов (проект «Орион»,»Буревестник-24»), которые позволяют оперативно доставлять спасательные формирования в район аварии, организовывать и проводить поисково-спасательные операции круглогодично. Создание такой группировки морских аварийно-спасательных сил позволит обеспечить оперативно-техническую готовность в АЗ РФ.
О перспективности амфибийных судов для решения задач спасания в Арктике говорит и тот факт, что в 2016 году Минпромторг РФ заказал разработку амфибийного судна на воздушной подушке для оснащения строящихся ледоколов ЛК-60, дизель-электрических ледоколов проекта 21900, а также перспективного ледокола «Лидера». Разработчикам выполнена задача создания опытного образца быстроходного амфибийного поисково-спасательного судна (АПСС) на воздушной подушке с гибким ограждением баллонетного типа для использования в составе экспедиционных спасательных центров в Арктике и на ледоколах. Конечно в принципе возможно и целесообразно использование данного АПСС в качестве коллективного спасательного средства (КСС) экипажей ледоколов, так как попытки и предложения создавать традиционные КСС на основе спасательных шлюпок закрытого типа для спасания в ледовых условиях ограниченно решают задачу спасания в ледовых условиях.
Применение воздушных судов при проведении поисково – спасательных операций в Арктике является наиболее эффективным средством. Поисково–спасательные самолеты и вертолеты МЧС России, Минобороны России, ФСБ России и Росавиации привлекаются морскими спасательными координационными центрами к поисково–спасательным операциям в Арктике во взаимодействии с Главным авиационным координационным центром поиска и спасания (ГАКЦПС) единой системы авиационно–космического поиска и спасания (ЕС АКПС) Росаэронавигации на основе конвенционных требований.
В рамках работ по созданию системы обеспечения комплексной безопасности населения и территорий АЗ РФ для авиационного обеспечения деятельности создаваемых АКАСЦ, прикрытия СМП и оказания медицинской помощи населению организовано размещение авиационно-спасательных подразделений МЧС России в Арктике. В составе авиационной группировки МЧС России используются вертолеты Ми-8 (Ка-32) и самолеты Ан-148 (Ан-74).
Увеличение на трассе СМП грузопотока с 16 млн. т в 2018г. до 80 млн. т к 2024 г., соответственно увеличивает риски, связанные с вероятностью крупных аварий и катастроф на морских объектах.
Аварии судов в АЗ РФ, несмотря на проведение нормативно-правовых и организационно-технических мероприятий, продолжают возникать и приводят к гибели людей, судов, экологическому и экономическому ущербу.
Примерами аварий в АЗ, к ликвидации которых привлекались аварийно-спасательные формирования (АСФ) различных федеральных органов исполнительной власти (ФОИВ) за последние годы являются:
— авария теплохода «Виктор Корякин» в декабре 2007г. в районе полуострова Рыбачий;
— поиск теплохода «Варнек» в июле 2010г. в районе мыса Канин нос, на акваториях Белого и Баренцева морей;
-гибель буксира «Алексей Кулаковский» в августе 2010г. в море Лаптевых ;
— поиск и спасание экипажа французского катамарана «Babouchka» летом 2013 года линейным ледоколом «Адмирал Макаров» в зоне ответственности морского спасательного подцентра (МСПЦ) Певек;
-поиск экипажа вертолета Ми-8АМТ компании «Арктикуголь» в октябре 2017г. с 5 членами экипажа и 3 пассажирами борту в районе архипелага Шпицберген и др.
Развитие поисково-спасательной техники осуществляется по двум ключевым направлениям:
— создание судов аварийно-спасательного обеспечения со специализированным оборудованием;
— создание индивидуальных и коллективных средства спасания экипажа и персонала морских судов и сооружений.
Очевидно, что существующая удалённость мест дислокации морских аварийно-спасательных формирований от возможных мест возникновения аварий морских объектов в АЗ РФ и наличии целого ряда нормативно-правовых и организационно-технических проблем системы поиска и спасания в морях АЗ накладывает определённые ограничения на применение существующего спасательного оборудования.
В ходе реализации ФЦП «Модернизация транспортной системы России (2002-2010 годы)», новой ФЦП «Развитие транспортной системы России (2010 – 2015 годы)» построено и передано в состав ФБУ «Госморспасслужба России» три спасательных судна проекта MPSV06 (мощность 7 МВт, категория ледового усиления Icebreaker6) и четыре спасательных судна проекта MPSV07 (мощность 4 МВт, категория ледового усиления Arc5) (рис.4). Данные суда оснащены необходимым аварийно-спасательным имуществом и оборудованием для решения всего комплекса задач поиска и спасания людей, терпящих бедствие на море, ликвидации последствий морских аварий и ЛРН на море, в том числе и телеуправляемыми подводными аппаратами. На спасательных судах проекта MPSV06 имеется вертолетная площадка, обеспечивающая посадку на них вертолетов. Для повышения возможностей системы поиска и спасания в Арктике организовано несение спасательными судами ФГБУ «Морспасслужба» проектов MPSV06 и MPSV07 в акватории СМП, а также привлечение данных спасательных судов к несению аварийно-спасательной готовности на морских объектах нефтегазовых месторождений на Арктическом шельфе.
В целях реализации национальной морской политики в Арктике осуществляется активное применение в поисково-спасательном обеспечение существующих ледоколов (рис.5) и строительство серии из трех универсальных атомных ледоколов нового поколения пр. 22220 мощностью 60 МВт каждый с окончанием строительства до 2020 гг.
Атомные ледоколы являются:
— носителями типовых контейнерных модулей для выполнения аварийно-спасательных работ;
— носителями оборудования для ликвидации разливов нефти;
-носителями для аварийно-спасательных формирований.
В целях усиления аварийно-спасательных групп, несущих дежурство на борту ледоколов на трассе СМП ФГБУ «Морспасслужба» выполнен комплекс организационно-технических мероприятий по созданию и развертыванию в АЗ четырех пунктов базирования сил и средств аварийно-спасательных формирований Балтийского филиала ФГБУ «Морспасслужба» в морских портах Диксон, Тикси, Певек и Провидения включая их оснащение комплектами водолазных комплексов и оборудования ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов (ЛРН).
На рис. 6 показан комплекс средств спасения и эвакуации персонала и экипажа на морской ледостойкой платформе «Приразломная».
На рис. 7 комплекс спасательного оборудования для самостоятельной эвакуации персонала и экипажа с аварийных морских объектов в индивидуальных средствах спасения на коллективные спасательные средства.
Использование вертолета как эвакуационного средства при взрыве, пожаре, задымлении, сильной качке, возможной потери остойчивости судна и неблагоприятных метеоусловиях проблематично.
На рис. 8-11 показаны спасательные плоты и шлюпки, дежурные шлюпки и рабочие катера.
Надувной плот и надувные эвакуационные системы для арктических условий не в полной мере отвечают ряду принципиально важных требований по надёжности при длительном воздействии низких температур, ледовых условий и других экстремальных факторов
При разработке указанных спасательных средств основное внимание обычно уделяется решению следующих задач:
— разработка технологии спуска спасательного устройства на воду или на поверхность льда;
— обеспечение возможности передвижения спасательного средства в ледовых условиях в течение небольшого промежутка времени для отхода на безопасное расстояние от аварийного объекта;
— обеспечение гарантированной работоспособности всех узлов спасательного средства в условиях действия низких температур, возможного обледенения и т. п.
Необходимость разработки специальной технологии спуска обусловлена большой высотой надводного борта судов, а также тем, что технологические палубы морских инженерных сооружений поднимаются над поверхностью воды на высоту 20 м и более. В таких условиях безаварийный спуск спасательного средства является довольно сложной технической задачей. Для условий чистой воды эта задача частично решена благодаря созданию сбрасываемых шлюпок, имеющих более прочный корпус специальной формы, который обеспечивает снижение гидродинамических нагрузок при ударе шлюпки о воду. После отдачи крепления шлюпка соскальзывает с платформы и падает воду, в которую она погружается под углом к вертикали, при этом отходит от судна и всплывает в стороне от него. Очевидно, что такая технология не подходит для сбрасывания шлюпки на лед.
При разработке сбрасываемых шлюпок, предназначенных для эксплуатации в ледовых условиях, предпринимаются специальные меры для обеспечения их спуска.
Спасательное устройство должно иметь прочный обтекаемый корпус, обладающий огнестойкими свойствами. Отличительной особенностью устройства является использование специального ударного демпфера, который должен гасить энергию удара шлюпки о лед.
Необходимо обратить внимание еще на одну особенность движения шлюпок в ледовых условиях. Речь идет об устойчивости прямолинейного движения. Хорошо известно, что в битых льдах движение становится неустойчивым. Движущийся объект испытывает хаотические удары со стороны льдин, что приводит к искривлению траектории его движения. Этот вывод был подтвержден канадскими специалистами, которые проводили натурные испытания спасательной шлюпки TEMPSC во льдах. В [8] приведены довольно хаотические траектории движения шлюпки в битых льдах. Такая же неустойчивость будет наблюдаться и при движении шлюпки по неровному или заснеженному сплошному ледяному покрову.
Применение закрытых спасательных шлюпок, даже спроектированных специально для ледовых условиях с винто-рулевой системой движения возможно во льдах низкой сплоченности и ограничено скоростью ветра . Проблематичным для спасательных шлюпок будет и устойчивость прямолинейного движения в битом льду до определённого значения сплочённости.
Что касается индивидуальных спасательных средств, а для АЗ это прежде всего гидротермокостюмы (ГТК), то существующие зарубежные и отечественные модели ГТК согласно Кодекса ЛСА и Российского морского регистра судоходства (РМРС)гарантируют выживание человека в ГТК , изготовленным из материала, обладающего теплоизоляционными свойствами так, чтобы внутренняя температура тела человека не падала более чем на 2°С после пребывания его в течение 6 ч в циркулирующей воде с температурой от 0 до 2°С при отсутствии волнения. Требования к температуре окружающего воздуха при этом не устанавливаются.
У человека, находящегося в ГТК на плаву , около 50% поверхности ГТК находится в воздухе, теплофизические параметры которого отличаются от соответствующих параметров воды. Штормовой ветер буквально «сдувает» тепло с надводной поверхности ГТК, многократно увеличивая его тепловые потери, несмотря на то, что погруженная в воду часть ГТК находится в относительно теплой по сравнению с воздухом среде.
Это предъявляет дополнительные требования к теплозащите фронтальной поверхности ГТК, топографии размещения теплозащитных участков у теплогенерирующих зон тела человека.
В соответствии с требованиями п. 8.2.3.1 Полярного кодекса для экипажа и персонала судна в дополнение к ИСС и КСС должны быть предусмотрены как индивидуальное, так и общее (групповое) снаряжения.
Очевидно, что использование ГТК, индивидуального и группового комплекта выживания существенно затруднит эвакуацию спасаемых при экстренном покидании аварийного морского объекта в чрезвычайной ситуации и потребует корректировки соответствующих моделей спасания и руководящих документов с установлением соответствующих количественных показателей. Таким образом, несоответствие эксплуатационных характеристик ГТК реальным условиям применения в АЗ РФ обуславливает в настоящее время объективную необходимость разработки ГТК нового поколения, оснащенного специальными средствами связи и выживания применительно к условиям Арктики. Уже сегодня необходимы новые модели ГТК, где время выживания человека должно быть ориентировано на низкие температуры
Одним из ключевых элементов арктического ГТК, требования к которому обоснованы специалистами указанных выше предприятий является включение в состав ГТК малогабаритного устройства для определения местонахождения человека через международные системы автоматизированного приема и передачи сигналов бедствия значительно повысит вероятность спасания в АЗ РФ с использованием Система спутниковой связи «Гонец».
Таким образом, имеет место противоречие между характеристиками cуществующих судовых ИСС и КСС, формально соответствующих требованиям международных и национальных нормативных документов, и реальными условиями применения этих средств в Арктике. Именно это противоречие обуславливает появление новых спасательных средств для арктических условий.
Интересное решение проблемы движения спасательного устройства во льдах предложено специалистами Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева (рис.12).
Для его передвижения как по чистой воде, так и в ледовых условиях используется роторно- винтовой движитель, который имеет ряд преимуществ при движении шлюпки в ледовых условиях. Однако утверждение авторов работы, что шлюпка, оснащенная таким типом движителя, сможет легко преодолевать торосистые образования, вызывает большие сомнения. Скорее всего торосы будут непреодолимым препятствием для данной конструкции. Кроме того, при разработке предложенной концепции спасательного устройства необходимо уделить большое внимание обеспечению ее остойчивости на режимах выхода с чистой воды на лед и на аналогичных режимах.
В заключении следует отметить, что наиболее гарантированное спасание персонала и экипажей аварийных морских объектов в АЗ обеспечивают многофункциональные спасательные суда следового класса и ледоколы. Большинство существующих спасательных средств и оборудования пока не могут обеспечить гарантированное спасение экипажей судов и морских инженерных сооружений при возникновении аварийной ситуации.
Поэтому дальнейшее развитие эффективных индивидуальных и коллективных спасательных средств для АЗ РФ является крайне актуальной научно-технической задачей.
В.Н.Илюхин, председатель секции «Поисково-спасательная техника и технологии» Российского НТО судостроителей имени академика А.Н. Крылова, д.т.н., профессор
