(есть сокращенный вариант)

Введение

Общемировая практика морских исследований, связанных с оптимизацией морских работ и повышением эффективности мореходства, всегда опирается на опыт хорошей морской практики и сопутствующие научные исследования, на показательные натурные и модельные эксперименты, проводимые авторитетными региональными морскими инженерами непосредственно в тех морских акваториях, для которых выполняется проектирование и строительство нового флота, что в оптимизационном плане происходит в едином комплексе с обустройством прибрежных акваторий и гаваней морских портов.

Опережающее развитие современных информационно-аналитических средств и методов моделирования физических процессов ныне способны к созданию основы для единения проектно-инженерных работ с последующей эксплуатационной оптимизацией или модернизацией морской техники, как и всей инфраструктуры для ее обслуживания. Это означает необходимость существенного повышения научно-технического потенциала региональной морской науки, где возможно практическое единение наукоемкого потенциала реального морского инженерного дела.

Реализация перспективных научных планов обсуждалась в дискуссиях морских форумов «Мореходство и морские науки», где одобрено создание Сахалинского регионального Морского научно-технического комитета, способного к ответственному исполнению планов активизации морской деятельности на Сахалине и Курильских островах, с учетом современных требований науки и техники и в полном согласии с хорошей морской практикой и Международного морского права, согласованно поддерживающих интеграцию дальневосточных стран и российских регионов в рачительное освоение национальных морских ресурсов и ресурсов морского дна, и дальних морских коммуникаций в интересах России.

1. Целевое проектирование судов для достижения наивысшей эффективности в штормовых и ледовых условиях дальневосточных морей России

Современные кораблестроительные технологии предопределяют новые возможности целевого проектирования морских судов, изначально адаптированных к условиям всепогодного мореплавания с наивысшей эффективностью на конкретных каботажных коммуникациях или рыбных промыслах. В проектировании флота это определяется усилением творческого взаимодействия корабелов и мореплавателей, взаимопроникновением хорошей морской практики и инженерно-технических изысканий. Всякая оптимизация в технике строится на частных инженерных предпосылках при отсутствии «достаточных условий» для верного проектного заключения, а возникающая свобода творческого выбора возникает как факт противоречивости исходных требований к перспективному кораблю, которые могут разрешаться только с позиций морской грамотности для частной специализации морской техники для конкретных географических условий ее будущей эксплуатации.

Рис. 1. Блок схема в форме троичного иероглифа по проектной схеме «сверху-вниз»: от обобщенных теоретических предпосылок к частным инженерно-техническим решениям. Столбцы матрицы попарно связаны исторически поверенными решениями задач морской практики (слева) и современными достижениями в области корабельной гидромеханики (справа). По строкам образуются уровни этапов адаптации инженерных решений в ограничениях технологических возможностей судостроения, изначально адаптированных к региональным условиям для достижения эффективности мореплавания в сложных, штормовых и ледовых условиях дальневосточных морей.
 

Целевое проектирование и поверка на непротиворечивость всех найденных проектных может быть формализована с помощью двух взаимнообратных логических матриц (троичных иероглифов), как: проектный анализ «сверху–вниз» – от общих поисковых требований к частным техническим решениям (рис. 1); и поверочный синтез «снизу–вверх» – от реализованных технологических возможностей к оптимальному по назначению проекту корабля в целом (рис. 2). Концепция непротиворечивого проектирования океанского судна таким образом обусловливается многопроходным следованием встречными логическими согласованиями наиболее естественных инженерных решений, нацеленных исключительно на всемерное удовлетворение всех эксплуатационных требований к узко специализированному океанскому судну, как к сложному, но единому инженерно-техническому сооружению.

Исследования мореходных и эксплуатационных качеств для действующего флота не менее актуальны и востребованы в обеспечении эффективности морских работ и каботажных коммуникаций, так же как и в планировании технического совершенствования нового флота и морской инфраструктуры в целом. «Морская практика без теории – пагубна; научные лозунги, оторванные от морской практики – бессмысленны». Для мореплавателей целевое проектирование флота означает взаимную увязку навигационных наставлений по эффективному судовождению, учитывающих как новые кораблестроительные решения, так и отвечающих диалогу согласия проектных особенностей судна с естественной динамикой штормового моря, проявляющегося в штормовой устойчивости при непротивлении внешним силовым воздействиям со стороны штормовых волн и ураганного ветра.

Рис. 2. Обратная матрица формализует синтез заключений мореплавателей в поверочном комплексе проектных оценок в направлении «снизу-вверх»: от множества инженерных новаций к технической эффективности и экономической оптимальности судна в конкретных навигационно-географических условиях. Как результат – возникает вопрос о техническом совершенстве нового судна.
 

Успешные результаты таких морских изысканий (рис. 2) сводятся к специальным разделам по эффективному управлению судном в наставлениях мореплавателям, а неприемлемые заключения обязательны к учету при комплексном пересмотре обводов, общекорабельной архитектуры и технического оснащения в процессе проектирования новых кораблей и судов.

Наставления мореплавателям локализуются географическими особенностями района плавания, и традиционно относятся к ведению капитанов-наставников, обладающих многолетним цензом безаварийного плавания в конкретных морских акваториях, и которым доступны по подчинению административно-технические ресурсы для экспертной и практической (опытовой) проработки конкретных действий экипажа при проведении морских работ и действий во внештатных и аварийных ситуациях на море. Сопутствующие штурманские научно-инженерные изыскания имеют неоценимую пользу при согласовании проектных заключений для новых перспективных судов, в обязательном порядке обосновываемых с позиций реальной морской практики.

Экспертный опыт мореплавателей не может быть в полной мере формализован в виде частных целевых функций по достижению производственной эффективности судна, как специализированного морского инженерного сооружения, и потому такой опыт и ответственность капитанов-наставников за успешную эксплуатацию новой морской техники должны востребоваться на всех этапах проектирования, постройки и грамотной эксплуатации флота в особых географических и навигационных условиях, и под контролем тех же авторитетных капитанов-наставников в действующих службах мореплавания и в оперативных службах наблюдения за флотом в открытом море.

О воссоздании эффективного флота России для Тихого океана

Условия мореплавания в северо-западной части Тихого океана, в дальневосточных морях России не позволяют эффективно использовать флот тихой погоды и прибрежного плавания, широко представленного и активно использующегося в зарубежных морских акваториях умеренных широт. Концептуальные положения непротиворечивого проектирования корабля, устанавливающие механику слаженного диалога корабля со штормовым морем в конкретных навигационных условиях, в хорошей морской практике связываются аксиомой технической эстетики (рис. 3) об отсутствии чего бы то ни было лишнего на красивом корабле.

Рис.  3. Новый проект всепогодного боевого корабля Германии (слева) и новейшие образцы рыболовных судов Норвегии (справа) уже не следуют опасным для мореплавателей украшениям технической эстетики, превосходно иллюстрируя исторические достижения корабелов и морских ин6женеров из XIX века, не допускавших в архитектуре красивого корабля ничего лишнего для .решения главной задачи целевого проектирования океанского корабля - высокой эффективности всепогодной и штормовой эксплуатации.
 

Дальние океанские переходы между районами дальневосточных рыбных промыслов, также как между незащищенными сахалино-курильскими портопунктами, изобилуют встречами с ураганными ветрами, с подвижными льдами и нередким обледенением палубных устройств и надстроек в холодные сезоны года. Все классы рыбопромыслового и вспомогательного флота должны проектироваться с учетом фактического отсутствия надежных портов-убежищ на Сахалине и Курильских островах, что требует от экипажей постоянной готовности к выходу из портовых гаваней для неизбежной встречи всех ураганов в открытом море на глубокой воде вдали от берега.

Непредсказуемость рейсовых заданий для каботажных дальневосточных океанских маршрутов, приводят к востребованности эффективной и безопасной работы палубной команды, использования судовых устройств и механизмов в любых погодных условиях, когда исходные мореходные качества и опыт штормового судовождения определяют предназначение судна, и – являются единственной гарантией безопасности для его экипажа.

Безусловно, повышенные требования относятся к образовательному и плавательному цензу экипажей судов, их опыту морской практики, на котором, в свою очередь, должны основываться ключевые проектные решения для всех новых судов, и впоследствии методы достижения наивысшей эффективности морских промысловых работ, спасательных операций или наблюдений за обстановкой на море в навигационных условиях дальневосточных морей России: с ветрами более 30 м/с; крупными прогрессивными волнами высотой более 10 м и крутизной фронта до 30°, с периодом 6–8 с в Охотском и Японском морях, и до 15 с – в Тихом океане; а также регулярным проявлением стоячих девятых валов с крутизной гребня более 45°.

Рис.  4. Широкие верхние палубы и бесцельное нагромождение рангоута и такелажа не только ограничивают возможность использования судовых устройств и промыслового оборудования, нередко, следование традиционным техническим решениям для южных морей, несет неизбежные опасности для мореплавания в условиях обледенения под ветрами во всех российских дальневосточных морях.
 

Эффективность всепогодного ведения работ на море связана с комфортностью бытовых условий для экипажа по плавности и малости штормовой качки; с уровнем защищенности палубной команды от шквалов и северных леденящих ветров; с возможностью обогрева помещений для судовых служб и палубных команд в зимних рыбопромысловых и гидрографических экспедициях. Функциональные цели проектной оптимизации увязываются с навигационными требованиями по ходкости произвольными курсами относительно штормового волнения и ветра; с построением практичных схем распределения масс и объемов судовых отсеков, с удобными выходами на рабочие палубы; и с последующим решением множества инженерных задач по согласованию технологических процессов для ведения морских работ и удовлетворения повседневных бытовых забот экипажа.

В отличие от среднеширотной навигации теплых морей, Дальнему Востоку России требуются узкоспециализированные суда для особых штормовых и ледовых условий плавания, эффективность эксплуатации которых определяется снижением потерь ходового времени на активное штормование или ожидание у моря хорошей погоды. Фактическое отсутствие портов-убежищ определяет главное требование ко всем дальневосточным кораблям и судам: это возможность непрерывного и всепогодного ведения промысловых, спасательных или поисковых операций в открытом море, так как все сахалино-курильские портопункты и рыбацкие порты-ковши дают разрешения на подходы к причалам только в тихую погоду и при отсутствии штормовых предупреждений.

В развитие концептуальных проектных предпосылок к означенным классам кораблей и судов, сообразно условиям эксплуатации можно сформулировать обобщенные требования к мореходным качествам:

– транспортные, спасательные и рыболовные суда обеспечиваются ходкостью любыми курсами относительно штормового волнения и ветра; при обязательной стабилизации качки для сохранности креплений груза и поддержания возможности ведения палубных работ в любых погодных условиях;

– суда гидрографической и патрульной службы должны быть устойчивыми на штормовом курсе, иметь возможность активно маневрировать в любых погодных условиях;

– все классы судов должны оптимизироваться по условиям минимума килевой качки и незаливаемости кормовой рабочей палубы на ходу вперед под главными (маршевыми) двигателями, возможно при избыточной заливаемости, вертикальной качке и рыскании в носовой оконечности корпуса;

– положим также, что безусловная безопасность аварийного штормования без хода не существенна, что повышает требования к достоточно высокой квалификации экипажа, в борьбе за живучесть судна обязанного предпринимать активные действия по установке штормовых парусов и плавучих якорей.

Рис. 5. Укрытие в надстройках всех промысловых палуб, рыбцехов и даже якорно-швартовных и грузовых устройств для рыбопромысловых судов является важнейшим требованиям обеспечения всепогодной работы в открытом море, где леденящие брызги не ограничивают комфортность пребывания на верхних палубах, а реально угрожаю здоровью экипажа, и, как следствие, просто лишают судно из южных морей всякой возможности успешного рыболовства в районах Северной Пацифики.
 

На практике это взаимосвязанные задачи аэрогидромеханики корабля в условиях интенсивного штормового волнения и ветра, с целевым функционалом на достижение: 1 – ходкости; 2 – стабилизации корпуса; 3 – возможности ведения палубных работ без погодных и технологических ограничений. Обобщенные проектные решения сводятся к следующим особенностям формы корпуса и общекорабельной архитектуры:

1. Уменьшение площади, поперечного и продольного моментов инерции действующей ватерлинии и заострение ее в оконечностях для уменьшения силового воздействия штормовых волн и сохранения ходкости при малой килевой качке.

2. Существенное уменьшение надводных объемов корпуса в оконечностях, завал штевней и борта в средней части корпуса на уровне действующей ватерлинии, что стабилизирует ход в режиме прорезания штормовых волн.

3. Исключение развала бортов и широкой непрерывной верхней палубы, что предотвратит чрезмерную качку с ударами волн по бортам и палубам и создаст условия для активного управления ходом в штормовых условиях, а также снимет остроту проблемы борьбы с обледенением.

Указанные правила не противоречат естественным построениям формы корпуса при оптимизации общеинженерных и навигационных требований к перспективному кораблю повышенной мореходности:

– ходкость на спокойной воде, обусловленная острыми носовыми ватерлиниями с бульбовыми обводами и округлыми шпангоутами в средней части корпуса, вмещающими наибольший объем в минимальную поверхность судовой обшивки;

– исключение отрыва пограничного слоя в районе руля и движителей достигается за счет крейсерской кормы с плавными кормовыми рыбинами на теоретическом чертеже, способствующими малости градиентов и завихренности потока в зоне действия движителей;

– проходимость во льдах в автономном плавании может быть улучшена в режиме разрезания и подламывания ледовых полей снизу, что отчасти решает проблему ледовой защиты движителей.

Рыбопромысловые акватории часто характеризуются малыми глубинами морских банок и шельфовых мелководий, где штормовые опасности усугубляются длинноволновыми колебаниями уровня моря, волнами-убийцами и экстремальными течениями, возникающими в результате трансформации штормовых волн и волн зыби, при их активной интерференции, дисперсионным ростом периодов и стратификацией плотности воды вблизи устьев рек и в зонах подъема донных вод. Столь неблагоприятные гидродинамические процессы наблюдаются в узкостях, в местах якорных стоянок, на рейдах и на подходах к воротам морских портов, где опасность мореплавания не исключается даже при умеренных ветрах и длинноволновых откликах прибрежья на далекие шторма.

Последнее замечание очень важное, так как невозможно найти обоснованные проектные решения на основе гидродинамического согласования безопасных режимов плавания в штормовых условиях мелководья. Это означает, что каждый проект существующих или перспективных судов должен проходить комплекс мореходных испытаний с телеуправляемыми опытовыми моделями в прибойной зоне на мелководье, с последующим представлением результатов в наставлениях судоводителям и в алгоритмах автоматических систем управления для ускоренного вывода судна на глубокую воду.

Полагаясь на избыточную энергооруженность, судно обретает технические возможности и гидродинамический напор движителей для активного маневрирования на штормовом курсе или для своевременного уклонения от встреч с тайфунами, если при этом забывается необходимость выполнения рейсовых заданий и на пути непредсказуемого дрейфа в столь активном штормовом «простое» не окажутся прибрежные скалы и другие навигационные опасности.

Суда повышенной штормовой мореходности, способные к маневрированию произвольными штормовыми ходами и курсами при номинальной (или минимальной) энерговооруженности, как следствие, освобождаются от чрезмерных расходов на топливо и содержание главных двигателей, что, как минимум, с прибылью покрывает единоразовые расходы целевого проектирования, мореходных испытаний и добротной постройки судов для работы в северных широтах дальневосточных морей.

Эксплуатационная эффективность определяется способностью судна выполнять поставленные задачи в характерных для географического региона условиях штормового и ледового плавания. Современные экспериментальные и опытовые исследования в области гидромеханики корабля способны опираться на штурманский опыт активного штормового маневрирования, изначально связанного неписанными законами хорошей морской практики.

В основе новых проектно-технических решений использован судоводительский опыт активного штормового маневрирования, согласованный со знанием хорошей морской практики палубных работ в сложных, штормовых и ледовых условиях, с поверкой разработок в жестких ограничениях концепции непротиворечивого проектирования всепогодного океанского судна. Патенты и видеоматериалы испытаний опубликованы на корабельном портале: Shipdesign.ru.

2. О Сахалинском экспериментальном и академическом полигоне для отработки практических опытов судовождения и комплексных испытаний морских стационарных и плавучих инженерных сооружений в открытом море

Современный уровень вычислительный техники, компактность измерительных средств, доступность и быстрота телеобработки разнородной информации о состоянии и динамике корабля, атмосферы и океана, позволяют вернуться в морском деле к исторически выверенным началам единения теории и практики, возвращая авторитетным мореплавателям возможность непосредственного участия в целевом проектировании нового флота, и помогая корабельным инженерам оценивать маневренные и эксплуатационные качества перспективных судов в сложных и штормовых условиях «океанского» и прибрежного плавания с использованием опытовых моделей действующих и перспективных проектов судов.

Географические условия в южной части о-ва Сахалин, наличие крупных озер и морских причалов (рис. 6), ветра и прибрежное волнение в любые сезоны года (табл. 1), определяют наилучшие в России условия для проведения мореходных испытаний телеуправляемых моделей перспективных и действующих кораблей и судов.

Рис. 6. Географическая карта южной части острова Сахалин с указанием речной сети, основных автомагистралей и прибрежных пунктов, в которых имеются морские причалы для быстрого спуска на воду телеуправляемых моделей судов.
 

На базе Сахалинского морского и корабельного полигона естественным образом происходит слияние опыта хорошей морской практики авторитетных мореплавателей, с изначально опробуемыми ими новыми достижениями в области кораблестроительных наук, что автоматически привносится в теоретические курсы морского и морского инженерного образования. В частности:

– Холмский филиал Морского государственного университета им. адм. Г. И. Невельского может выполнять методическое обеспечение мореходных испытаний в соответствии с российскими правилами штурманской службы, одновременно включившись в совершенствование регламентирующих документов по штормовому мореходству, апробируя их в процессе подготовки дальневосточных судоводителей к управлению судном в сложных, ледовых и штормовых условиях плавания;

– Сахалинский государственный университет, как научное учреждение широкого профиля, сможет проводить фундаментальные исследования и глубокую проработку технических решений для новых проектов кораблей и судов на основе прямых вычислительных экспериментов в области гидроаэромеханики взаимодействия корабля со штормовым морем, поверяемым на телеуправляемых моделях в открытом море на морском полигоне.

Таблица 1
Характеристики ветрового режима на побережье в южной части острова Сахалин

Район побережья	ветровой режим по многолетним наблюдениям
залив Анива	в среднем – 4,5 м/с, более 156 дней в году > 8 м/с
залив Терпения	май – 6,1 м/с; август – 4,8 м/с; декабрь – 6 м/с
Татарский пролив	55 дней > 15 м/с; 262 дня до 8 м/с; 39 дней – штили
Ежедневно на всех берегах действуют бризы. Сила и время действия ветра достаточны для установления свежего волнения или нерегулярной зыби.

Среди первоочередных планов Сахалинского морского и корабельного полигона определяются научные исследования в области проектирования перспективного флота повышенной мореходности, включающие экспериментальную отработку эффективных и безопасных методов штормового судовождения флота действующего.

Вариант проектных исследований. По результатам вычислительных и опытовых экспериментов оптимизируется форма корпуса судна для достижения минимального ходового дифферента и минимального волнообразования на всех скоростях хода, включая закритически высокие. Оптимизируется распределение надводных объемов корпуса и местоположение надстроек, чтобы удары волн и заливание корпуса не приводили к чрезмерным кренящим и дифферентующим моментам на ходу корабля.

Типовая программа мореходных испытаний моделей судов в открытом море и опытовом бассейне (Комсомольск-на-Амуре):

1. Выполняется поверка правильности проектирования обводов корпуса, которые не должны приводить к образованию корабельных волн с крутыми обрушающимися гребнями; не должен проявляться заметный ходовый дифферент на больших скоростях хода;

2. Выявляются гидродинамические свойства корпуса по ходкости и резонансные особенности килевой и бортовой качки, из которых следует заключение о приемлемости общеархитектурных решений; об оптимальности распределения весовой нагрузки по кораблю для достижения апериодических режимов в наиболее опасных и резонансных условиях качки.

3. Маневренность, ходкость и условия обитаемости в условиях интенсивных волн глубокой воды и прибрежного волнового наката:

– достижение максимальной ходкости при минимальной качке;

– возможность уверенного хода на любых курсах относительно волн, включая маневрирование на всех ходах в условиях интенсивного волнения;

– если по условиям назначения испытываемого судна невозможно обеспечить всестороннюю оптимизацию режимов хода с помощью заданной формы корпуса и общекорабельной архитектуры, то в экспериментальных исследованиях должны разрабатываться специальные наставления и алгоритмы для штурманских комплексов автоматического управления судном в сложных и штормовых условиях плавания.

Практическое освоение опыта авторитетных мореплавателей возможно только в условиях широкомасштабных теоретических исследований, натурных и модельных экспериментов в открытом море, включающих фундаментальные исследования нестационарных процессов гидромеханики, привязанных к реальным условиям дальневосточных морей России, где планируется строительство новых стационарных и плавучих морских инженерных сооружений.

Активный ход судна при номинальной нагрузке главных машин в любых погодных условиях невозможно формализовать с помощью интуитивно ясных наставлений для судоводителей. Столь смелые судоводительские решения должны опираться на предварительное тщательное изучение мореходных свойств судна на морском полигоне, с последующим включением результатов исследований в экспертные системы и штурманские счетно-решающие устройства для автоматического выбора оптимального курса и скорости хода судна в сложных и штормовых условиях плавания. Для судов ограниченной мореходности особо важно выявление опасных режимов хода в штормовую погоду, что может предотвратить морские катастрофы в условиях штормования малыми ходами, нередко применяемыми при излишней перестраховке или по неопытности капитанов, не способных использовать судовые машины для собственной безопасности.

Для аварийных режимов плавания при потере хода, на морском полигоне возможно заблаговременное опробование исторического опыта мореплавателей, дающего большой выбор поверенных в морской практике методов пассивного штормования с использованием бизани с гафелем, плавучих якорей, кормовых весел и других штормовых устройств и приспособлений.

Бортовые счетно-решающие комплексы и штурманские базы знаний

Сопряжение береговых систем мониторинга с бортовыми устройствами автоматического управления судном в сложных, штормовых и ледовых условиях плавания, как необходимое следствие развития морской инфраструктуры, представляется важнейшим инструментом обеспечения всепогодного мореходства без избыточных простоев в порту и расточительных штормований «носом на волну» в открытом море. Всепогодность мореходства определяет экономическую эффективность ^{(2 - Понятие «эффективность» связано с определением условий безопасности мореплавания, так как любые сомнения всегда сводятся либо к простою, либо к избыточному износу технического ресурса судна по причине неграмотного, и потому опасного судовождения)} морских коммуникаций и рачительность в освоении морских ресурсов.

В современных судоводительских исследованиях обсуждается использование океанографического радара для регистрации состояния и динамики волнового поля и поля скоростей поверхностных течений с борта интенсивно раскачивающегося судна. Такие измерения в будущем обеспечат достаточность информации для построения моделей гидромеханики в системе автоматического управления судном в условиях интенсивного волнения и ураганного ветра.

Рис. 7. Ячеисто-групповая структура морского волнения на глубокой воде, составленная по стандартным данным о волнении судового метеопоста: ветровое (l = 60м, t = 6,2с, h = 7,2м, A = 250°); первая и вторая системы зыби (l = 100м, t = 8,0с, h = 5,9м, A = 210° и l = 160м, t = 10,1с, h = 5,1м, A = 270°). Изолинии уровня моря проведены через 1 м.
 

Для оперативного прогноза встречи судна с конкретной штормовой волной ныне представляется возможным использование динамически адаптируемых математических моделей штормового волнения (рис. 7), обновляющихся по правилам идентификации параметров уравнений с помощью бортовых инерциальных систем и средств радионавигации. Простым и надежным регистратором волнения по ходу судна может служить килевая качка, в том числе измеренная с учетом рыскания судна на штормовом курсе, или по результатам непродолжительного маневрирования в автоматически назначаемом диапазоне скоростей хода и в секторе поиска оптимального направления движения по условиям наилучшей ходкости и/или минимальности качки.

Трехмерная ячеистая модель групповых структур трохоидального волнения на глубокой воде (рис. 7) удовлетворяет законам гидромеханики волн большой высоты, и вполне применима для поисковых исследований в качестве модели внешней среды, как в случае разработки проектных оценок мореходности новых судов, так и для краткосрочных прогнозов силового воздействия волн в автоматических системах штормового маневрирования с целью стабилизации качки и оптимизации ходкости корабля.

В любом случае, даже неприспособленное для штормового плавания судно не окажется в аварийной ситуации при достаточной мощности главных машин, если у штурвала стоит опытный рулевой и вахтенный штурман обладает достаточным опытом штормового маневрирования в условиях интенсивного волнения и ураганного ветра.

Такой практический опыт может быть приобретен судоводителями в случае их непосредственного участия в мореходных испытаниях телеуправляемых моделей судов в сложных и штормовых условиях плавания, с обязательным детальным анализом законов гидромеханики взаимодействия корпуса корабля и штормового моря, с изложением ключевых выводов в виде рекомендаций мореплавателям. Ничто не мешает проводить такой тренинг судоводителей при каждом назначении на новое судно, что очень важно для снятия психологического напряжения на ходовом мостике и уверенного судовождения в сложных, штормовых и ледовых условиях дальневосточных морей России.

3. Задачи и перспективы активизации деятельности Сахалинского морского научно-технического комитета в свете разрешения актуальных проблем единения морских инженерных наук и корабельной практики

Важнейшим направлением активизации морской деятельности в Сахалинской области является ускоренное восстановление специального морского инженерного образования, устойчивость и действенность которого должна обеспечиваться постоянными научно-просветительскими работами и организационно-технической деятельностью:

- научно-техническое творчество молодежи и профориентация школьников на освоение сложнейшего наукоемкого курса фундаментальных и прикладных морских дисциплин, в том числе воссоздание морских музеев, технических выставок и соревнований молодежи по морским и техническим видам спорта;

- морское научно-инженерное образование на базе СахГУ и СахМГУ, в мореходных училищах и морских школах Сахалина и Курильских островов, в наибольшей степени учитывающее региональные особенности ведения морских работ в сложных, ледовых и штормовых условиях дальневосточных морей России;

- становление авторитетной научной школы, ответственной за эффективную реализацию всего комплекса морских научных исследований, проектных разработок, изыскательских и производственных работ на Сахалине и Курильских островах.

Эффективное использование морского потенциала Сахалинской области нуждается в непрерывности освоения передовых морских технологий, основанного на достижениях сахалинской морской научной школы, практическом опыте мореплавания и ведения морских работ в открытых акваториях и на побережье Сахалина и Курильских островов.

Сахалинский морской научно-технический комитет, созданный решением Второго морского форума «Мореходство и морские науки - 2009» на инициативной основе на базе Сахалинского государственного университета и Сахалинских отделений Русского географического общества и Российского НТО судостроителей им. А.Н. Крылова, должен активизировать свою деятельность в качестве научно-технического органа, проводящего весь комплекс научных, информационных и экспериментальных исследований, специализированных проектных и изыскательских работ, обеспечивающих научно-техническую поддержку морской деятельности на Сахалине и Курильских островах.

1. Морской научно-технический комитет (МНТК) представляется постоянно дейст¬вующей группой морских авторитетных иореплавателей и действующих морских инженеров, ответственных за комплексное изучение технических решений, проведение морских исследований и научно-организационных мероприятий по наиболее актуальным и приоритетным направлениям морской деятельности: повышению эффективности мореплавания, развитию морской инфраструктуры и освоению морских ресурсов Сахалина и Курильских островов.

2. Морской научно-технический комитет (МНТК) создается на базе Сахалинского государственного университета (СахГУ), Сахалинского филиала Морского государственного университета им. адм. Г. И. Невельского, Сахалинских отделений Русского географического общества и Российского научно-тех¬ни¬ческого общества судостроителей им. акад. А. Н. Крылова (СахНТО Крылова).

3. Членами МНТК являются авторитетные мореплаватели, капитаны-наставники и морские инженеры, имеющие высшее морское и морское техническое образование, реальный плавценз дальнего морского плавания и практический опыт реализации морских работ и исследований. Члены МНТК обязаны самостоятельно выполнять научно-технические проекты, связанные с проектированием новой морской техники и морских инженерных сооружений, с комплексным рассмотрением и учетом всех проблем и вопросов морской деятельности в рамах Международного морского права, с обеспечением технической эффективности, оптимальности и перспективности развития морского и корабельного дела на Сахалине и Курильских островах.

4. Руководитель МНТК должен на постоянной основе вести морские прикладные и фундаментальные научные исследования и разработки, руководствуясь приоритетными направлениям развития морского и корабельного дела на Дальнем Востоке России, обеспечивая обязательное привлечение к аналитическим работам наиболее авторитетных морских инженеров, капитанов-наставников и региональных ученых и аспирантов по морским направлениям.

5. Научный руководитель МНТК отвечает за эффективность морских исследований и за результаты научно-организационной и экспертно-аналитической работы Комитета перед Советом по морской деятельности при губернаторе Сахалинской области и несет ответственность за обоснованность научно-технических решений выносимых на обсуждение и утверждение Советом по морской деятельности.

Задачи и организация работ морского научно-технического комитета

6. МНТК участвует в разработке, обосновании и последующем представлении к рассмотрению и утверждению Советом по морской деятельности организационно-технических предложений и программ морских исследований по наиболее актуальным и приоритетным направления активизации морской деятельности в Сахалинской области.

7. МНТК рассматривает проекты, связанные со сложными наукоемкими морскими работами на Сахалине и Курильских островах, разрабатывает оптимальные и научно обоснованные технические решения для сопутствующих морских исследований, обеспечивает координацию межведомственного взаимодействия при реализации сложных морских проектов в Сахалинской области.

8. МНТК участвует в разработке программ и обосновании перспективных планов развития морских коммуникаций, эффективности и безопасности штормового мореплавания; в том числе связанных с обеспечением конкурентоспособности российского судостроения и ускоренного развертывания технических средств и строительства морской инженерной инфраструктуры, необходимой для обеспечения жизнедеятельности и рачительного освоения морских ресурсов шельфа Сахалина и Курильских островов.

9. МНТК организует авторский надзор и отвечает за ускоренное практическое внедрение результатов морских исследований и наукоемких технических разработок, создаваемых сахалинскими учеными и инженерами в интересах обеспечения эффективности и безопасности мореплавания; освоения морских ресурсов и оптимального инженерно-технического обустройства морских акваторий Сахалина и Курильских островов.

10. МНТК участвует в организации и проведении научно-просветительских работ и научных форумов с целью привлечения творческой молодежи и молодых специалистов к участию в реализации морских исследований и наукоемких морских разработок на Сахалине и Курильских островах, тем самым способствуя подготовке специалистов высшей морской квалификации по приоритетным направления морской деятельности в Регионе.

11. Для реализации наиболее актуальных для Сахалинской области морских задач за МНТК закрепляются конкретные направления научно-технической деятельности:

– мореходные качества существующих и перспективных судов в штормовых условиях дальневосточных морей России;

– навигационно-гидрографическое обеспечение, обустройство морских акваторий и безопасности мореплавания;

– проектирование и техническое освидетельствование морских судов сахалинского рыболовного и транспортного флота;

– гидротехническое обследование и разработка технических предложений по обеспечению безопасности мореплавания в портах и ковшах Сахалина;

– организационно-технические решения и принципы эффективного развития и обеспечения конкурентоспособности сахалинских морских и рыбных портов;

– становление морского инженерно-технического образования на базе Сахалинского государственного университета и Холмского филиала Морского государственного университета им. адм. Г. И. Невельского;

– проведение научно-просветительских работ и организация выставок на основе изучения исторического опыта мореплавания России, Китая и Японии.

12. Научный руководитель МНТК представляет ежегодный научный отчет для представления в Центральное правление РосНТО судостроителей им. акад. А. Н. Крылова; Морскую коллегию России с последующей публикацией материалов в Интернет для ориентации морской научной и академической общественности на реализацию планов перспективных морских исследований и приоритетных направлений морской деятельности в Сахалинской области.

Третий Сахалинский морской форум в 15-16 февраля 2011 г. поддержал вовлечение в работу Сахалинского морского научно-технического комитета сотрудников морских научно-образовательных учреждений и производственных предприятий (в том числе для создаваемой по прямому распоряжению губернатора секции Научно-экспертного совета Сахалинской области) ^{(3 - Создание секции было «заиграно» несведущими исполнителями в качестве подсекции опасных явлений: землетрясений и цунами, что лишь подтверждает особую актуальность морской просветительской деятельности СахНТО Крылова для создания условий возрождения морской и рыбной промышленности островного Тихоокеанского региона.)}:

- Сахалинское высшее морское училище им. Т.Б. Гуженко филиал Морского государственного университета им. Г.И. Невельского, г. Холмск;

- Сахалинский морской колледж, г. Невельск;

- Сахалинское морское пароходство, г. Холмск;

- Сахалинский филиал Приморского морского пароходства, г. Южно-Сахалинск;

- Сахалинское бассейновое аварийно-спасательное управление, г. Корсаков;

- Сахалинский филиал ФГУП «Росморпорт», г. Корсаков.

Современная хорошая морская практика и постановка морского дела, проектирование судов и кораблестроение, эффективность мореходства и широкий спектр морских работ возможны только в условиях глубокого постижения всех географических факторов и при полной ответственности региональных научно-инженерных школ за оптимальную постановку и эффективную организацию морской деятельности в островном регионе. Решения морского форума дополняются тезисами наиболее актуальных научно-просветительских и инженерно-технических работ, ориентированных на активизацию морской деятельности в Сахалинской области.

4. Ключевые решения и предложения о развитии судостроения, инженерной инфраструктуры и мореходства на Дальнем Востоке России: по материалам морских форумов
«Мореходство и морские науки – 2008, 2009, 2011 и 2012»
(ISSN 2227-4375)

Эффективность морских работ и дальних коммуникаций, социальные условия и безопасность людей, работающих на море, требуют постоянной активности в освоении и обновлении сахалинской морской инфраструктуры, что возможно только условиях существования авторитетной региональной морской научной школы, вовлеченной в непрерывные научные разработки по трем ключевым направлениям морских работ и инженерных изысканий:

1.1. Активная инженерная деятельность региональной морской научной школы, несущей полную ответственность за весь комплекс морских изысканий и проектно-технических решений по оптимальному обустройству морских акваторий и поддержанию эффективного мореходства и морских работ в особых условиях Сахалина и Курильских островов;

1.2. Комплексное инженерное обустройство морских акваторий, использование наиболее эффективной морской техники, своевременное обновление технических средств контроля обстановки на море и совершенствование регламентов работы морских служб, регулярно выполняющееся по требованиям региональной морской промышленности по проектным разработкам опытных дальневосточных мореплавателей и капитанов-наставников, владеющих общемировыми достижениями в морской практике со знанием и строгим соблюдением законов и кодексов международного морского права.

1.3. Непрерывная профессиональная подготовка молодежи и повышение квалификации морских инженерных кадров с учетом условий работы на Сахалине и Курильских островах, контроль профпригодности и непрерывное обучение ведущих специалистов для поддержания современного технического уровня морской инфраструктуры и эффективного мореплавания в сложных, штормовых и ледовых условиях Дальнего Востока России.

В дискуссиях на IV форуме «Мореходство и морские науки – 2012» (материалы готовятся к изданию в виде нового выпуска периодического издания избранных докладов), одной из новых результатов научно-технических дискусиий стало обоснование следующих уточняющих предложений:

… 2. Создание современного учебно-методического комплекса по краеведению (учебников, атласов, методической литературы), отвечающих особенностям и потребностям островных регионов в квалифицированных специалистах, способных к решению актуальных задач развития Сахалина и Курильских островов. Постоянная поддержка школьной географии, в том числе включающая создание центра полевых исследований для школьников, оснащение школ инновационным оборудованием (ГИС, спутниковые системы навигации и мониторинга островных территорий). Сахалинским отделением Русского географического поддерживается инициатива создания морского музей в г. Корсакове, как важного направления научно-просветительской деятельности в интересах становления морского инженерного образования и восстановления авторитета морской профессии в Сахалинской области;

… 3. Активизация практической и повседневной работы Сахалинского морского научно-технического комитета, действующего ныне на базе Сахалинского государственного университета. Необходимо начать работы по восстановлению морской научно-технической и юридической библиотеки для флотских Служб мореплавания и Механико-судовых служб, работающих с циркулярами по Международному морскому праву и с техническими рассылками Международной морской организации;

… 6. Правительству Сахалинской области необходимо взять на себя полную и нераздельную ответственность за соблюдение норм Международного морского права в морских портах, территориальных водах и экономической зоне Сахалина и Курильских островов, что требуется для возрождения международного мореходства и прямых экономических связей со странами Азиатско-Тихоокеанского бассейна; промышленного рыболовства, освоения морских ресурсов и всех видов морской промышленности в островной Сахалинской области.

Для успешного решения наукоемких морских инженерно-технических задач необходимо изначальное существование благоприятных социально-экономических условий морской деятельности:

– полная законодательная и государственная поддержка на уровне Сахалинского областного правительства;

– естественная заинтересованность бизнеса в достижении эффективности морской промышленности, рыбных промыслов и освоения морских ресурсов Сахалина и Курильских островов;

– непрерывная пропагандистская и научно-просветительская работа с творческой молодежью, активно вовлекаемой в освоение морской практики под руководством авторитетных сахалинских мореплавателей – наставников и корабельных инженеров.

К наиболее срочным морским работам для разрешения актуальных проблем морской деятельности и безопасности ведения морских работ следует отнести общепринятые в мировой практике научные изыскания, оптимизацию регламентов деятельности морских служб и полное воссоздание всех элементов инженерного обустройства морских акваторий:

1. Воссоздание и активизация работы единой сахалинской морской инженерной группы (службы мореплавания) и сахалинской морской научной школы, изначально отвечающих за оптимальное и эффективное развитие морской деятельности на Сахалине и Курильских островах в целом. С этой целью все ведущие морские инженеры и научные сотрудники этой службы должны самостоятельно проводить изыскания по наиболее актуальным для Сахалинской области направлениям морских инженерных наук, обоснованно анализировать новейшие достижения в мировой морской практике и отвечать за эффективность проектных решений при создании морских инженерных сооружений и строительстве нового транспортного, рыболовного и вспомогательного флота, целевым образом адаптированных для использования в сложных, штормовых и ледовых условиях дальневосточных морей России.

В обязанности морской службы должно входить поддержание мореходства и морских работ с минимальными простоями по погодным условиям, полное исключение непредвиденных аварийных ситуаций на море и достижение наивысшей эффективности эксплуатации стационарных морских инженерных сооружений и всей морской техники за счет строгой проектной специализации к условиям Сахалина и Курильских островов на ранних этапах целевого проектирования.

Техническое решение. Утверждение плана наиболее актуальных морских изысканий и создание условий для эффективной работы научно-инженерной школы, оснащенной морской измерительной и вычислительной техникой для проведения морских исследований и экспедиционных работ. Утверждение статуса научно-инженерной школы на уровне Сахалинской региональной Службы мореплавания, создание библиотеки научной документации и организация подписки на оперативное пополнение информации о всех новациях в морском деле и в международном морском праве, в том числе определяющих условия международного научно-технического сотрудничества и правового взаимодействия с морскими службами и научными учреждениями на Дальнем Востоке России и в Азиатско-Тихоокеанском регионе в целом.

2. Формально простой и частной проблемой является непрерывный контроль волнового режима и поверхностных течений на рейдах морских портов и в прибрежных акваториях вблизи всех населенных пунктов Сахалина и Курильских островов. Решение же этой задачи требуется для удовлетворения основополагающих требований безопасности мореплавания в портах, на шельфе и вблизи побережья островов Сахалинской области, выполнение которых создает минимально необходимые технические условия для эффективной работы в сложных погодных условиях; поддержки своевременного и эффективного проведения спасательных операций при бедствиях маломерных судов, поиске и спасении людей на море; а также при ликвидации аварийных загрязнений в прибрежных акваториях и др.

Техническое решение: использование общепринятых в мировой морской практике донных доплеровских регистраторов волнения и профилей течения (ADCP) в контрольных точках на рейдах морских портов, а также поверхностный контроль волнения и течений с использованием океанографических радаров (CODAR), обеспечивающих покрытие акватории с радиусом до 50 морских миль.

3. К задачам развития сахалинской морской инфраструктуры относится обследование всех портовых гаваней и морских бухт на Сахалине и Курильских островах с целью выявления опасных и резонансных колебаний уровня моря и экстремальных течений, в том числе с целью отработки перспективных проектов по модернизации портовых акваторий, для расширения причальных линий и углубления портовых гаваней, в том числе с целью достижения или восстановления статуса морских портов-убежищ.

Формально повседневные морские и математические изыскания способны создать условия для значительного повышения эффективности и поддержки безопасности морских портов в сложных погодных условиях, в том числе на пути создания новых наставлений мореплавателям по кратковременному укрытию от штормов, для долговременного перспективного планирования и быстрого возведения новых прибрежных инженерных сооружений.

Техническое решение: проведение вычислительных экспериментов для выявления всех аккордов собственных частот по всему побережью и особо по морским заливам Сахалина и Курильских островов. Результаты численного моделирования поверяются и адаптируются к реальным гидродинамическим условиям в конкретных морских акваториях, разрабатываются схемы установки регистрирующих приборов для своевременного обнаружения опасных морских наводнений и экстремальных течений в морских портах и на открытом побережье, в том числе минимально необходимых для точного и детального описания гидродинамического и волнового режима в новых проектируемых или в действующих и модернизируемых морских портах.

Заключение

Любые работы на море, как строительство флота, так и обустройство прибрежной инфраструктуры, требуют огромных капитальных вложений. Именно поэтому комплексное изучение мореходства во взаимосвязи кораблестроительных и навигационных наук, поиск путей сквозной непротиворечивой оптимизации всех процессов, связанных с проектированием нового флота и его практической эксплуатацией, с обязательным учетом штормовых условий северных морей, представляется актуальной научной задачей экономического развития Дальнего Востока России.

Вопросы проектирования портовых сооружений, выбора и обустройства безопасных морских гаваней в основном решаются с использованием тех же научных подходов и математических методов, что и проектирование морских судов как плавучих инженерных сооружений. На всем побережье о-ва Сахалин нет ни одного надежного всепогодного порта-убежища. И если, к примеру, на нефтепромысловые акватории северо-восточного шельфа Сахалина требуется привести тяжелую судоподъемную и берегоустроительную технику, то судовладельцы рискуют потерять ее даже в случае поступления своевременных штормовых предупреждений – слишком далеки ближайшие крупные порты–укрытия в Японии и Приморском крае. И только должным образом обустроенное морское побережье дает возможность использования маломерного флота и громоздких маломореходных инженерных сооружений при освоении сахалинского шельфа.

Из этого следует, что любые российские или иностранные плавсредства, предназначенные для работы в Сахалинской области, должны обладать достаточной мореходностью и способностью к длительному автономному плаванию в условиях дальневосточных ураганных штормов. Такие условия освоения морских ресурсов удорожают экономику мореходства, а флот повышенной мореходности обходится значительно дороже как при строительстве, так и при последующей его эксплуатации. Морские суда повышенной штормовой мореходности должны иметь большую осадку, и для них требуются глубоководные порты, как Корсаков, Холмск и др. Ничем не оправданный вывод из эксплуатации малых портов-ковшей и обустроенных в навигационном отношении устьев рек лишает сахалинцев прибрежного флота и каботажных морских коммуникаций (издержки сплошной автомобилизации).

Сбалансированное восстановление морской экономики Сахалинской области и Курильских островов должно быть связано с комплексным обустройством морских акваторий, соответствующих условиям мореплавания в дальневосточных морях России: 1) внедрение в морские службы телеметрических информационных потоков о состоянии моря и атмосферы, обеспечивающих получение достоверный информации о текущей обстановке на море, и выработку прогнозов о динамике изменения состояния моря и атмосферы для всех судов, находящихся в море; 2) создание судовой измерительной и счетно-решающей аппаратуры, оценивающей состояние моря, атмосферы и их взаимодействие с движущимся кораблем, способной выполнять роль бортовой экспертно-аналитической системы, рекомендующей судоводителю различные варианты решения поставленных перед судном задач; 3) поиск непротиворечивых методов проектирования новых кораблей и судов, наилучшим образом адаптированных к безопасному плаванию и эффективному выполнению поставленных задач в сложных, ледовых и штормовым условиях.

При эффективной работе систем мониторинга морских акваторий и бортовых экспертно-управляющих комплексов судовождения может стать допустимой эксплуатация небольших маломореходных судов в штормовом море, или, по крайней мере, это придаст морякам большей уверенности в том, что штормовая непогода и аварийные неурядицы на море не обратятся морскими катастрофами.

Предложения к включению в Решения Съезда

1. Признать необходимым воссоздание Сахалинской морской научной школы, ответственной за активное инновационное развитие морской деятельности на Сахалине и Курильских островах, всепогодное жизнеобеспечение, эффективность морских коммуникаций и освоения морских ресурсов в сложных, штормовых и ледовых условиях дальневосточных морей России.

2. Поддержать инициативу о создании Сахалинского Морского научно-технического комитета, объединяющего научный и инженерный потенциал Сахалина и Курильских островов, с возложением ответственности за научно-обоснованное, эффективное и экономически оптимальное развитие морской инфраструктуры, целевое проектирование нового флота и всепогодную эксплуатацию всех видов морской техники и морских инженерных сооружений.