Вода
Воде дана волшебная власть
стать соком жизни на Земле
Леонардо да Винчи

Много миллионов лет назад вода сделала возможным развитие органической жизни на нашей планете. Но сейчас она — не только обязательное условие жизни и привычный атрибут нашего повседневного существования. Это еще и среда, дающая возможность человеку перемещаться на дальние расстояния. С давних времен человек стремился увеличить скорость перемещения по воде, которая слишком долго ограничивалась лишь его мускульным усилием и силой ветра.

В 1782 году талантливый механик-самоучка Иван Кулибин предпринял первую попытку создания механизма, способного заставить судно двигаться против течения силой самой текущей воды. Изобретатель дал ему имя «машинное водоходное судно».

На его борту был установлен специальный механизм — большие деревянные колеса, крутившие барабан. На него наматывался канат с якорем, который забрасывался выше по течению. Текущая вода вращала колеса, а наматывающийся канат подтягивал судно к месту закрепления якоря.

Первый «водоход» Кулибина, 1782 год. В те времена, когда изобретатель начал строить свое судно, движущееся за счет силы течения, основными средствами перевозки по рекам были гребные и бурлацкие суда.

Первые испытания судна прошли на Неве при большом стечении народа. Всем хотелось увидеть, как судно без весел и парусов пойдет против течения. И оно на глазах изумленной публики действительно пошло. Причем настолько быстро, что весельный ялик едва мог за ним угнаться. За создание «водохода» механик Кулибин был награжден пятью тысячами рублей. Изобретение было Высочайше одобрено, однако дальнейшего развития проект не получил.

Второе судно Кулибина, 1804 год. Несмотря на полный успех испытаний, «водоход» не был принят к использованию департаментом водных коммуникаций из-за высокой стоимости изготовления машины и необходимости постоянного присутствия механика.

В наши дни, когда сходящие со стапелей суда оснащаются экономичными, мощными и надежными двигателями последних поколений, кулибинский «водоход» может вызвать у кого-то лишь снисходительную усмешку. Онако именно такие изобретения талантливых самоучек позволили изменить облик современного мира. Благодаря им за последние столетия человеческая жизнь на большей части нашей планеты претерпела гораздо более значительные изменения, чем за все предыдущие времена.

Одним из предприятий, на котором не только производят и усовершенствуют двигатели разных типов, но и разрабатывают перспективные модели, является Научно-производственное объединение «Сатурн». Особое внимание уделяется здесь газотурбинным двигателям для военной и гражданской авиации, кораблей ВМФ, энергогенерирующих и газоперекачивающих установок. НПО «Сатурн» входит в состав «Объединенной двигателестроительной корпорации» (ОДК) — важной составной части корпорации Ростех.

Энергетические установки большинства надводных кораблей оснащаются газотурбинными двигателями, обладающими высокой экономичностью, большими мощностями при малых массе и габаритах, высокой надежностью и простотой конструкции.

Не так давно была принята Долгосрочная программа военного кораблестроения России до 2050 года. Главная ее задача — качественно обновить морские силы общего назначения, обеспечив при этом их боевую и техническую готовность. Принятие этой программы позволит таким крупным предприятиям, как «Сатурн», планировать свою деятельность на долгосрочную перспективу.

В течение десятилетий российский флот не пополнялся новыми современными надводными кораблями основных классов. Сегодня ситуация изменилась. Сейчас на стадии проектирования и строительства уже находится достаточное число кораблей и подводных лодок, чтобы наглядно представлять, каким будет облик российского флота в ближайшие десятилетия.

Панорамное видео. Удерживая кнопку мыши, перемещайте камеру, чтобы проследить за процессом сборки морских газотурбинных двигателей.
НПО «Сатурн», ОДК

Дело остается за малым — качественно и в срок выполнить поставленные задачи. НПО «Сатурн» — единственная отечественная компания, которая может обеспечить строящиеся в России корабли газотурбинными двигателями. Они будут производиться в Рыбинске. Фактически в этом городе закладывается новая база российского морского газотурбостроения.

Газотурбинный двигатель М70ФРУ мощностью 14 000 л.с. предназначен для установки на патрульные и ракетные катера, корветы, фрегаты, эсминцы, ракетные крейсера, десантные корабли, а также морские объекты гражданского назначения.
НПО «Сатурн», ОДК

На НПО «Сатурн» разработана линейка морских ГТД и агрегатов на их основе, которые предназначены для установки на корабли как военного, так и гражданского флота. В их числе — корабли и суда на воздушной подушке, экранопланы, а также буровые платформы, плавучие электростанции, газовозы и быстроходные паромы.

Также по заказу Министерства обороны РФ создан морской газотурбинный двигатель М90ФР (27500 л.с) и дизель-газотурбинный агрегат М55Р на его основе, которые по всем основным параметрам — массогабаритным характеристикам, надежности, ресурсу работы и расходу топлива — полностью соответствуют уровню лучших мировых образцов техники данного класса. Ими оснащаются самые мощные и современные надводные корабли ВМФ России — многоцелевые фрегаты (сторожевые корабли) дальней морской зоны проекта 22350.

«Адмирал Флота Советского Союза Горшков» — первый фрегат проекта 22350. Судно предназначено для ведения боевых действий против надводных кораблей и подводных лодок в океанских и морских районах, а также для отражения атак средств воздушного нападения.
Северная верфь, ОСК

Применение таких дизель-газотурбинных энергетических установок, состоящих из двух форсажных газотурбинных двигателей мощностью по 27,5 тыс. л.с. и двух маршевых дизельных двигателей мощностью по 5,2 тыс. л.с., обеспечивают судну скорость 15-16 узлов в режиме экономичного хода и до 30 узлов на полном ходу.

Головной фрегат проекта 22350 — «Адмирал флота Советского Союза Горшков» (заводской номер 921) уже спущен на воду. В стадии постройки находятся еще два корабля данного проекта: «Адмирал флота Головко» (заводской номер 923) и «Адмирал флота Советского Союза Исаков». Это первые крупные боевые корабли, спроектированные и построенные в России после распада Советского Союза.

Сегодня именно НПО «Сатурн» призвано стать ключевым инструментом осуществления программы импортозамещения по «морской тематике».

Один из ключевых пунктов этой программы — завершение строительcтва сборочно-испытательного комплекса для осуществления полноразмерных заводских испытаний корабельных и судовых газотурбинных агрегатов широкого ряда мощности. Этот не имеющий аналогов в России стенд позволит осуществлять испытания и контроль качества изготовления и работоспособности как отдельных узлов и деталей двигателя, так и агрегатов в целом.

Наличие собственного испытательного стенда обеспечит проведение испытаний морских двигателей, ранее созданных в НПО «Сатурн», и агрегатов на их основе для всех типов судов. Убедительное конкурентное преимущество позволяет НПО «Сатурн» участвовать в тендерах на реализацию проектов, одним из основных требований которых является испытание агрегатов в заводских условиях. Кроме того, испытания на базе завода-изготовителя значительно сокращают сроки монтажа и пусконаладки агрегатов на объектах заказчиков.

Человек стремился найти способ передвигаться не только по поверхности воды, но и под ней. До наших дней дошли многочисленные свидетельства о попытках отчаянных изобретателей освоить подводное пространство.

Первое архивное подтверждение постройки в России подводных лодок относится к 1718 году, когда плотник Ефим Никонов подал Петру Первому челобитную с предложением построить «потаенное» судно.

«... К военному случаю сделает он на неприятелей угодное судно, которым в тихое время, на море будет разбивать корабли... Для пробы тому судну сделает образец, сколько будет на нем пушек, под потерянием живота своего, если будет не угодно».

Царя заинтересовало предложение, и он приказал начать постройку «потаенного огненного судна большого корпуса». Предполагалось оснастить судно пороховыми огнеметами, что подтверждает следующая запись в журналах петровской Адмиралтейств-коллегии: «В главную артиллерию послать промеморию и требовать, дабы к «потаенному судну» десять труб медных повелено было порохом начинить и селитрою вымазать от той артиллерии».

Спуск подводной лодки на воду состоялся осенью 1724 года. Однако во время очередного погружения было повреждено деревянное днище судна, и вода начала проникать внутрь корпуса. Испытания пришлось прервать. Присутствовавший при этом Петр I приказал исправить повреждения и продолжить опыты. Однако в январе 1725 года царь скончался, и Никонов лишился покровителя. Вскоре мастер был разжалован в простые «адмиралтейские работники» и сослан на Астраханскую верфь, а его судно заперто в сарае «от чужого глазу», где и сгнило через несколько лет.

Сегодня в нашей стране каждый год спускают на воду подлодки новых типов, которые по праву считаются лучшими в мире и продолжают оставаться одним из важнейших элементов ядерного щита России. Это подводные лодки проекта 955 «Борей» класса «Ракетный подводный крейсер стратегического назначения» (РПКСН) четвертого поколения и лодки проекта 885 (0885) «Ясень» — атомные подводные лодки c крылатыми ракетами (ПЛАРК) четвертого поколения.

Помимо применения активных средств снижения шума, корпус современной подводной лодки покрывается специальным резиновым противогидроакустическим покрытием производства корпорации Ростех. Предприятия холдинга «Техмаш» обеспечивают шумопоглощающими пластинами все новейшие суда российского подводного флота.

Ракетный подводный крейсер проекта 955 «Борей» производит запуск межконтинентальной баллистической ракеты «Булава». Дальность полета этой ракеты — 8 000 километров, стартовый вес — 36,8 тонн. Несет до 10 ядерных боевых блоков, каждый мощностью 150 килотонн.

Воды морей и океанов скрывают от нас массу тайн, которые словно магнитом притягивают исследователей и историков. Взять, к примеру, Балтийское море — на его дне покоятся останки тысяч кораблей разных эпох. По историческим данным, только возле шведского острова Готланд за последние 250 лет затонуло более двух с половиной тысяч кораблей. Сегодня благодаря современным технологиям мы получили возможность приподнять завесу над многими из этих тайн.

Уже больше десяти лет регулярно проводятся подводные поисковые экспедиции в рамках проекта «Поклон кораблям Великой Победы».
Участники экспедиции устанавливают точные координаты гибели экипажей кораблей и подводных лодок, проводят идентификацию и возвращают истории имена героев, до недавнего времени числившихся пропавшими без вести.
Многие открытия, сделанные экспедицией, стали возможны только благодаря использованию мощных гидролокаторов, разработанных в Научно-исследовательском институте приборостроения имени В.В. Тихомирова, одним из совладельцев которого является «Концерн Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ).

Гидролокаторы серии «Неман» представляют собой мобильные аппаратно-программные технические средства с цифровыми методами формирования и обработки сигналов. Они обладают повышенной помехозащищенностью, большой дальностью обнаружения и лучшим разрешением, чем у аппаратуры аналогичного назначения, представленной на рынке.

Советская дизель-электрическая торпедная подводная лодка С-7. Была включена в состав Краснознамённого Балтийского флота 23 июля 1940 года. За время службы совершила 5 боевых походов и произвела 9 атак с выпуском 12 торпед. Ниже — ее гидроакустическое изображение.

4 мая 2013 года судно экспедиции находилось между островами Гогланд и Большой Тютерс примерно в 100 милях от Санкт-Петербурга и занималось поисками советской подводной лодки «Щ-320», которая погибла в этом районе в годы Великой Отечественной войны. Внезапно на экране гидролокатора бокового обзора появился неизвестный объект размером 60×15 метров, своими очертаниями напоминавший силуэт затонувшего корабля. Первое же погружение дайвера подтвердило, что это линейный корабль «Лефорт».

Подводная съемка затонувшего судна «Лефорт». Во время Крымской войны 1853–1856 годов этот линейный корабль Балтийского флота оборонял Кронштадт.

Так членам поисковой экспедиции удалось совершить уникальное историческое открытие, обнаружив место, где покоится судно XIX века, причина гибели которого до сих пор окутана тайной. Внешний осмотр показал, что на верхней палубе корабля прекрасно сохранились главный штурвал, одна из шлюпок, пушки в ютовой надстройке и личные вещи экипажа. Впоследствии в интернете был даже создан виртуальный подводный музей линейного корабля «Лефорт».

И.К.Айвазовский
«Гибель корабля Лефорт» 1858
Центральный военно-морской музей, Санкт-Петербург

10 сентября 1857 года в штормовых условиях 84-пушечный военный корабль в течение нескольких минут перевернулся и затонул, унеся с собой в бушующую пучину весь экипаж — 13 офицеров, 743 нижних чина и 70 человек членов семей экипажа, среди которых было 53 женщины и 17 детей.

Это крупнейшее на Балтике кораблекрушение настолько потрясло художника Айвазовского, что он написал удивительную картину в совершенно не свойственной его творчеству аллегорической манере. На картине изображены поднимающиеся вверх из водной пучины белые души людей. Их очень много. Первыми идут матери с младенцами на руках, за ними следуют дети и мужчины. К небу они возносятся по солнечному лучу.

И в наши дни никто не может быть застрахован от чрезвычайной ситуации на море. Большое значение приобретает оснащение специалистов морских аварийно-спасательных служб современным и качественным оборудованием.

Научно-производственное предприятие «Респиратор», входящее в состав холдинга «Технодинамика» корпорации Ростех, разработало незамерзающий воздушно-дыхательный аппарат для профессиональных подводников. Аппарат ШАП-Р может использоваться на глубине до 60 м, а также в экстремальных ситуациях, при этом подача воздуха осуществляется через шланг или от баллонов. Аппарат уникален тем, что входящий в него редуктор с сухой камерой травления позволяет работать при минусовой температуре, а также в загрязненной воде.

ШАП-Р — уникальный незамерзающий воздушно-дыхательный аппарат, обеспечивающий кислородом профессиональных водолазов на глубине до 60 метров.
«Респиратор», «Технодинамика»

«Респиратор» может похвастаться и другими разработками. Регулятор для подводного плавания, который входит в состав акваланга «Морж», способен работать при температуре до —4°С в течение двух часов.

Легочный автомат ЛАМ-17 и редуктор ВР-172 уже успешно зарекомендовали себя в суровых условиях Антарктиды, позволив технодайверам погрузиться на рекордную глубину в жерло действующего вулкана при температуре воды —3°С. Новый легочный автомат ЛАМ-21 рассчитан на еще более низкие температуры.

Редуктор, предназначенный для понижения давления воздуха и подачи его к легочному автомату, благодаря новой технологии проще и надежнее аналогов и предыдущих разработок. Кроме того, беспружинная технология позволила снизить общий вес оборудования.

С помощью предыдущей разработки «Технодинамики», которая рассчитана на —3°С, дайверы уже смогли осуществить погружение в жерло действующего вулкана в Антарктиде на рекордную глубину в 97 метров при температуре воды в —3°С. Рабочая глубина в этом районе — 20 метров, а предыдущий рекорд погружения составляет 45 метров. На глубине водолазы проработали больше часа. Кроме того, с подводно-спасательным оборудованием «Технодинамики» был поставлен рекорд погружения на глубину 111 метров в Баренцевом море.

Низкотемпературные акваланги нужны прежде всего для исследования арктического шельфа, а также могут быть использованы для нужд МЧС России при проведении подводных работ особого назначения, связанных с мониторингом состояния, подъемом или локализацией вредных факторов потенциально опасных подводных объектов на месте с целью защиты населения и акватории от чрезвычайных ситуаций. В настоящее время прорабатывается возможность эксплуатации аппаратов «Морж» спасателями МЧС в Якутии, Мурманской области и других регионах.

Вода — это не только стихия, разрушающая всё на своем пути. Это инструмент созидания, без которого трудно представить успешную работу современного производства. В сочетании со специальными добавками она широко применяется в качестве смазочно-охлаждающей жидкости при шлифовке и полировке оптического стекла на АО «Производственное объединение «Уральский оптико-механический завод имени Э.С. Яламова» (УОМЗ), входящем в холдинг «Швабе» корпорации Ростех.

Обточка линз с использованием воды — один из самых трудоемких этапов работы над высокоточными оптическими приборами.
УОМЗ, «Швабе»

Вода является важным элементом технологического процесса на новейшем гальваническом производстве УОМЗ, представляющем собой целый комплекс автоматизированного оборудования. В него входят многопроцессорные линии нанесения покрытий, цинкования и кадмирования, подготовки поверхностей, химического оксидирования и промасливания сталей, а также линии электрохимического полирования нержавеющих сталей и обработки алюминиевых деталей.

Технология водопотребления, используемая в производстве, проходит с минимальной долей ручного труда и предусматривает очистку гальванических стоков в ходе замкнутого циркуляционного процесса. Исключая вредные выбросы в атмосферу, современное гальваническое производство УОМЗ по праву считается самым экологичным в России.

Вода входит также в состав огнеупорного керамического покрытия, которое используется в процессе литья по выплавляемым моделям (ЛВМ) на рыбинском НПО «Сатурн». На специальном роботизированном участке этим составом покрывают восковые модели лопаток турбин судовых двигателей, чтобы сформировать оболочку, в которую впоследствии будет заливаться металл.

Так изготавливают керамические формы частей двигателей. Восковую модель несколько раз окунают в керамический раствор, после чего просушивают. Затем воск выплавят, а в керамическую оболочку зальют металл.
НПО «Сатурн», ОДК

Вода сыграла огромную роль для зарождения жизни на Земле и продолжает оставаться важнейшим фактором функционирования живых организмов. Эмбрион человека на 97% состоит из воды, а у новорожденных ее объем составляет 77% массы тела.

Переход на новые технологии выхаживания глубоко недоношенных детей, родившихся с экстремально низкой (ЭНМТ) и очень низкой массой тела (ОНМТ), является одной из приоритетных задач, поставленных перед практическим здравоохранением Правительством Российской Федерации. За период 2010–2014 годы в России существенно изменились и обновились стандарты оказания медицинской помощи по профилю «неонатология, акушерство и гинекология». Эти стандарты являются главным стимулом для развития технологий выхаживания новорожденных, снижения младенческой смертности и создания высокотехнологичного неонатального оборудования.

Согласно рекомендованным Всемирной организацией здравоохранения стандартам потенциально жизнеспособными считаются дети, рожденные с массой тела от 500 граммов. Недоношенным считается ребенок, родившийся на сроке беременности до 37 недель и массой тела менее 2,5 килограмм. Когда такой ребенок появляется на свет, медики немедленно включаются в борьбу за его жизнь. На этом этапе особая роль отводится технологиям и оборудованию, позволяющему поддерживать оптимальный температурный режим и создавать комфортные условия для интенсивной терапии и выхаживания ребенка. АО «Производственное объединение «Уральский оптико-механический завод имени Э.С. Яламова» (УОМЗ), входящий в холдинг «Швабе», разрабатывает и производит уникальные инкубаторы для выхаживания новорожденных, неонатальные обогреватели, открытые реанимационные системы и аппараты для респираторной поддержки дыхания новорожденных.

Инкубатор интенсивной терапии новорожденных. В таких выхаживают младенцев с критически малым весом — от 500 до 1500 грамм. Кроме того, они используются для базовой терапии в отделениях патологии новорожденных, реанимационных отделениях, палатах интенсивной терапии специализированных медицинских учреждений.
УОМЗ, «Швабе»

За счет автоматического регулирования микроклимата инкубатор ИДН-03 помогает выхаживать новорожденных даже с экстремально низкой массой тела от 500 грамм. Инкубатор в автоматическом режиме отслеживает и регулирует параметры температуры воздуха и кожи ребенка, концентрацию кислорода, влажность воздуха в детском отсеке, измеряет массу тела новорожденного. Все параметры записываются в память и могут выводиться на дисплей в виде трендов, по которым судят об эффективности проводимой терапии. Инкубатор оснащен встроенными весами, механизмом подъема, наклона и автоматического горизонтирования детского модуля, системой самодиагностики, цветным жидкокристаллическим дисплеем, шестью окнами доступа к новорожденному и местом под рентгеновскую кассету. Дополнительная функция видеомониторинга позволяет родителям наблюдать за своим ребенком в режиме онлайн.

Благодаря оснащению родильных учреждений неонатальной техникой производства корпорации Ростех врачи спасли жизни тысячам малышей. В общей сложности через такие комплексы прошло около 2 миллионов российских детей. Инкубаторы для новорожденных пользуются огромной популярностью во всем мире и поставляются в 30 государств, включая страны Евросоюза.

В Стратегии развития Ростеха до 2025 года рынки медицинского оборудования и биотехнологий отмечены в качестве особо перспективных. Россия должна самостоятельно обеспечивать себя медицинским оборудованием, производить интеллектуальные протезы и экзоскелеты. Эта работа пролегает в русле важнейшего направления разработок Ростеха — развития робототехники с целью дальнейшего вывода на мировой рынок конкурентных продуктов в данной области. Для водных и подводных работ важность подобных наработок особенно актуальна.

Существующая робототехника управляется человеком по принципу «один оператор — один робот». Один из ярких примеров шага в будущее — новая система, разработанная Объединенной приборостроительной корпорацией, которая позволит оператору одновременно управлять целой группой роботов, а также научит машины «думать» и принимать самостоятельные решения. Роботы самостоятельно преодолевают неожиданно возникшие препятствия и применяют автономные сценарии действий с согласия оператора. Испытания программы начались в июне 2015 года.

Один из последних продуктов Концерна «Калашников» — единая боевая группа десантных катеров, палубы которых оборудованы для запуска беспилотных летательных аппаратов.

Возможность передачи видеоизображения в режиме реального времени в радиусе 25 км позволяет обеспечивать постоянный контроль за стратегически важными объектами, определять координаты цели, сохраняя акустическую и визуальную незаметность.

Сейчас Ростех работает над совершенствованием подводных роботов, беспилотных подводных аппаратов.

Подводный роботизированный аппарат «Глайдер-Т», созданный в России, может ориентироваться на глубине без помощи ГЛОНАСС, определять тип проходящих мимо судов по звуку, имитировать ложные цели, затруднять работу гидролокаторов и иных гидроакустических устройств противника. Он способен работать в автономном режиме до 180 суток как самостоятельно, так и в составе группы, и прокладывать маршрут без участия человека.

В комплексе перечисленные в Стратегии направления помогут создать в России высококонкурентные производства. Ростех уже сейчас стимулирует создание в России совершенно новых капиталоемких рынков и рабочих мест с высокой интеллектуальной составляющей.