Вертолетные технологии для офшора
29.03.2012
Тема удовлетворения потребностей нефтегазового сектора остается наиболее актуальной среди ведущих производителей вертолетов. При этом основной вектор приложения усилий направлен на разработку, как самих вертолетных платформ, так и бортовых систем, обеспечивающих безопасность полетов с нефтяных и газовых платформ. Но только ли сиюминутные финансовые выгоды привлекают участников рынка?
Летающие платформы для шельфа
Среди предложений, с которыми выступают мировые вертолетостроители можно отметить несколько вертолетных платформ. Так AgustaWestland предлагает трехдвигательный AW101 (примерная стоимость – $26,6 млн.), который способен перевезти до 30 пассажиров на расстояние 1020 км со скоростью 280 км/ч. Грузоподъемность вертолета составляет 5,4 тонны на внешней подвеске. Компания Eurocopter делает ставку на ЕС225 Super Puma, который в последней своей версии Mark II (примерная стоимость – $22,6 млн.) имеет 25 пассажирских мест. На средней крейсерской скорости 260 км/ч вертолет преодолевает расстояние в 820 км. Грузоподъемность машины составляет 5,7 тонн. Компания Sikorsky Aircraft делает ставку на двухдвигательный S-92 (примерная стоимость – $21,9 млн.), который вмещает до 24 пассажиров. Крейсерская скорость вертолета – 260 км/ч, практическая дальность – 1000 км, грузоподъемность — 4,5 тонны. В той же весовой категории российские Ми-8АМТ/171, стоимость которых колеблется от $ 2,4 млн до $ 15 млн. Вертолеты перевозят в среднем 26 пассажиров на расстояние до 630 км. Используются на работах в составе авиаотрядов, обеспечивающих работу на шельфе. Так в 2001 году «Ютэйр» и «Газпром авиа» заключили сделку на приобретение 79 таких машин с поставкой в 2012-2016 годах. Ставку российские вертолетостроители делают на глубоко модернизированный Ми-8М и Ми-38 (ориентировочная стоимость – $12 млн.), который сегодня проходит летные испытания. Наряду с повышенной эффективностью и грузоподъемностью, Ми-38 будет обладать увеличенной до 1300 км дальность, что делает ее крайне привлекательной для офшорных операций.
Вместе с тем производители связывают большие надежды с разработкой перспективных проектов ориентированных на шельфовые полеты. Их реализация вполне может привести к существенным изменениям во всей вертолетной индустрии. Здесь стоит отметить планы создания первого коммерческого конвертоплана Bell/Agusta BA609. Компании Sikorsky и Eurocopter также работают над созданием «винтокрыла». Перспективные разработки по двум проектам ведутся также в рамках компании «Вертолеты России». Соосный Ка-92 должен развивать скорость 426 км/ч, а комбинированный вертолет Ми-X1 КБ им. Миля – 463 км/ч).
Тем не менее, по состоянию на сегодняшний день среди тяжелых моделей вертолетов две являются самыми важными для нефтегазовой отрасли, это Eurocopter EC225 и Sikorsky S-92. Применительно к российским условиям, например, перспективам обслуживания Штокмановского месторождения, они, наряду с российским Ми-38, вполне могут составить конкуренцию друг другу.
Специфика обслуживания Штокмановского месторождения заключается в необходимости сделать ставку на тяжелые вертолеты, и требования тендера от «Штокман Девелопмент АГ» на вертолетные услуги могут выполнить, прежде всего, AgustaWestland AW101, Eurocopter EC225, Ми-171/172 и перспективный Ми-38. Правда, из этого перечня только базовые «Ми» и EC225 сертифицированы в России, а у российских операторов есть опыт эксплуатации только милевской машины. Eurocopter активно обсуждал с «Газпромавиа» поставку пяти EC225 в рамках реализации программы освоения Штокмановского месторождения, но сделка не состоялась.
Комплекс, обеспечивающий уникальные возможности
Уникальные возможности, которыми по факту должен обладать «шельфовый» вертолет, формируются комплексом свойств платформы и оборудования, установленного на ней. Все это обеспечивает наилучшую производительность и диапазон применения. По словам Микаэла Милея, старшего менеджера по маркетингу компании Eurocopter в области нефтегазового направления, существует определенный набор оборудования, наиболее востребованный офшорными операторами. К ним относится цифровая автоматическая система управления полетом (AFCS), которая обеспечивает выполнение поисково-спасательных операций в зоне побережья, точное зависание над нужной точкой в морской акватории или на побережье, автоматическое управление при отказе двигателя в режиме крейсерского полета или в режиме зависания. Также востребованными являются антиобледенительные системы, система контроля технического состояния (HUMS), обеспечивающая эксплуатацию техники «по состоянию», система предупреждения столкновения с землей (HTAWS – Helicopter Terrain Awareness and Warning System), система предупреждения столкновения воздушных судов в воздухе (TCAS) и программы управления полетными данными.
Двухдвигательный EC225, созданный в 2004 году, имеет на вооружении этот комплекс оборудования. Модель EC225 была разработана с возможностью поддерживать полет в условиях обледенения и хорошо приспособлена для выполнения задач в сложных погодных условиях. Компания Eurocopter оснастила стандартную конфигурацию вертолета современным радионавигационным оборудованием, обеспечивающим безопасность. К нему относятся: радиосистемы и системы внутренней связи, автоматического зависимого наблюдения – Broadcast (ADS-B) с поддержкой транспондеров (технологическое решение, определяющее координаты самолета используя для этого систему GPS и транслирующее их и другие данные (высота, скорость, рейс и пр.) о полете как в наземные центры диспетчерам, так и другим самолетам) и другие. Кроме того, оснащение вертолета подъемной лебедкой и управляемым прожектором упрощает выполнение вертолетом поисково-спасательных операций.
Между тем, S-92 использует системы, аналогичные EC225, а также располагает некоторыми уникальными возможностями. Компания Sikorsky подчеркивает, что кроме всего прочего у S-92 больше полезный объем, хороший обзор из кабины, а топливо размещено на значительном удалении от пассажиров. Среди других особенностей энергоемкие шасси, коррозионная стойкость, защита от птиц и молнии, система защиты от обледенения ротора, аварийный радиомаяк (ELT), безопасные сиденья, сбрасываемый фонарь кабины, три люка, используемые при чрезвычайных ситуациях, спасательный плот и система освещения аварийных выходов. Усиленная трансмиссия, разработанная для более тяжелой военной версии H-92 в настоящее время предлагается на новых S-92S, а также доступна при модернизации. Компания Sikorsky также сообщила, что может представить технологии своего H-92 на свои гражданские модели.
Участвуют все!
Но не только производители вертолетов озабочены внедрением конструктивных мероприятий, обеспечивающих безопасность экипажей и пассажиров летательных аппаратов. Ряд компаний разрабатывают технологии и комплекты оборудования, также призванные содействовать безопасности на вертолетном транспорте.
Российские компании в числе тех, кто предлагает свои наработки и оборудование для оснащения вертолетов. Среди них интегрированный бортовой комплекс вертолета Ми-17 (ИБКВ-17) от ЗАО «Транзас Авиация». Комплекс предназначен для оснащения новых вертолетов типа Ми-8МТВ-1, Ми-17В-5 или модернизации уже эксплуатируемых вертолетов с целью расширения спектра решаемых ими задач, повышения регулярности и безопасности полетов, сокращения членов экипажа до двух пилотов. Он обеспечивает: пилотирование и навигацию вертолета днем и ночью в простых и сложных метеоусловиях экипажем, состоящим из 2-х пилотов; инструментальный заход на посадку; неточный заход на посадку по сигналам GPS/ГЛОНАСС; автоматический контроль работы общевертолетного оборудования; повышение безопасности полета при помощи современных средств навигации, посадки и связи; безопасность маловысотного полета за счет применения системы раннего предупреждения приближения к земле вертолетов.
В 2010 году компания подписала контракты с одним из ведущих мировых производителей вертолетов компанией «Eurocopter» и ее дочерней компанией «Еврокоптер-Восток» по оснащению воздушных судов (ВС) бортовым оборудованием. Среди комплектов оборудования: система раннего предупреждения приближения к земле (СРППЗ) ТТА-12Н; спутниковый приемоиндикатор TSS, работающий по сигналам ГЛОНАСС/GPS, многофункциональный 12-дюймовый индикатор TDS-12 для оснащения вертолетов ЕС-135. Кроме того достигнутого соглашение об оборудовании этих вертолетов поисковыми прожекторами TSL-1600 производства «Транзас Авиации». Наряду с оснащением вертолетов EC-135 планируется установка оборудования производства ЗАО «Транзас Авиация» на вертолеты EC-175.
Но, возможно, самую амбициозную технологию представила Aero Sekur. Основным посылом предложения стало то, что гибель людей в результате аварии вертолета можно предотвратить с помощью вновь изобретенных надувных систем амортизации, которые развертываются перед ударом. Поставщик аэрокосмических систем безопасности Aero Sekur объявил о намерении выпустить подобный продукт для гражданского и оборонного рынков в 2012 году.
Марк Батлер, исполнительный директор Aero Sekur, сообщил, что система амортизации будет сочетать в себе две разработки. Во-первых, это технология Aero Sekur, предназначенная для сохранения вертолета в вертикальном положении и на плаву после незапланированной посадки на воду. Во-вторых — вентилируемые подушки, которые первоначально были разработаны в рамках программы ЕКА ExoMars для помощи марсианским зондам. Они будут надуваться гелием при нажатии специального клапана — вручную или автоматически в зависимости от требований заказчика. Систему снабдят также «марсианскими» датчиками, которые гарантируют благополучное приземление, ибо определяют ориентацию аппарата относительно любых (к примеру, неровных или наклонных) поверхностей. В целом система, как ожидается, добавит вертолету всего 150 кг веса.
В поисках верного пути
Производители стремятся увеличить навигационные возможности офшорных вертолетов за счет развития и применения таких технологий, как ADS-B, позволяющая пилотам в кабине самолета и диспетчерам на наземном пункте, «видеть» трафик движения воздушных судов с большей точностью чем это было доступно ранее и получать аэронавигационную информацию, MLAT (Multilateration), которая разрабатывалась военными для точного определения местоположения самолетов (ВС), многие из которых «не хотели» бы быть увиденными, технологии точной системы посадки.
По данным отраслевой ассоциации нефти и газа Великобритании (Oil and Gas UK), новая система слежения (WAM) над Северным морем, которая начала действовать в декабре 2010 года, позволяет отслеживать положение вертолетов в реальном масштабе времени, которые не отображаются с помощью радаров. Система использует сигналы передатчиков и приемников, установлены на 16 нефтяных и газовых платформах в центральной Северного моря, и обслуживает площадь в 25000 квадратных миль. Oil and Gas UK отмечает, что ранее при использовании береговых радаров отслеживались вертолеты, летавшие на расстоянии менее 80 миль от берега. Новая система обеспечивает контроль рейсов на всем пути от берега до платформы.
Ответственный исполнитель, компания Sensis утверждает, что система использует те же стандарты и процедуры, что и традиционные сети радаров, но с более высокой скоростью обновления и больше точность позиционирования. Она может отслеживать полеты с использованием транспондеров (приемопередающее устройство, посылающее сигнал в ответ на принятый сигнал) в режимах S, A/C или ADS-B.
Транспондер вертолета при удалении от береговой радиолокационной зоны, получает сигнал от платформы, которые он ретранслирует. Приемники на каждой из четырех платформ, получив этот сигнал, передают данные в диспетчерский пункт аэропорта в Абердине. Даже три полученных сигналов позволяют определять положение вертолета. Четвертый повышает точность и обеспечивает избыточность.
В июне 2011 года, Sensis объявила, что она была выбрана Avinor, норвежским оператором аэронавигационных услуг, для развертывания системы ADS-B для ведения наблюдения за офшорными вертолетами в части Северного моря, прилегающей к этой стране. Она будет состоять из наземных и морских станций и позволит обеспечить эшелонирование между воздушными судами не менее чем в 5 миль. Американский вертолетный оператор PHI уже применил ADS-B технологию на S-92S, обеспечивающих нефтегазодобычу в Мексиканском заливе. Это дало четырехкратное превосходство в управлении воздушными судами по сравнению с предыдущей системой.
Разработкой и проверкой новой спутниковой системой (SBAS) для офшорной схемы захода на посадку (SOAP) занимаются компании Helios и английская CAA. Тесты такой системы захода на посадку проводились в январе 2011 года с использованием вертолета Super Puma на нефтяной платформе Беатрис в Северном море. При этом летчики получили более точные и удобные методы по сравнению с традиционными.
Еще несколько функций
Жюль Брунбюкс, вице-президент по безопасности эксплуатации вертолетов в Eurocopter, дополняет список полезных функций. По его словам компания теперь может интегрировать данные из широкозонной усиливающей системы (WAAS), что значительно облегчит посадку вертолета на нефтяных платформах, особенно при плохих погодных условиях.
Система WAAS (Wide Area Augmentation System) служит для повышении точности позиционирования навигационных GPS систем. Например, в США она содержит более 20 базовых станции (WRS), расположенных на всей территории страны. Каждая их станций оборудована GPS аппаратурой и специальным программным обеспечением, предназначенным для приема GPS сигналов, анализа полученных измерений, вычисления ошибок ионосферы, отклонений траекторий и часов спутников. Эти данные передаются на центральную станцию управления (Master Station – WMS), где повторно обрабатывается и анализируются с учетом измерений, полученных со всех базовых станций сети. Затем корректирующая информация передается на геостационарные спутники и уже оттуда ретранслируются пользователям. В России, при отсутствии базовых станций системы, использование сигналов WAAS не только не улучшает, а даже ухудшает точность определения позиции. По крайней мере, в профессиональной навигационной аппаратуре. Передаваемые поправки псевдодальностей, измерены и вычислены для спутников, расположенных над территорией Европы. Однако, как было заявлено Юрием Урличичем, директором-генеральным конструктором ОАО «Российские космические системы», Россия начала работы по размещению станций системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ) для повышения точности и надежности работы навигационной системы ГЛОНАСС за рубежом. «Первая зарубежная станция уже построена и успешно функционирует в Антарктиде, это станция «Беллинсгаузен». Тем самым обеспечены необходимые условия для непрерывного глобального мониторинга навигационных полей космических аппаратов ГЛОНАСС. Работа по расширению сети наземных станций будет продолжена, и за рубежом будет размещено еще несколько», – сказал он.
Технологии избыточные и обязательные
Недавно одну технологию, разработанную на случай аварийного приводнения вертолета признали слишком продвинутой. Дело в том, что «умные» аварийные радиомаяки – АРМ и портативные радиобуи (ПРБ) отключались при обнаружении сигнала другого радиобуя в определенном радиусе, упрощая поисково-спасательные операции. Однако для офшорных вертолетов это оказалось непригодным, так как «не умные» маяки в этом случае портят всю картину, лишь затрудняя поиск, так как все «умные» при этом отключаются.
В качестве примера такого положения дел можно привести ложную тревогу образца октября 2010 года, которую вызвал аварийный радиобуй неизвестного судна, сработавший на севере Тихого океана. В район работы радиобуя с Камчатки вылетел самолет ВМФ России Ил-38, а из США – «Геркулес» С-130. В поисках также участвовало итальянское судно «Джованни Боттглиер». Буй был найден в 170 милях от Петропавловска-Камчатского. Но, ни обломков, ни плавающих предметов, ни масляных пятен не обнаружено.
Что касается оснащения российских воздушных судов аварийными системами, обеспечивающими поиск, то согласно поручению Президента страны правительству, до 31 декабря 2012 года весь авиатранспорт России должен быть оборудован аварийными радиомаяками системы КОСПАС-САРСАТ. В системе используется несколько спутников, расположенных на круговых околополярных орбитах высотой 800-1000 километров и оснащенных радиоаппаратурой для обнаружения сигналов бедствия, передаваемых аварийными радиобуями, и ретрансляции их на наземные станции приема и обработки информации. В соответствии с межправительственным соглашением, как минимум два из нескольких спутников, находящихся на орбите, должны быть российскими. В России выпускается и используется несколько типов аварийных спутниковых радиобуев, работающих в системе КОСПАС?САРСАТ на частотах 121,5 МГц и 406,025 МГц.
Таким образом, очевидно, что вертолетостроительные компании и фирмы, участвующие в разработке и строительстве оборудования для вертолетов серьезное внимание уделяют сектору офшорных перевозок, как наиболее динамичному. Они, как никто другой, понимают, что реализация перспективных проектов тут вполне может привести к существенным изменениям во всей вертолетной индустрии. А здесь главное – быть первым.
