Конвекционное судно что такое
Коноводное судно
Коноводное судно (коноводная машина, коноводка) — использовавшийся в России исторический тип грузового речного судна, приводимого в движение лошадьми, которые подтягивали судно к якорю (см. принцип действия ниже). Коноводные суда использовались в основном на Волге с начала XIX века, где они заняли нишу прежних расшив.
В более широком смысле — также свободноплавающие суда, «двигателем» которых служили лошади или другие животные. Прежде всего такие суда были популярны в США (см. ниже).
Содержание
Принцип действия
Коноводное судно двигалось следующим способом: на шлюпке вперёд по ходу движения судна завозили якорь с привязанным к нему канатом длиной в 400—600 саженей (800—1200 метров), после чего судно подтягивалось к якорю. Для этого использовался ворот, приводимый в движение лошадьми (оттуда и название). С целью обеспечения равномерного хода судна часто использовали два якоря; таким образом, пока судно подтягивалось к одному якорю, второй успевали отвозить дальше. Способ движения коноводных судов называли завозным.
Лошадей на коноводном судне имелось примерно от восьмидесяти до ста (в зависимости от размера судна), экипаж состоял примерно из семидесяти рабочих. Коноводные суда строились из дерева и были они обычно двухпалубными: на верхней палубе размещался ворот, а на нижней — приводившие его в движение лошади.
Коноводная машина системы Пуадбара представляла собой вертикальную ось, на которую сверху был насажен барабан, выполнявший роль шкива для якорного троса, а снизу в эту ось были врезаны восемь рычагов (вымбовок) для запряжки лошадей. На шкиве были установлены специальные зажимные храпы («собачки») для борьбы с проскальзыванием каната. Также имелась специальная «скамья» (кулачки) для сопровождения каната.
Скорость коноводных судов была очень небольшой, в среднем — не более двадцати-тридцати вёрст за сутки. Однако коноводные суда были вдвое быстрее бурлацких судов, что и обеспечило их популярность.
История
Предшественником коноводного судна были суда «машинные», приводимые в движение волами. Первые машинное судно было построено в Нижнем Новгороде в 1753 году, предназначалось оно для перевозки соли из озера Эльтон по Волге. Опыт использования этих судов был положительным, и в 1758 году в Нижнем Новгороде и Казани началось строительство целой серии (сорок штук) машинных судов. Строительство этих судов было завершено к 1766 году. Все они строились в соответствии с принятым 18 апреля 1757 года Сенатом предписанием: «чтобы в оных судах грузу было не менее 5000 пуд., и построены б были во всём порядочно и прочно…». Эти суда прослужили до семидесятых годов XVIII века.
Также до появления коноводных судов использовались суда приводимые в движение воротом (как и коноводные суда), но ворот вращали не лошади, а люди.
В 1811 году французский механик Жан-Батист Пуадебар изобрёл специальный ворот, приводимый в движение лошадьми (такой ворот называли кабестаном). В том же году кабестанами были оснащены три судна для перевозки соли по реке Каме. Работы велись на Пожвинском заводе уральского промышленника В. А. Всеволожского.
Вот как описывались испытания этих судов в послании соликамского земского суда пермскому губернатору:
19 мая в Усольском промысле сделан был опыт изобретённой г. механиком Пуадебардом машины для подъёма соляных судов против течения реки вместо людей лошадьми. Судно, на котором была поставлена машина, имело длины 27 сажен, ширины 22 аршина. Соли помещено было всего на половину груза около 25 тыс. пудов и когда машина восемью лошадьми приведена была в движение,. тогда… судно против течения реки Камы проходило в 4 минуты 32 сажени. Людей при машине находилось для управления лошадьми — 8, для спуска снастей — 10 и для завоза якорей около 50 человек.
В первый свой рейс (из Пожвы в Нижний Новгород) необычные суда отправились 27 мая 1811. В порт назначения они прибыли 10 июля, опередив бурлацкие суда, которые отправились в путь на пять дней раньше.
Падубар считается, таким образом, изобретателем коноводного судна, однако в 1816 году изобретатель-самоучка Михаил Андреевич (во многих источниках «Михаил Никитин сын»)Сутырин из села Кадницы Нижегородской губернии, бывший крепостным графа Шереметьева, разработал и построил свой оригинальный тип коноводного судна. В отличие от машины Падубара, где лошади вращали шпиль, ходя кругами, в машине Сутырина лошади оставались на одном месте, ходя по вращающемуся диску-платформе. Машина Сутырина имело то преимущество, что лошади утомлялись гораздо меньше; к тому же она была в десять раз дешевле в постройке чем машина Падубара.
Позднее другие изобретатели предлагали свои варианты коноводной машины, но распространения они не получили, в отличие от машин Сутырина и Падубара.
Существует также мнение [1], что Падубар украл проект коноводной машины у Кулибина. Сохранилась незавершённая рукопись Кулибина «Описание вчерне коньми действующия машина»; сличение многих конструктивных решений говорит об идентичности обоих механизмов.
В 1816 году количество коноводных судов на Волге составляло 36, в 1846 году их было двести.
На других реках коноводные суда не получили такого распространения, как на Волге и Каме. В Сибири два коноводных судна использовались на Оби и Иртыше. Они использовались до 1854-55 года, пока их не заменили пароходами.
Позднее (к середине XIX века) коноводные машины заменили суда действовавшие по тому же принципу, но приводимые в движение не лошадьми, а паровой машиной. Такие пароходы называли кабестанами.
Подчалки
Кроме средних существовали малые и большие подчалки. Малые подчалки брали на борт около тридцати тысяч пудов груза (490 тонн), большие — до ста тысяч пудов (1640 тонн). Осадка больших подчалков достигала двенадцати четвертей (около двух метров).
Подчалки в основном использовались для перевозки зерна и железа с уральских заводов, а также для перевозке с реки Белой на нижегородскую ярмарку лесных изделий. В качестве материала при строительстве подчалков на Белой использовали древесину липы и осины, а в Нижегородской губернии — сосны и ели.
Строили подчалки в основном в Балахне и Городце, а также на реке Белой и её притоках.
Свободноплавающие суда с конным приводом
Кроме описанных выше коноводных судов, существовали также свободноплавающие (то есть не связанные с берегом) суда, приводимые в движение лошадьми. Наиболее распространённым типом таких судов были конные паромы, использовавшиеся в первую очередь в США в период с 1790-х по 1920-е годы, хотя первые попытки построить свободноплавающие суда с животным приводом предпринимались намного раньше. В древнеримской книге De Rebus Bellicis (глава XVII), датируемой четвёртым или пятым веком, описывается морской военный корабль, приводимый в движение волами. Примерно в 1690 году свободноплавающие судно с конным приводом было построено в Англии двоюродным братом короля Карла II. Это судно впоследствии использовалось в качестве буксира в доках английского флота; оно было в состоянии буксировать даже самые большие военные корабли. Однако дальнейшего развития эти ранние эксперименты не получили.
Конные паромы в США
Свободноплавающие суда, приводимые в движение лошадьми получили широкое распространение в США, в период примерно с 1790-х по 1920-е годы. Использовались такие суда в основном в качестве паромов. Появились такие конные паромы в конце XVIII века, то есть одновременно с первыми пароходами. Может показаться странным, что конные суда сосуществовали с более технически прогрессивными пароходами, однако конные суда имели определённые преимущества: более простую конструкцию, к тому же они не требовали угля или дров. Кроме того в начале XIX века местные власти часто выдавали монополию на использование пароходов на определённом участке реки определённой компании; следовательно конкурентам не оставалось ничего иного, как использовать другие типы судов.
На ранних американских конных паромах лошади ходили по кругу, вращая ворот, движение которого через передачу передавалось на движитель. Наиболее распространённым движителем было гребное колесо (как на колёсных пароходах), однако встречались и суда с примитивными гребными винтами. Конные паромы с гребными колёсами использовались, в частности в Галифаксе, Новой Шотландии, Филадельфии, Вашингтоне, Сент-Луисе, Нью-Йорке.
В Нью-Йорке в начале XIX века конные паромы успешно конкурировали с пароходами. Тогда в Нью-Йорке существовало не менее восьми разных обслуживаемых конными маршрутов между Манхеттеном, Бруклином и Нью-Джерси. По данным тогдашних газет, приводимый в движение восемью лошадьми паром, бравший на борт двести пассажиров, пересекал Ист-Ривер за время от восьми до восемнадцати минут, то есть примерно с такой же скоростью, что и пароход.
Однако у ранних конных паромов был недостаток — ходящие вокруг ворота лошади требовали большого пространства на палубе, к тому же животные быстро уставали. Чтобы решить проблему недостаточного палубного пространства, стали строить паромы-катамараны, с одной большой палубой над двумя узкими корпусами. Однако на таких судах лошадям приходилось ходить очень маленькими кругами (так как корпуса были узкими), что было утомительно и вредно для животных.
Проблему удалось решить Барнабасу Лангдону (Barnabas Langdon), который в 1819 году получил патент на конный паром новой конструкции. На этом судне лошади шли на месте, вращая своими ногами поворотный круг.
Таким образом можно провести аналогию в ходе развития коноводных судов и конных паромов: и там и там на смену вороту, вокруг которого ходили лошади, пришёл вращающийся диск, который лошади вращали, стоя на месте.
В середине XIX века на смену горизонтальным дискам пришла новая конструкция. Она представляла собой своего рода конвейер установленный под углом, наподобие беговой дорожки. Идя по конвейеру (но оставаясь при этом на месте) лошадь приводила механизм в действие. Такие механизмы использовались в сельском хозяйстве начиная с 1830-х годов для привода различных механизмов.
«Конвейеры» выгодно отличались от горизонтальных дисков компактностью.
Во второй половине XIX века индустриализация начало всё сильнее проявляться в США. Строились новые шоссейные и железные дороги, через реки перебрасывались новые мосты. Таким образом надобность в паромах стала уменьшаться. Конные паромы вполне могли конкурировать с пароходами, но появившиеся в конце XIX века суда с двигателями внутреннего сгорания уже обгоняли конные паромы по всем параметрам.
Исследователи Kevin J. Crisman и Arthur B. Cohn, авторы книги When Horses Really Walked On Water («Когда лошади по-настоящему ходили по воде», исследование об истории конных паромов в Америке) утверждают, что последний конный паром в США действовал на реке Камберленд (Cumberland River) в городке Рим, штат Теннесси (Rome, Tenn) вплоть до конца 1920-х годов. В действие это судно с наклонным «конвейером» приводилось одной слепой лошадью.
Морские суда
В общем случае под термином судно подразумевается любое транспортное средство для перевозки пассажиров/грузов через одно из традиционно не приспособленных для человека пространств — водное, воздушное, космическое или, потенциально, любое другое.
Согласно МППСС [2] (Международные правила предупреждения столкновений судов в море), правило 3а: слово «судно» означает все виды плавучих средств, включая неводоизмещающие суда (напр., на воздушной подушке, экранолёты и т. п.) и гидросамолеты, используемые или могущие быть использованными в качестве средств передвижения по воде.
Термин корабль близок по значению к понятию судна, но не равнозначен ему. Судно — более широкое понятие. Так, гребную лодку или водный велосипед нельзя назвать кораблём, однако они являются судами. Кораблями обычно называются только достаточно большие суда военного назначения или парусные суда с определённым видом оснастки.
Из-за некоего сходства пустыни с морем верблюда метафорически называют «кораблём пустыни».
Содержание
Классификация по используемому источнику энергии
Гребное судно
Судно, приводимое в движение веслами. Гребные суда распологаются где угодно: на палубах кораблей, за бортом на кронштейнах, на пляжах. [4]
Гребное судно является самым древним видом водного транспорта. [5]
Еще в древние времена люди переплывали расстояния на куске дерева, которому в последствии начали придавать определенный вид, используя гребную силу. Древнейшим способом плавания на ссудах является использывание мускульной силы (т. е. когда для плавания человек использует силу своих мышц). Гребными судами являются лодки всех типов, также, каноэ, пирога и другие.
Вполне мореходными оказались гребные суда типа каяка, издавна используемого северными народами для охоты на морского зверя. Известен опыт перехода через атлантический океан на байдарке с надувными бортами и парусным вооружением.
Но не только маленькие суда были гребными. Со 2-ого века до н. э. на боевых кораблях вместе с парусами использовались весла, чтобы придать короблям быстроходности. Веслами гребли рабы. Гребная сила помогала во время боев, потому что в те времена суда использовали в основном таран.
Постепенно этот вид мореплавания уступил место парусным судам, которые в свою очередь устопили другим. Сейчас гребля определяется как вид спорта.
Парусное судно
На парусных судах используется сила ветра с помощью парусов. Парусные суда имеют от одной до пяти мачт. [6] Первые парусные суда появились еще в 3000 гг. до н. э. [7] Они плавали на реках Индии и Китая. Позже паруса использовались на судах Древнего Рима, Египта, Ассирии, Океаниии и других древних народов. [5] Знаменитые викинги открыли Гренландию и Исландию на парусных судах. На протежении двадцати веков парусные суда широко использовались со стороны людей. [8] Первые колесные пароходы также были снабжены мачтами с парусами, которые были незаменими во время бурь.
Парусные суда достигли верхней точки развития в 18-ом и 19-ом веках. Их использовали как для перевозки грузов и пассажиров, так и для военных действий. Появились фрегаты и линкоры, которые имели три уровня пушек в корпусе.
Сейчас парусные суда не используются. Существуют яхты и лодки с парусом, но они предназначены для отдыха и спорта.
Пароход
Пароходы получили большую известность и в России. Вот некоторые российские пароходы:
| Название | Год постройки | Классификация | Комментарии |
|---|---|---|---|
| «Елизавета» | 1815 | Пассажирское судно | Первый российский корабль, на котором была установлена паровая машина. |
| «Александр Сибиряков» | 1907 | Ледокол | Потплен в 1942 году немецким тяжелым крейсером. |
| «Н. В. Гоголь» | 1911 | Пассажирское судно | «Н. В. Гоголь» является самым старым пассажирским судном России. |
| «Володарский» | 1914 | Грузовое судно | в 2000 году судно сгорело в затоне завода «Мидель». |
| «Георгий Седов» | 1907 | Ледокол | На корабле исследовали Северный Ледовитый океан. |
| «Красноярск» | 1905 | Грузовое судно | Корабль закупили из Европы. |
| «Челюскин» | 1933 | Грузовое и пассажирское судно | Судно позднее было отнесено к ледокольным судам. |
| «Святитель Николай» | 1886 | Грузовое и пассажирское судно | В настоящее время судно используется как музей. |
Пароходы имели широкое расспространение по всему миру во второй половине XIX и XX веках. Изначально на них были также укреплены мачты с парусами. Это делалось для того, чтобы в ветренную погоду экономить уголь. Позже паруса были убраны из конструкции пароходов, и остался только паровой двигатель. Позднее гребные колеса на пароходах были заменены на гребной винт. Винт оказался намного эффективнее и придавал большую скорость, чем колесо.
Во время двух мировых войн использовались почти только пароходы, т. е. все военные корабли двигались с помощью пара. В конце XX века пароходы начали уступать свое место новым типам судов, таких как теплоход, электроход и атомаход. Некоторые из них используются и сейчас, но в нашем веке пароходы не имеют особой знаменитости.
Теплоход
Впоследствии теплоходы начали строиться во всем мире по примеру «Вандала» и «Сармата». В России было построено несколько теплоходов. Теплоход имеет более надежный и безопасный двигатель, чем пароход. Теплоход наиболее распространенный вид современных морских судов, занимает около 90% транспортных судов. [13]
Турбоход
Многие известные суда были турбоходами. Например: «Луизитания», «Аврора» и т. д.
Атомоход
Газотурбоход
Судно, использующее энергию Солнца
Большой опыт, накопленный в разработке, изготовлении и эксплуатации судовых энергетических установок на природном топливе, а также развитая инфраструктура его добычи и доставки потребителю, сделали в течение 19-20 вв. это топливо наиболее широко распространённым источником энергии для преобладающего типа судов, составляющих основную долю мирового тоннажа перевозок. Однако перспектива полного израсходования в ближайшие десятилетия невосполнимых запасов этого топлива служит причиной поиска иных источников энергии, к числу которых относится солнечная энергия.
Существует несколько разроботок. Компания Wallenius Wilhelmsen разработала такое судно, которое должно использовать энергию солнца, волн и ветра. [17] Работа над судном началась в 2004 году и должна закончиться в 2025-ом.
Основная конструкция
Материал
Привод
По приводу суда делятся на три группы:
Спасательные средства
Корабли по oбластям применения
Военные корабли
См. Категория:Типы военных кораблей
Старые военные корабли делились на несколько видов:
Вот современные военные корабли:
Грузовые суда
Грузовые суда появились несколько тысяч лет назад и с тех пор не истратили свою популярность, поскольку выполняют очень важную роль для мирового хозяйства и экономики. Перевозят продукты, продовольствие, технику, стройматериалы. Существуют много типов грузовых судов, каждый из которых выполняет определённую задачу. Вот некоторые из них:
Пассажирские суда
Промысловые суда
Вспомогательные суда
Суда выпольняющие второстепенные задачи. Вспоногательные суда не перевозят пассажиров и грузы, не участвуют в битвах, но выполняют некоторые важные задачи: тушение пожаров, спасение потерпевших бедствие. Другие предназначены для развлечения, например, для гонок. Есть талже суда, которые выполняют научную исследовательскую работу.
По размещению корпуса относительно воды
Галерея
Пaрусное судно «Санта-Мария», которое входило в экспедицию Колумба.
а-Навигация или Как развиваются в России автономные суда?
– Александр Савельевич, прошли первые месяцы испытаний морских автономных надводных судов (МАНС) в России. Каковы первые итоги работы грунтоотвозной шаланды «Рабочая» – судна, по сути, открывшего в России эру коммерческих автономных судов?
– Тестирование систем на судах в рамках проекта проходят с сентября прошлого года, после того как были проведены береговые испытания и завершена установка экспериментального оборудования на борту трех судов. Это грунтоотвозная баржа «Рабочая», сухогруз «Пола Анфиса» и танкер «Михаил Ульянов». Также пульты дистанционного управления были установлены на земснаряде «Редут», в офисах «Пола Групп» и СКФ. Ключевая цель этих испытаний – доработать экспериментальные системы до уровня готовых продуктов на основе реального опыта, мнения судоводителей и судовладельцев.
Испытания проходят поэтапно: проверка полноты и точности собираемых навигационных и технических данных, затем работа систем без подключения к исполнительным устройствам судна, после этого проводятся испытания с непосредственным управлением судами в дистанционном и автоматическом режимах, и завершение – демонстрационные рейсы, когда на протяжении продолжительного времени суда будут осуществлять переходы в автономном режиме под контролем экипажа на борту. Учитывая разную специфику в коммерческой эксплуатации этих судов, наибольший объем работ сейчас проделан на «Рабочей». Здесь уже проводятся испытания с непосредственным управлением судном. В ближайшие дни этот этап также начнется на «Пола Анфиса». На «Михаиле Ульянове» мы ждем приезда иностранных специалистов для подключения и тестирования систем к исполнительным устройствам – из-за коронавирусных ограничений эта процедура, к сожалению, занимает несколько месяцев.
| Шаланда «Рабочая» в режиме дистанционного управления / Фото: Фото: АНО «Отраслевой центр «Маринет» |
Результаты сейчас следующие. Новые и существующие системы интегрированы в комплекс и полноценно работают в части передачи и обработки информации между друг другом. Определены более-менее итоговые требования к организации дистанционного управления (т.е. мы знаем, какие параметры каналов связи, какие интерфейсы и данные нужны для регулярной работы, и дорабатываем их). Состоялись первые испытания автоматического режима управления.
Ключевых вопросов, над которыми мы сейчас работаем, два. Во-первых, осуществляется «промышленная» конфигурация оптической системы анализа ситуационной обстановки. Дорабатываются интерфейсы для оператора, в т.ч. виртуальной модели представления как одного из режимов. Создается доступное по цене аппаратное решение для распознавания и определения параметров объектов в видимом и ИК диапазонах. Во-вторых, идет доработка автономной навигационной системы в части интерфейсов и алгоритмов автоматического расхождения. Последнее является сейчас самой главной задачей: Росморречфлотом опубликованы рекомендации по применению МППСС-72 в автоматических системах, работа АНС должна полностью соответствовать им – практические же результаты пока не позволяют говорить об успехе, еще остается очень много ошибок.
Работу над алгоритмами ведет компания «Кронштадт Технологии» совместно с Высшей школой теоретической механики петербургского Политеха. Рассчитываю, что к маю включительно они успешно справятся с этой задачей. Когда это будет сделано – можно будет переходить к завершающему этапу демонстрационных рейсов.
Также накоплен целый ряд задач для развития: от создания дистанционно управляемых РЛС на борту до интегрированных терминалов для связи с судовым радиооборудованием. Именно практический опыт эксплуатации дает нам сейчас неоценимые знания. Не только обучение уже разработанных систем, но и понимание того, какие еще системы будут нужны в будущем и с какой функциональностью.
– Национальный эксперимент предполагает использование готовых технических систем автономной навигации (а-Навигации) на любых судах под российским флагом в коммерческой деятельности в рамках нового регулирования. Завершающим этапом внедрения нового регулирования является принятие федерального закона, который был внесен в правительство Минпромторгом в ноябре прошлого года и сейчас находится на согласовании в правительстве, и нескольких подзаконных актов Минтранса. Думаю, что принятие этих документов должно произойти к лету этого года. Тогда же завершится доработка технических средств в рамках проекта «БЭС-КФ» и пройдут демонстрационные рейсы. Они, помимо прочего, должны стать своего рода PR-инструментом привлечения судоходных компаний к эксперименту, демонстрацией того, что системы готовы к использованию.
Отличие опытной эксплуатации МАНС в рамках национального эксперимента от испытаний (опытной эксплуатации) в рамках проекта «БЭС-КФ» состоит именно в степени готовности технических и правовых средств. Так, если в рамках «БЭС-КФ» оборудование а-Навигации установлено как дополнительное, без изменения класса судна, и предполагает его постоянную доработку, то в рамках национального эксперимента системы а-Навигации уже будут устанавливаться как завершенное вспомогательное оборудование на борту, одобренное классификационным обществом и добавляющее автономный класс судну.
– Какие моменты проекта «БЭС-КФ» стоит выделить?
– Конечно же, это те особенности, которые делают его уникальным в мировом масштабе. Во-первых, мы от отдельных технических экспериментов подошли к комплексной задаче применения а-Навигации на практике. Для этого выработали свою методологию на основе функционального подхода (принцип полной функциональной эквивалентности), которая позволила нам определить пробелы в технике и в правовой базе, и разработать решения для их устранения, причем, в рамках существующего международного регулирования. В соответствии с этим мы разработали регуляторику и новые технические решения.
Новые технические решения на сегодня – это три новых типа систем: автономная навигационная система (АНС), которая автоматически интегрирует все навигационные данные, оценивает обстановку и рассчитывает маневры в соответствии с МППСС-72 и параметрами судна; оптическая система анализа ситуационной обстановки (ОСА), которая позволяет визуально/оптически определять объекты вокруг судна в автоматическом и дистанционном режимах; пульт дистанционного управления (ПДУ) – своего рода ходовой мостик судна за пределами судна.
Они дополняют широкий спектр уже используемых конвенционных систем – автопилоты и системы движения по маршруту, системы управления техническими средствами судна, радиолокационные станции, АИС и другое навигационное оборудование, средства внутреннего видеонаблюдения, радиооборудование и сигнальное оборудование – и вместе с ними позволяют создавать комплекс а-Навигации на существующих судах. Т.е. это еще один важный момент: мы создаем средства не только для новых судов, но и для модернизации существующего флота до уровня автономного.
– Чем заинтересовал проект «Совкомфлот», «Росморпорт» и «Полу Райз»? Какие еще компании, связанные с эксплуатацией судов, проявляют интерес к данной теме?
– Правильнее адресовать первый вопрос непосредственно судовладельцам. Мое мнение, что указанные компании – это лидеры российской отрасли, и они не только заинтересованы во внедрении новых технологий у себя, но и в развитии российских морских технологий в целом. Поэтому их участие в проекте – это бесценный вклад в развитие отрасли страны, в наш приоритет в а-Навигации.
В то же время, все понимают, что развитие автономной навигации – это очевидный тренд в мировой отрасли, который рано или поздно затронет все компании. Поэтому те, кто первыми получат практический опыт, научатся интегрировать эти технологии в свою практику и политику, подготовят опытные кадры – получат и конкурентные преимуществами перед остальными.
Поэтому интерес проявляют многие из компаний, как в России, так и за рубежом. Постепенно этот интерес трансформируется в конкретные планы – у российских компаний в первую очередь, поскольку именно у нас будут необходимые правовые условия в отличие от других стран. Вы наверняка слышали о первых соглашениях о намерениях оснастить свои суда системами а-Навигации, подписанными компаниями Sea Energy и MCC, сейчас обсуждаются новые соглашения. Безусловно, компании ждут завершения принятия необходимых нормативных документов и обещанных мер стимулирования первых внедрений со стороны государства.
– Как сегодня решаются вопросы гражданской ответственности и страхования для МАНС?
– В проекте Федерального закона «О внесении изменений в Кодекс торгового мореплавания Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации в части правоотношений, возникающих при использовании автономных судов» указано, что в отношении МАНС действуют те же нормы, что и для традиционных судов. Т.е. наличие на борту таких высокоавтоматизированных систем, как средства а-Навигации, не превращает суда во что-то новое, не меняет гражданских правоотношений между судовладельцами, грузоперевозчиками, страховыми компаниями и т.д.
– Как удалось убедить российские классификационные общества стать одними из первых в мире в процессе регулирования эксплуатации беспилотных судов?
– Мой опыт работы со специалистами Российского морского регистра судоходства говорит, что это очень квалифицированные и вполне прогрессивные люди – поэтому их не требовалось как-то по-особенному убеждать. Они прекрасно видят тренды в развитии отрасли, видят появление технических систем а-Навигации – и как только появилась конкретика, с которой они смогли начать работать, они включились в работу. На мой взгляд, сегодня РС обладает наиболее полным и продвинутым видением и регулированием МАНС среди классификационных обществ мира – и думаю, что они смогут извлечь из этого выгоды в своей работе. Первые судоходные компании, первые производители систем, первые классификационные общества – они все, безусловно, несут на себе риски и нагрузку, связанную с внедрением новых, не имевших аналогов в мире, технологий, но они же имеют возможности и конвертировать свой приоритет в преимущества.
– Первенство в вопросах создании нормативной базы стало предметом нашей гордости. Но принципиальным вопросом, возможно, является не законодательство, а технические стандарты автономной навигации. Какие шансы у российских компаний войти в число их разработчиков? И какие наши технические решения могут лечь в основу этих стандартов?
– Мы сейчас работаем только с информационными системами, с управлением, не затрагивая принципиальную конструкцию судна – что может в дальнейшем стать интересной задачей уже для судостроителей. В нашей же области я не вижу каких-то новых фундаментальных технических стандартов, которые возникают в рамках а-Навигации: та же ИМО однозначно ссылается на существующие межотраслевые стандарты по обмену данными, кибербезопасности и т.д. Как я говорил, мы не меняем, а встраиваемся в существующий ландшафт.
Новые стандарты могут возникнуть на более высоком уровне, в отношении новых типов систем: как будут типизироваться эти системы, какие требования к ним будут предъявляться. Здесь, безусловно те, кто первыми покажет на практике работающие решения, которые примут судовладельцы, будут определять эти стандарты. Например, три упомянутых выше новых системы, АНС, ОСА и ПДУ – это новые типы систем, которые пока созданы только нашими компаниями, поэтому есть все шансы, что они станут отраслевым стандартом.
– Главную роль в развитии автономных судов будут играть технологии искусственного интеллекта. Машина будет решать, какой выбрать курс. Какие перспективы у нас в этой области?
– Честно говоря, мы избегаем термина «искусственный интеллект» из-за слишком расплывчатого его толкования. Из-за этого возникает путаница и беспредметные в нашем случае дискуссии о правосубъектности «искусственного интеллекта» или его независимости от человека.
Лично я, как старый айтишник, придерживаюсь понимания этого термина как выполнение компьютерными системами тех функций, которые человек реализует при помощи своего интеллекта. В этом смысле современный холодильник вполне наделен возможностями искусственного интеллекта, когда автоматически регулирует термостат для поддержания нужной температуры или сигнализирует о неплотно закрытой двери. Ведь еще совсем недавно эти задачи мог выполнять только человек на основе своих наблюдений и опыта. Но это не делает холодильник ни равным человеку, ни самостоятельным субъектом.
Машина не будет решать, какой курс выбрать. Какой маневр выполнить в той или иной ситуации, решают люди: написавшие детерминированные для машины алгоритмы программисты и математики, разработавшие для этих алгоритмов однозначные сценарии и правила эксперты в судовождении, утвердившие для судоводителей правила МППСС-72 представители стран в ИМО. Машина просто в точности выполняет решения человека, которые в нее заблаговременно им заложены.
В России есть достаточно много сильных экспертов в информационных технологиях, математике и судовождении, у них появляется уникальная возможность реализовывать свой потенциал по развитию систем а-Навигации на практике. Поэтому я оптимистично смотрю на наши перспективы в этой области.
– Вы фокусируетесь на автоматизации процессов судовождения, но львиную долю в работе экипажа на судне составляет ремонт и обслуживание техники. Как будут решаться эти вопросы?
– Уверен, что успешно. Повышением уровня автоматизации технических средств сейчас занимаются многие машиностроители. Например, в Китае очень активно идут работы над «умным судном», именно в части автономных средств по управлению и обслуживанию техники на борту. Различные производители двигателей и судового оборудования по всему миру уже обеспечивают и предиктивное обслуживание и ремонты, и дистанционное обслуживание, и т.д. Уже сейчас применяются суда с необслуживаемыми машинными отделениями, с соответствующим классом автоматизации – когда для выполнения штатных функций не требуется присутствие человека.
Мы же сейчас фокусируемся на задачах именно судовождения, когда не требуется присутствие человека уже на мостике – здесь пока необходимых решений нет ни у кого в мире.
– Вы говорили о большом интересе к технологии МАНС со стороны частных компаний (Wartsilla, ABB, RR, Kongsberg). Но это всё технологические компании, производители оборудования. В тоже время по мнению ряда представителей судовладельцев, например, BIMCO, автономные суда будут намного дороже традиционных, и перспективы беспилотных судов не так безоблачны. По оценкам отдельных экспертов, расходы на экипаж торгового судна за 20 лет жизненного цикла составляют около 20% от стоимости судна. Делались ли какие-то прогнозы, насколько МАНС будут дороже традиционных судов? И насколько изменятся эксплуатационные расходы автономных судов?
– Любые новые технологии сначала дорогие, а затем – по мере увеличения зрелости и масштаба применения – становятся дешевыми и доступными. Еще двадцать лет назад сотовые телефоны были по карману только очень богатым потребителям. Сегодня мобильные устройства вешают на ошейник собакам, поскольку их цена и стоимость мобильной связи стали сопоставимы с ценой этого самого ошейника.
Безусловно, первыми выгоду из новых технологий а-Навигации извлекут судовладельцы с высокотехнологичными, дорогими судами: здесь стоимость судна, его эксплуатации, в т.ч. затраты на экипаж, будут на порядок превосходить затраты на средства е-Навигации. Особенно, с учетом того, что на таких судах объем модернизации, фактически, сведётся к установке двух новых систем – АНС и ОСА – и ПДУ на берегу; а остальными системами, которые нужны для а-Навигации, такие суда уже, как правило, оснащены. Сейчас стоимость модернизации такого современного судна до уровня автономного сопоставима со стоимостью традиционного навигационного оборудования на борту.
Главный экономический эффект от его использования – повышение безопасности, что является ключевым экономическим фактором для крупных пассажирских судов, танкеров, контейнеровозов: везде, где цена инцидента неизмеримо выше, чем затраты на а-Навигацию. Второй эффект – автоматизация рутинных функций, лучшая ситуационная осведомленность и контроль снизят нагрузку на членов экипажа и, как следствие, необходимое количество экипажа на борту. Как очень грубая и субъективная оценка: затраты на одного квалифицированного офицера на борту перекрывают дополнительные затраты на спутниковую связь и сопровождение, требуемые системами а-Навигации – причем, например, стоимость спутниковой связи стабильно снижается, а стоимость труда так же стабильно увеличивается.
С учетом этих двух факторов, в долгосрочной перспективе увеличение эксплуатационных затрат, связанное с а-Навигацией, будет компенсироваться даже небольшим частичным сокращением экипажа на борту – т.е. а-Навигация станет едва ли не единственным за последние десятилетия инструментом повышения безопасности судоходства, который не повлечет за собой дополнительных расходов судовладельцев.
– ИМО говорит о четырех уровнях автономности МАНС, два из которых базируются на дистанционном управлении судов с берега. Как будет осуществляться дистанционное управление судна без экипажа в случае потери связи?
– ИМО определило четыре уровня автономности:
1. МАНС управляется экипажем, системы а-Навигации используются для части функций и как системы поддержки принятия решений;
2. МАНС управляется дистанционно, но на борту присутствует экипаж;
3. МАНС управляется дистанционно, на борту нет экипажа;
4. МАНС полностью управляется автоматически.
Это именно уровни автономности, а не классы или технические типы судов, определенные, во многом, в целях Regulatory Scoping Exercise – анализа ИМО того, какие регуляторные нормы в том или ином случае могут потребовать изменений. Одно и то же судно может функционировать в разных уровнях автономности в течение одного и того же рейса. Например, первый уровень при выходе и заходе в порт, четвертый при переходе в открытом море в нормальных условиях, 2 и 3 – при сложных или нештатных ситуациях.
В нашем подходе приоритет отдается автоматическому управлению, под него «заточены» наши системы – а дистанционное или традиционное требуется только тогда, когда невозможно или ограничено применение автоматического. У нас есть все три варианта и набора средств управления судном: традиционный, дистанционный и автоматический. И, если, дистанционный – как один из способов – оказывается недоступным, могут использоваться два других.
Если не борту нет экипажа и прервалась связь, то судно будет идти в автоматическом режиме – с немедленной нотификацией судоходной компании о потере связи. Если при этом оно окажется в условиях ограничений для автоматического режима, то судно перейдет на минимально допустимую скорость движения по первоначально заданному маршруту с сигнализацией «Судно лишенное возможности управляться» согласно МППСС-72. Сейчас именно такой алгоритм предусмотрен в рекомендациях Росморречфлота и в АНС, когда условия запрещают автоматический режим, а человек не взял управление на себя после соответствующей сигнализации со стороны АНС.
– Ваша концепция а-Навигации предполагает следующие этапы внедрения автономной навигации в морскую практику: сосуществование, переход и доминирование. Согласно ней, на втором этапе появятся специальные зоны мореплавания для автономных судов, и движение МАНС будут контролироваться едиными службами навигации. Что вы называете этим термином?
– Под едиными службами навигации я понимаю региональные и глобальные центры, контролирующие и при необходимости управляющие автономными судами в своей зоне ответственности.
С одной стороны, это развитие существующих береговых СУДС, при котором оператору системы становится доступна вся информация о движении и состоянии судна для контроля, и он может как прямо осуществлять диспетчирование движения группы судов (задавая маршруты), так и непосредственно управлять движением судна. Уже сегодня известны случаи, когда операторы СУДС идентифицировали угрозу аварии, но не могли связаться с экипажем или экипаж игнорировал их предупреждения. Такие аварийные ситуации можно было бы предотвратить, если бы оператор СУДС смог взять управление на себя.
С другой стороны, это консолидация дистанционного управления судами вместо отдельных, индивидуальных пультов управления. Если вмешательство человека нужно только изредка и, как правило, только в определенных акваториях, нет смысла постоянно держать выделенного опытного судоводителя за каждым судном на протяжении всего рейса. Но это возможно только на втором этапе, когда зрелость технологии а-Навигации и доверие к ней позволят пересмотреть некоторые из текущих нормативных требований.
Сама идея трехэтапного подхода состоит в плавном внедрении а-Навигации в существующих условиях. На первом этапе (Сосуществование) подавляющее большинство судов будет управляться традиционно, поэтому МАНС должны будут соответствовать существующему регулированию и практике традиционных судов. На основе обширного практического опыты первого этапа можно будет сформулировать всеобъемлющие технические и правовые требования к МАНС, и перейти ко второму этапу (Переход или Transition). На нем появится специфичное регулирование, которое вместе с экономией на масштабе приведет к дальнейшему снижению эксплуатационных расходов для МАНС и к расширению их применения. А на третьем этапе новое регулирование, специфичное для а-Навигации, будет распространено и на традиционные суда: например, в части обмена информации или наличия телекоммуникаций на борту – т.е. регулирование плавно изменится от ориентированного на традиционные суда на ориентированное на МАНС.