Что такое биус корабельные автоматизированные системы управления
Корабельные боевые информационно-управляющие системы
В военно-морских силах капиталистических государств, входящих в агрессивный блок НАТО, большое внимание уделяется созданию и совершенствованию корабельных боевых информационно-управляющих систем (БИУС), позволяющих в значительной степени повысить эффективность боевого использования сил и средств флотов.
В настоящее время в НАТО разрабатываются корабельные БИУС, которые решают задачи, связанные с ведением боевых действий как оперативных соединений ВМС, так и отдельных кораблей.
Первые устанавливаются на кораблях большого водоизмещения и представляют собой комплексные системы управления с цифровой обработкой данных, в которых группа операторов (несколько десятков человек) с помощью индикаторных и периферийных устройств взаимодействует с ЭВМ, являющейся ключевым элементом этих систем.
Первичная информация, поступающая от различных корабельных и самолётных средств разведки (двух- и трёхкоординатных РЛС обнаружения воздушных и надводных целей, станций радиотехнической разведки, аппаратуры опознавания, гидроакустических станций, инфракрасных, лазерных и телевизионных устройств наблюдения), накапливается в БИУС и отображается на нескольких индикаторах группы операторов обнаружения. Данные о воздушных, надводных и подводных целях фиксируются на разных индикаторах.
После обнаружения и захвата целей другая группа операторов сопровождает воздушные (автоматически и полуавтоматически) и надводные (полуавтоматически) цели по данным РЛС, а подводные лодки — по данным ГАС. Кроме того, надводные и воздушные цели сопровождаются по данным радиотехнической разведки и средств наблюдения оптического диапазона.
При сопровождении целей вычисляются их текущие координаты и курс, которые воспроизводятся на экранах индикаторов, где по сумме признаков первичной информации отображаются также все другие определяемые характеристики целей.
Первичная информация в БИУС данного класса поступает от всех кораблей (самолётов), входящих в состав оперативного соединения. В ВМС стран НАТО для быстрого сбора такой информации, а также быстрого распределения выработанных команд и целеуказаний применяются единые автоматизированные радиолинии передачи данных:
Эти линии связи обеспечивают передачу 10 тыс. слов на расстояние 200 км за несколько секунд.
Со второй половины 60-х годов в основных странах НАТО начали интенсивно разрабатывать БИУС для обеспечения боевых действий отдельного корабля. По данным зарубежной печати, эти системы разрабатываются с учетом вооружения, задач и класса кораблей, для которых они предназначены. В такие БИУС входят оконечные устройства линии передачи данных — «Линк» 10, 11 или 14, ЭВМ и несколько индикаторов. Наличие БИУС на отдельных кораблях позволяет комплексно использовать их средства разведки, осуществлять автоматизированный выбор средств поражения и защиты, находящихся на корабле (системы ЗУРО, артиллерия, противорадиолокационные отражатели, ИК ловушки, передатчики помех), и, что считается главным, сократить время реакции (до десяти секунд).
Корабельные БИУС разрабатываются в США, Канаде, Великобритании, Франции, Нидерландах, ФРГ и Швеции.
За прошедшее десятилетие аппаратуру системы NTDS неоднократно модернизировали, однако её основные принципы построения и боевого использования остались неизменными. Так, вместо универсальной ЭВМ AN/USQ-20 большой производительности стали применять ЭВМ AN/UYK-7, количество которых в системе определяется вариантом БИУС. Ёмкость памяти этой машины составляет 120 тыс. слов. Кроме того, в системе NTDS сменилось три поколения индикаторных устройств (всего создано 1700 единиц). Индикаторы последнего поколения представляют собой более совершенные устройства, выполненные на схемах со средним и большим уровнем интеграции элементов и рассчитанные на множество операций по обработке данных отображения тактической обстановки.
К 1960 году на вооружении авианосцев, крейсеров, фрегатов и эскадренных миноносцев УРО в ВМС США находилось 30 систем типа NTDS. В настоящее время один из вариантов этой системы планируется установить на 30 эскадренных миноносцах типа DD-963 «Спрюенс».
Американская БИУС NTDS используется также на кораблях некоторых других капиталистических стран.
В Канаде на базе системы NTDS для эскадронных миноносцев типа «Ирокез» создана БИУС CCS-280, в которую входят ЭВМ AN/USQ-501 (V) (емкость ЗУ 40 или 80 тыс. слов), восемь многофункциональных индикаторных устройств (шкалы дальности 1,8—270 км) и вспомогательная аппаратура. Программа ЭВМ составлена в основном для решения задач ПЛО и ПВО.
В Великобритании первая БИУС ADA (Action Data Automation) была разработана в 1965 году для авианосца «Игл». Она создавалась по типу американской системы NTDS, в основном предназначалась для решения задач зональной ПВО оперативного соединения. В конце 60-х годов на её основе была разработана более совершенная система ADAWS (Action Data Automation Weapon System), ЭВМ которой может обрабатывать данные по 100—150 целям. Возможности системы определяются составом её оборудования.
С 1968 года по настоящее время было разработано несколько вариантов системы ADAWS (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Пост БИУС ADAWS 1
Кроме того, в 1972 году в Великобритании разработана система CAAIS (Computer Assisted Action Information System) для управления боевыми действиями кораблей малого водоизмещения. Она имеет варианты DBA1 и DBA2. В состав CAAIS входит мини-ЭВМ FM 1600В, обрабатывающая данные по 60 целям, из которых 20 операторы могут сопровождать одновременно.
Для кораблей малого водоизмещения разработана также БИУС «Коммодор», обеспечивающая автоматическое (возможно полуавтоматическое) сопровождение до 20 целей и решение навигационных задач. Она включает ЭВМ «Маркони-Эллиот» 900 и индикаторное устройство кругового обзора для отображения тактической обстановки в заданном районе действий. Эта БИУС автоматически выдает целеуказание ракетным, торпедным и артиллерийским системам. В неё вводятся данные от трёх РЛС и трёх ГАС.
Рис. 2. Экраны отображения тактической обстановки БИУС ADAWS 2
Во Франции корабельные БИУС начали разрабатываться в конце 60-х годов на основе американской системы NTDS. Основными из них считаются пять вариантов системы «Зенит» (SENIT — Systeme d’Exploitatron Navale des Informations Tactiques), которые способны обрабатывать данные по 40—130 целям.
В начале 70-х годов фирма «Томсон—CSF» разработала два варианта БИУС «Сатин» (SATIN — Systeme Automatique de Traitement d’Information Navale). «Сатин» А устанавливается на кораблях малого водоизмещения, оснащённых системой управления огнем «Вега», ЭВМ которой используется также для накопления данных тактической обстановки. Система обеспечивает ручное сопровождение шести воздушных и надводных целей (одной — по данным ГАС) и отображение пеленга одного источника помех. В ней используется один—четыре индикаторных устройств (диаметр экрана 406 мм) с клавиатурой и шарнирным рычагом целеуказания.
«Сатин» В, разработанная на базе наземной мобильной системы ПВО «Мидас», используется на кораблях среднего водоизмещения. Кроме автоматического (полуавтоматического) сопровождения целей (до 16 воздушных и надводных) и целеуказания, она позволяет решать некоторые тактические задачи (например, распределение систем оружия). В БИУС используются цифровая специализированная ЭВМ (та же, что и в системе «Вега»), устройство обработки видеосигналов РЛС и аппаратура опознавания, программное устройство распределения данных и до шести индикаторных устройств (диаметр экрана 406 мм). Автоматизированная линия передачи данных системы обеспечивает обмен информацией между шестью кораблями.
В некоторых капиталистических странах разрабатываются БИУС только для кораблей малого водоизмещения: в Нидерландах «Дэйзи» 1 (DAISY — Digital Action Information System), принятая на вооружение ВМС ряда стран НАТО (рис. 3), ASWDS (Anti Submarine Warfare Data System); в ФРГ «Агис» (AGIS — Automatik Gefechtslage Information System); в Швеции ELPO (Electronic Plotting System).
Рис. 3 Блок-схема БИУС «Дэйзи» 1: 1 — ЭВМ; 2 — система управления огнем Мк25; 3 — станция радиотехнической разведки; 4 — трёхкоординатная РЛС; 5 — линия передачи данных «Линк» 10; 6 — преобразующий блок; 7 — лаг; 8 — ГАС; 9 — станция РЭП; 10 — система УРО «Тартар»; 11 — гирокомпас; 12 — пост старшего офицера управления; 13 — датчики; 14 — распределительный блок; 15 — индикаторы индивидуального пользования; 16 — индикатор коллективного пользования
Электротехнические системы кораблей и судов: этапы развития, автоматизация. Концепция электрического корабля
Введение
Электрификация кораблей и судов, к которой Россия приступила еще в первой половине XIX века, явилась в тот период локомотивом прогресса в электроэнергетике [1]. Можно вспомнить, что вопрос об электрификации России был прямо поставлен только в 1920 г. на VIII съезде Советов, тогда как к началу ХХ в. уже были электрифицированы все боевые корабли Императорского Российского флота, в том числе не только в части осветительных сетей и систем вентиляции и осушения, но и оборудования для погрузочно-разгрузочных операций, а также для боевых систем и даже для средств электродвижения. Аналогичное положение складывалось и в области автоматизации электрооборудования кораблей, к которой русские морские инженеры приступили еще до начала Первой мировой войны. Продвижение работ на этапе автоматизации было остановлено Гражданской войной, однако в советский период, когда развитию отечественного флота уделялось достаточное внимание, технический уровень корабельной электроэнергетики снова занял лидирующие позиции: к 1954 г. был практически завершен этап локальной автоматизации электроэнергетических систем (ЭЭС) кораблей; к началу 60-х гг. был решен вопрос оснащения корабельных ЭЭС системами дистанционного автоматизированного управления и начат этап комплексной автоматизации кораблей.
Атомная подводная лодка проекта 705
Основные тактико-технические характеристики комплекса ракетного оружия
| Дистанция поражения целей | до 130 км |
| Угол послестартового разворота ракеты | ± 90° |
| Время готовности комплекса к залпу из выключенного состояния | не более 120 с |
| Время предстартовой подготовки комплекса | 60 с |
| Интервал старта ракет в залпе | 2-3 с |
Комплексная автоматизация и интеграция средств управления
Комплексная автоматизация в ХХ в. оказала определяющее влияние на развитие всех технических систем кораблей и судов. Ее особенностью в нашей стране является то, что начало данного этапа было директивно задано (обычно его связывают с решением о начале создания атомной подводной лодки проекта 705, судьба которого широко обсуждается в литературных источниках [2]). Особую историю имеет создание комплексных систем управления техническими средствами (КСУ ТС), которое с самого начала их проектирования по настоящее время осуществлялось и осуществляется НПО «АВРОРА».
В соответствии с традициями, заложенными комплексной автоматизацией, под определение ТС попало все корабельное оборудование, предназначенное для обеспечения хода, маневрирования корабля и стабилизации его положения в пространстве, выработки и распределения всех видов энергии, создания условий обитаемости и жизнеобеспечения экипажа и условий для нормального функционирования оборудования и аппаратуры, а также для обеспечения борьбы за живучесть корабля. Далее все ТС оказались поделенными на функциональные комплексы (например, уже упоминавшийся комплекс технических средств ЭЭС, предназначенный для решения задач выработки и распределения электроэнергии). В ходе комплексной автоматизации аналогичными системами управления, поставляемыми в составе КСУ, был оснащен функционально полный ряд ТС кораблей и судов. Сами КСУ ТС образовали новый класс корабельных потребителей — электронную нагрузку, для которой в составе КСУ ТС были созданы и успешно эксплуатировались корабельные системы электропитания.
Структура КСУ ТС
Структура современной КСУ ТС предполагает объединение достаточно разнородных функциональных комплексов в единое информационное пространство на основе современных быстродействующих цифровых интерфейсов магистральной или кольцевой архитектуры. Приборы распределения питания и агрегаты бесперебойного питания позволяют управлять имеющимися ресурсами электроэнергии с целью эффективного обеспечения бесперебойного электроснабжения КСУ ТС [3].
Организация единого совокупного информационного пространства обеспечила переход на новый уровень проектирования интегрированных систем управления (ИСУ). В ИСУ, помимо информационного объединения разнородных систем управления ТС одного уровня (горизонтальная интеграция), обеспечивается аналогичное объединение с системами нижнего уровня в составе управляемого оборудования (вертикальная интеграция) и внешними по отношению к КСУ ТС корабельными системами и комплексами [4]. Концепция интеграции, в основу которой положена идея объединения информационных и энергетических ресурсов всех технических систем на основе современных цифровых технологий, в настоящее время становится ведущей концепцией проектирования корабельных электротехнических систем.
В последнее десятилетие развитие теории и практики управления электроэнергетикой кораблей шло в направлении углубления вертикальной интеграции корабельных электротехнических систем на базе высокоэффективных цифровых технологий [5]. Наибольший эффект был достигнут при применении быстродействующих цифровых интерфейсов, а также технологий и методов цифровой обработки сигналов (в настоящее время в научно-технической литературе используется англоязычный термин Digital Signal Processing, DSP).
Интегрированные системы управления
Для устройств управления корабельными ЭЭС особый интерес представляет возможность непосредственной работы с мгновенными значениями электрических величин [5]. Для реализации этих возможностей был разработан метод связной цифровой обработки («оцифровки») аналоговых величин, в настоящее время хорошо известный специалистам и получивший название «метод прямого цифрового сканирования». Например, получение этим методом цифрового образа трехфазной системы синусоид корабельной сети главного тока 380 В/50 Гц позволяет передать без искажений по любому адресу в системе управления всю информацию о параметрах сети, вычислить с заданной точностью значение любого параметра сети для его индикации, регистрации или использования как переменной в алгоритмах.
К настоящему времени применение технологий и методов DSP непосредственно в поставляемой на корабли аппаратуре позволило достичь нового уровня технического совершенства всего спектра составляющих корабельных электротехнических систем, прежде всего их наиболее наукоемких и сложных компонентов: СУ, АБП и устройств системной автоматики главных распределительных щитов корабельных электростанций.
На схеме представлена ИСУ, обеспечивающая условия для проведения вертикальной интеграции корабельных электротехнических систем. Зеленым цветом выделены информационные связи между подсистемами. Голубым (переменный ток) и розовым (постоянный ток) цветами выделены связи по электропитанию. Разбиение корабельной нагрузки на электронную и двигательную, при всей условности выбранных терминов, достаточно правильно отражает объективно существующие различия. Следует отметить, что такое деление нагрузки всегда признавалось специалистами, и сегодня тем более не может вызвать серьезных возражений. Практика проектирования и внедрения показала, что создание агрегатов бесперебойного питания, адаптированных к широкому диапазону нагрузок (индуктивной, емкостной, смешанной), возможно, но связано с высокими затратами на их реализацию. На схеме выделен комплект электрораспределительных устройств, являющийся частью корабельных электротехнических систем, а в качестве внешней системы приведена автоматизированная система боевого управления, характерная для современных кораблей ВМФ.
Развитие интеграционных идей в кораблестроении сегодня закономерно приводит к организации единой электроэнергетики и появлению концепции электрического корабля [7, 8].
Корабельные боевые информационно-управляющие системы
В настоящее время в НАТО разрабатываются корабельные БИУС, которые решают задачи, связанные с ведением боевых действий как оперативных соединений ВМС, так и отдельных кораблей.
Первые устанавливаются на кораблях большого водоизмещения и представляют собой комплексные системы управления с цифровой обработкой данных, в которых группа операторов (несколько десятков человек) с помощью индикаторных и периферийных устройств взаимодействует с ЭВМ, являющейся ключевым элементом этих систем.
Первичная информация, поступающая от различных корабельных и самолётных средств разведки (двух- и трёхкоординатных РЛС обнаружения воздушных и надводных целей, станций радиотехнической разведки, аппаратуры опознавания, гидроакустических станций, инфракрасных, лазерных и телевизионных устройств наблюдения), накапливается в БИУС и отображается на нескольких индикаторах группы операторов обнаружения. Данные о воздушных, надводных и подводных целях фиксируются на разных индикаторах.
После обнаружения и захвата целей другая группа операторов сопровождает воздушные (автоматически и полуавтоматически) и надводные (полуавтоматически) цели по данным РЛС, а подводные лодки — по данным ГАС. Кроме того, надводные и воздушные цели сопровождаются по данным радиотехнической разведки и средств наблюдения оптического диапазона.
При сопровождении целей вычисляются их текущие координаты и курс, которые воспроизводятся на экранах индикаторов, где по сумме признаков первичной информации отображаются также все другие определяемые характеристики целей.
Первичная информация в БИУС данного класса поступает от всех кораблей (самолётов), входящих в состав оперативного соединения. В ВМС стран НАТО для быстрого сбора такой информации, а также быстрого распределения выработанных команд и целеуказаний применяются единые автоматизированные радиолинии передачи данных:
Эти линии связи обеспечивают передачу 10 тыс. слов на расстояние 200 км за несколько секунд.
Со второй половины 60-х годов в основных странах НАТО начали интенсивно разрабатывать БИУС для обеспечения боевых действий отдельного корабля. По данным зарубежной печати, эти системы разрабатываются с учетом вооружения, задач и класса кораблей, для которых они предназначены. В такие БИУС входят оконечные устройства линии передачи данных — «Линк» 10, 11 или 14, ЭВМ и несколько индикаторов. Наличие БИУС на отдельных кораблях позволяет комплексно использовать их средства разведки, осуществлять автоматизированный выбор средств поражения и защиты, находящихся на корабле (системы ЗУРО, артиллерия, противорадиолокационные отражатели, ИК ловушки, передатчики помех), и, что считается главным, сократить время реакции (до десяти секунд).
Корабельные БИУС разрабатываются в США, Канаде, Великобритании, Франции, Нидерландах, ФРГ и Швеции.
За прошедшее десятилетие аппаратуру системы NTDS неоднократно модернизировали, однако её основные принципы построения и боевого использования остались неизменными. Так, вместо универсальной ЭВМ AN/USQ-20 большой производительности стали применять ЭВМ AN/UYK-7, количество которых в системе определяется вариантом БИУС. Ёмкость памяти этой машины составляет 120 тыс. слов. Кроме того, в системе NTDS сменилось три поколения индикаторных устройств (всего создано 1700 единиц). Индикаторы последнего поколения представляют собой более совершенные устройства, выполненные на схемах со средним и большим уровнем интеграции элементов и рассчитанные на множество операций по обработке данных отображения тактической обстановки.
К 1960 году на вооружении авианосцев, крейсеров, фрегатов и эскадренных миноносцев УРО в ВМС США находилось 30 систем типа NTDS. В настоящее время один из вариантов этой системы планируется установить на 30 эскадренных миноносцах типа DD-963 «Спрюенс».
Американская БИУС NTDS используется также на кораблях некоторых других капиталистических стран.
В Канаде на базе системы NTDS для эскадронных миноносцев типа «Ирокез» создана БИУС CCS-280, в которую входят ЭВМ AN/USQ-501 (V) (емкость ЗУ 40 или 80 тыс. слов), восемь многофункциональных индикаторных устройств (шкалы дальности 1,8—270 км) и вспомогательная аппаратура. Программа ЭВМ составлена в основном для решения задач ПЛО и ПВО.
В Великобритании первая БИУС ADA (Action Data Automation) была разработана в 1965 году для авианосца «Игл». Она создавалась по типу американской системы NTDS, в основном предназначалась для решения задач зональной ПВО оперативного соединения. В конце 60-х годов на её основе была разработана более совершенная система ADAWS (Action Data Automation Weapon System), ЭВМ которой может обрабатывать данные по 100—150 целям. Возможности системы определяются составом её оборудования.
С 1968 года по настоящее время было разработано несколько вариантов системы ADAWS (рис. 1 и 2).
Рис. 1. Пост БИУС ADAWS 1
Кроме того, в 1972 году в Великобритании разработана система CAAIS (Computer Assisted Action Information System) для управления боевыми действиями кораблей малого водоизмещения. Она имеет варианты DBA1 и DBA2. В состав CAAIS входит мини-ЭВМ FM 1600В, обрабатывающая данные по 60 целям, из которых 20 операторы могут сопровождать одновременно.
Для кораблей малого водоизмещения разработана также БИУС «Коммодор», обеспечивающая автоматическое (возможно полуавтоматическое) сопровождение до 20 целей и решение навигационных задач. Она включает ЭВМ «Маркони-Эллиот» 900 и индикаторное устройство кругового обзора для отображения тактической обстановки в заданном районе действий. Эта БИУС автоматически выдает целеуказание ракетным, торпедным и артиллерийским системам. В неё вводятся данные от трёх РЛС и трёх ГАС.
Рис. 2. Экраны отображения тактической обстановки БИУС ADAWS 2
Во Франции корабельные БИУС начали разрабатываться в конце 60-х годов на основе американской системы NTDS. Основными из них считаются пять вариантов системы «Зенит» (SENIT — Systeme d’Exploitatron Navale des Informations Tactiques), которые способны обрабатывать данные по 40—130 целям.
В начале 70-х годов разработала два варианта БИУС «Сатин» (SATIN — Systeme Automatique de Traitement d’Information Navale). «Сатин» А устанавливается на кораблях малого водоизмещения, оснащённых системой управления огнем «Вега», ЭВМ которой используется также для накопления данных тактической обстановки. Система обеспечивает ручное сопровождение шести воздушных и надводных целей (одной — по данным ГАС) и отображение пеленга одного источника помех. В ней используется один—четыре индикаторных устройств (диаметр экрана 406 мм) с клавиатурой и шарнирным рычагом целеуказания.
«Сатин» В, разработанная на базе наземной мобильной системы ПВО «Мидас», используется на кораблях среднего водоизмещения. Кроме автоматического (полуавтоматического) сопровождения целей (до 16 воздушных и надводных) и целеуказания, она позволяет решать некоторые тактические задачи (например, распределение систем оружия). В БИУС используются цифровая специализированная ЭВМ (та же, что и в системе «Вега»), устройство обработки видеосигналов РЛС и аппаратура опознавания, программное устройство распределения данных и до шести индикаторных устройств (диаметр экрана 406 мм). Автоматизированная линия передачи данных системы обеспечивает обмен информацией между шестью кораблями.
В некоторых капиталистических странах разрабатываются БИУС только для кораблей малого водоизмещения: в Нидерландах «Дэйзи» 1 (DAISY — Digital Action Information System), принятая на вооружение ВМС ряда стран НАТО (рис. 3), ASWDS (Anti Submarine Warfare Data System); в ФРГ «Агис» (AGIS — Automatik Gefechtslage Information System); в Швеции ELPO (Electronic Plotting System).
Рис. 3 Блок-схема БИУС «Дэйзи» 1: 1 — ЭВМ; 2 — система управления огнем Мк25; 3 — станция радиотехнической разведки; 4 — трёхкоординатная РЛС; 5 — линия передачи данных «Линк» 10; 6 — преобразующий блок; 7 — лаг; 8 — ГАС; 9 — станция РЭП; 10 — система УРО «Тартар»; 11 — гирокомпас; 12 — пост старшего офицера управления; 13 — датчики; 14 — распределительный блок; 15 — индикаторы индивидуального пользования; 16 — индикатор коллективного пользования
Электродвижение и единая электроэнергетика
История электродвижения судов насчитывает немало лет и исторически восходит ко времени царствования императора Николая I. А именно — к 25 сентября 1838 г., когда произошло известное многим событие: академиком Б. С. Якоби в Санкт-Петербурге на Неве были проведены испытания первого судна-электрохода.
С тех пор началась эпоха электрификации кораблей и судов, были последовательно решены следующие задачи:
В качестве яркого примера эффективности ЕЭЭС всегда приводят специальное судно — портовый кран. Когда перемещается судно, кран не используется; когда работает кран — не используется система электродвижения. То есть главное условие эффективности — у ЕЭЭС должны быть группы мощных нагрузок, работающих в режиме разделения времени с системой электродвижения. Необходимость соблюдения этого условия до последнего времени сдерживала внедрение ЕЭЭС на судах и делала практически нецелесообразным их внедрение на кораблях ВМФ.
Сегодня судостроительная отрасль России имеет значительный опыт создания и внедрения систем электродвижения (в том числе построенных на чисто отечественной технике), например на ледоколах и судах ледового плавания, а также опыт их создания с использованием импортной техники. Имеется также опыт создания и внедрения достаточно развитых и мощных ЕЭЭС на судах.
В последнее время системы электродвижения стали применяться на отечественных судах вспомогательного флота: гидрографах, транспортных судах, спасателях и др. Это связано с необходимостью обеспечения режимов динамического позиционирования (зависания в точке с заданными координатами), которые трудно реализовать неэлектрическими средствами. Созданы и переданы ВМФ, а также находятся на разных стадиях проектирования, изготовления, проведения испытаний и эксплуатации большое количество заказов, среди которых следует выделить транспортно-поисковое подъемное судно «Звездочка», давшее начало большому числу проектов кораблей и судов, которые можно условно отнести к проектам типа 20180. НПО «АВРОРА» создана система управления ЕЭЭС «Ижора» для судов этого типа.
«Звездочка» — судно ВМФ проекта 20180
Имеющийся опыт эксплуатации заказов, снабженных этими системами, подтвердил устойчивую работу ЕЭЭС во всех режимах, хорошую маневренность, обеспечение режима динамического позиционирования и высокие эксплуатационные характеристики. Особенностью этих ЕЭЭС является применение традиционного для отечественного кораблестроения диапазона напряжений до 1000 В. Причем в первичной силовой сети применено низковольтное напряжение
3j380 В/50 Гц. Передача электроэнергии к гребным электродвигателям и далее на винт осуществляется с помощью трансформаторов, повышающих напряжение в системах электродвижения до значений 690 или 960 В. Регулирование частоты вращения электродвигателя производится статическими преобразователями частоты. Суммарная мощность систем электродвижения на таких заказах до настоящего времени ограничена величиной 5 МВт.
Электрический корабль
Исследования и проработки, проведенные российскими специалистами, а также имеющийся опыт внедрения ЕЭЭС на кораблях других стран показывает, что для них целесообразность создания ЕЭЭС с системами полного электродвижения определяется большим количеством разнообразных условий, требующих создания принципиально новой концепции.
Можно считать, что «электрический корабль» является на данном этапе новым шагом в развитии корабельной электроэнергетики (в том числе по отношению к созданию судов с ЕЭЭС). Этот шаг должен быть сделан при проектировании новых кораблей.
Сегодня уже определен облик «электрического корабля». Это военный корабль, для обеспечения хода которого используются гребные электродвигатели мощностью в несколько десятков мегаватт, оснащенный:
Энергетическую основу таких кораблей составляют ЕЭЭС, включающие в себя высоковольтные системы распределения энергии, компактные модули ее преобразования, модули повышенной емкости генерирования и накопления энергии, а также системы автоматизированного электропривода для управления корабельными механизмами и устройствами. Создание ЕЭЭС, обеспечивающих интеграцию технических систем на основе электрической энергии, стало возможным в результате революционных преобразований в системах генерирования, накопления, преобразования и распределения электроэнергии, а также в области твердотельной электроники большой мощности, системах автоматизации и управления. Основная задача ЕЭЭС — обеспечение работы корабельных потребителей электроэнергией нужного качества и в необходимом количестве. В соответствии с концепцией электрического корабля ЕЭЭС обеспечивает: