1. Краткая информация о проекте

Оффшорный танкер, перевозящий сжиженный нефтяной газ (СНГ), уже давно использует устаревший механический гирокомпас в качестве основного навигационного прибора. Многолетняя эксплуатация выявила ряд присущих исходному оборудованию недостатков:

• Механический гироскоп требует длительного времени на разогрев и подвержен ошибкам дрейфа курса, обусловленным качкой судна и волнением моря, что приводит к нестабильной выдаче курса;
• Он способен выдавать лишь данные по одной оси, не обеспечивая измерение углов крена, тангажа, дифферента и скорости поворота, что лишает экипаж опоры для оценки ориентации корпуса судна при погрузке/выгрузке груза и при навигации в узких прибрежных водных путях;
• Полный механический гироскопический узел состоит из громоздкого основного блока и вспомогательных блоков управления и привода, занимающих большую часть пространства навигационного отсека и сопровождающихся сложной проводкой. Регулярная калибровка и техническое обслуживание требуют трудоёмких процедур;
• Изношенные механические узлы требуют частой замены, при этом сроки поставки запасных частей весьма длительны. Регулярное техническое обслуживание на причале приводит к росту эксплуатационных расходов и не позволяет соответствовать строгим требованиям к надёжности навигационного контроля для судов, перевозящих опасные химические вещества.

Для повышения точности навигации, упрощения технического обслуживания оборудования и оптимизации планировки внутреннего пространства кают судовладелец выбрал раздельную волоконно‑оптическую гирокомпасную систему, разработанную компанией Qingdao Hotech, чтобы полностью заменить прежнее механическое гиронавигационное оборудование и осуществить цифровую модернизацию навигационной системы судна.

2. Состав системы

Принимая раздельную модульную конструкцию, оптический гироскопический компас Qingdao hotech состоит из четырёх взаимосвязанных узлов, специально адаптированных для ограниченного, закрытого салона опасных химических танкеров:

Основной блок — основной блок волоконно-оптического гироскопического датчика (синий восьмиугольный корпус)

Основной измерительный модуль интегрирован с высокоточными волоконно‑оптическими гироскопическими чувствительными элементами. Напечатанная стрелка направления точно указывает продольную ось судна. Лёгкая и компактная конструкция обеспечивает гибкую установку внутри отсека навигационного оборудования, устраняя ограничение по занимаемому пространству, обусловленное тяжёлым амортизирующим основанием традиционных механических гироскопов. Прибор выдаёт в реальном времени данные о положении в шести степенях свободы (6‑DOF), включая курс, крен, тангаж, дифферент и скорость поворота, полностью устраняя функциональное ограничение механических гироскопов, которые предоставляют лишь информацию о курсе.

Блок питания / Линейный блок — шкафы управления сигналами и мощностью (корпуса оливково‑зелёного цвета)

Поддерживают модули приёма‑передачи сигналов и компенсации линий, совместимые с оригинальной навигационной проводкой судна без необходимости масштабной перепланировки кабельных сетей в каютном отсеке. Обеспечивают стабильную передачу данных об угловых координатах рулевым механизмам, GPS‑приёмникам, регистраторам навигационных данных, радарам и другим бортовым устройствам, обладая высокой помехозащищённостью и адаптируясь к электромагнитной среде, создаваемой мощными двигателями и насосами на танкерах для сжиженного природного газа.

Независимый стабилизированный блок питания (чёрный корпус)

Специализированный изолированный стабилизированный источник питания напряжением 22 В, обеспечивающий автономное энергоснабжение всей системы волоконно‑оптического гирокомпаса. Он компенсирует колебания напряжения бортовой сети и перепады мощности при включении и отключении оборудования, гарантируя непрерывную выдачу навигационных данных во время захода/выхода в порт и операций по погрузке‑разгрузке грузов, соответствует требованиям взрывозащищённых источников питания для судов‑газовозов.

Мониторный блок — сенсорный дисплейный терминал рубки

Компактный сенсорный дисплей, установленный на краю консоли рулевой рубки и не занимающий основное пространство для навигационных операций. Он поддерживает переключение между китайским и английским языками одним нажатием, в режиме реального времени отображая полные параметры ориентации, состояние работы оборудования и предупреждения о неисправностях. Экипаж может удобно выполнять калибровку параметров и проводить самотестирование системы, при этом порог освоения значительно ниже по сравнению со сложными процедурами настройки старых механических гироскопов.

3. Основные преимущества применения по сравнению с традиционными механическими гирокомпасами

1) Высокая точность и низкий дрейф — для значительного повышения безопасности навигации судов, перевозящих опасные химические вещества

Традиционные механические гироскопы, работающие на жидкой среде, при длительных морских переходах испытывают значительный дрейф курса из‑за перепадов температуры и морской турбулентности. Оптоволоконный гироскоп Qingdao hotech не содержит вращающихся механических узлов, что обеспечивает отсутствие износа и исключает необходимость предварительного прогрева — стабильный курс и полные данные об угловых координатах доступны сразу после запуска. При навигации в портах, узких фарватерах и якорных стоянках экипажи танкеров, перевозящих сжиженный нефтяной газ, могут прогнозировать качку корпуса по данным о крене и дифференте, что позволяет предотвратить навигационные риски, связанные с перемещением жидкости в грузовых танках, и соответствовать строгим требованиям безопасности для судов, перевозящих опасные химические вещества.

2) Гибкая раздельная планировка для максимального использования пространства салона

Традиционные механические гирокомпасы занимают львиную долю пространства навигационного отсека своими громоздкими основными корпусами, амортизирующими основаниями и множеством блоков управления. Компактный сенсорный главный блок и силовые модули волоконно‑оптического гироскопа hotech могут быть централизованно установлены в свободных зонах оборудования отсека, при этом в рулевой рубке размещается лишь миниатюрный сенсорный дисплей. Это позволяет освободить значительное пространство кают для дополнительного оснащения системами пожаротушения и мониторинга. Весь комплект можно установить, откалибровать и ввести в эксплуатацию за короткий период стоянки у причала без внесения конструктивных изменений в корпус судна.

3) Устранена необходимость частой калибровки, что позволило сократить расходы на техническое обслуживание судна.

Механические гирокомпасы требуют регулярной разборки для коррекции дрейфа и компенсации ошибок, обусловленных широтой и скоростью, что сопровождается сложными процедурами технического обслуживания. Благодаря твёрдотельной конструкции без износимых деталей, волоконно‑оптический гирокомпас hotech обеспечивает автоматическую компенсацию фоновых погрешностей, исключая необходимость частой ручной настройки во время длительных морских переходов. Это позволяет снизить частоту доковых работ и технического обслуживания на причале, уменьшая затраты на закупку запасных частей и оплату труда для танкеров, перевозящих сжиженный нефтяной газ, эксплуатирующихся в различных морских районах на протяжении длительного времени.

4) Полный вывод данных о ориентации для обеспечения совместимости с современными интеллектуальными судовыми системами

В то время как традиционные механические гироскопы выдают лишь сигналы о курсе, волоконно‑оптический гирокомпас hotech передаёт полные сообщения об угловых координатах в 6 степенях свободы, соответствующие стандартным морским протоколам NMEA. Он может интегрироваться с дополнительными системами динамического позиционирования, оборудованием для мониторинга навигационной ситуации и устройствами контроля состояния крена грузовых танков, обеспечивая комплексный интеллектуальный мониторинг навигации судна и состояния жидких грузов на танкерах для сжиженного нефтяного газа.

5) Двуязычный визуальный терминал для сценариев многокомандной эксплуатации

Сенсорный терминал рулевой рубки поставляется с предустановленными китайским и английским интерфейсами управления, что обеспечивает быстрое освоение устройств как отечественными, так и зарубежными моряками. Чёткие текстовые подписи для отображения данных, сигналов тревоги и меню настроек обеспечивают более интуитивное взаимодействие человека и машины по сравнению с аналоговыми показаниями шкалы на механических гироскопах, минимизируя ошибки человеческого восприятия.

4. Результаты проекта

После завершения проекта по модернизации и замене оборудования танкер, работающий на сжиженном нефтяном газе, получил комплексное обновление навигационной системы:

1. Точность навигации существенно повышается за счёт значительного снижения погрешностей дрейфа курса, что позволяет повысить уровень безопасности судовождения в узких фарватерах и на открытых морских акваториях и соответствовать нормативным требованиям, предъявляемым к танкерам, перевозящим опасные химические вещества;
2. В отсеке для оборудования обеспечено свободное пространство благодаря аккуратной и упорядоченной схеме размещения оборудования и оптимизированной проводке, что соответствует требованиям взрывозащиты и нормам по обеспечению порядка в кабинах судов‑газовозов.
3. Ежедневная нагрузка по техническому обслуживанию существенно снижается за счёт отказа от обязательных частых процедур механической калибровки, что эффективно уменьшает общие эксплуатационные расходы судна;
4. Синхронизированный вывод полных данных о состоянии ориентации обеспечивает связь всех бортовых интеллектуальных систем мониторинга, ускоряя цифровую и интеллектуальную трансформацию навигационной системы судна.

5. Краткое описание проекта

Обладая ключевыми преимуществами — отсутствием механического износа, высокоточной и стабильной выдачей курсового указания, компактной разнесённой конструкцией и низкими эксплуатационными требованиями — разнесённый волоконно‑оптический гирокомпас компании Qingdao Hotech представляет проверенное и зрелое решение для замены устаревших механических гирокомпасов на танкерах, перевозящих сжиженный нефтяной газ. Прекрасно приспосабливаясь к особым условиям навигации и эксплуатации в помещениях судна, предназначенных для перевозки опасных химических веществ, данный продукт обеспечивает надёжную отечественную альтернативу при обновлении навигационных систем отечественных судов, осуществляющих перевозку СНГ и СПГ.