Продолжение поста «Шагающий фундамент: как доставить целый завод в сердце Арктики»⁠⁠1

Модульный Арктический Шагоход (МАШ) – ТТХ

Общая архитектура:

• Двухрамная шагающая система: Опорная рама (4 опоры), Выдвижная рама (6 опор).

• Модульность: Все компоненты собираются из стандартных модулей на месте эксплуатации.

• Энергетика: Распределённая, резервированная.

1. МОДУЛИ СИСТЕМЫ

№ /Модуль/Назначение/Ключевые параметры.

1.1 Секция рамы (RH-10)

Формирование несущего основания

• Размер: 10.0×4.0×1.5 м (Д×Ш×В)
• Материал: Стеклопластик/углеволокно, стальные усиления в узлах
• Масса: ~5 т
• Встроенные: направляющие для тележек, кабельные каналы, узлы крепления реек

1.2 Грузовая платформа (GP-2)

Формирование грузонастила, демпфирование

• Размер: 2.0×2.0 м
• Масса: 300 кг
• Демпфер: СВМПЭ, 30 мм
• Несущая способность: 100 т/м²

2.1 Тележка-опора (ST-100)

Силовая "нога". Подъём опускание, шаг по раме

• Грузоподъёмность (верт.): 1000 тс (10 000 кН)
• Ход штока: 15 м
• Скорость подъёма: 0.1 м/с
• Автономная гидросистема:
– Раб. давление: 35 МПа
– Насос: аксиально-плунжерный, 75 кВт
– Бак: 800 л
• Привод шага (гориз.): винтовой домкрат, 5 кВт
• Масса модуля: ~45 т

2.2 Подушка опоры (FP-8)

Контакт с грунтом, распределение давления

• Размер: 8.0×8.0 м
• Конструкция: стальной короб, резинокордная камера (при необходимости)
• Шипы: сменные, Hardox 500, Ø100 мм, h=150 мм
• Масса: ~6 т

3.1 Главный реечный привод (RP-250)

Перемещение рамы относительно опор

• Тип: мотор-редуктор с ведущей шестернёй
• Усилие на зуб: 250 кН (25 тс)
• Мощность: 100 кВт
• Управление: векторное, с обратной связью по моменту

4.1Дизель-генераторный модуль (DG-1000)

Основное энергоснабжение• Мощность: 1 МВт (1250 кВА)
• Тип: дизель, 1500 об/мин, 3-фазный
• Топливный бак: на 24 ч работы
• Габариты: контейнер 40 фут

4.2 Модуль энергорезервирования (ES-200)

Буфер, аварийное питание, пусковые токи

• Тип: Li-ion аккумуляторы
• Ёмкость: 200 кВт·ч
• Пиковая мощность: 2 МВт (30 с)
• Назначение: питание систем управления, аварийный подъём опор

2. СБОРКА БАЗОВОЙ КОНФИГУРАЦИИ (20 000 т)

• Выдвижная рама: 15 секций RH-10 → 150 м длина. 6 тележек ST-100.

• Опорная рама: 10 секций RH-10 → 100 м длина. 4 тележки ST-100.

• Грузонастил: 6250 платформ GP-2 → площадь 10 000 м² (100×100 м).

• Главный привод: 32 привода RP-250 (по 16 на раму).

• Энергетика: 3 модуля DG-1000 (2 рабочих + 1 резерв), 2 модуля ES-200.

3. СВОДНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Параметр/Значение/Примечание.

Полезная нагрузка 20 000 т (196 МН)

Собственная масса шагохода~4 000 т

Оценочно: рамы 750 т + опоры 450 т + настил 1900 т + приводы 200 т + энергетика 700 т

Полная расчётная масса 24 000 т (235 МН)

Давление на грунт (через подушку) 0.61 МПа (6.1 кгс/см²) При 10 опорах, S=64 м², с коэф. динамичности 1.25

Скорость передвижения 0.1 – 0.15 м/с (6–9 м/мин) Зависит от уклона

Максимальный преодолеваемый уклон 5° (8.75%) Ограничено тягой реечного привода (мощность 3.2 МВт)

Шаг (за один цикл) ограничен длинной выдвижной рамы.

Производительность18–27 м/ч, 400–650 м/сутки

При непрерывной работе Энергоустановка 3 × 1 МВт дизель-генератор 2 рабочих + 1 резервный в горячем режиме

Пиковая потребляемая мощность 2.1 МВт • Реечный привод: 1.6 МВт
• Гидравлика опор: 0.15 МВт
• Вспомогательные: 0.35 МВт

Средняя потребляемая мощность~0.8 МВт

Расход топлива~200 л/ч (дизель) При средней нагрузке

Запас хода по топливу 500 км С полными баками (~100 000 л)

Ход опоры15 м Позволяет компенсировать неровности до 10 м при длине рамы 150 м

Система управления Распределённая, на базе промышленных контроллеров (PLC) с резервированием Управление по протоколу EtherCAT

Транспортировка к месту работ Морем в контейнерах, сборка на подготовленной площадке

Все модули в габаритах 40-фут контейнера

Расчётный срок службы25 лет

Эксплуатационный сезон

Круглогодичный, предпочтительно зимний Летом – осторожность на заболоченных участках

4. КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА АРХИТЕКТУРЫ

1. Масштабируемость: Нужна платформа 50×50 м? Берём в 4 раза меньше модулей.

2. Ремонтопригодность: Любой модуль заменяется в полевых условиях за 1-2 дня.

3. Резервирование: Отказ одного ДГУ, одной опоры или даже нескольких реечных приводов не останавливает систему.

4. Стандартизация: Все компоненты – серийные или адаптированные серийные (кроме, возможно, секций рамы).

5. Энергоэффективность: Отсутствие криогеники снизило мощность на 25%.

6. Безопасность: Аккумуляторные буферы обеспечивают аварийный подъём опор и сохранность груза при отказах.

5. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ (оценочно)

Параметр/Оценка

Стоимость изготовления 120–180 млн USD Зависит от серии

Стоимость транспортировки и сборки на месте 10–15 млн USD

Эксплуатационные затраты~1000 USD/час В основном топливо и обслуживание

Стоимость перевозки 1 тонны на 1 км 0.8–1.2 USD/т·км Ключевой показатель. Для сравнения: вертолёт Ми-26 – 20–30 USD/т·км, зимний автопоезд – 1.5–2.5 USD/т·км.

Конкурентное преимущество: МАШ выигрывает у автопоездов при:

• Неразделимых грузах > 1000 т.

• Отсутствии дорог даже зимних.

• Требовании к точной установке (погрешность < 10 см).

• Жёстких экологических ограничениях (точечное воздействие вместо колеи).