Стоит произнести слово «роботизация» — и память тут же подсказывает продолжение фразы: промышленности. Или логистики, или бизнес-­процессов. В общественном восприятии робот — это в первую очередь механизм, который умеет выполнять ­какую-то работу быстрее, точнее, чем это делает человек. Менее привычное предназначение роботов — это замещать человека в опасных условиях и в труднодоступных местах. А еще менее привычна мысль, что опасные условия и труднодоступные места — это не ­где-то далеко — в тайге, горах или Антарктике. Это рядом с нами, иногда буквально у нас под ногами.

 

 

— Представьте себе мост через большую сибирскую реку, например, Енисей, — рассказывает Евгений Есаулов, разработчик проекта «Океанматик». — Возраст этого моста будет двадцать, сорок или даже шестьдесят лет. Его конструкции, в том числе подводные, почти наверняка нуждаются в ремонте, который невозможен без полноценной диагностики. Вот только как ее проводить?

 

Скорость течения воды в Енисее во многих местах — 7 м/сек, а привлекать водолазов можно только при скоростях воды до 2 м/сек. То есть человека под воду уже не спустишь. Можно попытаться опустить видеокамеру. 
Но если у нее и получится ­что-то увидеть сквозь пузырьки кавитации или общую мутность тех же азиатских рек, то ремонт — даже небольшой — вам точно придется делать только дорогим и долгим кессонным методом.

 

А ремонтировать надо много! В России 72 000 мостов. Каждый третий работает в условиях, которые не позволяют обычными средствами диагностировать его состояние. Более половины мостов стоят без ремонта уже 25 лет. А еще в России более 65 000 гидротехнических сооружений — плотины малых и крупных ГЭС, речные и морские порты, судоходные каналы и шлюзы, морские платформы, подводные переходы нефте- и газотранспортных систем. Около 16 000 из них признаны опасными и особо опасными.
Наверняка проблемных гидротехнических сооружений было бы меньше, будь у нас возможность, во‑первых, диагностировать возникающие проблемы даже в самых сложных условиях, и, во‑вторых, устранять эти проблемы, что называется, малой кровью — без вывода гидротехнических сооружений из эксплуатации или постройки дорогостоящих кессонных конструкций.
И справиться с этими задачами могут только роботы.

 

 

Спустился, увидел, оценил

 

 

Проект роботизации подводно-­технических работ в области диагностики, технического обслуживания и восстановительного ремонта гидротехнических сооружений разрабатывается нами уже более десяти лет. Он предполагает внедрение комплекса специальной надводной и подводной техники, измерительных приборов и информационных систем, которые будут решать следующие задачи:
• Осмотр подводной инфраструктуры с прецизионной точностью, с применением современных систем технического зрения, точной подводной ориентации и навигации, картирования на основе привязки получаемых данных к локальным координатам и с документированием результатов.
• Инструментальная диагностика с возможным построением 3D-моделей объектов по результатам объективных данных их технического состояния. Данные могут быть получены с применением как имеющихся на рынке приборов в составе новых подводных автоматизированных систем, так и новых систем контроля, обеспечивающих в том числе автоматизированную площадную дефектоскопию и толщинометрию металлических конструкций ГТС с привязкой к локальным координатам и документированием.
• Оценка внутриобъектового состояния подводной инфраструктуры железобетонных сооружений с автоматизированным применением УЗ-томографов для исследования конструкций на толщину до 1,5–2 метров и последующей 3D-визуализации результатов.
• Герметизация стыковочных швов между железобетонными конструкциями и подводный восстановительный ремонт их приповерхностного слоя без вывода ГТС из эксплуатации с проведением работ в условиях турбулентности и достижением качественно новых результатов, например, значительно снижающих фильтрацию воды на плотинах и продлевающих срок их безопасной эксплуатации на годы.

 

 

Постой-ка, брат мусью!

 

Это очень сложные задачи. Для их выполнения необходимы надводные и подводные носители нового типа, позволяющие эксплуатировать приборы и инструменты с прецизионной точностью.
Это стало понятно еще в 2008 году в рамках разработки программ информационного обеспечения морской деятельности. В 2009 году нашей компанией ООО «Океан-­Инвест» был разработан инвестиционный проект «Океан», одобренный в 2010 году Минпромторгом России. Нами было запатентовано более 15 изобретений в области роботизации подводно-­технических работ. К 2014 году, уже в рамках международной версии проекта под названием «Океанматик», приняты шесть международных заявок на получение патентов на изобретения. Более того, для обслуживания ГТС на основе роботизации была даже разработана целая «Программа модернизации инфраструктуры, технологий, средств и систем обеспечения безопасной эксплуатации гидротехнических сооружений».
К сожалению, в 2010‑х в России были особые трудности с комплектующими. Единственным вариантом для развития идей стала покупка в 2013 году у ЕСА Robotics (Франция) гибридного телеуправляемого подводного аппарата, свободно плавающего и ползающего на гусеничном приводе. Как бы это ни казалось странным, этот французский робот в точности повторял ту конструкцию, на которую мы получили патент в России еще в 2009 году. Думаю, французы свой подводный аппарат разработали ­все-таки самостоятельно. Другое дело, что мы его запатентовали, а они нет.
Изюминка этих подводных роботов — отталкивающие движители в крышке корпуса, обеспечивающие скороспуск, скороподъем и, главное, прижим корпуса к поверхности с усилием до 100 кг/м кв. То есть аппарат не только свободно плавает, но и ползает по поверхности подводных объектов под любым углом в условиях течений до 3 м/сек и турбулентности и позволяет применять с борта любые инструменты с прецизионной точностью.
Новый старт базовых направлений проекта «Океанматик» с 2021 года уже привел к более чем двадцати новым изобретениям, изменяющим технологии, системы и методы подводного обслуживания и восстановительного ремонта ГТС. А также были созданы новые типы водного транспорта и роботизированных надводных носителей.

 

 

А как у них?

 

В США десять лет назад насчитывалось 84 000 плотин, средний возраст которых составляет 52 года. Под плотинами число объектов, отнесенных к высокоопасным, к 2012 году достигло 14 000. Количество поврежденных плотин достигло 4 000, при этом половина из них относятся к высокоопасным.

В Китае более 100 тысяч гидросооружений. И проблемы ремонта такие же, как во всем мире. Правда, ремонт опор мостов в Китае, как правило, сводится к строительству временного моста, сносу и полной замене изношенного моста вместе с опорами.

 

 

 

 

 

Подводная люлька

 

В качестве примера можно рассмотреть серию запатентованных мной подвесных роботизированных комплексов (5 патентов ФИПС России на промышленные образцы от 2023 года, рис. 1–4). По своей сути это подвесной двухкоординатный стол с системой вертикального движения и, в некоторых версиях, горизонтального смещения по поверхности вертикальных, наклонных и горизонтально ориентированных конструкций любых видов ГТС и насыпных плотин.

 

Оборудование, устанавливаемое на борту подводной части РТК на подвижных каретках с электро- или гидроприводом, обеспечивает доставку и применение измерительных или технических систем под заданным углом и с определенным прижимом на автоматически зачищаемую поверхность объекта обследования. Данный функционал осуществляется с помощью датчиков контроля уровня горизонтального и вертикального положения, навигации и ориентации; движителей для прижима конструкции модуля к обследуемой поверхности; средств видеонаблюдения и систем технического зрения; лазерных 3D-сканеров; автоматизированных измерителей упругости, дефектоскопов, толщиномеров; антенн подводного георадара для геосъемки или систем датчиков ультразвукового томографа для оценки внутриобъектового состояния железобетонных конструкций; системами очистки диагностируемой поверхности.

 

Если говорить об алгоритме работы, то можно выделить несколько процессов:
• подвес РТК при помощи крана либо лебедок над объектом;
• управляемый спуск подводного исполнительного модуля в строго заданных координатах по горизонтальной и вертикальной оси координат;
• удержание исполнительного модуля в заданном положении за счет водоотталкивающих движителей конструкции и проведение технологической операций:
• очистка объектов;
• инструментальный технический контроль подводной инфраструктуры неразрушающими методами;
• выполнение заданных видов технических работ;
• подъем подводного модуля и смещение РТК вместе с краном/лебедками для последовательного повторения операции.

 

 

 

— Почему за почти 15 лет вам так и не удалось внедрить описываемую технологию? И почему вы думаете, что всё получится сейчас? 
Что изменилось?

Знаете, раньше мы упирались в стену, которую можно назвать управленческим безразличием. Система работала по инерции. Да, износ гидротехнических сооружений (ГТС) был, но к нему относились спустя рукава. Осматривали условно, «без прищура» — главное, чтобы не было явных дефектов. Потом делали отчет, получали красивый акт, который прикрывал реальное состояние, и на пять лет забывали. Сейчас ситуация кардинально изменилась по трем ключевым причинам.

Первое — износ инфраструктуры. 
За эти пятнадцать лет он достиг критической точки. По-хорошему, ремонтировать надо уже всё и сразу. Но вывести из эксплуатации часть плотин или развернуть ремонт множества опор мостов одномоментно нельзя. Поэтому наша технология из перспективной разработки превратилась в конкретный ключ к безопасности.

Второе — диагностика. Раньше не было инструментов, чтобы объективно и точно измерить этот самый износ. Сейчас они есть. Появились современные подводные инструменты. Теперь можно не гадать, а с математической точностью показать: вот трещина, вот коррозия, вот потеря прочности на 40% и т. д.

И, наконец, главное — ответственность. 
Система контроля, тот же Ростехнадзор, сегодня начинает работать иначе. Я вижу, что там сейчас появились нормальные топ-менеджеры, которые реально хотят развивать экономику и безопасность. Они больше не позволяют эксплуатантам втирать очки. Требуют сплошную съемку, данные в цифре, интерпретацию с визой авторитетных НИИ. Выбор теперь жесткий: либо уголовное дело за халатность, либо качественная диагностика и современный ремонт. Так что камень ­наконец-то 
сдвинулся. Мы 15 лет шлифовали технологию, ждали этого момента. 
Кажется, теперь он настал.

 

 

От теории к практике

 

Телеуправляемый подводный аппарат «Подводный инспектор» стал идеальным прототипом подвесных РТК. Он успешно прошел испытания (рис. 1): лабораторные и тестовые в бассейне МЧС России; демонстрационные в ВУНЦ ВМФ России; ходовые по заказу ПАО «ТГК‑1» на деривации Нарвской ГЭС‑13; предварительные ходовые по заказу ОАО «РЖД» на реке Нева. Рекомендован ОАО «РЖД» к эксплуатационным испытаниям в рамках обследования опор моста на реке Свирь в районе Лодейное Поле.

 

Рис. 1. Телеуправляемый подводный аппарат «Подводный инспектор» 

 

При согласовании технических решений в области роботизации были получены подтверждения руководства Бурейской ГЭС о заинтересованности применения технологий роботизации и создаваемой робототехники в рамках проекта на крупных ГЭС.
Поддержка и заинтересованность проектом высказывались в адрес его исполнителя ООО «Океанматик» и со стороны АО «Росатом Сервис».

 

 

Готовимся к производству

 

В 2026 году мы планируем приступить уже к промышленному созданию подвесных РТК. Сейчас действуют определенные меры поддержки для компаний, которые занимаются производством роботов и внедряют роботизированные решения. Мы планируем ими воспользоваться.
В рамках пилотного проекта Правительства Москвы за счет льготного кредитования с независимой гарантией Мосгарантфонда будет создано пять комплексов различного функционала:

 

Рис. 2. Концепция технического решения

 

Рис. 3. Версия РТК «Техник»

 

Рис. 4. Версия РТК «Диагностика»

 

• Подвесной РТК для технических работ «Техник» (рис. 3) со сменными инструментами для очистки поверхности (гидроудар / кавитация / механика / лазер); очистки решеток и замков турбинных водоводов ГЭС; бурения/сверления/установки защиты ЖБК; подводной резки металла; подводной сварки; выборки изношенного бетона; установки опалубки; установки оборудования для заливки бетонных смесей или пластификаторов.
• Подвесной РТК «Диагностика» (рис. 4) со сменными модулями (картриджами) для всех видов подводных съемок и оборудованием технического зрения с высоким разрешением; с лазерной съемкой для 3D-сканирования; лазерной системой для оценки изменений геометрии поверхности причальной стенки; с УЗ-томографией для внутриобъектовой диагностики/оценки упругости бетона; с дефектоскопией и толщинометрией металлических поверхностей.
• Подвесной РТК «Причал» для инструментальной диагностики причальных стенок и портовых сооружений со сменными картриджами РТК «Техник» и «Инструментальная диагностика».
• Подвесной РТК «Ремонт» (кессонный способ) — телеуправляемый комплекс.
• Подвесной РТК для обслуживания внешней части корпуса и днища судов и кораблей (очистка / толщинометрия / дефектоскопия / восстановительный ремонт / окраска отдельных участков).

 

 

А теперь посчитаем

 

Разумеется, все наши планы имеют под собой точный экономический расчет.
Возьмем в качестве примера подвесной РТК с манипуляторами для очистки решеток и замков турбинных водоводов крупных ГЭС. Ориентировочная стоимость комплекса — до 60 млн руб. (она сильно зависит от качества и цены применяемых подводных манипуляторов — пяти- или семисекционных с гидро- или электроприводом). Транспортные и эксплуатационные расходы компании-­оператора составят около 4 млн руб­лей в месяц — с учетом работ трех сменных бригад вахтовым методом. Это расходы.
Доходы формируются за счет заказов со стороны ГЭС. Несколько лет назад стоимость очистки решеток крупной гидроэлектростанции усилиями водолазов составляла приблизительно 4 млн руб. В год каждая крупная ГЭС производится как минимум две плановых и две внеплановых очистки водоводов. То есть тратит на очистку водоводов около 16 млн руб­лей в год.

 

Традиционный ремонт русловой опоры моста. Срок выполнения таких работ — от восьми месяцев до нескольких лет. 
Стоимость — от десятков миллионов рублей (для небольших опор) до сотен миллионов рублей (для крупных опор мостов). 

 

А сколько ГЭС сможет обслужить за год всего один подвесной РТК?
Скорость безопасной очистки решетки турбинных водоводов крупной ГЭС площадью 144 квадратных метра, составит от 2 до 4 часов с выводом из эксплуатации только одного гидрогенератора. Получается, с помощью РТК можно очистить все решетки водоводов ГЭС менее чем за двое суток. А всего работа на одном объекте — учитывая модульность конструкции и простоту ее транспортировки и мобилизации — займет около полутора недель. То есть за год один комплекс может обслужить до 30 ГЭС. Сколько платит за эту работу каждая станция, мы уже посчитали.

 

Когда всё заработает?

 

Несмотря на уникальность технических решений наших механических водолазов, они имеют на удивление простую конструкцию. Поэтому даже в случае мелкосерийного производства срок поставки займет около полугода.

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 7-2025