Unikalne zdolności morskie w Gdańsku. Czym jest Centrum Techniki Okrętowej?

Należy pamiętać, że wszystkie państwa europejskie cenią swoje instytuty badawcze i jednostki naukowe. Z tego powodu Polska nie może pomijać tego strategicznego zasobu, zwłaszcza teraz, gdy przyszłość jawi się jako coraz bardziej niepewna.

Trochę historii

W dniu 28 grudnia 1950 roku wydano postanowienie o organizacji Centralnego Biura Konstrukcji Okrętowych (CBKO) w Gdańsku. Zajmowało się ono projektowaniem jednostek pływających – zarówno cywilnych jak i wojskowych. W 1952 roku zespół zajmujący się projektami dla Marynarki Wojennej wyodrębniono jako osobne przedsiębiorstwo, które nazwano Centralnym Biurem Konstrukcji Okrętowych nr 2 (CBKO-2). Równocześnie Centralne Biuro Konstrukcji Okrętowych, które miało zajmować się już tylko projektami cywilnymi, otrzymało sygnaturę nr 1 (CBKO-1). Z dniem 1 stycznia 1966 roku CBKO-1 zostało zreorganizowane w Centralny Ośrodek Konstrukcyjno-Badawczy Prze­mysłu Okrętowego.

Obecne CTO formalnie powstało 1 stycznia 1971 roku w wyniku połączenia Centralnego Ośrodka Konstrukcyjno-Badawczego Przemysłu Okrętowego i CBKO-2. Zespoły projektantów i konstruktorów byłego CBKO-2, zajmujące się projektami specjalnymi, utworzyły Pion Okrętów, a zespoły zajmujące się projektami cywilnymi Pion Statków. Prace rozpoczęte w CBKO-2 prowadzone były nadal przez Pion Okrętów CTO. Pion ten uległ likwidacji, gdy 1 października 1974 roku większość jego pracowników przeszła do Stoczni Północnej im. Bohaterów Westerplatte w Gdańsku i została włączona do tamtejszego Biura Projektowo-Konstrukcyjno-Technologicznego. W latach 80-tych XX wieku gdyński Oddział tego Biura został włączony do Biura Projektowo-Konstrukcyjnego Stoczni Marynarki Wojennej w Gdyni.

Wraz z rozwojem organizacyjnym biur projektowych poszczególnych polskich stoczni CTO coraz bardziej koncentrowało się na pracach naukowo-badawczych i standaryzacyjnych dla całego przemysłu stoczniowego. Równocześnie coraz większą część prac prowadzonych w CTO stanowiły projekty realizowane dla odbiorców zagranicznych, praktycznie na całym świecie.

Współczesność

Centrum Techniki Okrętowej S.A. jest nowoczesnym, multidyscyplinarnym ośrodkiem badawczym i projektowym.

Najbardziej znaną częścią działalności CTO są prace realizowane w Ośrodku Hydromechaniki Okrętu. Tam powstają prognozy właściwości hydromechanicznych jednostek pływających i obiektów oceanotechnicznych, służące optymalizacji ich osiągów i bezpieczeństwa. Analizy tego typu realizuje się eksperymentalnie – przede wszystkim na dwóch basenach modelowych Ośrodka, gdzie prowadzone są badania modeli jednostek pływających (wykonanych w skali) lub też na drodze symulacji komputerowych, z wykorzystaniem narzędzi komputerowej dynamiki płynów (Computational Fluid Dynamics - CFD) i metody elementów skończonych (Finite Element Method - FEM).

CTO zajmuje się również badaniami odporności ogniowej, badaniami materiałowymi, analizami hałasu i drgań, doskonaleniem rozwiązań tłumiących hałas, badaniami odporności na wstrząsy i drgania w celu zapewnienia trwałości i niezawodności konstrukcji oraz zgodności z wymaganiami (IMO, ISO i przepisami branżowymi), a także certyfikacją produktów i technologii oraz pomiarami podczas stoczniowych prób morskich jednostek pływających. Powyższymi zadaniami zajmują się Zespół Laboratoriów Badań Środowiskowych oraz Ośrodek Certyfikacji.

Trzecią gałęzią aktywności CTO jest proponowanie indywidualnych rozwiązań w odniesieniu do kompletnych laboratoriów i wyposażenia badawczego, czyli projektowanie dedykowanych konstrukcji takich jak tunele aerodynamiczne, tunele kawitacyjne, baseny holownicze i inne specjalistyczne stanowiska badawcze, z uwzględnieniem modernizacji istniejących laboratoriów, automatyzacji i montażu – to obszar działalności Zakładu Projektowo-Technologicznego.

Infrastruktura badawcza

CTO dysponuje unikalnym zapleczem laboratoryjnym, które stanowią. m.in.:

• głębokowodny basen holowniczy o długości 270 m, szerokości 12 m i głębokości 6 m;
• basen do badań offshorowych o wymiarach 60 m na 7 m i regulowanej głębokości od 0 do 3 m;
• tunel kawitacyjny (o maksymalnej prędkości przepływu w sekcji pomiarowej 20m/s);
• większy tunel aerodynamiczny (maksymalna prędkość powietrza w sekcji pomiarowej 25 m/s);
• mniejszy tunel aerodynamiczny (maksymalna prędkość powietrza w sekcji pomiarowej 60 m/s);
• stacja badań manewrowych modeli jednostek pływających na akwenie otwartym (jeziorze);
• laboratorium badań ogniowych;
• laboratorium badań wibroakustycznych;
• laboratorium badań dynamicznych.

Hub badawczy

CTO, mając wieloletnie tradycje prac naukowo-badawczych i projektowych, wspomniane zaplecze laboratoryjne, a przede wszystkim wysokokwalifikowanych pracowników naukowych i badawczych organizuje polski hub badawczy na rzecz bezpieczeństwa i obronności. W obecnych czasach każdy przejaw niezależności naukowo-badawczej w państwach Unii Europejskiej jest bardzo cenny - szczególnie, gdy dotyczy on spraw związanych z bezpieczeństwem.

Żaden nowy projekt statku czy okrętu nie może obyć się bez badań z obszaru hydromechaniki okrętu, realizowanych w basenach modelowych i symulowanych w systemach komputerowych. - praktycznie każda jednostka pływająca dla Polskiej Marynarki Wojennej przechodzi takie analizy. Co do zasady odbywają się one w CTO, gdy projekt jest polski - jednakże w przypadku importu projektu przez nasze stocznie (okręty rozpoznania radioelektronicznego Delfin), już niekoniecznie; badania jw. są bowiem prowadzone, z różnym skutkiem, poza Polską.

Należy przy tym podkreślić, że gdy w czasie eksploatacji okrętu zajdzie potrzeba jego poważnej przebudowy, często niezbędne jest powtórzenie badań - dzięki istnieniu CTO możemy je wtedy wykonać szybko i z doskonałym skutkiem w kraju, uniezależniając się od zagranicznych kooperantów.

A przecież budowa fregat Miecznik w Polsce ma służyć m.in. zbudowaniu kompetencji projektowych - w przyszłości owe kompetencje mogą być wykorzystane tylko w bezpośredniej kooperacji z CTO.

Przykładem takiej aktywności Ośrodka Hydromechaniki Okrętu CTO są badania charakterystyk oporowo-napędowych, właściwości morskich oraz manewrowych dla zmienionej konfiguracji napędu małych okrętów rakietowych typu Orkan. Obecnie PGZ Stocznia Wojenna prowadzi remonty połączone z modyfikacją wszystkich trzech naszych okrętów tego typu. Ich modyfikacja dotyczy głównie napędu - poprzez zmianę układu trzysilnikowego na dwusilnikowy, a co za tym idzie przejściem z konfiguracji trójśrubowej na dwuśrubową. Bez poprzedzających przebudowę prac CTO modyfikacja jw. nie byłaby realna.

Bez udziału CTO trudno wyobrazić sobie przeprowadzenie jakichkolwiek poważniejszych stoczniowych prób morskich. W ich czasie pracownicy CTO z wykorzystaniem własnych urządzeń pomiarowych badają m. in. prędkość, manewrowość okrętu, uciąg (jeśli jest to potrzebne) oraz występujące hałasy i drgania (zarówno lokalne, strefowe czy globalne konstrukcji jak i drgania skrętne, wzdłużne, giętne układów przeniesienia mocy). Następnie opracowują oni ich wyniki - a w przypadku wystąpienia przekroczenia dopuszczalnych hałasów czy drgań opracowują zalecenia, umożliwiające ich minimalizację. Jest to szczególnie istotne w przypadku jednostek posiadających klasę komfortu oraz wszędzie tam, gdzie aspekty wibroakustyczne stanowią kluczowy element projektu.

CTO realizuję również badania innego sprzętu wojskowego. Przykładem mogą być badania modelowe pływającego bojowego wozu piechoty. Dotyczyły one wybranych specyficznych charakterystyk hydromechanicznych pojazdu w trakcie przekraczania przeszkód wodnych. Równie ciekawym przykładem badań są badania tłumików do ręcznej broni strzeleckiej. CTO w naszym kraju jest jedynym wykonawcą takich badań w trakcie strzelania.

Również CTO - jako jedyny wykonawca w Polsce - bada odporność na działanie drgań akustycznych takich obiektów jak bloki sterowania uzbrojeniem, amunicję, broń palną, systemy nawigacji, granaty, elektronika, pociski z zapalnikami, itd.

Realizacje

W ciągu ostatnich lat w CTO przeprowadzono wiele analiz dla nowo projektowanych za granicą okrętów. Przykładowo w CTO wykonano:

• analizy charakterystyk oporowo-napędowych, kawitacyjnych oraz właściwości morskich korwety budowanej w Turcji;
• analizy charakterystyk oporowych szybkiej jednostki patrolowej projektowanej w Turcji na rynek indonezyjski;
• analizy charakterystyk oporowo-napędowych oraz właściwości morskich i manewrowych jednostki szkoleniowej dla Brazylii.

Na basenach CTO przeprowadzono badania modelowe, których celem było określenie charakterystyk oporowo-napędowych:

• okrętu szkolnego dla Indii;
• okrętów desantowych dla Turcji;
• korwet dla Ukrainy;
• okrętu wielozadaniowego dla Portugalii.

Już w 2016 roku w CTO zbudowano prototyp bezzałogowej nawodnej platformy USV 5200A. Platforma o wyporności 200 kg jest przeznaczona do transportu do 100 kg ładunku (np. dwóch dronów latających lub sonaru wielowiązkowego). Jej wyposażenie obejmuje system komunikacji radiowej bliskiego zasięgu oraz komunikacji poprzez sieć GSM i satelity Irydium. W obecnych czasach bezprecedensowego rozwoju bezzałogowych pojazdów morskich USV 5200A może stanowić idealny zaczątek do rozwoju całej gamy tego typu pojazdów, o różnym przeznaczeniu i różnej konfiguracji.

W ramach międzynarodowego programu Europejskiej Agencji Obrony (EDA) pt. NEXTPROP – nowa generacja pędników okrętowych, CTO współpracowało z Akademią Marynarki Wojennej w Gdyni i partnerami europejskimi. Główny cel projektu stanowiło opracowanie i wdrożenie oprogramowania i narzędzi projektowych do modelowania niskoszumowych śrub napędowych nowej generacji- prace obejmowały obliczeniową dynamikę płynów (CFD), analizę elementów skończonych (MES), interakcję płyn-struktura (FSI) oraz modele teoretyczne. Modele zostały sprawdzone poprzez kontrolowane eksperymenty na standardowym, symetrycznym skrzydle i typowym pędniku śrubowym.

W toku prac projektowych dotyczących urządzeń badawczych w Gdańsku zaprojektowano m. in. tunel aerodynamiczny dla Lotniczej Akademii Wojskowej w Dęblinie.

Natomiast do konkursu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju na wykonanie projektów w zakresie badań naukowych i prac rozwojowych na rzecz obronności i bezpieczeństwa państwa (program pn. Nowe technologie w obszarze bezpieczeństwa i obronności państwa kr. Perun) CTO współtworzyło konsorcja odpowiedzialne za złożenie wniosków o dwa projekty. Zostały one zaproponowane w wraz m. in. z Akademią Marynarki Wojennej i PGZ Stocznią Wojenną w Gdyni.

Wreszcie, w pewnym oderwaniu od kwestii związanych stricte z obronnością, wypada również wspomnieć o realizowanych od blisko 30 lat badaniach polskich kajaków, które regularnie zdobywają medale na najróżniejszych imprezach sportowych – począwszy od olimpiad; ich projekty są systematycznie badane i ulepszane w laboratoriach CTO.

Podsumowanie

Centrum Techniki Okrętowej S. A. posiada ogromy dorobek, a przede wszystkim unikalne kompetencje oraz infrastrukturę techniczną. Stanowi istotny element polskiej bazy naukowo-badawczej, a w szczególności pełni funkcję zaplecza badawczo-rozwojowego polskiego przemysłu stoczniowego i szerzej całej polskiej gospodarki morskiej. Jest spółką akcyjną w której 100 % udziałów w kapitale zakładowym i 100 % głosów na walnym zgromadzeniu akcjonariuszy ma Skarb Państwa.

W czasach, gdy polskie stocznie i biura projektowe chcą wzmocnić swoje kompetencje dotyczące projektowania i budowy nowych typów okrętów, ich współpraca z CTO wydaje się być konieczna. Jego pracownicy posiadają szerokie kompetencje do realizacji prac w ramach profilu badawczo-rozwojowego CTO. Firma ta jest niezbędna do przeprowadzenia koniecznych badań z dziedziny hydromechanki okrętu, stoczniowych prób morskich oraz wydawania wielu niezbędnych certyfikatów. Na to wszystko CTO jest przygotowane ponieważ dysponuje odpowiednimi uprawnieniami. Posiada również zespół obiektów badawczych wyposażonych w aparaturę pomiarową, umożliwiających prowadzenie badań stosowanych w dziedzinie hydromechaniki i aerodynamiki okrętu, których rezultaty znajdują wykorzystanie w prognozowaniu charakterystyk oporowo-napędowych oraz właściwości morskich oraz manewrowych statków i okrętów. Badania te są wykonywane według powszechnie uznanych standardów Międzynarodowej Konferencji Basenów Holowniczych (International Towing Tank Conference - ITTC).

Wyniki wszystkich badań zrealizowanych przez CTO w minionych dziesięcioleciach są skrzętnie tam przechowywane. Stanowią one doskonałą bazę wiedzy oraz w istotny sposób pomagają w wykonaniu prac przy ewentualnych modyfikacjach lub modernizacjach jednostek pływających wcześniej przebadanych przez CTO. W ten sposób cały dorobek ostatnich kilkudziesięciu lat badań znajduje się w jednych rękach i należy w całości do naszego państwa.