Космодром Восточный - новые подходы к проектированию логистической инфраструктуры

Оцените материал
(1 Голосовать)

Опубликовано №5 (46) октябрь 2011г.

АВТОР: Пензев В.Н.

РУБРИКА Логистическая инфраструктура Глобальные логистические проекты

Аннотация

В статье дан краткий экскурс в историю проектирования и строительства космодрома Байконур. Дано общее представление о количестве космодромов в мире. В первые показан алгоритм расчета и обоснования грузооборота складских объектов и производственной программы, приведены конкретные примеры объектов основной промышленной строительно-эксплуатационной базы нового Российского космодрома Восточный

Ключевые слова логистическая инфраструктура проектирование проектирование инфраструктуры Космодром Восточный складская инфраструктура складское хозяйство


В феврале 2007 года экс-глава Роскосмоса (Федеральное космическое агентство) России Анатолий Перминов заявил, что на территории нашей страны может появиться новая стартовая площадка для пилотируемых запусков, то есть космодром.  И уже в ноябре 2007 г. президент России В. В. Путин подписал указ о создании, а в августе 2010 г. заложил первый камень в основание нового Российского космодрома Восточный в Амурской области.

Площадка под строительство космодрома Восточный выбрана в районе поселка Углегорск, где находился закрытый военный космодром Свободный.

По словам первого вице-премьера Сергея Иванова, космодром создается для обеспечения подготовки и запуска перспективных космических аппаратов, транспортных грузовых и пилотируемых кораблей нового поколения и модулей орбитальных станций (платформ), выполнения программ пилотируемых космических полётов и перспективных космических программ по изучению и освоению небесных тел, а также осуществления международного сотрудничества в данной сфере. В перспективе Восточный может заменить главную стартовую площадку последних десятилетий – Байконур, расположенный на территории Казахстана.

Во время закладки первого камня (август 2010 г.) экс-руководителем Спецстроя Аброськиным Н.П. было заявлено, что новый космодром будет более производительным, чем имеющиеся на сегодняшний момент, и что не маловажно, занимать меньшую площадь.

В общем, в мире насчитывается более двух десятков космодромов (рис. 1). Все они похожи друг на друга, имеют примерно одинаковый набор элементов и различаются лишь размерами. Причина такой схожести проста: для запуска космических аппаратов используются носители с жидкостными ракетными двигателями. Это обстоятельство диктует особую процедуру сборки и подготовки к запуску ракет, предполагает определенную конструкцию и габариты пусковых сооружений и соответствующие меры безопасности. Структура космодрома оказалась бы иной, будь космические ракеты твердотопливными (кстати, таковые уже разработаны), или, скажем, гравитационными (а эти — в далеких планах). Однако сейчас только реактивные двигатели на жидком топливе способны по своим энергетическим характеристикам обеспечить вывод на орбиту тяжелых космических аппаратов, и именно они определяют вид современного космодрома.

Рис. 1 Общее количество космодромов в мире

Россия, до недавнего времени имела возможность производить запуски с 6-и космодромов, будем считать космодромы построенные непосредственно:

- на территории России:

  • Плесецк – более 1000 успешных беспилотных запусков;
  • Капустин Яр – до 1000 успешных беспилотных запусков;
  • Свободный – менее 10 успешных беспилотных запусков;
  • Запуски с подводной лодки – менее 10 запусков. Успешных запусков  - не было;

- на территории сопредельных государств, построенные во времена СССР, при непосредственном участии России:

  • Байконур – более 1000 успешных пилотируемых и беспилотных запусков. В настоящий момент космодром находится на территории Казахстана и Россия вынуждена его арендовать;

- запуски с морской платформы «Морской старт»  (SeaLaunch) – менее 100 успешных беспилотных запусков. Это  первый частный комплекс для запуска орбитальных космических аппаратов. Соучредителями международной компании SeaLaunch являются американская BoeingCommercialSpaceCompany (40%), российская Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королева (25%), британско-норвежская фирма KvaernerMaritime A.S. (20%) и украинские аэрокосмические предприятия: ПО «Южмашзавод» и ГКБ «Южное» им. М.К. Янгеля (вместе 15%).

История первого в мире космодрома Байконур началась, как это часто бывало в советские времена, с совместного Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 февраля 1955 года. Этим постановлением был утвержден план создания Научно-исследовательского испытательного полигона, который с самого начала предназначался как для испытания боевых ракет, так и для исследований в области космической техники.

В настоящий момент, общая площадь космодрома, составляет 6717 км2 (рис. 2). Всего Байконур имеет 9 стартовых комплексов с пятнадцатью пусковыми установками, 34 технических комплекса, 3 заправочные станции для ракет-носителей. Это оборудование дает возможность запускать ракеты-носители типа «Протон», «Зенит», «Союз» (или «Молния» — другая модификация знаменитой королевской ракеты Р-7), а также «Циклон». Еще два типа ракет— «Днепр» и «Рокот» — запускаются из шахтных установок. Ничего удивительного в этом нет: «Рокот» создан на основе межконтинентальной баллистической ракеты типа РС-18 (по классификации НАТО — «Стилет»), а «Днепр» — на базе РС-20 («Сатана»).

Примерно 40% всех космических аппаратов бывшего СССР и России запускались с этого космодрома. С Байконура были запущены первый в мире искусственный спутник Земли и первые в мире искусственные спутники Солнца, Луны и Венеры. Именно с Байконура был осуществлен первый в мире полет человека в космос.Технически, каждый стартовый комплекскосмодрома (с учетом регламентных работ по обслуживанию и проверке оборудованию), позволяетобеспечить до 24 пусков в год.

И все же, несмотря на свое «первородство», Байконур не является самым активным космодромом на нашей планете. Абсолютное мировое лидерство по числу космических запусков принадлежит космодрому Плесецк.

Рис. 2 План-схема космодрома Байконур

Связано это с тем, что наряду с запуском космических аппаратов продолжаются испытательные, контрольные и учебно-боевые пуски баллистических ракет. Вернемся же  к космодрому Восточный.

Согласно планам Правительства, до конца 2010 года были завершены инженерно  -изыскательские работы по точному определению границ будущего космодрома и проведены проектные работы. В 2011-2015 годах планируется создать сам космодром, с которого можно будет осуществлять запуск всех космических аппаратов, кроме пилотируемых. Начать выполнение пилотируемых полетов с космодрома планируется с 2018 года.

Космодром «Восточный» будет располагаться недалеко от расформированного в 2007 году космодрома «Свободный», примерные координаты 51°49′ с. ш.128°15′ в. д (рис. 3). / 51.816667° с. ш.128.25° в. д.

 «Ядро» космодрома, его административная и социальная инфраструктура будут находиться в ЗАТО Углегорск, а расположение стартовых комплексов и других объектов определится проектом.

 Рис. 3 Местоположение космодрома Восточный

Проектом планируется строительство 10-ти технических и обеспечивающих площадок. В ходе строительства будет построен стартовый комплекс ракетоносителя среднего класса повышенной грузоподъёмности (до 20 тонн) в составе 2-х пусковых установок (планируется, что с космодрома будут запускаться новые ракеты-носители «Русь»  и, возможно, «Ангара»), аэродром, кислородно-азотный завод, водородный завод, система электроснабжения, 115 км автомобильных и 125 км железных дорог, включая железнодорожную ветку от ст. Ледяная. В 2012 году здесь должно работать 10.000 человек, а в перспективе население города, обслуживающего космодром, вырастет до 30.000 человек.

По информации Роскосмоса, космодром имеет ряд преимуществ:

  • начальный участок траектории полёта ракеты-носителя не проходит над густонаселёнными районами России и над территориями иностранных государств;
  • районы падения отделяющихся частей ракет-носителей расположены в малонаселённых районах территории России или в нейтральных водах;
  • место расположения космодрома находится поблизости от развитых железнодорожных и автомобильных магистралей и аэродромов.

Недостатками дальневосточного космодрома, является (оставим за рамками недостатки присущие новому строительству):

  • некоторое увеличение транспортных издержек (как финансовых, так и затрат времени), связанных с тем, что основные космические предприятия находятся в Москве, Самаре, Железногорске (Красноярский край);
  • космодром будет находиться на 6 градусов севернее, чем Байконур, что приведёт к некоторому снижению максимальной массы выводимых в космос грузов (при прочих равных условиях).
  • отработанные части ракет, падая в тайгу, могут вызывать лесные пожары, которые и так для этого региона являются серьёзной проблемой.

Что дает России новый космодром:

  • независимость космической деятельности по всему спектру решаемых задач: от научных и социально-экономических до пилотируемых программ;
  • гарантированное выполнение международных и коммерческих космических программ;
  • улучшение социально-экономической обстановки, развитие местной промышленной базы с привлечением инвестиций и частного капитала в районе создания космодрома.

Начать же строительство решено с создания обеспечивающей инфраструктуры космодрома – города, дорог, ЛЭП и т.д.В 2011 году были  закончены проектные работы на промышленную строительно-эксплуатационною базу (ПСЭБ), объекты электроснабжения, а также автомобильную и железную дороги, начаты работы по планированию земельных участков и работы на «нулевом» уровне.

В этой части, за основу был взять опыт строительства космодрома Байконур. Вот что в свое время писали участники тех событий.

« …Оказывается, на территории космодрома могли бы разместиться два-три небольших европейских государства. Состоит он из ряда самостоятельных комплексов, объединенных сетью автомобильных и железных дорог; стартовый комплекс предназначен для пусков ракет с космическими аппаратами; грандиозное стартовое сооружение в котловане объемом в миллион кубометров, подземный командный пункт, система заправки с хранилищем для горючего, компрессорная и ряд вспомогательных зданий; монтажно-испытательный корпус с комплексом вспомогательных сооружений — громадный сборочный цех машиностроительного завода; и наконец, город, в котором жить тем, кто будет работать на космодроме. Современный зеленый город в пустыне: с парками, бульварами, магазинами, гостиницами, театрами, лечебными учреждениями, школами, детсадами, столовыми, рестораном и многим, многим другим, без чего немыслим город...

…На маленькую железнодорожную станцию ежедневно, ежечасно, один за другим, а то и одновременно прибывали поезда с материалами, машинами и оборудованием, необходимыми для строительства космодрома. Полным ходом строилась промбаза — комплекс цехов и полигонов, механизированных установок и автоматизированных бетонно-растворных узлов, для того чтобы обеспечить стройку бетоном и железобетоном, арматурой и раствором, окнами, дверями, половыми досками, опалубкой, перегородками, металлическими поковками, слесарными изделиями и многим другим. И все это оказывалось необходимым в первую очередь потому, что кругом на сотни километров распростерлась пустыня.

…Большой проблемой были дороги.

Хотя выгрузкой из вагонов и погрузкой на автомобили занимались круглосуточно, количество невывезенных грузов все возрастало — не успевал автотранспорт. Глинистая плотная корочка, покрывавшая поверхность пустыни, после нескольких проходов машин разрушалась так, что образовывались глубокие колеи, в которых грузовики садились «на брюхо». Во избежание такой «посадки» следующие машины прокладывали свою колею рядом. Образовалась полоса разбитой пустыни невероятной ширины — до двух-трех километров. И в этих условиях при страшной запыленности воздуха, когда зажженные фары автомобиля не были видны за 15—20 метров, скорость не превышала пяти, а то и четырех километров в час. От станции до площадки будущего стартового комплекса машина с трудом делала один рейс в сутки. И хотя по всем предварительным расчетам строительство было обеспечено автотранспортом с излишком, его катастрофически не хватало. А взять было негде…»

И как видно, все началось именно с обеспечивающей инфраструктуры, хотя параллельно строились и непосредственно объекты космодрома.

Почему именно опыт строительства космодрома Байконур был положен в основу Восточного, а не, например, Плесецка – флагмана космической отрасли всего мира. Дело в том, что Байконур был построен практически на «пустом» месте, в тоже время Плесецк строился в развитом (промышленном и демографическом) регионе России и концепция его строительства несколько отличалась. Из-за того, что по близости с космодромом Плесецк были все обеспечивающие предприятия, то доставка материалов, элементов конструкций и т.д. должна была осуществляться в короткие сроки, что позволило  бы снизить запасы и не отвлекать внимание, силы, финансовые ресурсы на обеспечивающую инфраструктуру в полном объеме. Но так было в теории, на практике оказалось на оборот. Срывы поставок, не способность авто и железной дорог пропустить грузопоток в полном объеме и необходимые сроки, нехватка складских площадей, отсутствие оперативных производств и т.д., привело к тому, по словам очевидцев, что материалы, конструктивные элементы, во время стройки складировались в полосе отвода авто дорог, иногда она достигала порядка 30 км шириной 500 м. Т.е. очевидные «плюсы» обернулись в «минусы» с вытекающими от сюда экономическими последствиями.

Кроме этого, после окончания строительства Байконура – осталась промышленная база, которая в последствии позволила беспрепятственно обслуживать и обеспечивать всем необходимым как объекты космодрома, так и всю сопутствующую инфраструктуру, включая город. После окончания строительства космодрома Плесецк, сразу же возникли серьезные проблемы в данной части реализации проекта в целом и только после того как была создана эксплуатирующая компания с соответствующим набором промышленных и складских мощностей – космодром вышел на запланированную мощность и режим работы.

В этой связи, перед разработкой проектной документации промышленной строительно-эксплуатационной базы, имея перечень нормативных документов, предписывающих, что в проектной документации должны быть подтверждены соответствующими техноло­гическими расчетами исходные данные (годовая программа производства про­мышленной строительно-эксплуатационной базы), принятые для разработки проектной документации, перед руководством проекта в целом и проектной организацией остро встал вопрос обоснования:

- грузооборота проектируемых складов;

- емкости хранилищ техники;

- производственной мощность промышленных объ­ектов;

- и т.д.

Опыта производства расчетов и обоснований исходных данных для столь масштабных объектов в России не существовало.

Для этих целей был разработан алгоритм, изображенный на рис. 4.

Рис. 4 Порядок расчета необходимой годовой программы промышленной строительно-эксплуатационной базы, принятой для разработки проектной документации

Исходя из перечня задач, мероприятий и функций, был сформирован перечень объектов наземной космической инфраструктуры. По каждому конкретному объекту были проведено предварительное проектирование, что позволило определить:

- объем строительства;

- общую площадь;

- состав оборудования;

- численность обслуживающего персонала;

- численность персонала для подготовки и осуществления запуска;

- предполагаемое время строительства.

Исходя из функций, которые несет каждый в отдельности объект, все объекты были разделены на две категории:

- объекты, которые обеспечивают пуск космических аппаратов, транспортных грузовых и пилотируемых кораблей;

- объекты, которые непосредственно участвуют в пуске космических аппаратов.

И если в первом случае после строительства объекта потребуются усилия на поддержку работоспособности в ходе их эксплуатации, то  во втором, необходимо полное или частичное восстановление. К таким объектам, например, относятся стартовые комплексы.

Поэтому в рамках промышленной строительно-эксплуатационной базы предусмотрены:

- основная база, I этап;

- приобъектовая база – филиал 1, II этап;

- приобъектовая база – филиал 2, II этап;

- приобъектовая база – филиал 3, II этап;

Основная база предназначена для получения, складирования, переработки, производства и выдачи готовой продукции предназначенной для строительства всех объектов космодрома «Восточный», включая объекты жилой зоны и поддержания работоспособности объектов космодрома обеспечивающих пуск космических аппаратов, транспортных грузовых и пилотируемых кораблей, жилой зоны и их дальнейшее развитие.

Приобъектовые базы – филиал, 1, 2, 3 – предназначены для восстановления работоспособности стартовых сооружений (пусковых установок) и прочих сооружений непосредственно участвующих в пусках космических аппаратов, транспортных грузовых и пилотируемых кораблей.

Необходимо сказать, что в общей сложности объектов наземной космической инфраструктуры набралось более 1500 шт.

По каждому объекту дополнительно была определена потребность в ресурсах в трех направлениях:

- материалы и конструктивные элементы (по элементно, наименованиям);

- машины и механизмы (по маркам, производительности);

- строительные кадры (по специальности, квалификации).

В этой части не стоит путать данный расчет с определением сметной стоимости, так как сметная стоимость определяется исходя из;

- проведения непосредственного сметного расчета. В данном случае он был не применим, так как не было качественной рабочей документации на объекты;

- стоимости строительства объектов аналогов;

- стоимости типовых объектов.

В нашем случае, предварительная стоимости строительства космодрома определялась по второму и третьему варианту.

Дополнительно, зная:

- численность обслуживающего персонала;

- численность персонала для подготовки и осуществления запуска;

были определены объемы не только жилищного строительства (кирпичные 12-14-этажные дома), но и сопутствующей инфраструктуры, объектов социально-гражданского назначения, в число которых вошли:

- детские дошкольные учреждения;

- общеобразовательные школы, гимназии, лицеи;

- детский досуговый центр;

- медицинский центр;

- спортивно-тренажерный зал повседневного обслуживания;

- торгово-гостинично-развлекательный комплекс;

- предприятия торговли;

- учреждения клубного типа;

- гостиница;

- предприятия общественного питания;

- рыночный комплекс розничной торговли;

- предприятия бытового обслуживания с минипрачечной и минихимчисткой;

- банно-оздоровительный комплекс;

- отделения связи;

- отделения и филиалы сберегательного банка;

- пожарное депо;

- опорный пункт;

- РЭУ.

Знание численности строительных кадров накладывало дополнительные «временные обременения» как на объем жилищного строительства, так и на объекты соцкульбыта.

На основании полученных данных был сформирован перечень объектов промышленной строительно-эксплуатационной базы, а исходя из строительства объектов наземной космической инфраструктуры – грузооборот, который должна «пропустить» через себя база.

В дальнейшем, знание:

- величины грузооборота;

- ассортиментного перечня готовых изделий;

- ассортиментного перечня конструкций и элементов конструкций, непосредственно, выпускаемых на базе;

- количество жителей города

позволило определить:

- категории автомобильной и железной дороги, сопутствующей им инфраструктуры;

- мощность энергоснабжения;

- мощность топливно-заправочного участка;

- и т.д.

Отдельно хочется остановиться на расчете грузооборота склада для хранения продовольственных товаров, который в основе своей базировался на потребности одного человека в продовольствия в сутки. По сути своей, грузооборот должен был бы сделан исходя из расслоения имеющейся численности жителей города на следующие категории:

- возраст;

- социальное положение;

- категория работы;

- и т.д.

Но так как это бы привело к расчету большого количества данных, то в расчет была положена средневзвешенная суточная норма потребления (табл. 1)

Таблица 1

Суточная норма потребления продовольствия одним человеком

Исходя из численности жителей,  сроков доставки, выбранных поставщиков, был сформирован грузооборот и рассчитаны основные технико-экономические показатели склада продовольственных товаров. Частично вы их можете увидеть в табл. 2

Таблица 2

Номенклатура и запас продовольственных товаров в днях (количество паллетомест)на складе продовольственных товаров

Подобный образом шла проработка всех объектов промышленной строительно эксплуатационной базы.

Таким образом, при расчете грузооборота складских объектов и производственной программы объектов промышленного назначения, рассчитывались не только технико-экономические показатели, но и определялись поставщики. Величина запасов, периодичность и схема снабжения и т.д.

Основной перечень объектов промышленной строительно-эксплуатационнойбазы приведен в табл. 3 - 5.

Таблица 3

Сводная ведомость объектов основной базы

Таблица 4

Сводная ведомость инженерных коммуникаций основной базы

 

Таблица 5

Сводная ведомость объектов приобъектовых баз - филиалов

Учитывая, что проектные и строительные работы должны быть проведены в сжатые сроки, то на основу проектных решений была выбрана модульная планировка:

- для складских зданий, модулем являлось здание длинна х ширина х высота до низа фермы перекрытия – 96 х 96 х 10 м (рис. 5);

- для производственных зданий модулем являлось здание  длинна х ширина х высота до низа фермы перекрытия – 144 х 96 х 14 м (рис. 6).

В качестве перекрытия выбраны прямоугольные ферменные конструкции сваренные из уголков, а в качестве стенового покрытия применяются сенгвич-панели, нагрузки на пол порядка 5 т/м.кв. Все здания и сооружения, исходя из категории взрывопожарной опасности оборудованы спринкерной системой пожаротушения и средствами оптоволоконной телефонией.

Интересным явилось решение по устройству открытых складов специально разработанными для этих целей козловыми кранами.

Так как все складские и производственные объекты имеют с одной стороны автомобильную рампу, а с другой грузовую железнодорожную платформу, то было принято решение о возможности проведения разгрузочно-погрузочных работ на данных грузовых железнодорожных платформах с помощью козловых кранов открытых складов (рис. 7). Что позволило существенно сократить количество грузоподъемной техники и обслуживающего персонала.

 Рис. 5 Пример объемно-планировочных решений склада непродовольственных товаров

 При выборе места размещения объектов промышленной строительно-эксплуатационной базы были учтеныследующие условия (рис.8):

1. Основная база размещаетсяна достаточном удалении от объектов жизнедеятельности космодрома и объектов жилой зоны, для возможности размещения производств с вредными условиями труда – асфальтовый завод, цементный завод, завод связанный с получением щебня и т.д. ;

2. Промышленная строительно-эксплуатационная база доступна для любого вида транспорта и не имеет ограничений по режиму;

3. Основная база расположена на расстоянииотжилой зоны, обеспечивающим минимальные расстояния при доставке рабочих;

4. Промышленная строительно-эксплуатационная база находится на расстоянии от основных энергоносителей на расстояние, не требующих создание промежуточных узлов коммутации.

Генеральный план основной базы и 3D планировки показаны на рис. 9-11.

 

Рис. 6 Пример объемно-планировочных решений корпуса ЖБИ

Рис. 7 Пример объемно-планировочных решений открытого склада и грузовой железнодорожной платформы склада продовольственных товаров

Рис. 8 Генеральный план основной промышленной строительно-эксплуатационной базы космодрома Восточный

Рис. 9 Планировка 3D части основной промышленной строительно-эксплуатационной базы (склад продовольственных товаров, склад не продовольственных товаров, склад строительных материалов, корпус комплектующих, административно-хозяйственный корпус, корпус ГО, трансформаторная подстанция, корпуса автохозяйства)

Рис. 10 Планировка 3D части (склад строительных материалов, корпус комплектующих)

Рис. 11 Планировка 3D части – центральная часть (склад продовольственных товаров, склад не продовольственных товаров, склад строительных материалов, корпус комплектующих, административно-хозяйственный корпус, корпус ГО, трансформаторная подстанция, корпуса автохозяйства)

Резюмируя все выше сказанное, можно говорить о том, что во время проектирования столь ответственного объект, как новый Российский космодром Восточный, не обошлось без применения подходов логистики к

- расчету грузооборота складских объектов и производственной программы объектов промышленного назначения

- проектированию складских объектов и объектов промышленного назначения

- расчету необходимого уровня запасов

- выбора поставщиков продукции

- и т.д

Тем самым подтверждается роль логистики в обеспечении высокой производительности и максимальной экономической эффективности.

Литература:

1. №11 (2794) | Ноябрь 2006 Журнал «Вокруг Света»: Космодромы — «ключ на старт», автор материала: Захаров А.;

2. http://ru.wikipedia.org/;

3. http://www.rbc.ru/

Прочитано 6006 раз

Контакты

Адрес 

125319, Москва, ул. Черняховского, д.16

тел./факс (495) 771 32 58