Турбина в плоском штопоре

Гигантская арочная плотина Чиркейской ГЭС в Дагестане.
Фото Михаила Новожилова

Летний сезон в России традиционно завершается всплеском аварий и катастроф. Гибель АПЛ «Курск», самоходный глубоководный аппарат АС-28, батискаф «Мир-2» и самолетопад неразрывно связаны с августом. В нынешнем году провалом 15 июля закончились испытания морской ракеты «Булава», 17 августа непостижимым образом из опор вырвался тысячетонный гидроагрегат Саяно-Шушенской ГЭС (СШГЭС).

Убойная вибрация

Августовский самолетопад 2006 года познакомил россиян с основами аэродинамики плоского штопора, возникающего при превышении самолетом критического угла атаки. Самолет теряет управляемость и падает, как осенний лист, покачиваясь с борта на борт, вращаясь вокруг вертикальной оси.

Зона турбулентности – воздушный столб, способный перевернуть многотонный самолет, не раз становился западней и для опытных пилотов. В случае аварии на СШГЭС сокрушительную мощь турбулентности обеспечивала инерция вращения вала турбины массой в тысячи тонн.

Все явления подобного сорта проявляют свойства гироскопа. Средство борьбы – рутинная балансировка и регулировка углов отклонения передних колес автомобиля «сход-развал». Без чего возникает биение, называемое нутацией. Неоднократным попыткам остановить гидроагрегат СШГЭС препятствовала та же нутация. Надо полагать, что ученые Сибирского отделения РАН доложат Госкомиссии о существе неведомой силы, выбросившей тысячетонный ротор в машинный зал. Может быть, хоть это заставит, наконец, вспомнить о науке.

Расшифровка вибраций, зафиксированных сейсмографами 17 августа 2009 года характеризует момент сил, приложенный к ротору и потерю инерциальной системой устойчивости. Нагрузки многократно превысили прочность крепления крышки турбины, рассчитанного как минимум на 500–800 тонн. Напомним, что информация сейсмограмм, в отличие от письменных документов, абсолютно достоверна.

Здесь можно вспомнить кстати, что крест на Лунной программе СССР поставила вибрация ракеты-носителя Н-1. Та же участь постигла и злополучный проект морской ракеты «Булава».

Человеческий фактор

Проклятия в адрес пресловутого человеческого фактора (ЧФ) ныне сменились безысходностью технологического отставания. Но редко у кого возникает мысль о взаимосвязи этих явлений. Отсталые технологии – это не старые станки, которые можно заменить новыми. Напротив, это – взаимоотношения людей, препятствующие производству инноваций из знаний и опыта поколений.

Известно, что второй гидроагрегат СШГЭС трясло в течение 10 лет эксплуатации. Установить причины нестабильной работы к марту нынешнего года – началу ремонта – местный персонал не смог. Человеческий фактор проявился в типичном отказе использовать знания и опыт профессионалов – монтажников и испытателей.

Дальше все просто. Реверберация (наложение) ошибок монтажа турбины в лихие 90-е и ремонтников СШГЭС, изменивших режим работы лопаток, регулирующих доступ воды, заставила тысячетонную машину пойти вразнос.

Не спасла и автоматика, которая должна была бы подхватить систему, управление которой выпало из рук операторов. Для этого в автомат заложен алгоритм выхода из «расчетной» аварии. Защиту же от нерасчетной стихии автоматизировать невозможно. Правило системотехников 70-х остается в силе: защита от безобразия, как и само это явление, не автоматизируется.

Теперь на человеческий фактор можно списать потери бюджета (свыше 50 млрд. руб.) при катастрофе СШГЭС и провале испытаний ракеты «Булава», разработанной специалистами ФГУП «Московский институт теплотехники» (МИТ). Заметим только, что МИТ стал победителем в 1990-е годы в конкурсе на создание «Булавы», опередив традиционного разработчика морских ракет ОАО «Государственный ракетный центр имени академика В.П. Макеева».

Флакон технологий

Энергетический коллапс, о котором долгие годы говорили оппоненты бывшего главы РАО ЕЭС Анатолия Чубайса, свершился. Подтвердился непреложный факт – экономические реформы не отменяют закономерности управления сложными человеко-машинными системами.

Включение механизма конкуренции, на что рассчитывают реформаторы, не только экономическая, но и сложнейшая научная и инженерно-техническая задача. О том, что приватизация генерирующих мощностей позволит государству сконцентрировать ресурсы на модернизации и развитии сетевой и диспетчерской инфраструктуры, было произнесено много слов. Однако реальность технологической несовместимости структур с рыночной и государственно-регулируемой экономикой породила в замкнутом энергетическом цикле короткое информационное замыкание. В информационной системе короткое замыкание – это отказ, боязнь или неумение руководителя использовать в качестве опоры промежуточные звенья управления, что создает условия для развития аварийной ситуации.

Полный набор этих факторов сопровождал цепь энергетических «блэкаутов» в США, а затем и в России: Москва, Санкт-Петербург, Сочи и, наконец, катастрофа на Саяно-Шушенской ГЭС. Под невнятное бормотание о назначении главного технического менеджера, создании комитетов по надежности, приобретении тренажеров, о «Системном операторе» выяснилось, что РАО «ЕЭС» не в курсе, кто будет разрабатывать технические регламенты и модернизировать оборудование.

Русская специфика «невидимой руки рынка» проявилась в массовой замене специалистов менеджерами, весь принцип работы которых можно коротко передать одной фразой: стоит дать денег – и успех обеспечен. После кадровой революции конца 90-х, когда в отставку был отправлен весь директорский корпус, в энергетике не осталось опытных эксплуатационников. Зато Анатолий Чубайс был объявлен ректором Московского энергетического института «одним из наиболее грамотных в техническом плане специалистов – энергетиков РАО».

В сухом остатке – все те же попытки власти найти универсальное решение в административной, образовательной и военной сферах путем объединения в одном технологическом флаконе проекта несовместимых знаний и опыта.

Стратегия национальной безопасности Российской Федерации до 2020 года мобилизует технологический ресурс энергетики путем интеграции образования, науки и производства. Есть надежда, что это позволит упорядочить конгломерат знаний и опыта для преодоления тотальной безответственности госструктур и номенклатурных назначенцев со шлейфом провалов в экономике и политике.