Наиболее ощутимый результат в борьбе с разливами нефти дают воздушные суда (ВС), в частности, вертолеты. Обладая высокой скоростью и маневренностью, они могут производить разведку нефтяных загрязнений, доставлять к месту аварии необходимое оборудование и людей, устанавливать на водную поверхность боновые заграждения, обрабатывать нефтяные пятна сорбентами, диспергентами, инициаторами горения, собирателями нефти.
В настоящее время наиболее перспективно применение воздушных судов для непосредственной борьбы с разливами нефти посредством обработки загрязненной водной поверхности препаратами диспергирования. Все известные диспергенты представляют собой смесь растворителей и поверхностно-активных веществ (ПАВ), соотношение между которыми может меняться. Молекулы ПАВ обладают способностью понижать поверхностное натяжение на границе раздела нефти и воды. Образование устойчивых мелких капель нефти приводит к быстрому ее разбавлению в водной толще и резко повышает скорость процесса разложения нефти, особенно за счет ее биодеграции.
С учетом параметров нефтяного разлива и реальной обстановки в зоне бедствия распределение диспергентов с воздушных судов проводится для: уничтожения нефтяных пленок (оставшихся после сбора основного объема нефти с помощью механических средств); обработки всего нефтяного разлива в случаях, когда не могут быть использованы средства сбора нефти (погодные условия, возникновение реальной опасности загрязнения береговых сооружений, мест массового отдыха населения, лежбищ морского зверя и др.); обработки нефтяного разлива, если он находится в местах, недоступных для механических средств.
Первые практические опыты по использованию ВС для ликвидации аварийных разливов нефти у нас в стране и за рубежом относятся к середине 70-х годов. Характерно, что различия характеристик и особенностей эксплуатации воздушных судов определили общее разделение сфер их применения:
— транспортные и специализированные самолеты с полезной нагрузкой более 2 т и практической дальностью полета более 1000 км используются для борьбы с разливами нефти в открытом море (с базированием на стационарных аэродромах);
— многоцелевые и сельскохозяйственные вертолеты разной грузоподъемности — для ликвидации разливов нефти в прибрежной зоне и на внутренних водоемах (базирование на ближайших аэродромах и рабочих площадках).
Проведение сертификационных испытаний — ^подвесного устройства 4208.0479.000 на внешней подвеске вертолета Ми-8Т
Использование сельскохозяйственных вертолетов для борьбы с разливами нефти на акваториях определяется наличием на них штатной опрыскивающей аппаратуры, обеспечивающей размещение, перемешивание и внесение с заданной нормой и показателями равномерности рабочих жидкостей, а также имеющимся технологическим и практическим опытом выполнения авиационного опрыскивания.
Первые опыты по авиационным обработкам нефтяных разливов на водной поверхности у нас в стране были проведены на акватории Черного моря с применением сельскохозяйственных вертолетов Ми-2 и Ка-26. Проведенные ВНИИ ПАНХ ГА (НПК «ПАНХ») исследования показали практическую возможность и высокую эффективность использования отечественных (ОМ-6) и зарубежных (КОРЕКСИТ-9527) диспергентов для ликвидации нефтяных пленок толщиной до 1 мм. На фото показаны нефтяные пятна в Новороссийском порту до и после нескольких рабочих проходов вертолета Ка-26, который с высоты 10 м при скорости 60 км/ч распределил по поверхности пятна ОМ-6.
На основании совместных исследований ВНИИ ПАНХ ГА, Одесского ЧЦПКБ и ЦНИИМФ была подготовлена «Инструкция по применению диспергентов нефти ОМ-6, ОМ-84 и КОРЕКСИТ 9527». Она определяет общие правила организации и проведения авиационных работ по обработке диспергентами разливов нефти, технологические нормативы авиационного опрыскивания и методику выполнения полетов при борьбе с аварийными разливами нефти на водных поверхностях. Применительно к вертолетам Ми-2 и Ка-26 принципиальными положениями этой инструкции являются следующие:
— диапазон норм внесения 15-100 л/га при использовании различных концентраций диспергента (в зависимости от толщины пленки) и 5–6 типоразмеров распылителей штатной опрыскивающей аппаратуры;
— рабочие режимы авиационного внесения диспергентов: скорость 60-120 км/с и высота полета над водной поверхностью 1020 м (для уменьшения сноса) при расстоянии перехода (ширине захвата) 40 м;
— рациональная схема обработки нефтяного поля по периметру пятна (по спирали) или с подветренной стороны с применением загонного или челночного способа.
Использование сельскохозяйственных вертолетов Ми-2 и Ка-26 для борьбы с разливами нефти на водной поверхности изначально ограничено невысокой полезной нагрузкой (в пределах 500–600 кг) и малым практическим радиусом действия (до 100 км), то есть их применение технически реализуемо и экономически оправданы при ликвидации небольших разливов в прибрежной зоне. В случае возникновения более крупного разлива нефти грузоподъемности и дальности полета отмеченных легких вертолетов недостаточно, требуется применение более тяжелых вертолетов типа Ми-8 и Ка-32, а в перспективе и Ми-26.
В настоящее время в России в эксплуатации находится два типа сертифицированного подвесного оборудования для борьбы с разливами нефти с применением вертолетов средней грузоподъемности типа Ми-8 и Ка-32 — устройство 4208.0479.000 и опрыскиватель ВОП-3.
Участок морской поверхности, покрытый нефтяной пленкой, до и после внесения с вертолета Ка-26 диспергента ОМ-6
Подвесное устройство 4208.0479.000 разработано НПК «ПАНХ» в середине 80-х годов, оно размещается на внешней подвеске вертолета Ми-8 и выполнено по традиционной для опрыскивателей схеме. Конструктивно устройство представляет собой бак для рабочей жидкости, закрепленный внутри пространственной стержневой фермы-основания. К стержневой ферме крепятся опрыскивающие штанги серийной опрыскивающей аппаратуры вертолета Ми-2. Рабочая жидкость из бака засасывается и нагнетается в штанги центробежным насосом АМ-42 с приводом от ветряка с ленточным тормозом. На штангах установлены распылители жидкости, работающие под давлением. Устройство устанавливается на вертолет типа Ми-8 с помощью штатной наружной тросовой подвески и имеет следующие основные характеристики:
— масса пустого устройства — 310 ± 10 кг;
— габаритные размеры — 15,0х3,0х2,5 м;
— емкость бака изделия — до 2000 ± 10 л;
— секундный выпуск жидкости — 2,014,0 л/с;
— рабочая ширина захвата при скорости 80-120 км/ч и высоте устройства над поверхностью 10–20 м — не менее 20 м;
— рабочий диапазон норм внесения — 20150 л/га.
Регулировка расхода рабочей жидкости устройства аналогична регулировке на устройстве вертолета Ми-2 и обеспечивается изменением диаметра сечения распылителей, их количеством и скоростью полета. В комплект устройства входят распылители с диаметром выходного отверстия 1,25; 2; 3; 4; 5 мм, обеспечивающие при скорости 90 км/ч внесение жидкости 20-130 л/га.
Управление устройством осуществляет бортмеханик при помощи выносного пульта управления, соединенного кабелем через вертлюг-токосъемник с двумя механизмами МП-100 на центробежном насосе. Эксплуатация подвесного устройства 4208.0479.000 в полете не требует режимов, выходящих за ограничения РЛЭ вертолета, при этом внесение диспергентов осуществляется в соответствии с требованиями «Технологической инструкции по обработке диспергентами разливов нефти на водной поверхности вертолетами Ми-8Т (АМТ) с применением подвесного устройства 4208.0479.000».
В настоящее время в эксплуатации находятся три комплекта подвесных устройств 4208.0479.000, один из которых обслуживает освоение нефтяных месторождений Сахалинского шельфа, обеспечивая при необходимости ликвидацию разливов нефти на водной поверхности.