Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Ледокол (значения) .
Российский атомный ледокол " Ямал" на пути к Северному полюсу, 2001 г.
Русский ледокол Красин ведя американский корабль снабжения в станцию Макмердо , Антарктида

Ледокол представляет собой специализированный корабль или лодка предназначена для перемещения и навигации по льду -covered воды, а также обеспечить безопасные водные пути для других судов и кораблей. Хотя этот термин обычно относится к ледокольным судам , он может также относиться к более мелким судам, таким как ледокольные лодки, которые когда-то использовались на каналах Соединенного Королевства .

Для того чтобы корабль считался ледоколом, необходимы три черты, которых не хватает большинству обычных кораблей: усиленный корпус , форма для прояснения льда и способность пробиваться сквозь морской лед . [1]

Ледоколы расчищают путь, упираясь прямо в мерзлую воду или паковый лед . Прочность морского льда на изгиб достаточно мала, поэтому лед обычно ломается без заметного изменения дифферента судна . В случае очень толстого льда ледокол может врезаться носом в лед, чтобы сломать его под тяжестью судна. Наращивание битого льда перед судном может замедлить его гораздо больше, чем разрушение самого льда, поэтому ледоколы имеют специально разработанный корпус, позволяющий направлять битый лед вокруг судна или под ним. Внешние элементы двигательной установки корабля ( гребные винты , гребные валыи т. д.) подвержены большему риску повреждения, чем корпус судна, поэтому способность ледокола продвигаться по льду, разбивать его и убирать с пути обломки очень важна для его безопасности. [2]

История [ править ]

Самые ранние ледоколы [ править ]

До появления океанских судов технология ледоколов была разработана на внутренних каналах и реках. Первый зарегистрированный примитивный ледокол использовался бельгийским городом Брюгге в 1392 году для расчистки городского рва. [3] [4]

Парусные корабли в полярных водах [ править ]

Русский коч XVII века в музее

Ледяные корабли использовались на заре полярных исследований. Изначально они были деревянными и основывались на существующих конструкциях, но были усилены, особенно по ватерлинии, с двойной обшивкой корпуса и усилением поперечин внутри корабля. Снаружи были обернуты железные ленты. Иногда металлическую обшивку помещали на носу, на корме и вдоль киля. Такое усиление было призвано помочь кораблю преодолевать лед, а также защитить его на случай, если его «схватит» лед. Ущипывание происходит, когда льдины вокруг корабля толкаются о корабль, захватывая его, как если бы в тисках, и причиняя ущерб. Это действие, подобное тискам, вызвано силой ветра и приливов, воздействующих на ледяные образования.

Первыми лодками, использовавшимися в полярных водах, были лодки коренных народов Арктики . Их байдарки небольшой человека с питанием от лодки с крытой палубой, и один или несколько кокпиты, каждый сидение один атлет , который поглаживает один или двухклинковое весло . У таких лодок, конечно, нет ледокольных возможностей, но они легкие и хорошо переносят лед.

В IX и X веках экспансия викингов достигла Северной Атлантики , а затем Гренландии и Шпицбергена в Арктике. Викинги , однако, эксплуатировали свои корабли в водах, которые большую часть года были свободны ото льда, в условиях средневекового потепления .

Фрам в Антарктиде вэкспедиции Роальда Амундсена

В XI веке на севере России начали заселяться берега Белого моря , названные так из-за того, что они более полугода покрыты льдом. Смешанная этническая группа карелов и русских на севере России, жившая на берегах Северного Ледовитого океана, стала известна как поморы («приморские поселенцы»). Постепенно был разработан особый тип небольших одно- или двухмачтовых деревянных парусников , используемых для плаваний в ледовых условиях арктических морей, а затем и сибирских рек. Эти самые ранние ледоколы назывались кочи . Корпус коча был защищен поясом из устойчивой к плавучей льдине обшивки вдоль изменчивой ватерлинии и имел ложный киль для плавания по льду.перетяжка . Если коч будет зажат ледяными полями, его закругленные линии корпуса ниже ватерлинии позволят вывести корабль из воды на лед без каких-либо повреждений. [5]

В XIX веке аналогичные защитные меры были приняты и на современных паровых ледоколах. Некоторые известные парусные корабли конца эпохи парусного спорта также имели яйцевидную форму, как у поморских лодок, например, Fram , использовавшийся Фритьофом Нансеном и другими великими норвежскими полярниками . Фрам был деревянным кораблем, который плыл дальше на север (85 ° 57 'с.ш.) и дальше на юг (78 ° 41' ю.ш.), и был одним из самых прочных деревянных кораблей, когда-либо построенных.

Паровые ледоколы [ править ]

Городская ледовая лодка № 1 на реке Делавэр

Ранний корабль предназначен для работы в условиях обледенелой [6] был 51-метровый (167 футов) деревянный пароходе , Город ледокол No. 1 , который был построен для города Филадельфии по VanDusen и Birelyn в 1837. Судно было приводился в действие двумя паровыми двигателями мощностью 250 лошадиных сил (190 кВт), а его деревянные лопасти были укреплены железными покрытиями. [7]

Благодаря округлой форме и прочному металлическому корпусу «Русский лоцман» 1864 года был важным предшественником современных ледоколов с гребными винтами. Корабль построен по заказу купца и кораблестроителя Михаила Бритнева . Носовая часть корабля была изменена для обеспечения проходимости от льда (подъем на 20 ° от линии киля). Это позволило пилоту подняться на лед и, как следствие, сломать его. Бритнев создал носовую часть своего корабля по форме старых поморских лодок, которые веками плавали в ледяных водах Белого и Баренцева морей . Пилот использовался между 1864 и 1890 годами для плавания в Финском заливе между Кронштадтом иТаким образом, Ораниенбаум продлил сезон летней навигации на несколько недель. Вдохновленный успехом лоцмана , Михаил Бритнев построил второе подобное судно Boy («Обрыв») в 1875 году и третье Booy («Буй» на русском языке) в 1889 году.

Почтовая марка с изображением первого ледокола современного типа " Лоцман".

В результате холодной зимы 1870–1871 гг. Река Эльба и порт Гамбурга замерзли, что привело к длительной остановке судоходства и огромным коммерческим потерям. Карл Фердинанд Steinhaus повторно измененное Bow Pilot ' сек дизайн от Britnev сделать свой ледокол, [8] Eisbrecher I . [9]

Ермак , первый современный полярный ледокол

Первый настоящий современный морской ледокол [10] был построен на рубеже 20-го века. Ледокол « Ермак» был построен в 1897 году на военно-морской верфи Армстронга Уитворта в Англии по контракту с Российским императорским флотом . Корабль позаимствовал основные принципы у « Пилота» и применил их при создании первого полярного ледокола, который смог переехать и раздавить паковый лед . Корабль имел водоизмещение 5 000 тонн, а его паропоршневые двигатели выдавали 10 000 лошадиных сил (7 500 кВт). Корабль списан в 1963 году и сдан на слом. в 1964 году, что сделало его одним из самых длинных ледоколов в мире.

В Канаде правительству нужно было найти способ предотвратить наводнение из-за ледяного затора на реке Святого Лаврентия . Ледоколы были построены для защиты реки от ледяных заторов к востоку от Монреаля . Примерно в то же время Канаде пришлось выполнить свои обязательства в канадской Арктике. Большие паровые ледоколы, такие как 80-метровые (260 футов) CGS  NB McLean (1930) и CGS  D'Iberville (1952), были построены для этого двойного назначения (предотвращение наводнений в Сент-Лоуренсе и пополнение запасов Арктики).

В начале 20 века в ряде других стран начали эксплуатироваться ледоколы специальной постройки. Большинство из них были прибрежными ледоколами, но Канада, Россия, а позже и Советский Союз также построили несколько океанских ледоколов водоизмещением до 11000 тонн.

Дизельные ледоколы [ править ]

Первым в мире дизель-электрическим ледоколом стал 4330-тонный шведский ледокол Ymer в 1933 году. При мощности 9000 л.с. (6700 кВт), разделенных между двумя гребными винтами в корме и одним гребным винтом в носовой части, он оставался самым мощным шведским ледоколом до ввода в эксплуатацию ледокола. Oden в 1957 году. За Ymer в 1939 году последовал финский Sisu , первый дизель-электрический ледокол в Финляндии. [11] [12] Оба судна были выведены из эксплуатации в 1970-х годах и заменены гораздо более крупными ледоколами в обеих странах, 1976- построил Sisu в Финляндии и Ymer 1977 года постройки в Швеции.

USCGC  Хили к северу от Аляски.
Полярная звезда рядом со своим сестринским кораблем USCGC  Polar Sea недалеко от станции Мак-Мердо , Антарктида .

В 1941 году Соединенные Штаты начали строительство класса Wind . Исследования в Скандинавии и Советском Союзе привели к конструкции, которая имела очень прочный, короткий и широкий корпус, с обрезанной передней частью и закругленным днищем. Мощная дизель-электрическая техника приводила в движение два кормовых и один вспомогательный носовой гребной винт. [13] [14] [15] Эти особенности стали стандартом для послевоенных ледоколов до 1980-х годов.

В Канаде дизель-электрические ледоколы начали строить в 1952 году, сначала с HMCS Labrador (позже передали канадской береговой охране), используя конструкцию класса ветра USCG, но без носового гребного винта. Затем, в 1960 году, следующим шагом в развитии крупных ледоколов в Канаде стало завершение строительства CCGS  John A. Macdonald в Лаузоне, Квебек. Корабль « Джон Макдональд», значительно больший и мощный, чем Лабрадор , был океанским ледоколом, способным выдерживать самые суровые полярные условия. Ее дизель-электрическая машина мощностью 15 000 лошадиных сил (11 000 кВт) состояла из трех блоков, передающих мощность поровну на каждый из трех валов.

Самый большой и мощный ледокол Канады, 120-метровый (390 футов) CCGS  Louis S. St-Laurent , был доставлен в 1969 году. Его оригинальные три паровые турбины, девять генераторов и три электродвигателя вырабатывают 27 000 лошадиных сил на валу (20 000 кВт). . В результате многолетнего переоборудования в середине срока эксплуатации (1987–1993 гг.) Корабль получил новую носовую часть и новую двигательную установку. Новая силовая установка состоит из пяти дизелей, трех генераторов и трех электродвигателей, дающих примерно такую ​​же тяговую мощность.

22 августа 1994 года Louis S. St-Laurent и USCGC  Polar Sea стали первыми надводными судами Северной Америки, достигшими Северного полюса. Изначально планировалось, что судно будет выведено из эксплуатации в 2000 году; однако в результате переоборудования срок вывода из эксплуатации был продлен до 2017 года.

Атомные ледоколы [ править ]

Основная статья: Атомный ледокол
Российский атомный ледокол « Арктика» - первый надводный корабль, достигший Северного полюса

В настоящее время в России эксплуатируются все существующие и действующие атомные ледоколы. [16] Первый, « Н.С. Ленин» , был спущен на воду в 1957 году и вступил в строй в 1959 году, а затем был официально выведен из эксплуатации в 1989 году. Это был первый в мире надводный корабль с ядерной установкой и первое гражданское судно с ядерной установкой .

Второй советский атомный ледокол был Н.С. Arktika , ведущий корабль Arktika класса . В строю с 1975 года, он был первым надводным кораблем, достигшим Северного полюса 17 августа 1977 года.

В мае 2007 года завершились ходовые испытания российского атомного ледокола НС « 50 лет Победы» . Судно введено в эксплуатацию Мурманским морским пароходством, которое управляет всеми восемью российскими государственными атомными ледоколами. Первоначально киль был заложен в 1989 году на Ленинградском Балтийском заводе , а спущен на воду в 1993 году как НС Урал . Этот ледокол задумывался как шестой и последний из ледоколов класса « Арктика » и в настоящее время является самым большим ледоколом в мире. [17]

Функция [ править ]

Финский ледокол Otso сопровождает торговое судно в Балтийском море

Сегодня большинство ледоколов необходимо, чтобы поддерживать торговые пути открытыми там, где есть сезонные или постоянные ледовые условия. Хотя торговые суда, заходящие в порты в этих регионах, усилены для плавания во льдах , они обычно недостаточно мощны, чтобы самостоятельно справляться со льдом. По этой причине в Балтийском море , Великих озерах и морском пути Святого Лаврентия , а также вдоль Северного морского пути., основная функция ледоколов заключается в безопасном сопровождении составов из одного или нескольких судов в ледяных водах. Когда судно обездвиживается льдом, ледокол должен освободить его, разбив лед, окружающий судно, и, при необходимости, открыть безопасный проход через ледяное поле. В сложных ледовых условиях ледокол может буксировать и самые слабые суда. [18]

Некоторые ледоколы также используются для поддержки научных исследований в Арктике и Антарктике. В дополнение к ледокольным возможностям, суда должны иметь достаточно хорошие характеристики в открытой воде для перехода в полярные регионы и обратно, помещения и жилые помещения для научного персонала, а также грузовместимость для снабжения исследовательских станций на берегу. [18] Такие страны, как Аргентина и Южная Африка , которым не требуются ледоколы во внутренних водах, имеют исследовательские ледоколы для проведения исследований в полярных регионах.

В морских буровых перемещаются в арктических моря, ледокольные суда, необходимые для доставки грузов и оборудования для буровых площадок и защиты Буровые и нефтяные платформ от льдов исполняющего управления льдом , который включает в себя, например , нарушении дрейфующего льда на более мелкие льдины и рулевые айсберги прочь от охраняемого объекта. [18] В прошлом такие операции проводились в основном в Северной Америке, но сегодня бурение на арктических шельфах и добыча нефти также ведутся в различных частях российской Арктики.

Береговая охрана США использует ледоколы для помощи проводит поисково-спасательные работы в ледяном, полярные океаны. Ледоколы США служат для защиты экономических интересов и поддержания присутствия страны в Арктике и Антарктике. Поскольку ледяные шапки в Арктике продолжают таять, открываются новые проходы. Эти возможные пути навигации вызывают рост интереса к полярным полушариям со стороны народов всего мира. Полярные ледоколы Соединенных Штатов должны продолжать поддерживать научные исследования в расширяющемся Северном Ледовитом и Антарктическом океанах. [19] Каждый год тяжелый ледокол должен выполнять операцию «Глубокая заморозка» , расчищая безопасный путь для снабжения судов Национальным научным фондом.Объект McMurdo в Антарктиде. Самую последнюю многомесячную экскурсию возглавила « Полярная звезда», которая провела контейнеровоз и судно с топливом в ужасных условиях, прежде чем очистить канал ото льда. [20] Без тяжелого ледокола Америка не смогла бы продолжить свои полярные исследования в Антарктиде, поскольку не было бы возможности достичь научного фундамента.

Характеристики [ править ]

Ледостойкость и форма корпуса [ править ]

Эстонский многоцелевой ледокол Botnica имеет типичную для ледоколов круглую носовую форму с малым форштевнем и углами раскрытия. Взрывозащищенный сварной из нержавеющей стали ледового пояса и «расширители» также можно увидеть.

Ледоколы часто описывают как корабли, которые своими наклонными носами загоняют лед и ломают его под тяжестью корабля. [21] На самом деле это происходит только в очень толстом льду, где ледокол будет двигаться пешком или, возможно, даже придется многократно отступать на несколько длин судов и проталкивать лед на полную мощность. Чаще всего лед, который имеет относительно низкую прочность на изгиб , легко ломается и погружается под корпус без заметного изменения дифферента ледокола, в то время как судно движется вперед с относительно высокой и постоянной скоростью. [22]

При проектировании ледокола одной из основных целей является минимизация сил, возникающих в результате дробления и разрушения льда, а также погружения сломанных льдин под судно. Среднее значение продольных составляющих этих мгновенных сил называется ледовым сопротивлением корабля. Морские архитекторы , проектирующие ледоколы, используют так называемую h - v- образную кривую для определения ледокольной способности судна. Он показывает скорость ( v ), которую может развить судно, в зависимости от толщины льда ( h ). Это делается путем расчета скорости, при которой тяга гребных винтов равна совокупному гидродинамическому сопротивлению и ледовому сопротивлению судна. [1]Альтернативным способом определения ледокольных способностей судна в различных ледовых условиях, таких как гребни давления, является выполнение модельных испытаний в ледяной емкости . Независимо от метода, фактические характеристики новых ледоколов проверяются на натурных ледовых испытаниях после постройки корабля.

Чтобы минимизировать ледокольные силы, обводы корпуса ледокола обычно проектируются таким образом, чтобы факел у ватерлинии был как можно меньше. В результате для ледокольных судов характерны наклонный или закругленный форштевень, а также наклонные борта и короткое параллельное мидель для улучшения маневренности во льдах. [22] Тем не менее, ложкообразная носовая часть и круглый корпус имеют низкую гидродинамическую эффективность и мореходные характеристики и делают ледокол уязвимым для ударов или ударов нижней конструкции судна о поверхность моря. [1]По этой причине корпус ледокола часто является компромиссом между минимальным ледовым сопротивлением, маневренностью во льдах, низким гидродинамическим сопротивлением и адекватными характеристиками открытой воды. [18]

Шведский ледокол Oden имеет плоскую носовую часть десантного катера и мощную систему затопления воды, предназначенную для уменьшения трения между корпусом и льдом.

У некоторых ледоколов корпус в носовой части шире, чем в корме. Эти так называемые «расширители» увеличивают ширину ледового канала и, таким образом, снижают сопротивление трения на плавсредстве, а также улучшают маневренность судна во льдах. В дополнение к краске с низким коэффициентом трения на некоторых ледоколах используется сварка взрывом.Ледяной пояс из износостойкой нержавеющей стали, который дополнительно снижает трение и защищает корпус корабля от коррозии. Вспомогательные системы, такие как мощные системы затопления воды и барботажные системы, используются для уменьшения трения за счет образования смазочного слоя между корпусом и льдом. Перекачивание воды между резервуарами по обеим сторонам судна приводит к непрерывному качению, что снижает трение и облегчает продвижение по льду. Экспериментальные конструкции лука, такие как плоский лук Thyssen-Waas и цилиндрический лук, были опробованы на протяжении многих лет, чтобы еще больше снизить сопротивление льду и создать свободный ото льда канал. [18]

Структурный дизайн [ править ]

Ледоколам и другим судам, работающим в ледовых водах, требуется дополнительное усиление конструкции против различных нагрузок, возникающих в результате контакта корпуса судна с окружающим льдом. Поскольку давление льда в разных частях корпуса различается, наиболее усиленными участками корпуса ледохода являются носовая часть, которая испытывает самые высокие ледовые нагрузки, и вокруг ватерлинии с дополнительным усилением как выше, так и ниже ватерлинии, чтобы сформировать сплошной ледяной пояс вокруг корабля. [2]

Короткие и короткие ледоколы обычно строятся с использованием поперечного каркаса, в котором обшивка корпуса усилена шпангоутами, расположенными на расстоянии от 400 до 1000 миллиметров (от 1 до 3 футов) друг от друга, в отличие от продольного каркаса, используемого на более длинных судах. Рядом с ватерлинией рамы, идущие в вертикальном направлении, распределяют локально сосредоточенные ледовые нагрузки на обшивку корпуса на продольные балки, называемые стрингерами, которые, в свою очередь, поддерживаются шпангоутами и переборками, которые несут более распределенные нагрузки корпуса. [2] Хотя обшивка корпуса, которая находится в непосредственном контакте со льдом, может иметь толщину до 50 миллиметров (2,0 дюйма) на старых полярных ледоколах, использование высокопрочной стали с пределом текучестидо 500 МПа (73 000 фунтов на квадратный дюйм) на современных ледоколах приводит к такой же прочности конструкции при меньшей толщине материала и меньшем весе стали. Независимо от прочности, сталь, используемая в конструкциях корпуса ледокола, должна быть способной противостоять хрупкому разрушению при низких температурах окружающей среды и в условиях высоких нагрузок, которые являются типичными для операций в ледяных водах. [2] [23]

Если ледоколам построены в соответствии с правилами, установленными классификационным обществом, таким как Американское бюро судоходства , Det Norske Veritas или Lloyd's Register , ледоколам может быть присвоен ледовый класс в зависимости от уровня ледового усиления корпуса судна. Обычно он определяется максимальной толщиной льда, на которой предполагается эксплуатировать судно, и другими требованиями, такими как возможные ограничения на таран. Хотя ледовый класс обычно является показателем уровня ледового усиления, а не фактической ледокольной способности ледокола, некоторые классификационные общества, такие как Российский морской регистр судоходстваимеют требования к эксплуатационной готовности для определенных ледовых классов. С 2000-х годов Международная ассоциация классификационных обществ (МАКО) предложила принять единую систему, известную как Полярный класс (ПК), чтобы заменить обозначения ледовых классов, характерные для классификационных обществ.

Мощность и тяга [ править ]

Перед первым дизель-электрические ледоколы были построены в 1930 - х годах, ледоколы были либо угольные или мазутных пароходы . [18] Поршневые паровые двигатели предпочитались на ледоколах из-за их надежности, прочности, хороших характеристик крутящего момента и способности быстро менять направление вращения. [24] В эпоху пара самые мощные довоенные ледоколы с паровой тягой имели тяговую мощность около 10 000 лошадиных сил на валу (7 500 кВт). [18]

После Второй мировой войны большинство ледоколов было построено с дизель-электрическими силовыми установками, в которых дизельные двигатели, соединенные с генераторами, вырабатывают электроэнергию для гребных двигателей, которые вращают гребные винты фиксированного шага. Первые дизель-электрические ледоколы были построены с генераторами постоянного тока (DC) и пропульсивными двигателями, но со временем технология продвинулась сначала к генераторам переменного тока (AC) и, наконец, к системам AC-AC с частотным регулированием. [18]В современных дизель-электрических ледоколах силовая установка построена по принципу силовой установки, при котором основные генераторы вырабатывают электроэнергию для всех бортовых потребителей, а вспомогательные двигатели не требуются. С середины 1970-х годов самыми мощными дизель-электрическими ледоколами были бывшие советские, а затем российские ледоколы « Ермак» , « Адмирал Макаров» и « Красин», у которых есть девять двенадцатицилиндровых дизель-генераторов, вырабатывающих электроэнергию для трех маршевых двигателей общей мощностью 26 500 кВт ( 35500 л.с.). [18] В 2020-х годах их превзойдет новый канадский полярный ледокол CCGS John G. Diefenbaker., который будет иметь комбинированную тяговую мощность 36 000 кВт (48 000 л.с.).

Хотя дизель-электрическая трансмиссия является предпочтительным выбором для ледоколов из-за хороших характеристик крутящего момента электродвигателей на низкой скорости, ледоколы также строятся с дизельными двигателями, механически соединенными с редукторами и гребными винтами регулируемого шага . Механическая трансмиссия имеет несколько преимуществ перед дизель-электрическими силовыми установками, например, меньший вес и лучшая топливная экономичность. Однако дизельные двигатели чувствительны к резким изменениям оборотов гребного винта, и для противодействия этому механические силовые агрегаты обычно оснащаются большими маховиками или гидродинамическими муфтами для компенсации колебаний крутящего момента, возникающих в результате взаимодействия гребного винта и льда. [18]

Паровые ледокола были воскрешены в конце 1950 - х годов , когда Советский Союз запустил первый ледокол атомных подводных , Ленин , в 1959 г. Она имела ядерно-турбо-электрический силовой агрегат , в котором ядерный реактор используется для производства пара для турбогенераторов , которые, в свою очередь, производили электричество для силовых двигателей. Начиная с 1975 года, русские ввели в эксплуатацию шесть атомных ледоколов класса « Арктика », последний из которых, построенный в 2007 году, « 50 лет Победы» является самым большим и самым мощным ледоколом в мире по состоянию на 2013 год, мощностью 52 800 кВт (70 800 л.с.). Кроме того, два мелкосидящих атомных ледокола класса « Таймыр ».были построены в Финляндии для Советского Союза в конце 1980-х годов. [18] Советский Союз также построил ледокольный грузовой корабль с атомным двигателем « Севморпуть» , у которого был единственный ядерный реактор и паровая турбина, напрямую соединенная с гребным валом. Россия, которая остается единственным оператором атомных ледоколов, в настоящее время строит новые ледоколы мощностью 60 000 кВт (80 000 л.с.) взамен устаревшего класса « Арктика ». Ожидается, что первое судно этого типа будет введено в строй в 2017 году.

Построенный в 1969 году канадский полярный ледокол CCGS Louis S. St-Laurent был одним из немногих ледоколов, оснащенных паровыми котлами и турбогенераторами, которые вырабатывали энергию для трех электродвигателей. Позже он был переоборудован пятью дизельными двигателями, которые обеспечивают лучшую экономию топлива, чем паровые турбины. Позднее были построены канадские ледоколы с дизель-электрической силовой установкой. [18]

Самые мощные обычные (неатомные) ледоколы в мире, два ледокола класса «Полярный», эксплуатируемые Береговой охраной США , имеют комбинированную дизель-электрическую и механическую силовую установку, состоящую из шести дизельных двигателей и трех газовых турбин . В то время как дизельные двигатели соединены с генераторами, вырабатывающими мощность для трех пропульсивных двигателей, газовые турбины напрямую соединены с гребными валами, приводящими в движение гребные винты с регулируемым шагом. [18] Дизель-электрическая электростанция может производить до 13 000 кВт (18 000 л.с.), в то время как газовые турбины имеют длительную комбинированную мощность 45 000 кВт (60 000 л.с.). [25]

Количество, тип и расположение гребных винтов зависит от мощности, осадки и целевого назначения судна. Небольшие ледоколы и ледокольные суда специального назначения могут иметь только один гребной винт, в то время как большим полярным ледоколам обычно требуется до трех больших гребных винтов для поглощения всей мощности и обеспечения достаточной тяги. Построены мелкосидящие речные ледоколы с четырьмя гребными винтами в корме. Сопла можно использовать для увеличения тяги на более низких скоростях, но они могут забиться льдом. [18] До 1980-х годов ледоколы регулярно работали на гребневых ледовых полях.в Балтийском море были оснащены сначала одним, а затем двумя носовыми гребными винтами, чтобы создать мощный поток вдоль корпуса судна. Это значительно повысило ледокольную способность судов за счет уменьшения трения между корпусом и льдом и позволило ледоколам проходить через толстые ледяные гряды без тарана. Однако носовые винты не подходят для полярных ледоколов, работающих в условиях более твердого многолетнего льда, и поэтому не используются в Арктике. [26]

«Мастера» - один из первых танкеров двойного действия на открытой воде. Во льдах судно будет идти кормой.

Азимутальные подруливающие устройства устраняют необходимость в традиционных гребных винтах и ​​рулях направления, поскольку гребные винты установлены в управляемых гондолах, которые могут вращаться на 360 градусов вокруг вертикальной оси. Эти подруливающие устройства повышают эффективность движения, ледокольную способность и маневренность судна. Использование азимутальных подруливающих устройств также позволяет судну двигаться кормой во льдах без потери маневренности. Это привело к развитию судов двойного действия , судов с кормой в форме носа ледокола и носовой частью, предназначенной для работы на открытой воде. Таким образом, судно остается экономичным для работы на открытой воде без ущерба для его способности работать в сложных ледовых условиях. Азимутальные подруливающие устройства также позволили разработать новые экспериментальные ледоколы, работающие боком. открыть широкий канал сквозь лед.

Метод резонанса [ править ]

Основная статья: Резонансный метод разрушения льда

На воздушной подушке может привести к поломке льда резонансным методом. Это заставляет лед и воду колебаться вверх и вниз, пока лед не начнет испытывать механическую усталость, достаточную для разрушения. [27]

См. Также [ править ]

  • Корабль двойного действия  - тип ледокольного корабля, предназначенный для разрушения тяжелых льдов при движении за кормой.
  • Ледовый класс  - Обозначение, присвоенное классификационным обществом или национальным органом для обозначения дополнительного уровня усиления и других приспособлений, которые позволяют судну перемещаться по морскому льду.
  • Список ледоколов  - статья со списком Википедии
  • Атомный ледокол  - Тип корабля, способный ходить в водах, покрытых льдом.
  • Полярный класс  - ледовый класс, присвоенный судну классификационным обществом на основании Единых требований для судов полярного класса.
  • Речной ледокол  - ледокол, предназначенный для работы на мелководье, таком как реки и эстуарии.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Риска, К. "Дизайн ледокольных судов" (PDF) . Энциклопедия систем жизнеобеспечения (EOLSS) . Проверено 27 октября 2012 .
  2. ^ a b c d Глава 5 Проектирование и строительство судов для ледовых операций . Канадская береговая охрана. Проверено 20 августа 2013 г..
  3. ^ Де Kraker, Адриан MJ (6 июня 2016). «Лед и вода. Удаление льда на водных путях в Нидерландах, 1330–1800» . История воды . 9 (2): 109–128. DOI : 10.1007 / s12685-016-0152-3 .
  4. ^ ДеГрут, Dagomar (19 февраля 2019). «Некоторые места процветали в Малый ледниковый период. Теперь у нас есть уроки» . Вашингтон Пост . Проверено 11 ноября 2019 .
  5. ↑ Марченко, Наталья (21 ноября 2007 г.). «Судоходство в ледовых условиях. Опыт российских моряков» (PDF) . Norsk Polarinstitutt (Научный форум Свальбарда) . Архивировано из оригинального (PDF) 23 июля 2012 года.
  6. Перейти ↑ Madrigal, Alexis C. (17 января 2012 г.). «7 вещей, которые вы должны знать о ледоколах (с ядерными двигателями и управляемыми дронами)» . Атлантика . Проверено 22 декабря 2018 .
  7. ^ «Справочные документы AMSA: история и развитие арктических морских технологий» (PDF) . Рабочая группа по защите арктической морской среды (PAME) . Проверено 3 июля 2011 .
  8. ↑ Веселов, Павел (1993). «Продление навигации» (PDF ). С. 36–37. Архивировано из оригинального (PDF) 16 августа 2011 года . Проверено 27 декабря 2018 .
  9. ^ Брюн, P. (1989). Портовая техника, Том 1: Планирование гавани, волноломы и морские терминалы (4-е изд.). Издательская компания "Галф". п. 1375. ISBN 0-87201-843-1.
  10. ^ Farhall, Дэвид (13 ноября 2011). «Перспективы Арктики США на новых ледоколах» . Блумберг . Архивировано из оригинального 23 октября 2013 года . Проверено 22 декабря 2018 .
  11. ^ « « Имер »: первый в мире дизель-электрический ледокол» . Scandinavian Shipping Gazette . Архивировано из оригинала на 2013-08-09 . Проверено 9 августа 2013 .
  12. ^ "Фотография со здания ледокола" Имер " . Passagen. Архивировано из оригинального 7 -го января 2005 года . Проверено 5 сентября 2013 года .
  13. ^ Канни, Дональд Л. «Ледоколы и береговая охрана США» . Офис историка береговой охраны США . Береговая охрана США . Проверено 9 января 2013 .
  14. ^ Боевые корабли Джейн Второй мировой войны . Crescent Books (Random House). 1998. с. 308 . ISBN 0517-67963-9.
  15. ^ Сильверстоун, Пол Х (1966). Военные корабли США времен Второй мировой войны . Даблдэй и компания. п. 378.
  16. ↑ Хендерсон, Исайя (18 июля 2019 г.). «Холодные амбиции: новая геополитическая линия разлома» . Калифорнийский обзор . Проверено 18 июля 2019 года .
  17. ^ «Самый большой ледокол в мире» . Отправка ежемесячно . Май 2007. Архивировано из оригинала на 2009-02-27.
  18. ^ a b c d e f g h i j k l m n Сегеркранц, Х. (1989): Ледоколы - их историческое и техническое развитие. Междисциплинарные научные обзоры , Том 14, № 1.
  19. ^ Скотт, Натан (2010). Полярные ледоколы береговой охраны . Нью-Йорк: Издательство Nova Science. С. 1–20. ISBN 978-1-60692-987-2.
  20. ↑ Аткинсон, Питер (июль 2018). «Сохраняя это в рабочем состоянии» . Журнал Sea Power . 61 (6): 26–28.
  21. ^ Турунен, Ари; Партанен, Петя (2011). Raakaa voimaa - Suomalaisen jäänmurtamisen tarina [ Грубая сила - финская история ледокола ] (на финском языке). Ювяскюля: Atena Kustannus Oy. ISBN 978-951-796-762-4.
  22. ^ a b Национальный исследовательский совет (2007): Полярные ледоколы в меняющемся мире: оценка потребностей США . The National Academies Press, Вашингтон, округ Колумбия
  23. ^ Норден, Р. (1989): Сверхвысокопрочные конструкционные стали для ледоколов. Труды 10-й Международной конференции по портовой и океанической инженерии в арктических условиях (POAC'89), том 2, стр. 839.
  24. ^ Лорел, Сеппо (1992). Höyrymurtajien aika . Ювяскюля: Gummerus Kirjapaino Oy. ISBN 951-47-6775-6.
  25. ^ История Полярной звезды CGC . Береговая охрана США. Дата обращения 24 августа 2013..
  26. ^ "Флот Арктии" . Arctia Shipping . Проверено 11 января 2013 .
  27. ^ "Ледокол канадской береговой охраны на воздушной подушке" . www.griffonhoverwork.com . Архивировано из оригинала на 2017-02-07 . Проверено 6 февраля 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Ледокол по фото
  • Галерея российских ледоколов
  • «Ледяные герои» : прочтите вопросы и ответы с исполняющим обязанности командира канадской береговой охраны.
  • Canadian Geographic : просмотр слайд-шоу канадской береговой охраны.
  • Нажимая границы Краткая история российских ледоколов Родерик Эйме
  • Ледокол на Северном полюсе : видео посещения Северного полюса атомного ледокола " Ямал " в 2001 году
  • Книга « Полярные ледоколы в меняющемся мире: оценка потребностей США» (2007)