Принцип работы ледокола: как он ломает лед
Атомный ледокол 50 лет Победы
Ледоколы относятся к классу специальных вспомогательных судов. Основное их предназначение – поддержание судоходства в замерзающих акваториях с помощью различных ледокольных операций. Главная из них – проводка судов во льдах. В процессе ее выполнения ледоколы способны преодолевать ледовые перемычки, осуществлять прокладку судоходных каналов, буксировку, участвовать в спасательных операциях. Этому способствует принцип работы ледокола, имеющий ряд особенностей.
- Помимо того, что на ледокол, как на обычное судно, действует выталкивающая сила воды, он дополнительно подвергается боковому давлению льда. По этой причине корпуса ледоколов выполняются в форме ореха. При этом ватерлинию специально «опускают» ниже самой широкой части судна, чтобы силы, воздействующие на ледокол, выталкивали его вверх, не разрушая корпус.
- Дополнительную прочность корпусу ледокола придают система усиленных шпангоутов и стрингеров, разделение на отсеки водонепроницаемыми переборками и наличие в районе ватерлинии специального «ледового пояса», способного выдержать воздействие льдов.
- В носовой и кормовой частях ледокола предусмотрен специальный скос обводов, позволяющий ему легче передвигаться во льдах в челночном режиме, то есть, вперед-назад. Для снижения трения о лед в корпусе установлено специальное омывающее устройство с мелкими отверстиями для прокачки воздушных пузырьков.
История ледоколов
Колесный пароход «City Ice Boat No. 1»
«Предком» современных ледоколов стал деревянный колесный пароход «City Ice Boat No. 1», построенный в Филадельфии в 1837 году, который был приспособлен для колки льда в местной гавани.
И все же первым ледокольным судном по праву считается российский пароходный буксир «Пайлот». В 1864 году в Кронштадте по указанию судовладельца Михаила Бритнева его переделали в ледокол, срезав носовую часть под углом 20 градусов по отношению к килю. В результате судно, наползая на лед, взламывало его всей своей тяжестью.
Первый российский ледокол «Пайлот»
Позже в 1871 году по чертежам «Пайлота» в Германии был построен ледокол «Айсбрехер-1».
Характерно, что основным заказчиком ледокольных судов в начале ХХ века была именно Россия. Так английская компания «Armstrong Whitworth» построила для России ледоколы «Байкал», «Ангара» и «Ермак», которые эксплуатировались до 1964 года. В 1917 году в Англии спущен на воду ледокол «Святогор» (с 1927 г. «Красин»). С 1921 по 1941 гг. на Балтийском заводе было построено 8 ледоколов, а с 1956 по 1958 гг. – еще 10 речных ледоколов. С 1959 г. началась эра атомного ледокольного флота с введением в строй первого в мире атомного ледокола «Ленин».
Устройство ледокола
Специфика работы ледоколов определяет его конструкцию. Чтобы противостоять толстым паковым льдам, корпус ледокола обшивают стальными листами, а днище делают закругленным.
Атомный ледокол Ленин
Каким способом ледокол ломает лед зависит от его толщины. При незначительной толщине ледокол разрезает его носовой частью, а затем раздвигает, создавая позади себя свободное пространство.
Мощный ледовый покров ледокол преодолевает, наползая на льдины и разламывая их за счет своего веса. Существует несколько приемов создания проходов во льдах, в частности, с помощью крена и балластной цистерны.
Преодоление льда с помощью крена
Для современных российских атомных ледоколов класса «Арктика» совершенно не имеет значения какой толщины лед. Им под силу преодолевать 5-метровые торосы и трехметровый лед на скорости до 20 км/ч.
Преодоление льда с помощью балластной цистерны
В настоящее время эксплуатируются ледоколы двух типов дизель-электрические и атомные. Движение судна осуществляется по следующей схеме: судовой двигатель приводит в действие электрогенератор, а тот в свою очередь – электродвигатель, от которого вращаются гребные винты.
Гребные винты атомохода 50 лет Победы
Гребная установка ледокола также имеет ряд особенностей, поскольку ей приходится работать в гораздо более жестких условиях по сравнению с обычными судами.
Для ледокольных двигателей характерны резкие перепады нагрузки, что связано с заползанием ледокола на лед и отходом назад. Двигатели в этих условиях должны быстро набирать полные обороты.
Современные ледоколы могут иметь три и даже четыре винта. При четырехвинтовой схеме два находятся в задней и два в передней части. Так передние винты, вращаясь как бы выкачивают воду из-подо льда, тем самым ослабляя опору и обеспечивая его более быстрое разрушение.
Ледокольный флот России
В настоящее время Россия располагает самым многочисленным и мощным ледокольным флотом, состоящим из 55 судов, 4 из которых – это атомные ледоколы (плюс атомный лихтеровоз «Севморпуть»). Для сравнения, у США всего четыре тяжелых дизель-электрических ледокола, причем два из них эксплуатируются более 30 лет.
Страны с самым мощным ледокольным флотом
В октябре 2019 г. на судостроительном заводе «Адмиралтейские верфи» было спущено на воду первое в мире боевое судно ледокольного класса «Иван Папанин», которое пополнит состав ВМФ.
Содержание
- История ледоколов
- Устройство ледокола
- Ледокольный флот России
Как ледокол ломает лед и какие особенности конструкции имеет? / Оффтопик / iXBT Live
Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики. Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей Политикой в отношении файлов cookie
Ледокол — специальное судно, созданное для плавания в покрытых льдом водах, а также для обеспечения безопасных путей для других судов. Вы когда-нибудь задумывались, как этому типу судов удается проходить через толстый лед, и в чем их отличия от обычных кораблей?
Ледоколы имеют несколько очень важных особенностей, позволяющих им пробиваться сквозь лед: усиленный корпус и его уникальная форма, сверхмощные двигатели и большой вес.
Корпус корабля очень толстый и изготавливаются из стали, выдерживающей низкие температуры. Нос ледокола примерно в 1.5 раза толще кормы и бортов, чтобы выдерживать силу столкновения корабля со льдом на скорости. Помимо этого, на судно наносят покрытие, которое минимизирует трение.
Обычные суда имеют заостренный нос, он минимизирует сопротивление, чем делает их быстрее. Но ледоколам такая форма не подходит. Их носовая часть имеет округлую форму, которая помогает судну двигаться по льду, продавливать его своим весом и отталкивать битый лед, чтобы предотвратить его налипание. Помимо этого, ледокол должен иметь относительно короткий корпус, чтобы была возможность маневрировать во льдах, а не только двигаться вперед.
Ледокол — это всегда тяжелое судно. Именно большой вес позволяет проламывать толстые льды. Тяжелому кораблю, выполняющему непростые задачи — исключительно мощные двигатели.
Ледоколы проламывают лед, используя инерцию и мощность, чтобы носовая часть «заплыла» на ледяную поверхность.
В результате этого, лед ломается на куски под весом корабля. Затем битый лед отталкивается корпусом ледокола по мере его продвижения. Если возникает необходимость пройти через лед большой толщины, то ледокол выступает в роли «топора» — наносит удары по льду, пока препятствие не будет уничтожено, после чего спокойно двигается вперед.
Если требуется проломить лед, который подошел к бортам судна, то используются балласт. Он представляет собой цистерны, которые находятся по бортам судна. При необходимости они заполняются водой, судно начинает кренить и разламывает лед своим бортом.
Движение кормой возможно благодаря ходовым винтам, которые в разы прочнее, чем у обычных судов. Прочные винты в сочетании с огромной мощностью двигателя попросту разрубают лед, чем и расчищают путь.
Новости
Публикации
Думаю,
что очень многие сталкивались с такой ситуацией, когда в магазинах
самообслуживания (супермаркетах,
гипермаркетах, сетевых торговых точках) представители магазина или охрана требуют
чтобы.
..
Главная особенность музыкальной колонки ELTRONIC 20-34 DANCE BOX 300 – работа в двух положениях. У бумбокса два комплекта ножек и он может быть установлен не только в горизонтальное положение, но…
Всем привет. Сегодня посмотри на беспроводной пылесос Prettycare P2. Он выполнен в стиле Proscenic и практически ни чем не уступает ему по качеству сборки, пластика и мощности. Prettycare P2…
Наряду с летающими автомобилями и армиями роботов управляемых искусственным интеллектом, наше коллективное видение идеального будущего не будет полным без телесных улучшений с помощью различных…
Многие автомобилисты, а особенно те, кто достаточно часто меняет автомобили, подъезжая к заправке, начинают мучительно вспоминать с какой стороны располагается люк заливной горловины бензобака….
Путешествие — это невероятный опыт, который позволяет вам изучать новые культуры и места, знакомиться с новыми людьми и создавать незабываемые воспоминания. Однако это также может быть.
..
Как работает ледокол?
Судоходная отрасль, вносящая значительный вклад в мировую экономику, обслуживает множество клиентов по всему миру. От самых больших контейнеровозов до речных судов, отрасль насчитывает десятки тысяч судов, выполняющих ряд функций.
В то время как большая часть судов используется для грузовых перевозок, значительную часть оставшейся части занимают круизные суда и паромы. Однако есть несколько судов, которые выделяются из большинства благодаря своему уникальному назначению.
В список входят роскошные частные яхты, принадлежащие миллионерам по всему миру, и различные типы морских исследовательских судов. Кроме того, одним из уникальных типов судов в списке являются суда специального назначения – ледоколы.
Поскольку мир сжимается до размеров, меньших, чем мы когда-либо могли себе представить, имеет смысл задаться вопросом о технологии, которая делает это возможным. Предоставляя доступ даже в самые отдаленные уголки мира, существует технология, от которой действительно захватывает дух.
Суда-ледоколы определенно попадут в эту категорию.
Знакомство с технологиями ледоколов можно начать только с понимания природы их гениальности.
Что такое ледокол?Суда-ледоколы – это особый класс судов , которые предназначены разбивать даже самый толстый лед и делать доступными для мира одни из самых негостеприимных троп, при плавании по покрытым льдом водам, особенно в полярных регионах. Существенными характеристиками, которые отличают ледоколы от других судов, являются усиленный корпус для сопротивления ледяной воде, специально разработанная форма для расчистки льда, чтобы проложить путь вперед, и исключительная мощность для навигации по морскому льду.
Идея корабля-ледокола витала в воздухе очень давно, с первых дней полярных исследований. Говорят, что еще в 11 веке ледокол работал. Конечно, тогда это были скорее лодки. Более ранние версии ледоколов, известные как «Кочи», были созданы общинами, живущими на побережьях Северного Ледовитого океана.
Разработанный ими корабль представлял собой небольшое одно- или двухмачтовое деревянное судно и использовался для плавания по ледяным водам арктических морей и сибирских рек. Особенности Koch включали пояс из стойкой к льдине обшивки заподлицо для защиты корпуса и закругленных линий корпуса ниже ватерлинии, чтобы помочь судну подняться вверх в случае его сжатия ледяными полями. В последующие века были разработаны новые ледоколы с использованием аналогичных методов проектирования. Даже сегодня их базовая конструкция остается прежней, хотя модернизация, безусловно, сделала их намного более эффективными.
Основные функции ледокола в настоящее время включают расчистку торговых путей в ледяных водах, особенно зимой. Хотя суда, следующие по этим торговым путям, таким как Балтийское море, морской путь Святого Лаврентия, Великие озера и Северный морской путь, предназначены для плавания по ледяным водам, сезонные ледовые условия затрудняют плавание судов. управлять собой.
Таким образом, ледоколы сопровождают коммерческие суда при переходе через эти районы, чтобы обеспечить беспрепятственную навигацию судов.
Помимо расчистки прохода для грузовых судов, ледоколы также широко используются для обеспечения исследовательских программ, проводимых в полярных регионах.
Основные характеристики ледокола
Как было сказано ранее, особая конструкция ледоколов делает их пригодными для выполнения ледокольных функций. Прочный корпус – одна из важных особенностей ледокола. Чрезвычайно важна форма корпуса, обладающая низким ледовым сопротивлением и способная выполнять различные маневры в зависимости от требований. Ледоколы с двойным корпусом имеют два слоя водонепроницаемой поверхности на днище и по бортам.
Корпус будет иметь большую толщину по сравнению с другими судами, а сталь, используемая в качестве материала для конструкции, будет иметь прочность, чтобы противостоять низким температурам. Для повышения маневренности в ледяной воде ледоколы имеют наклонный форштевень, иногда закругленный форштевень и наклонные борта. Кроме того, некоторые ледокольные суда имеют корпус, ширина которого в носовой части больше, чем в корме, чтобы увеличить ширину создаваемого им ледового канала.
Точно так же, несмотря на прочный корпус, для эффективного выполнения своих обязанностей судоразборщику требуется дополнительное усиление конструкции. На самом деле конструкция носовой части ледоколов является важным элементом, поскольку судну необходимо рассекать заполненные льдом воды. В то время как другие суда имеют заостренную носовую часть, носовая часть ледоколов будет иметь более округлую форму, чтобы помочь судну раскалывать лед своим весом, а также преодолевать его.
Заостренный корпус обычного корабля помогает ему рассекать волны и уменьшать трение между кораблем и водой. В то время как старые ледоколы имели обшивку корпуса толщиной до 50 миллиметров, современные суда используют высокопрочную сталь с пределом текучести до 500 МПа, что обеспечивает повышенную прочность при меньшем весе и толщине стали. Сталь, используемая на судах, также эффективно сопротивляется хрупкому разрушению при низких температурах окружающей среды, а также в условиях высоких нагрузок.
Одной из важных особенностей современных ледоколов по сравнению с другими судами является их мощь, позволяющая прокладывать дорогу другим судам в ледяных водах. Будь то угольные или нефтяные пароходы, использовавшиеся в более ранний период, дизель-электрические ледоколы или даже атомные ледоколы, ледоколы обладают значительно повышенной мощностью.
С двумя гребными винтами, установленными как на носу, так и на корме, и носовым подруливающим устройством эти суда выделяются из толпы и эффективно маневрируют на льду. Мощные ледоколы класса Polar Береговой охраны США оснащены дизель-электрической и механической двигательной установкой, включающей шесть дизельных двигателей и три газовых турбины мощностью до 13 000 кВт и 45 000 кВт соответственно.
Атомные ледоколы Атомные ледоколы являются примером новейших технологий, которые были внедрены в ледокольную промышленность, что делает их более подходящими для тяжелой работы, для которой эти корабли предназначены.
Суда-ледоколы используются на работах, которые сами по себе не являются кооперативными. Это делает эту работу очень затратной, в первую очередь из-за стоимости топлива.
В среднем ледокол, работающий в таких регионах, как русская замерзшая вода с 3-метровым льдом, потреблял бы более 100 тонн топлива в день — огромные затраты даже для высокодоходных работ, таких как добыча нефти. Здесь на помощь приходят атомоходы. Корабль с ядерной силовой установкой будет использовать менее фунта урана в тех же условиях, что делает его гораздо лучшим вариантом топлива. Кроме того, это устраняет необходимость дозаправки топливом, что является именно тем, что необходимо в уединенных покрытых льдом районах, в которых работают эти корабли. Общая прибыль от атомных ледоколов легко превышает первоначальную стоимость производства.
В настоящее время в России эксплуатируются все атомные ледоколы мира.
Первый из них был спущен на воду в 1957 году, а последний введен в эксплуатацию в 2007 году. Россия эксплуатирует восемь атомных ледоколов различного назначения.
Как было сказано ранее, работа ледокольных судов заключается в их конструкции, модифицированной в соответствии с их особым назначением. Обладая гигантской структурой, с преимуществом в весе, размере и мощности, ледоколы могут плавно скользить даже по льду толщиной 3 метра и пробивать его, прокладывая путь для других судов. Это делает их исключительно полезными машинами в замерзших регионах Арктики и России. Конечно, назвать их «механизмами» было бы фарсом, но, с другой стороны, их можно разумно назвать довольно маленькими по сравнению с кораблями и танкерами, которые выполняют последнюю работу по доставке материала туда и обратно на месте. .
Возвращаясь к тому, как работает ледокол, это из-за конструкции их корпуса. Благодаря носовой части закругленной формы, в отличие от других судов, более гладкая часть ледокола позволяет ему легче скользить по толстому ледяному покрову, значительно уменьшая противодействующие силы.
Когда корабль скользит по льду, его вес падает на ледяной щит, раздавливая его.
Гладкая конструкция корпуса помогает отталкивать этот лед с пути корабля, предотвращая его попадание в части корабля и причинение ущерба. Двойная конструкция корпуса обеспечивает целостность корпуса даже в самых суровых условиях. Внешний корпус усилен дополнительными материалами и корпусными полимерными красками, которые придают ему большую прочность и уменьшают повреждения от трения. Итак, корабль движется вперед, лед отталкивается в сторону, и остается путь, по которому могут двигаться другие корабли.
Ограничения для ледоколов В то время как корабли-ледоколы господствуют в полярных регионах и ледяных водах по всему миру, судам не хватает эффективности за пределами своих конкретных регионов. Небольшой отрицательный аспект этой конструкции заключается в том, что она делает корабли-ледоколы достаточно подходящими для ледокольных работ. Они, безусловно, лучшие в своем деле.
Но их особая конструкция делает их совершенно непригодными для обычных водных путей. С закругленным носом ледоколы практически немореходны в обычном море. Когда типичная форма корпуса может противостоять волнам, конструкция ледоколов позволяет волнам обрушиваться на судно с полной силой, что затрудняет маневрирование.
Некоторые модификации конструкции позволили преодолеть эти ограничения в конструкции судов двойного действия. Суда двойного действия снабжены гребными винтами, которые можно поворачивать во всех направлениях, что позволяет судну в обратном направлении создавать достаточную тягу для разрушения льда. Однако это специализированный класс кораблей. До тех пор, пока они не войдут в обиход, ледокольные суда остаются наиболее жизнеспособным вариантом для ледокольных работ.
Отказ от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight.
Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания Marine Insight не претендуют на точность и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих указаний или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.
Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.
Как работает ледокол — Типы судов
Если вы не жили последние десятилетия под скалой, вы, вероятно, видели или слышали о фильме «Титаник». «Титаник под шлемом» Джеймса Кэмерона изображает злополучный первый рейс RMS Titanic, британского пассажирского лайнера, эксплуатируемого White Star Line.
Еще в 1912 году вице-президент White Star Line Филлип Франклин заявил, что «Титаник» непотопляем: «Нет опасности, что «Титаник» утонет.
Лодка непотопляема, и пассажиры не испытают ничего, кроме неудобств».
Но мы знаем, чем все закончилось.
В 2:20 утра 15 апреля 1912 года британский океанский лайнер затонул после столкновения с айсбергом у побережья Ньюфаундленда в Канаде. По сей день «Титаник» остается на дне Атлантического океана, и его никто больше не видит средь бела дня.
Для фанатиков кино и простых людей столкновение с айсбергом может означать конец плавания корабля. Но знаете ли вы, что есть особый тип корабля, который построен для того, чтобы у нас снова не было инцидентов с Титаником?
Познакомьтесь с ледоколом — возможно, самым прочным судном в мире.
Судоходная отрасль, которая вносит значительный вклад в международную экономику, предоставляет услуги широкому кругу клиентов по всему миру. Десятки тысяч судов, выполняющих различные задачи, составляют бизнес от крупнейших контейнеровозов до речных судов.
Тем не менее, немногие суда отличаются от других из-за их специфического использования.
У вас есть различные виды морских исследовательских судов, а также роскошные частные яхты, принадлежащие богатым и знаменитым мирам.
Но в список входит корабль специального назначения — ледокол.
С самых первых дней освоения Арктики существовала концепция ледокола. Ходили слухи, что ледокол использовался еще в 11 веке. Но, конечно, тогда они больше походили на лодки.
Сообщества, населявшие берега Северного Ледовитого океана, внесли свой вклад в создание ледоколов Коха или первых версий ледоколов.
Они создали небольшой одно- или двухмачтовый деревянный корабль, который использовался для путешествий по холодным рекам и морям Сибири и Арктики. Кох имел закругленные линии корпуса под поверхностью воды, чтобы корабль можно было вытащить, если его поймают ледяные поля, и пояс из устойчивой к льдине обшивки заподлицо для защиты корпуса.
В более поздние эпохи были разработаны новые ледоколы, использующие аналогичные принципы конструкции. Даже сегодня, несмотря на то, что современность делает их, несомненно, намного более эффективными, их основная конструкция остается прежней.
Что отличает ледокол от других судов, так это его корпус. У него более прочный корпус, чтобы противостоять ледяной воде. Он также имеет специально созданную форму для расчистки льда, чтобы проложить проход вперед, и необычайную мощность для навигации по морскому льду.
Сила, с которой современные ледоколы расчищают путь другим судам в ледяных водах, является одним из ключевых отличительных качеств, отличающих их от других кораблей. Будь то атомные ледоколы или дизель-электрические ледоколы, все они обладают гораздо большей мощностью, чем пароходы прошлого, работающие на угле или нефти.
Хотите узнать больше об особенностях ледокола? Об этом подробнее здесь.
Как работает ледокол
Ледокол делает именно то, на что это похоже: он ломает лед.
Он делает навигацию по покрытым льдом водным путям, особенно в полярных регионах, выполнимым, поскольку корабль прорезает даже самый толстый лед и открывает некоторые из самых враждебных глобальных путей.
Ледоколы открывают проходы, толкаясь прямо в замерзшую воду или лед. Поскольку морской лед имеет такую низкую прочность на изгиб, он обычно ломается без существенного изменения дифферента корабля.
Однако, когда лед особенно толстый, ледокол может надавить на него носом, чтобы сломать его, используя силу лодки. Корабль может сильно замедлиться из-за груды битого льда перед ним, чем из-за фактического разрушения льда; поэтому ледоколы имеют корпуса, специально предназначенные для направления битого льда вокруг судна или под ним.
По Балтийскому морю, морскому пути Святого Лаврентия, Великим озерам и Северному морскому пути ходят суда, построенные для маневрирования в замерзших водах. Тем не менее, сезонные ледовые условия затрудняют управление кораблями.
Ледоколы сопровождают коммерческие суда, когда они путешествуют по этим коварным местам. Они также могут выступать в роли спасателей; в случае, если судно застряло на толстом ледоколе, выручают суда-ледоколы, разбивая лед вокруг сухогруза.
Помимо обеспечения безопасного прохода торговых судов, ледоколы также часто используются для поддержки научных программ, проводимых в полярных районах.
Жизнь на борту ледокола
Многие международные моряки часто отправляются в длительные путешествия, которые разлучают их с родными и близкими на срок до девяти месяцев.
Большинство моряков выбирают карьеру в море, потому что это позволяет им улучшить жизнь своих семей дома, делая время, проведенное вдали от них, стоящим.
Жизнь на борту ледокола ничем не отличается, если не считать некоторых уникальных впечатлений.
Предоставлено IMO #MaritimeWomenPhotoShare Кампания
Начнем с местоположения. Можете ли вы представить себе, как вы рассказываете своей семье и друзьям о своем опыте на Северном полюсе? Разговор о превосходном ледоколе!
Помимо новизны посещения места, куда никто другой в мире не может легко добраться, вас также ждут великолепные виды и невероятная дикая природа арктических регионов.