Чем ледокол колит 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. После оснащения и всесторонних испытаний боевой ледокол будет принят на вооружение в 2023 году. К 2035 году в составе Арктического флота будет не менее 13 тяжелых ледоколов. Из них 9 будут атомными.
Источник
Как работает ледокол
- Как работает ледокол
- Принцип работы ледокола
- Атомный ледокольный флот
- Как устроен атомный ледокол
- Как устроены российские атомные ледоколы
- Устройство и конструкция ледокола
- Атомный ледокол “Ленин”
- Ледоколы России: современное состояние и новые горизонты
- Ледокольный флот России
- Источники:
Транспортировка грузов морским путем в условиях Севера сопряжена с трудностями. Толстая корка льда, покрывающего поверхность океана, сковывает движения судов, делая обычное плавание невозможным.
Чтобы решить эту проблему, используют вспомогательные суда – ледоколы.
Эти мощные корабли способны ломать ледяное покрытие, создавая проходы для транспортных караванов.
Принцип работы ледокола
- Из школьного курса физики известно, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, выталкивающая объект вверх и равная весу вытесненной жидкости. На судно же, находящееся во льдах, действует дополнительно боковое давление, которое способно раздавить обычный корабль, будто яичную скорлупу. По этой причине сечение корпуса ледокольного судна выполняют в форме ореха, а ватерлинию делают ниже самой широкой части ледокола. Силы, действующие на ледокол, будут стараться вытолкнуть его, не раздавливая.
- Особенности конструкции ледокола на этом не заканчиваются. За утолщенной обшивкой ледокола скрывается система усиленных шпангоутов и стрингеров. Весь корпус корабля разделен водонепроницаемыми перегородками на несколько отсеков. По ватерлинии проходит «ледовый пояс» – усиленная полоса, способная противостоять жестким льдам.
- В носовой и кормовой части корпуса судна имеется скос обводов. Сделано это для того, чтобы ледоколу было проще двигаться во льдах в челночном режиме, то есть вперед и назад. Чтобы преодолеть трение корпуса о массу льда, используют также особое омывающее устройство, имеющее мелкие отверстия, через которые прокачиваются пузырьки воздуха.
- Действие ледокола – это не простая колка льда, как могло бы следовать из названия судна. Следует учитывать, что часть корабля, которая выносится из воды и наползает на пласт льда, перестает уравновешиваться и приобретает дополнительный вес. Поэтому ледоколу удобнее не колоть лед, а ломать его своей массой. Движения судна в чем-то действительно напоминают работу челнока: ледокол отступает назад, а затем всей своей массой налетает на кромку ледяного покрытия. Энергия многократных ударов позволяет эффективно разбивать торосы в несколько метров толщиной.
- Изобретатели задумались над тем, как сделать работу ледокола еще эффективнее. Попытки растапливать лед или разрезать его по ходу движения судна устройствами в виде фрезы себя не оправдали. И тогда возникла идея попробовать не работать судном как колуном, а использовать принцип действия бритвенного лезвия.
- Суть изобретения состоит в том, что видоизмененный ледокол делится на надводную и подводную части, соединенные между собой узкими и острыми ножами. Подобная схема позволила бы существенно уменьшить расход энергии и ускорить движение во льдах. Пока такие корабли только проектируются, но уже получили название полупогружных судов.
Атомный ледокольный флот
Для эффективного освоения Арктического региона и обеспечения северных областей СССР были необходимы мощные корабли, способные пройти сквозь самые толстые льды и провести за собой транспортные судна. С появлением первого атомного ледокола навигация по северному морскому пути существенно увеличилась, а к 80м годам, благодаря новым атомным кораблям повышенной мощности, транспортные конвои под предводительством стальных гигантов льда и атома стали ходить чуть ли не круглогодично.
У атомных судов есть неоспоримое преимущество — огромная мощность при небольшом расходе весьма долговечного топлива (что исключает необходимость в дозаправке прямо посреди сурового климата).
Он способен выполнять работу ТЭЦ – давать электричество, опреснять и согревать воду.
Но есть и существенные недостатки — потенциальная возможность аварии с самыми катастрофическими последствиями, сложность утилизации отходов топлива и самих реакторов.
Как устроен атомный ледокол
Управляя штурвалом на мостике, рулевой приводит в движение гидравлическую рулевую систему, находящуюся в другом конце судна.
На фото изображён вал, поворачивающий руль в соответствии с поворотом штурвала.
Сердцем ледокола является силовая установка, состоящая из двух ядерных реакторов.
Электрогенераторы, подающие ток на электродвигатели.
Чтобы ориентироваться во всей системе ледокола, даже для стандартного моряка требуется как минимум 3 года подготовки, поэтому экипаж укомплектовывается выпускниками специализированных вузов, таких как Государственная морская академия им. адмирала С.О. Макарова.
В этом помещении расположены электродвигатели, которые с помощью силы тока приводят в движение оси, соединённые с гребными винтами.
Два электродвигателя боковых винтов расположены в одном помещении, электродвигатель, вращающий центральный винт, находится в соседнем.
На фото: электродвигатель одного из боковых винтов.
А это смежная электроустановка:
На ледоколе повсюду встречаются напоминания о том, что необходимо сделать, и что делать нельзя.
Радиорубка.
Одного заряда уранового топлива хватает на 5-6 лет непрерывной эксплуатации, т.е. всё это время судно может фактически находиться в море, не возвращаясь в порт…если бы не необходимость в провизии: одной загрузки продовольствия достаточно для 7 месяцев плавания – в любом случае солидный срок.
Но как быть с водой? Для обеспечения пресной водой нужд экипажа и оборудования на судне установлены опреснители морской воды, способные выдавать 120 тонн пресной воды в сутки. Соляной остаток, выделяемый из этой воды, подходит для пищевой продукции, но за ненадобностью сбрасывается за борт.
Перемещение по внутренностям ледокола сопряжено постоянными спусками и подъёмами по крутым и узким лестницам.
Так выглядят интерьеры в надстройке судна.
Так как ледокол – ядерный объект, ему необходима сверхпрочная защита, которой он в должной степени обеспечен. Если в борт отсека ядерного реактора ледокола на полном ходу врежется аналогичное судно, реактор не получит повреждений и сможет работать дальше.
Падение самолёта не нанесёт ущерба ядерной установке и не вызовет перебоев в работе.
Что касается прокладывания фарватера во льдах, то судно вовсе не режет лёд, как это может показаться, а именно раскалывает его, наседая на него носовой частью. Поэтому при движении через плотное ледовое покрытие раздаётся громкий звук от ударов носа о льдины, а корпус судна сильно вздрагивает.
Как устроены российские атомные ледоколы
Россия – единственная страна, у которой есть атомный ледокольный флот. В настоящее время в него входит 9 действующих судов: 4 атомных ледокола, 4 судна технического обслуживания и 1 контейнеровоз. Господство на скованных льдом морях началось еще в 60-х – Советский Союз не знал себе равных. Нигде в мире не было судов подобного типа.
«50 лет Победы» — самый большой в мире атомный ледокол, который способен пробивать льды толщиной в три метра. До недавних пор этот рабочий тяжеловес использовался как круизное судно и возил туристов на Северный полюс, но с 2015 года он снова водит караваны судов по замерзшим морям.
На атомном ледоколе «50 лет Победы» на Северный полюс в 2013 году был доставлен олимпийский огонь.
К 2020 году российский ледокольный флот должен пополниться сразу тремя новыми атомными ледоколами.
Постройка одного нового современного ледокола обходится приблизительно в 42 млрд рублей.
10 из 10 атомных ледоколов, существовавших в мире, были советскими или российскими.
8 из них были построены в нашей стране и только 2 – на финских верфях, но по проектам СССР и для СССР. При этом атомные энергоблоки на этих судах устанавливались уже в Ленинграде.
Корпус ледокола «50 лет Победы» – двойной: толщина внешнего корпуса в той его части, которая взламывает лед, достигает почти 5 см. Между корпусами находятся цистерны водного балласта: вода перетекает из одного борта в другой, в результате судно раскачивается и ломает лед.
Ледоколы класса «Арктика» могут ломать лед, двигаясь не только вперед, но и назад, но на это требуется больше энергии.
Корпус атомохода разделен на водонепроницаемые отсеки: даже если будут затоплены главные из них, судно останется на плаву.
Ледокол «Ямал» отличается от своих собратьев по атомному флоту акульей улыбкой, нарисованной на носу. Она появилась, когда в 1994 году ледокол в рамках одной из международных гуманитарных программ возил детей к Северному полюсу – так судно выглядело веселее. Планировалось, что после этой поездки улыбка будет закрашена, но в итоге от этого решения отказались, и акулья пасть стала фирменной отличительной чертой судна.
Сначала все ледоколы класса «Арктика» были покрашены в желтый цвет, но выяснилось, что его плохо видно с воздуха, поэтому суда перекрасили в ярко-красный или оранжевый.
Устройство и конструкция ледокола
Атомный ледокол – это морское судно с ядерной силовой установкой, построенное специально для использования в водах, круглогодично покрытых льдом. Атомные ледоколы намного мощнее дизельных. В СССР они были разработаны для обеспечения судоходства в холодных водах Арктики. Одно из главных преимуществ атомного ледокола – отсутствие необходимости в регулярной дозаправке топливом, которое необходимо в плавании во льдах, когда такой возможности нет или дозаправка сильно затруднена. Все атомные ледоколы имеют электрическую передачу на гребные винты. Единственной страной , обладающей флотом атомных ледоколов, является Россия.
Атомный ледокол “Ленин”
Ледокол Ленин – трехвинтовое судно.
По архитектурному типу он представляет собой гладкопалубное судно с умеренной седловатостью, четырьмя непрерывными палубами, удлиненной надстройкой и двумя мачтами. В кормовой части шлюпочной палубы имеется взлетно-посадочная площадка и ангар для вертолета.
Необычно большие размеры грот-мачты обусловлены ее использованием для вентиляции парогенераторной установки.
Применение атомной энергии определило особенности внутреннего расположения энергетических, жилых и служебных помещений судна.
Корпус ледокола разбит главными поперечными водонепроницаемыми переборками на двенадцать отсеков.
Две продольные переборки, идущие от второго дна до верхней палубы, образуют по бортам отсеки, в которых размещены главным образом балластные, топливные и другие цистерны, выше нижней палубы – различные кладовые, служебные помещения и каюты команды. Толщина ледового пояса 36 мм в средней части, 52 мм – в носовой и 44 мм – в кормовой оконечности.
Команда ледокола размещается в одно – и двухместных каютах.
Для жилых, культурно-бытовых и медицинских помещений на ледоколе использовано водяное отопление с кондиционированием воздуха.
В машинном отделении и вспомогательных помещениях отопление паровое.
Предусмотрены мощная холодильная автоматическая установка и большое количество провизионных кладовых.
Грузовыми средствами на ледоколе служат: в носу — две грузовые стрелы с электролебедками грузоподъемностью по 1,5 тс, в средней части — кран грузоподъемностью 12 тс для обслуживания отсека атомной установки;
Ледокол снабжен тремя становыми якорями (один из них запасной) с поворотными лапами весом по 6 т каждый, стоп-анкером весом 2 т и четырьмя ледовыми якорями (два по 150 кг и два по 100 кг). Становые якоря убираются в клюзы заподлицо с обшивкой. Литые якорные цепи калибра 67 мм имеют длину 325 м.
В корме предусмотрен вырез для буксировки судов вплотную, который снабжен привальными брусьями и кранцами, облицованными резиной. Автоматическая двухбарабанная буксирная лебедка с тяговым усилием 40 тс на главном барабане и 25 тс на вспомогательном установлена в кормовой оконечности.
Электрогидравлическая рулевая машина осуществляет перекладку руля с борта на борт за 30 сек при скорости хода судна 18 уз и работе одного из двух установленных насосов. Непотопляемость ледокола обеспечивается при одновременном затоплении двух главных водонепроницаемых отсеков.
Ледокол имеет две спасательные шлюпки на 58 человек каждая, две спасательные моторные шлюпки на 40 человек каждая, два шестивесельных яла, разъездной и буксирный катера.
Спуск и подъем спасательных шлюпок и катеров осуществляется с помощью шлюпбалок скатывающегося типа.
Энергетическая установка ледокола работает по следующей схеме.
Выделяемое в реакторе тепло используется для получения перегретого пара в парогенераторах.
Пар направляется к главным турбогенераторам, от которых электроэнергия подается на гребные электродвигатели.
Якоря гребных электродвигателей соединены с гребными валами.
Парогенераторы получают питание от параллельно работающих питательных насосов, так что в случае аварийной остановки одного из насосов остальные автоматически увеличивают производительность до необходимого уровня. Управляют всей энергетической установкой ледокола с одного поста.
Биологическая защита атомной установки гарантирует защиту экипажа ледокола от действия радиоактивных излучений, которые контролируются специальной дозиметрической системой. Пульт управления этой системы расположен в посту радиационного контроля.
Главные турбогенераторы расположены в двух отделениях: носовом и кормовом.
В каждом отделении установлены две турбины активно-реактивного типа мощностью по 11 000 л.с. Каждая турбина через редуктор соединена с двумя двухъякорными генераторами постоянного тока длительной мощностью 11 500 л.с. при номинальном напряжении 600 В.
Турбогенераторные агрегаты питают три гребных двухъякорных электродвигателя постоянного тока: средний и два бортовых. На средний двигатель подается 50% мощности, вырабатываемой турбогенераторами, а на бортовые – по 25%. Мощность среднего электродвигателя – 19 600 л.с, а бортовых – по 9800 л.с. Гребные валы ледокола выполнены из легированной стали. Диаметр среднего вала 740 мм, длина 9,2 м, вес 26,8 т; диаметр бортового вала 712 мм, длина 18,4 м, вес 45 т.
На ледоколе имеются носовая и кормовая электростанции. В носовой установлены три турбогенератора, в кормовой — два турбогенератора и один резервный дизель-генератор мощностью по 1000 кВт каждый.
Каждый турбогенератор состоит из конденсационной паровой турбины активного типа и генератора переменного тока.
Ледоколы России: современное состояние и новые горизонты
Ледокольный флот России
1. Дизель-электрический ледокол «Кару»
2. Дизель-электрический ледокол «Тор»
3. Дизель-электрический ледокол «Иван Крузенштерн» (до 1966 года «Ледокол-6»)
4. Дизель-электрический ледокол «Юрий Лисянский» (до 1966 года «Ледокол-9»)
6. Дизель-электрический ледокол «Семён Дежнев»
7. Дизель-электрический ледокол «Дудинка» (до 2006 года «APU», Финляндия)
8. Дизель-электрический ледокол «Ермак»
9. Дизель-электрический ледокол «Адмирал Макаров»
10. Дизель-электрический ледокол «Красин»
11. Дизель-электрический ледокол «Капитан Сорокин»
12. Дизель-электрический ледокол «Капитан Николаев»
13. Дизель-электрический ледокол «Капитан Драницын»
14. Дизель-электрический ледокол «Капитан Хлебников»
15. Дизельный ледокол «Мудьюг»
16. Дизельный ледокол «Магадан»
17. Дизельный ледокол «Диксон»
18. Дизель-электрический ледокол «Варандей»
19. Дизель-электрический ледокол «Москва»
20. Дизель-электрический ледокол «Санкт-Петербург»
21. Дизель-электрический ледокол с ассиметричным корпусом проекта Р-70202
22. Дизель-электрический ледокол проекта 21900М
23. Дизель-электрический ледокол проекта 22600 (ЛК-25)
Фотодополнение
2005 год. Ледокол «Красин» ведёт контейнеровоз «American Tern» с грузом для американской полярной станции «McMurdo» в Антарктике. Помощь российского ледокола понадобилась после того, как американский ледокол «Polar star» (виден вдали) сломал себе лопасть винта:
Ледоколы «Polar star» (США) и «Красин» (Россия)
Ледокол «Дудинка» в Мурманске
Ледоколы в порту Санкт-Петербурга, 9 июля 2006 года
Слева направо – «Семён Дежнев», «Иван Крузенштерн», «Тор», «Кару» и «Юрий Лисянский»:
Ледоколы «Капитан Николаев» и «Тор» в Кронштадте, 27 июля 2012 года
Финский залив, февраль 2011 года, «Битва во льдах»
Ледокол «Санкт-Петербург» идёт на помощь зажатому во льдах судну:
Ледокол «Москва»:
Источники:
- Как?Просто! – kakprosto.ru
- Пикабу!
- miroku-bosatsu.livejournal.com
- Интернет-журнал НЛО МИР
- Перуница
- мастерок
- trinixy.ru
- Сделано у нас
- Gufo.me
- poisk-ru.ru
- igor113.livejournal.com
- odynokiy.livejournal.com
- stockinfocus.ru
- Drive2.ru
- Коммерсантъ
- FB.ru
- sdelano-u-nas.livejournal.com
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Источник