|
ИСТОРИЯ ТЕХНИКИ, ТЕХНОЛОГИИ, ПРЕДМЕТОВ ВОКРУГ НАС
Ледокол. История изобретения и производства
Справочник / История техники, технологии, предметов вокруг нас Ледокол - самоходное специализированное судно, предназначенное для различных видов ледокольных операций с целью поддержания навигации в замерзающих бассейнах. К ледокольным операциям относятся: проводка судов во льдах, преодоление ледовых перемычек, прокладка канала, буксировка, околка, выполнение спасательных работ.
Как только не пытались бороться со льдом! Его таранили, вспахивали, пилили, растапливали, даже травили химикатами. Во времена Петра Великого, чтобы провести суда через ледяные поля, в последних пешнями и топорами прорубали неширокие каналы. Тогда же придумали ледокольные паромы - тоже деревянные, несамоходные длиной 8,5 метров, шириной 2,5 метра с поднятым штевнем и до предела заполненной чугунными чушками кормой. Такой паром лошади тянули по ледовому покрову, продавливая в нем судоходный канал, который потом очищали от обломков. В начале XIX столетия в России на некоторых коммерческих судах к носовой части приставляли деревянный или металлический таран либо крепили к форштевню заостренные металлические башмаки. Американцы пробовали применить для тех же целей колесо, смонтированное на носу судна и оснащенное металлическими ножами, зубьями и иглами. Испытывали и более сложные инженерные системы. К ним, в частности, относился "ледокольный снаряд", представлявший собой хитроумный механизм, размещенный в передней части судна. Он состоял из горизонтальных полозьев, которые при движении переносили на лед тяжесть корпуса. Одновременно в ледовый покров вгрызались мощные циркуляционные пилы, а сверху еще обрушивались подвешенные на цепях увесистые гири-молоты. По мнению авторов этого проекта, такого комбинированного воздействия не мог бы выдержать лед любой толщины. Не менее любопытным был проект шинно-гиревого ледокола, разработанный в середине 1860-х годов по предложению кронштадтского инженера Н. Эйлера. Такое судно предполагалось оборудовать массивным стальным тараном, рядом с ним, но на верхней палубе, установить десять кранов и с их помощью одновременно или поочередно разбивать лед чугунными гирями весом по 640 килограммов, сбрасываемыми на цепях с высоты 2 метров. Опробованные судостроителями, моряками и изобретателями устройства, созданные методом проб и ошибок, в конце концов, привели их к мысли, что оптимальное решение столь сложной инженерной задачи заключается отнюдь не в усложнении конструкции ледокольного судна. Напротив, оно должно быть относительно простым и сочетать наиболее эффективный, проверенный многовековой практикой опыт борьбы со льдами со значительной энерговооруженностью. 12 марта 1897 года на заседании Академии наук выступил старший флагман 1-й флотской дивизии вице-адмирал С.О. Макаров. "Он сказал, что Россия своим фасадом обращена к Ледовитому океану и поэтому ни одна нация не заинтересована в ледоколах более нас, - пересказывал его доклад репортер кронштадтской газеты "Котлин". - Природа заковала нас во льды, и чем скорее мы сбросим эти оковы, тем раньше дадим возможность развернуться русской мощи". Действительно, стоит обратиться к истории, чтобы убедиться - самые важные достижения в этой области судостроения принадлежат нашей стране. В России появились почти все "самые первые": ледокол "Пайлот", линейный "Ермак", атомоход "Ленин", научно-исследовательское судно "Таймыр", многоцелевой сухогруз ледового класса "Севморпуть" с ядерной силовой установкой. Да и первое и единственное в мире серийное строительство атомных ледоколов началось у нас с 1977 году. За "Арктикой" последовали улучшавшиеся "Сибирь", "Россия", "Советский Союз" и "Ямал". Движение ледокола во льдах может осуществляться непрерывным ходом, переменными ходами, форсированием льда с разгона. Движение ледокола непрерывным ходом с установившейся скоростью возможно, если суммарная тяга гребных винтов достаточна для преодоления ледового сопротивления. Если сила ледового сопротивления превышает максимальную тягу гребных винтов, ледокол может преодолевать лед только с разгона - набегами. При непрерывном движении ледокола во льдах скорость его зависит в основном от ледового сопротивления и характеристик судна. При работе набегами вспомогательные операции (реверсирование, отход, разгон) занимают сравнительно много времени. На среднюю скорость движения ледокола оказывают существенное влияние маневренные качества судна и тактические приемы, применяемые судоводителем.
При движении в сплошных льдах ледокол разрушает лед следующим образом. Ледокол наползает на ледяной покров и продавливает его форштевнем. По мере продвижения вперед, во время которого дифферент на корму увеличивается, в контакт со льдом вступает носовая часть корпуса ледокола, ломающая лед. При этом наблюдаются небольшое рыскание и изменение крена, связанные с не одновременностью ломки льда левым и правым бортами. За кормой ледокола остается канал: у краев - крупные льдины, к средней части их размеры уменьшаются, и в середине - "ледяная каша". Непосредственно за кормой ледокола в зоне действия струй воды, отбрасываемых винтами, образуется полоса чистой воды. В 1864 году на английской верфи для России был построен пароход "Пайлот", способный продвигаться во льдах. Появление в 1899 году первого в мире мощного ледокола "Ермак", способного преодолевать льды до двух метров толщиной, оказало огромное влияние на все мировое ледоколостроение. Он коренным образом отличался от построенных ранее мелких портовых ледоколов размерами, обводами, мощностью, числом винтов, конструкцией корпуса, наличием ряда специальных устройств и систем. Форма корпуса "Ермака" обеспечивала высокие ледокольные свойства, разрушению льда способствовали клиновидные носовые шпангоуты. Несмотря на первые неудачи, последующая работа "Ермака" в тяжелых льдах подтвердила преимущества этого ледокола так называемого русского типа перед другими ледоколами. В период Первой мировой войны для поддержания навигации в порту Архангельск по заказу России на иностранных верфях были построены несколько ледоколов по типу "Ермака". В Советском Союзе строительство ледоколов для плавания в арктических морях началось с закладки в 1935 году четырех ледоколов типа "И. Сталин", которые вступили в строй в период с 1936 по 1941 год. Это были трехвинтовые суда с паровыми поршневыми машинами, стальным клепаным корпусом и двухслойным ледовым поясом. В конце 1950-х годов они были модернизированы и переведены с угля на жидкое топливо, что увеличило их автономность. В 1954-1956 годах в Финляндии по заказу СССР были построены три однотипных дизель-электрических ледокола мощностью 12000 лошадиных сил: "Капитан Белоусов", "Капитан Воронин" и "Капитан Мелехов". Это были четырехвинтовые ледоколы (по два винта в носу и корме), со сварным стальным корпусом, достигающим в области ледового пояса толщины до 30 миллиметров. Знаменательным событием в мировом судостроении явилась постройка в 1959 году на Балтийском заводе в Ленинграде первого в мире ледокола на ядерном топливе - атомохода "Ленин", который начал работать в Арктике в навигацию 1960 года. По отзывам моряков, первые плавания "Ленина" в Арктике сразу же показали преимущества нового судна, его высокую ледопроходимость, автономность и замечательные маневренные качества даже в тяжелых условиях. В 1960 году "Ленин" стал флагманом морских транспортных операций на Северном морском пути. Успешная многолетняя работа ледокола "Ленин" в Арктике, большой практический опыт, накопленный в процессе его эксплуатации, не только подтвердили целесообразность использования атомных энергетических установок на ледокольных и транспортных судах, но и доказали необходимость пополнения флота еще более мощными ледоколами для обеспечения постоянно растущего объема перевозок на Северном морском пути. В 1974 и 1977 годах со стапелей финской компании "Вяртсиля" сошли советские атомные ледоколы второго поколения - "Арктика" и "Сибирь", мощностью по 75000 лошадиных сил каждый. Знаменитый полярный капитан, Герой Социалистического Труда Ю.С. Кучиев в январе 1972 года приступил к своим обязанностям на строящейся "Арктике". Тогда же ему стало известно, что новый "Ермак" оборудуют системой пневмообмыва корпуса, и Кучиев предложил оснастить ею и "Арктику", но не получил поддержки. Кстати, это устройство изобрел в 1966 году советский инженер Л.И. Уваров, через год такое же запатентовали и финны. Суть его заключается в том, что в район ватерлинии под давлением подается воздух, уменьшающий трение корпуса о лед. И действительно, эта идея оправдывается летом, при положительных температурах наружного воздуха. А зимой? Корпус ледокола находится в крошеве изо льда и снега. Если его обработать еще холодным воздухом, то оно превратится в солидную ледяную "бороду", которая намертво схватывается с обшивкой и так быстро нарастает, что способна даже остановить судно. При попытках усовершенствовать систему пневмообмыва предлагали к ватерлинии подавать отработанный пар, которого на атомоходе предостаточно, однако расход котельной воды оказался бы чрезмерным. Правда, потом появилась идея разогревать борт в том же месте тем же паром изнутри, после чего конденсировать его в холодильнике, - увы, она не была доработана. Ледокол "Арктика" предназначен для проводки судов в ледовых условиях Арктики с выполнением всех видов ледокольных работ. Этот ледокол имеет высокие борта, четыре палубы и две платформы, бак и пятиярусную надстройку, а в качестве движителей используются три четырехлопастных гребных винта фиксированного шага. Длина ледокола - 136 метров, ширина - 30 метров, водоизмещение - 23460 тонн, а осадка - 11,4 метра. Атомная паропроизводительная установка размещена в специальном отсеке в средней части ледокола. Ее мощность - 75000 лошадиных сил. Она позволяет развить "Арктике" скорость в 33 километра в час. Корпус ледокола сделан из высокопрочной стали. В местах, подверженных наибольшему воздействию ледовых нагрузок, корпус усилен ледовым поясом. На ледоколе имеются дифферентная и креновая системы. Буксирные операции обеспечивает кормовая электрическая буксирная лебедка. Для ведения ледовой разведки на ледоколе базируется вертолет. Контроль и управление техническими средствами энергетической установки ведутся автоматически, без постоянной вахты в машинных отделениях, помещениях гребных электродвигателей, электростанциях и у распределительных щитов. Контроль за работой и управление энергетической установкой осуществляются из центрального поста управления, дополнительное управление гребными электродвигателями выведено в ходовую рубку и кормовой пост. Ходовая рубка - центр управления судном. На атомоходе она расположена в верхнем этаже надстройки, откуда открывается больший обзор. Ходовая рубка вытянута поперек судна - от борта до борта метров на 25, ширина ее - около 5 метров. На передней и боковых стенках почти сплошь располагаются большие прямоугольные иллюминаторы. Внутри рубки только самое необходимое. Вблизи бортов и посередине располагаются три одинаковых пульта, на которых находятся ручки управления движением судна, индикаторы работы трех винтов ледокола и положения руля, курсоуказатели и другие датчики, а также кнопки заполнения и осушения балластных цистерн и огромная тифонная кнопка для подачи звукового сигнала. Вблизи пульта управления левого борта располагается штурманский стол, у центрального - рулевой штурвал, у пульта правого борта - гидрологический стол; около штурманского и гидрологического столов установлены тумбы радиолокаторов кругового обзора. Государственный флаг на "Арктике" подняли 25 апреля 1975 года на рейде Таллина. В начале июня атомоход провел по Северному морскому пути на восток дизель-электрический ледокол "Адмирал Макаров". В октябре 1976 года вырвал из ледового плена ледокол "Ермак" с сухогрузом "Капитан Мышевский", а также ледокол "Ленинград" с транспортом "Челюскин". Пришедший на смену Кучиеву капитан А.А. Ламехов назвал те дни "звездным часом" нового атомохода. Но, наверное, настоящим "звездным часом" для ледокола стало покорение Северного полюса. Исследовать Северный Ледовитый океан с мощного ледокола предлагал адмирал С.О. Макаров. В 1899 году построенный по его проекту "Ермак" совершил два полярных похода. "Ни один корабль не отваживался входить во льды, в то время как "Ермак" свободно прогуливался по льдам к северу от Семи островов", - писал Степан Осипович. В 1909 году в России начали работать ледокольные транспорты специальной конструкции "Таймыр" и "Вайгач", оснащенные всем необходимым для научных работ. В 1910-1915 годы они совершили ряд экспедиций по трассе будущего Северного морского пути, во время которых был открыт архипелаг Северная Земля. В 1930-1940-е годы, когда в Советском Союзе началось освоение Крайнего Севера и Дальнего Востока, тем, кто изучал арктические моря, предоставляли хорошо приспособленные для полярных акваторий ледокольные пароходы, например, "Г. Седов", ледорез "Ф. Литке", а то и ледоколы, если те не были заняты проводкой караванов. В 1934-1937 годах в Ленинграде построили гидрографические суда ледового класса "Мурман", "Океан" и "Охотск". Это были первые в мире научно-исследовательские суда, рассчитанные на длительные плавания на Севере. После Второй мировой войны основательное изучение Арктики начали и другие страны. Так, в 1953-1955 годах на верфи "Ингалл" для военного флота США построили "Глесьер". В основе его проекта были серийные ледоколы типа "Уинд", но водоизмещение увеличили до 8700 тонн. Силовая установка мощностью 21000 лошадиных сил состояла из десяти дизелей, работавших на генераторы, а те подавали напряжение на два электродвигателя "Вестингауз", вращавших гребные винты. До появления советского атомохода "Ленин" американский ледокол считался самым мощным в мире. Но никто, кроме "Арктики", не решился покорить Северный полюс. В августе 1977 года ледокол отправился в свой знаменитый поход. О нем написали в своей книге участники экспедиции В.А. Спичкин и В.А. Шамонтьев: "Многолетний сибирский - ледокол форсирует напролом, скорость его продвижения, конечно, невелика, но зато сам ход необычайно красив. Как известно, ледокол разрушает прочный лед не ударом форштевня, а, продавливая его своей массой: чем прочнее лед, тем большая часть ледокола должна всползти на него, чтобы вызвать разрушение. При этом место разломов льда смещается от носовой части к середине судна. При разрушении очень прочного льда места ломки смещаются настолько далеко от форштевня, что они даже не просматриваются из передних иллюминаторов ходовой рубки. Это создает фантастическое впечатление, будто весь огромный атомоход скользит по льду, как аэросани. Это тихое плавное продвижение, когда перед носом судна не видно ни трещины, ни ломающегося льда, ни фонтана ледяных брызг, делает эффект скольжения столь реальным, что, кажется, за кормой ледокола не должно быть обычного канала. Но взгляд назад, за корму, где по-прежнему темнеет широкая дорога чистой воды, убеждает, что ледокол не скользит, а крушит эти поля многолетнего льда. Возле средней части ледокола дыбятся стотонные глыбы раздавленного льда". "Арктику" спроектировало центральное конструкторского бюро "Айсберг", организованное в Ленинграде в 1947 году. На его счету также такие этапные суда, как атомный ледокол "Ленин", дизель-электроход "Добрыня Никитич", транспорты "Амгуэма". А в начале 1990-х годов там спроектировали двухвальный ледокол ЛК-110Я с двумя реакторами. Общая мощность силовой установки составила бы не менее 110 МВт, водоизмещение - 55000 тонн, длина - 200 метров, ширина - 36 метров, осадка - 13 метров. Такие "лидеры" могли бы круглогодично трудиться в Северном Ледовитом океане, прокладывая путь караванам в любых условиях. Автор: Мусский С.А.
▪ Мотоцикл ▪ Винтовка
Питомцы как стимулятор разума
06.10.2025 Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1
06.10.2025 Глазные капли, возвращающие молодость зрению
05.10.2025
▪ Новое доказательство теории струн ▪ Гаджеты перед сном вредят здоровью ▪ NEC объявил войну пиратским аккумуляторам ▪ Первыми на Марс должны полететь только женщины
▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей ▪ статья Как переписать домашний кинофильм на компакт-диск. Искусство видео ▪ статья Какие функции при английском монархе исполнял камергер стула? Подробный ответ ▪ статья Специалист по защите информации. Должностная инструкция ▪ статья Защитное заземление, (зануление). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники ▪ статья Зажгите лампу спичкой! Химический опыт. Химический опыт
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua |
Рекомендуем интересные статьи раздела 
Смотрите другие статьи раздела 
Последние новости науки и техники, новинки электроники: