Как ломается лед с ледоколом

Зачем ледоколу нужны гребные винты, и почему они не ломаются о лед

У современных ледоколов есть специальные винты, находящиеся на носу. Это очень важные конструкции, которые нужны для того, чтобы дробить лед и изменять направление движения. Но неужели они настолько прочные, что сами не ломаются о ледяную толщу?

Как устроены винты

Сейчас такие элементы есть не только у ледоколов, но и у танкеров, барж. Но они могут отличаться по принципу действия, предназначению. Например, у танкеров они необходимы для того, чтобы наиболее успешно совершать различные маневры.

Устанавливать такие конструкции стали еще в 20 веке, и до сих пор их активно применяют. Ставят на носовую и кормовую часть. Благодаря винтам обеспечивается лучшее движение судна, они освобождают от необходимости прибегать к помощи буксира.

На ледоколах используют гребные винты с целью упрощения движения в условиях льда.

Как происходит разрушение льда винтами

Интересно, что винты непосредственно не крошат лед. У них иной принцип действия. Эти конструкции образуют под водой воздушное пространство, которое в свою очередь способствует разрушению ледяного покрытия. Лед ломается снизу вверх. Затем на него наваливается форштевень, под тяжелым весом которого лед продавливается.

Ледоколы существуют разные, используются в зависимости от условий. Если ледяная поверхность слишком толстая, тогда нужна техника, у которой форштевень очень прочный, массивный. Если лед не особо большой, применяют более легкие ледоколы.

Гребные винты создают воздушную подушку под ледяным слоем, а значит, находятся подо льдом, не соприкасаются с ним и уж тем более не крошат его сами. По этой причине не ломаются.

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен и ставьте палец вверх!

Источник

Принцип работы и устройство ледокола

1. 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.
2. 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.
3. 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

«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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Зачем ледоколу нужны гребные винты на носу, и как они не ломаются о лед

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

На самом деле увидеть гребные винты на носу сегодня можно не только у ледоколов, но также у танкеров и барж. Однако, назначение визуально подобных гребных устройств может сильно меняться в зависимости от типа корабля. Например, в танкерах носовые винты чаще всего представлены подвижными винто-рулевыми колонками (ВРК). Впервые появились такие еще в середине XX века, однако наибольшую популярность обрели сравнительно недавно. Нужны они для улучшения хода судна и упрощения его маневрирования. Современные ВРК позволяют вращать судно едва ли не на месте без помощи буксиров. Устанавливаются ВРК не только в носовой части, но в кормовой части.

Встречаются ВРК и на ледоколах, однако куда чаще там стоят самые обычные перевернутые гребные винты. Одними из первых до установки винтов в носовую часть додумались американские моряки еще в последней четверти XIX века. Нужны эти гребные винты для повышения проходимости ледокола. С ними судну становится намного проще ломать лед. В некоторых случаях передние гребные винты и вовсе делают почти всю работу по раскалыванию льда. Однако, не нужно думать, что они его крошат. Работает все совершенно иначе.

Однако, прежде следует оговорить, что существует множество разновидностей ледоколов. В первую очередь суда характеризуются по тому, какой именно лед они могут взять. Всякий ледокол ломает твердую преграду, наваливаясь на нее массивным форштевнем. Однако, чем толще в регионе работы лед, тем крепче должен быть форштевень. С другой стороны, там, где лед не слишком толстый, можно использовать ледоколы классом полегче, но оборудованные передними винтами.

После запуска передние гребные винты ледокола создают под водой перед форштевнем судна воздушную подушку. Нагнетание воздуха под лед приводит к тому, что он начинает ломаться вверх со стороны воды. Сразу после этого на него наваливается форштевн и проламывает вниз своей массой. Таким образом воздушный пузырь, созданный винтами, значительно упрощает работу ледокола, ускоряет скорость прохождения замерзших участков пути и сокращает расход горючего. Угрожает ли при этом лед работающим винтам? Нет, так как они находятся намного дальше места соприкосновения штевня и замерзшей воды.

Если хочется узнать еще больше интересного, то стоит почитать о том, почему бетонные корабли не тонут , и кому понадобилось их строить.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Источник

Для чего ледоколу нужны гребные винты, и как они не ломаются о лед

На современных моделях ледоколов можно наблюдать один интересный элемент — специальные винты, которые расположены не только на корме, но и на носу. Оказывается, столь интересное изобретение необходимо некоторым судам не только для дробления льда, но и для изменения направления движения. Ниже мы рассказываем об особенностях использования данного устройства, и каким образом оно не ломается о глыбы льда.

Устройство винтов

Сегодня наблюдать подобные винты можно не только у ледоколов, но также у барж и танкеров. Правда, принцип действия и цели установки таких винтов, внешне похожих друг на друга, могут быть различными. Так, у танкеров передние винты являются винто-рулевыми колонками, при помощи которых судно может более удачно совершать маневры.

Появились данные устройства совсем недавно, лишь в средине XX столетия, однако теперь их активно используют. Винты устанавливают как на носовой, так и на кормовой части, что при приведении их в действие позволяет улучшить ход судна. Оно может даже просто вращаться на месте, что избавляет от необходимости вызывать буксир.

Подобные системы устанавливают и на ледоколы, но гораздо реже. Чаще всего на них можно заметить обыкновенные гребные винты, которые моряки ввели в эксплуатацию еще в XIX веке. В основном эти винты предназначены для того, чтобы судну было легче передвигаться в условиях кромешного льда. Кстати, о том, зачем нужен гибкий лед, мы писали ранее.

Винты, расположенные не глубине, необходимы ледоколу для передвижения. Фото: Jaana Puschkeit/pixabay.com

Как винты ломают лед

Оказывается, технология раскалывания льда не так очевидна, как может показаться на первый взгляд. Так, винты вовсе не крошат лед, а создают под водой специальное пространство, наполненное воздухом. Тот факт, что подо льдом оказывается своеобразная воздушная подушка, и способствует легкому крушению льда. В силу этого лед начинает ломаться по направлению снизу вверх, после чего сверху наваливается форштевень, продавливая лед под своим внушительным весом.

Также следует помнить о том, что ледоколы бывают разные, а использование того или иного судна зависит только от условий, в которых необходимо использовать машины. Чем толще слой льда необходимо раскалывать, тем с более массивным и крепким форштевнем необходимо судно. В местах, где слой льда не слишком большой, используют более легкие судна со встроенными передними винтами. В силу этого и получается, что винты безмерно помогают работать ледоколу, создавая воздушное пространство подо льдом, а сами не ломаются из-за того, что находятся гораздо глубже участка, где судно соприкасается с поверхностью льда.

Также предлагаем узнать, какие поселения на Аляске до сих пор носят русские имена.

А вы бы хотели отправиться в путешествие на Север?

Источник

Все за сегодня

Политика

Экономика

Наука

Война и ВПК

Общество

ИноБлоги

Подкасты

Мультимедиа

Политика

The National Interest (США): самое мощное российское оружие в Арктике — это ледоколы

Несмотря на продолжающееся глобальное потепление, Арктика остается одним из самых холодных мест на свете, а Россия относится к числу тех стран, которые лучше всех подготовлены к ее захвату. И не потому что у нее есть какое-то новое гиперзвуковое оружие или самолеты-невидимки, а благодаря тому, что у нее есть ледоколы. Познакомьтесь: атомный ледокол типа «Арктика».

Советский союз был прародителем российских ледоколов. Первый ледокол типа «Арктика» был построен в начале 1970-х годов, а всего таких судов было спущено на воду шесть. Большинство ледоколов этого типа были отправлены на утилизацию в 2000-х и 2010-х годах.

Как и у многих других ледоколов, у «Арктики» двойной корпус. Толстая стальная обшивка позволяет ему ломать лед, сохраняя корпус в целости и сохранности. Наружный корпус толстый, но он значительно тоньше внутреннего корпуса. Пространство между ними служит полостью для размещения балласта в виде морской воды.

Еще одна уникальная часть ледоколов — это их форштевень. В отличие от большинства других судов, у которых форштевень узкий и заостренный, у ледокола он не обладает особой гидродинамической эффективностью. То есть, он менее острый. Но это ледоколу только на пользу.

Широко распространено ошибочное мнение о том, что ледокол таранит паковый лед, разбивая его вдребезги и прокладывая путь другим судам. На самом деле, ледокол ломает лед собственным весом. Форштевень закругленной формы позволяет ему наползать на лед и ломать его сверху. По сути дела, ледокол садится на лед и сидит на нем до тех пор, пока он не поддастся. «Арктика» не отличается большой скоростью в открытом океане, однако она может ломать лед толщиной два-три метра.

Кроме прочного корпуса и носа «Арктика» имеет устройство для выпуска струй горячего пара под поверхностью воды. Это пар ослабляет лед по курсу «Арктики», делая его немного тоньше. Такой лед легче ломается, а место разлома становится более предсказуемым.

Конечно же, у этого ледокола ядерная силовая установка. Два ядерных реактора приводят в действие три гребных винта, которые могут перемещаться в направлении левого и правого бортов, облегчая маневрирование в узких местах. «Арктика» обладает практически неограниченной дальностью хода, поскольку не нуждается в дозаправке. Это судно ограничено только потребностями экипажа, а также запасами воды и продовольствия. И даже авария для этого большого корабля не проблема. На борту «Арктики» имеются запчасти, в том числе, гребные винты, что позволяет осуществлять ремонт в море, в зависимости от объема ремонтных работ.

Постскриптум

Наша Земля теплеет, и ледоколы становятся все более востребованными. Любой стране, проявляющей интерес к Арктике, придется ломать лед, хотя в будущем его станет меньше. Победу одержит тот, кто доберется туда первым. А у Москвы есть большие преимущества.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Источник