破冰船。发明和生产的历史

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破冰船。发明和生产的历史

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破冰船是一种自行式专用船舶，设计用于各种类型的破冰作业，以维持冰冻盆地的航行。破冰作业包括：冰区护航、克服冰障、铺设航道、拖航、吊索、打捞等作业。

破冰船 Arktika

只要他们没有尝试与冰战斗！它被夯实、犁过、锯开、融化，甚至被化学物质毒化。在彼得大帝时代，为了引导船只通过冰原，后者用镐和斧头切割了狭窄的运河。与此同时，破冰渡轮也被发明了——也是木制的，非自行推进的，长 8,5 米，宽 2,5 米，带有凸起的船首和船尾，里面装满了铸铁锭。马把这样的渡轮拉过冰盖，推过其中的一条运输通道，然后清除了碎片。

XNUMX世纪初的俄罗斯，在一些商船上，在船头上附有木制或金属的撞锤，或在船首附上尖头的金属鞋。

出于同样的目的，美国人试图使用安装在船头上并配备金属刀、齿和针的轮子。还测试了更复杂的工程系统。其中特别包括“破冰弹丸”，这是一种放置在船前的巧妙装置。它由水平滑道组成，在移动时，将船体的重量转移到冰上。与此同时，强大的圆锯正刺入冰层，悬在铁链上的重锤还在从上方落下。据该项目的作者称，任何厚度的冰都无法承受这样的综合冲击。

1860 年代中期在喀琅施塔得工程师 N. Euler 的建议下开发的轮胎举重破冰船项目同样令人好奇。这样的船应该在旁边配备一个巨大的钢柱塞，但在上层甲板上安装十台起重机，并在它们的帮助下同时或交替地用重达 640 公斤的铸铁重物破冰，从链上掉落2米的高度。

经过造船商、水手和发明家的测试，通过反复试验创造的设备最终使他们得出结论，解决如此复杂的工程问题的最佳解决方案并不在于使破冰船的设计复杂化。相反，它应该相对简单，并将最有效的、数百年来的抗冰经验与显着的功率重量比相结合。

12 年 1897 月 1 日，海军第一师的高级旗舰 S.O. 中将在科学院会议上发表讲话。马卡罗夫。 Kronstadt 报纸 Kotlin 的一名记者讲述了他的报道：“他说，俄罗斯的正面面向北冰洋，因此没有哪个国家对破冰船比我们更感兴趣。”“大自然把我们锁在冰里，而我们越早摆脱这些桎梏，就越早有机会展现俄罗斯的力量。

确实，值得回顾历史，以确保这一造船领域最重要的成就属于我们国家。几乎所有“第一批”破冰船都出现在俄罗斯：Pilot 破冰船、Ermak 线性破冰船、Lenin 核动力破冰船、Taimyr 研究船、带有核电站的 Sevmorput 多用途冰级干货船。

世界上第一艘也是唯一一艘核动力破冰船的系列建造始于 1977 年。 “Arktika”之后是改进的“Siberia”、“Russia”、“Soviet Union”和“Yamal”。

破冰船在冰中的运动可以进行连续行程、变行程、迫使冰加速。如果螺旋桨的总推力足以克服冰阻力，破冰船就可以以稳定的速度连续运动。如果冰阻力超过螺旋桨的最大推力，破冰船只能通过加速来克服冰——突袭。破冰船在冰中不断运动，其速度主要取决于冰阻力和船舶的特性。突袭时，辅助操作（倒车、后退、加速）需要较长时间。破冰船的平均速度很大程度上受到船舶的操纵质量和导航员所使用的策略的影响。

破冰船铺设航道的工作

当在固体冰中移动时，破冰船通过以下方式破坏冰。破冰船爬上冰盖并用杆推动它。当您向前移动时，船尾的纵倾增加，破冰船船体的船头与冰接触，从而打破冰。在这种情况下，可以观察到轻微的偏航和侧倾变化，这与左侧和右侧破冰的不同时相关。破冰船的船尾后面有一条通道：边缘有大片的浮冰，向中间尺寸减小，中间有“冰粥”。破冰船船尾正后方，在螺旋桨喷射水流的作用区域内，形成一条清澈的水带。

1864 年，轮船“Pilot”在英国造船厂为俄罗斯建造，能够穿越冰层。 1899年世界上第一艘强大的破冰船“Ermak”的出现，能够破冰达两米厚，对整个世界破冰行业产生了巨大的影响。它与以前建造的小型港口破冰船在尺寸、轮廓、功率、螺旋桨数量、船体设计以及许多特殊设备和系统的存在上有着根本的不同。 Ermak 船体的形状提供了很高的破冰性能，楔形船首框架有助于冰的破坏。尽管第一次失败，Yermak 随后在厚冰中的工作证实了这艘所谓的俄罗斯型破冰船优于其他破冰船的优势。

第一次世界大战期间，为了维持阿尔汉格尔斯克港的航行，俄罗斯下令在外国造船厂建造了几艘 Ermak 型破冰船。

在苏联，用于北极海域航行的破冰船的建造始于1935年铺设的四艘I.斯大林型破冰船，于1936年至1941年投入使用。这些是带有蒸汽活塞发动机、铆接钢船体和两层冰带的三螺杆船。在 1950 年代后期，它们进行了现代化改造并从煤炭转向液体燃料，这增加了它们的自主权。

1954-1956 年，在芬兰，根据苏联的命令，建造了三艘相同的柴油电动破冰船，容量为 12000 马力：Kapitan Belousov、Kapitan Voronin 和 Kapitan Melekhov。这些是四螺旋破冰船（船首和船尾两个螺旋），带有焊接钢船体，在冰区的厚度可达 30 毫米。

世界造船业的一个重大事件是 1959 年在列宁格勒的波罗的海造船厂建造了世界上第一艘核动力破冰船——列宁核动力破冰船，并于 1960 年开始在北极航行。

据水手们介绍，“列宁”号在北极的首次航行立即展示了新船的优势，即破冰能力强、自主性和即使在困难条件下也具有出色的机动性。 1960 年，列宁成为北海航线海上运输行动的旗舰。

“列宁”号破冰船在北极的成功长期运行，在运行过程中获得的丰富实践经验，不仅证实了在破冰船和运输船上使用核电站的可行性，也证明了补充船队的必要性配备更强大的破冰船，以确保北海航线上不断增长的交通量。 1974年和1977年，每艘75000马力的第二代苏联核动力破冰船Arktika和Sibir离开了芬兰公司Vartsila的股票。

著名的极地船长，社会主义劳动英雄Yu.S. Kuchiev 于 1972 年 1966 月开始在建设中的 Arktika 执行任务。同时，他意识到新的 Yermak 将配备气动船体清洗系统，Kuchiev 提议为 Arktika 配备它，但没有得到支持。顺便说一句，这个装置是由苏联工程师 L.I. 于 XNUMX 年发明的。一年后，乌瓦罗夫获得了同样的专利。其本质在于在压力下向吃水线区域供应空气，从而减少船体在冰面上的摩擦。

事实上，这个想法在夏天是合理的，在室外温度为正的情况下。而在冬天呢？破冰船的船体被冰雪覆盖。如果还用冷空气处理的话，它就会变成坚硬的冰冷“胡须”，紧紧地抓着皮肤，长得快到甚至可以停船。在尝试改进气动冲洗系统时，建议将废气供应给水线，这在核动力船上很丰富，但锅炉用水量会过多。没错，然后这个想法似乎是用相同的蒸汽从内部加热板在同一个地方，然后在冰箱中冷凝 - 唉，它还没有最终确定。

破冰船“Arktika”专为在北极冰层条件下护航船只而设计，具有各种破冰作业的性能。这艘破冰船有高舷侧，四层甲板和两个平台，一个艏楼和一个五层上层建筑，三个固定螺距四叶螺旋桨用作推进器。

破冰船长136米，宽30米，排水量23460吨，吃水11,4米。核蒸汽发生器位于破冰船中部的一个特殊隔间内。它的功率是75000马力。它使 Arktika 能够达到每小时 33 公里的速度。

破冰船的船体由高强度钢制成。在受冰载荷影响最大的地方，船体用冰带加固。

破冰船有纵倾和横摇系统。牵引操作由船尾电动牵引绞盘提供。直升机是基于破冰船进行冰侦察。发电厂技术手段的控制和管理是自动进行的，无需在机舱、推进电动机室、发电厂和配电盘中进行监视。对发电厂的操作和控制的控制是从中央控制站进行的，螺旋桨电机的额外控制被带到驾驶室和船尾站。

驾驶室是船舶的控制中心。在核动力船上，它位于上层建筑的顶层，从那里可以看到更大的视野。驾驶室横跨船伸展 - 从一侧到另一侧 25 米，其宽度约为 5 米。大的矩形舷窗几乎完全位于前壁和侧壁上。

在机舱内，只有最必要的。靠近侧面和中间有三个相同的控制台，上面有用于船舶运动的控制旋钮，用于破冰船三个螺旋桨操作的指示器和方向舵的位置，航向指示器和其他传感器，以及用于填充和排放压载舱的按钮以及用于发出声音信号的巨大台风按钮。在左侧的控制面板附近有一个导航表，在中央附近 - 一个方向盘，在右舷侧面板 - 一个水文表；在航行和水文台附近，安装了全方位雷达的底座。

“Arktika”上的国旗于 25 年 1975 月 1976 日在塔林的道路上升起。 XNUMX月初，核动力破冰船“马卡罗夫海军上将”号沿北海航道向东航行。 XNUMX 年 XNUMX 月，干货船“Kapitan Myshevsky”号的破冰船“Ermak”号以及运输“Chelyuskin”号的破冰船“Leningrad”号从冰圈中撤出。上尉 A.A.，取代了库奇耶夫。拉梅霍夫称那些日子是新型核动力船的“最佳时刻”。但是，破冰船真正的“最佳时刻”可能是征服北极。

海军上将 S.O. 建议从强大的破冰船探索北冰洋。马卡罗夫。 1899 年，根据他的项目建造的 Yermak 进行了两次极地旅行。斯捷潘·奥西波维奇写道：“没有一艘船敢进入冰层，而耶尔马克号则在七岛以北的冰层上自由行走。”

1909 年，配备了科学工作所需的一切设备的特殊设计的“泰米尔”和“瓦加赫”破冰运输机开始在俄罗斯运营。 1910-1915 年，他们沿着未来的北海航线进行了多次探险，在此期间发现了北地岛群岛。

在 1930 年代至 1940 年代，苏联开始开发远北和远东时，为研究北极海域的人提供了非常适合极地水域的破冰轮船，例如“G. Sedov”，破冰船“F. Litke”，甚至破冰船，如果他们不忙着护送商队的话。 1934-1937年在列宁格勒建造了水文冰级船“Murman”、“Okean”和“Okhotsk”。这是世界上第一艘专为北方长途航行而设计的研究船。

二战后，其他国家开始深入研究北极。因此，在 1953-1955 年间，冰川在英格尔造船厂为美国海军建造。他的项目基于风型系列破冰船，但排水量增加到 8700 吨。容量为 21000 马力的发电厂由 XNUMX 台柴油发动机组成，这些柴油发动机在发电机上工作，它们为两个驱动螺旋桨的西屋电机供电。在苏联核动力破冰船列宁号出现之前，美国破冰船被认为是世界上最强大的破冰船。

但除了“北极星”之外，没有人敢征服北极。 1977 年 XNUMX 月，破冰船开始了他著名的航行。

探险队的成员 V.A. 在他们的书中写到了他。斯皮奇金和 V.A. 沙蒙季耶夫：“多年西伯利亚——破冰船前进，前进的速度当然很小，但动作本身却异常优美。如你所知，破冰船破坏坚硬的冰不是通过击打茎干，而是通过用它的质量推动它：冰越坚固，破冰船必须爬上它以造成破坏的部分就越大，这会将冰块从船头移动到船的中部。

随着非常坚固的冰层被破坏，断点远离阀杆，甚至从驾驶室的前窗都看不到它们。这给人一种奇妙的印象，整个巨大的核动力船就像雪地摩托一样在冰面上滑动。这种安静的平稳前进，当船头前方既看不到裂缝，也看不到破冰，也看不到冰溅的喷泉时，滑行的效果是如此真实，以至于后面似乎不应该有一条普通的通道破冰船的船尾。但回头一看，船尾的后方，宽阔的碧水路仍是黑暗的地方，破冰船并没有滑倒，而是压碎了这些多年的冰原。数百吨碎冰块在破冰船的中部附近弹跳。”

“Arktika”由冰山中央设计局设计，于 1947 年在列宁格勒组织。他还拥有列宁核动力破冰船、Dobrynya Nikitich 柴电船和 Amguem 运输船等里程碑式船只。并且在 1990 年代初期，他们设计了带有两个反应堆的双轴破冰船 LK-110Ya。发电厂的总功率至少为 110 兆瓦，排水量 - 55000 吨，长度 - 200 米，宽度 - 36 米，吃水深度 - 13 米。这样的“领导者”可以在北冰洋全年工作，为任何条件下的商队铺平道路。

作者：Musskiy S.A.

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