http://www.morvesti.ru/analytics/index. ... T_ID=16124Главная > Аналитика > Актуальная тема
Ледовый флот начинается здесь!С экономическим развитием России тесно связано освоение Северного морского пути (СМП) – транспортной артерии, соединяющей западный и восточный регионы страны. В решении этой проблемы одно из центральных мест занимают задачи обеспечения ледовой прочности корпусов судов ледового плавания и ледоколов, а также повышения показателей их ледопроходимости и ледовой управляемости. Выполнение задач осложняется существенным разнообразием и особой тяжестью ледовых условий, встречающихся на трассах СМП.
Евгений АППОЛОНОВ, заместитель генерального директора ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова», д.т.н.
Валерий БЕЛЯШОВ, ведущий научный сотрудник – главный конструктор ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова», к.т.н.
Кирилл САЗОНОВ, начальник лаборатории ледотехники ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова», д.т.н.
P.S.
Уважаемые редакторы портала! Перенаправьте этот пост в соответствующий раздел,пж-ста.Я не обнаружил соответствуюющего по навигации сайта. ДЛЯ РАЗВИТИЯ ЛЕДОВОГО ФЛОТА
Комплексные научные исследования отечественных ученых начиная с 30-х годов прошлого века привели к началу 80-х к существенным результатам. Была разработана методология регламентации ледовой прочности корпусов судов, на основе которой были выпущены Правила Регистра 1981 года издания. В области изучения ледовой ходкости была разработана методология проведения модельных испытаний, и в Ленинграде в ААНИИ построен первый в мире ледовый опытовый бассейн (1955). Эти достижения позволили спроектировать и построить до сих пор эксплуатирующиеся на трассах СМП суда активного ледового плавания типа «Дмитрий Донской», «Норильск», «Витус Беринг», «Иван Папанин» и др. Также была создана не имеющая аналогов в мире серия атомных ледоколов типа «Арктика» и атомный лихтеровоз «Севморпуть».
В эти годы в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова был выполнен большой объем экспериментальных исследований, направленных на совершенствование гидродинамических характеристик новых ледоколов и обоснование ледовой прочности их корпусов. Большое практическое значение имели работы, направленные на изучение механизмов взаимодействия гребных винтов со льдом и создание на их основе новых заостренных профилей лопастей гребных винтов, которые позволили существенно уменьшить уровень ледовых нагрузок на лопасть и снизить частоту разрушения лопастей при контакте со льдом. В этот период сотрудниками института были выполнены уникальные измерения напряжений в лопастях гребного винта во время экспериментального рейса атомохода «Арктика» на Северный полюс в 1977 году. Параллельно в институте были разработаны расчетные методы определения ледового сопротивления судов и нагрузки на их движительно-рулевые комплексы. Применение этих методов способствовало оптимизации носовой оконечности атомного ледокола «50 лет Победы» для снижения его ледового сопротивления.
В начале 80-х годов начался переход на продленную, вплоть до круглогодичной, навигацию в Арктике. Обобщение опыта первых продленных навигаций показало увеличение уровня повреждаемости ледоколов и судов в 2-3 раза. Это обстоятельство потребовало кардинального пересмотра сложившейся практики нормирования, оценки прочности и проектирования конструкций ледовых усилений, а также ревизии ряда концептуальных положений существующей методологии обеспечения ледовой прочности.
Возглавить новый цикл исследований по обеспечению ледовой прочности ледоколов и судов ледового плавания было поручено отделению прочности ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. К работе были привлечены специалисты из ААНИИ, ЛКИ, ДВПИ, КВИМУ, ЦНИИ МФ, ЦКБ «Черноморсудопроект», ЦКБ «Балтсудопроект» и других организаций. Итогом этой работы стали в 1985 г. Нормы ледовой прочности, а в 1990 г. – Требования к хладостойкости корпусных материалов Правил Регистра СССР. В 1996 г. была разработана новая редакция Правил Регистра для судов ледового плавания и ледоколов, включившая в себя новую ледовую классификацию, содержащую количественное описание допустимых условий ледового плавания на трассах СМП, и усовершенствованные критерии и методы оценки прочности конструкций ледовых усилений, адекватные действительным формам ледовых повреждений. Эта редакция полностью вошла в Правила Регистра, изданные в 1999 г. На основании разработанных требований спроектированы и успешно эксплуатируются корпуса танкеров типа «Астрахань», «Кирилл Лавров», «Михаил Ульянов» и других, вновь построенных ледоколов. Расчетные методы и нормативные документы широко используются при проектировании перспективных ледоколов и судов ледового плавания. Еще одним важным направлением применения новой методологии стало обоснование возможностей повышения эксплуатационной надежности и продления срока службы существующего ледокольного флота.
В 1986 году в ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова был официально введен в эксплуатацию новый ледовый опытовый бассейн (фото 1). С этого момента специалисты института принимают участие в экспериментальной отработке формы корпуса и движительно-рулевого комплекса практически всех ледоколов и судов ледового плавания, создаваемых для эксплуатации в морях РФ. Одной из первых работ ледового бассейна было проведение модельных испытаний, направленных на создание атомного ледокола-лидера мощностью 150 тысяч л.с. Кроме этого, были проведены исследования ледового сопротивления нескольких малых и средних ледоколов, а также перспективных судов активного ледового плавания. Однако большинство этих проектов не было реализовано из-за изменения экономической ситуации в стране, поэтому на некоторое время основное направление работ ледового бассейна сместилось в область исследования ледовых нагрузок на морские инженерные сооружения.
НОВЫЙ ВЕК – НОВЫЕ ПЕРЕМЕНЫ
С началом нового века ситуация стала изменяться. Резко возросла необходимость в пополнении ледокольного флота России, причем эта потребность ощущалась не только в линейных ледоколах, выполняющих проводки судов во льдах, но и в новом специализированном классе ледоколов-снабженцев, предназначенных для обеспечения функционирования нефтегазодобывающих и разведочных платформ. Кроме этого, возникла резкая необходимость в создании перспективных судов ледового плавания, в первую очередь для вывоза готовой продукции из районов добычи углеводородов.
Сегодня специалисты ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова постоянно проводят исследовательские работы для создания научного задела и для обеспечения проектирования новых ледоколов. Совместно с норвежской фирмой «Мосс Маритайм» институт участвовал в проектировании ледокольных судов-снабженцев, предназначенных для обслуживания добычной платформы на месторождении Приразломное в Печорском море. Основные усилия сотрудников были направлены на отработку формы корпуса будущего ледокола, от которой зависят высокие показатели ледовой ходкости и маневренности, заданные спецификацией судна. Это потребовало проведения испытаний в ледовом бассейне нескольких вариантов моделей ледокола. В результате этих работ проектанту была рекомендована форма корпуса, позволяющая судну выполнять все возложенные на него функции. После постройки на ледоколе «Юрий Топчев» были проведены ледовые испытания в Енисейском заливе и Югорском Шаре. Их итоги подтвердили правильность всех принятых решений по форме корпуса, а также высокие ледовые качества ледокола.
Резкое увеличение морских операций, выполняемых в Финском заливе, определило в качестве одной из первоочередных задач проблему создания новых ледоколов, способных эффективно обеспечивать грузоперевозки в этом районе. Было принято решение о проектировании и строительстве двух новых ледоколов. С самого начала ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова принимало активное участие в разработке проекта. В лабораториях института был выполнен большой объем испытаний, включавший в себя как гидродинамические исследования, так и эксперименты в ледовом бассейне. В ходе этих работ была выполнена отработка формы корпуса и движительно-рулевого комплекса, обеспечивающая высокие показатели ледовых и ходовых качеств ледокола. Проектирование ледокола осуществлялось Балтийским заводом совместно с входящим в состав института ЦКБ «Балтсудопроект». Разработанные технические решения были реализованы во время строительства ледоколов «Москва» и «Санкт-Петербург» на Балтийском заводе. В 2010 году ледокол «Санкт-Петербург» прошел натурные ледовые испытания в Карском море, которые подтвердили его высокие ледовые качества. Сейчас принято решение о строительстве еще трех модернизированных ледоколов этого типа. Проект модернизации выполнил ЦКБ «Балтсудопроект», были добавочно проведены модельные ледовые испытания, позволившие улучшить форму корпуса судна.
БЫТЬ АТОМНОМУ ЛЕДОКОЛУ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ!
Современный атомный ледокольный флот России создавался в основном в 70-80-х годах XX века. Почти все построенные ранее атомные ледоколы находятся на границе срока списания, поэтому в настоящее время ведутся работы по созданию атомного ледокола нового поколения.
ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова принимал самое активное участие в проектировании нового универсального атомного ледокола и обеспечил решение некоторых важных вопросов. В первую очередь это касается разработки оптимизированной формы корпуса, обеспечивающей уникальные параметры ледопроходимости, ранее не достигаемой ни одним ледоколом в мире. Работы института касались также определения ходовых и маневренных характеристик судна в различных ледовых условиях и на чистой воде, включая предельное мелководье, мореходности, а также прочности корпусных конструкций, в том числе реакторного отсека, и вопросов ядерной безопасности и электроэнергетики.
Важной особенностью этого ледокола наряду с небывало высокой ледопроходимостью является выполнение нетрадиционного требования: работы в условиях эксплуатации, которые существенно отличаются необычайно большим диапазоном изменения глубин акваторий и вызванным этим диапазоном изменением осадки судна. Ограничения по глубине определяют форму корпуса, особенно в кормовой части, осадку судна, уровень эффективно перерабатываемой мощности и характеристики его движительного комплекса. Было проведено немало нестандартных модельных экспериментов, позволивших найти технические решения возникавших проблем.
В области гидродинамики помимо традиционной отработки формы корпуса и состава движительно-рулевого комплекса выполнены исследования возможности возникновения процессов кавитации и аэрации гребных винтов при движении ледокола на мелководье. Эти позволило принять решение о форме кормовой оконечности судна, не допускающей протекание указанных процессов, а также не приводящей к возрастанию ледовой нагрузки на движители ледокола. В мореходном бассейне изучались характеристики качки ледокола и проблемы, связанные с возможностью возникновения слеминга.
Большой цикл экспериментальных исследований сделан в ледовом бассейне. В отличие от традиционных ледоколов модельные испытания проводились как на чистой воде, так и на предельном мелководье. Эти эксперименты показали возможность эффективного использования столь мощных ледоколов на мелководных участках, а также позволили выяснить основные закономерности формирования ледового сопротивления при движении ледокола на мелководье.
Большое внимание было уделено экспериментальной отработке режима движения ледокола задним ходом, а также изучению маневренных качеств в ледовых условиях.
Полученные в ледовом бассейне ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова результаты по ледовой ходкости нового ледокола были проверены во время контрольных ледовых испытаний в ледовом бассейне фирмы «Акер Арктик» (Финляндия) и Гамбургском ледовом бассейне (Германия). Основные характеристики, полученные ранее в ледовом бассейне института, получили подтверждение в указанных лабораториях.
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОДОЛЖАЮТСЯ
Сегодня в рамках ФЦП «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 гг.» в ледовом бассейне идут исследования по разработке новой концепции ледокола, способного создавать во льду широкий канал, позволяющий безопасно проводить по нему современные крупнотоннажные суда. В рамках этой же программы в институте ведется строительство нового ледового бассейна, в котором в полном объеме будет выполняться весь набор модельных испытаний, необходимых для создания современного ледокольного и ледокольно-транспортного флотов.