Обеспечение безопасной эксплуатации судов ледового плавания при ударном взаимодействии гребных винтов со льдинами

• Автор: Сливаев, Борис Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.22.19, 05.08.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 178 с. : ил

Суровые условия эксплуатации судов ледового плавания ставят перед судоводителями задачи по обеспечению прочности корпуса, его конструкций, устройств и движительных комплексов. Большое значение приобретает умение судоводителей принимать правильные оперативные решения по загрузке и управленшо судном при различной номенклатуре грузов и в различной навигационной обстановке. Эти решения должны быть направлены на то, чтобы корпус, его элементы и движительный комплекс не испытывали нагрузки, превышающие допустимые пределы. Прочность корпусов судов ледового плавания определяется Правилами постройки в зависимости от категории ледового плавания. Укрупненные требования Правил постройки не могут охватить всех особенностей нагрузок, которые реально встречают суда при эксплуатации в районах, отвечающих их категории. Возникает необходимость в обеспечении капитана дополнительной информацией о безопасных режимах движения в зависимости от окружающих условий, технического состояния корпуса и т. Эта задача решается в так называемых ледовых паспортах.


Рост размеров льдин и, естественно, их массы при ударном взаимодействии с лопастями винтов приведет к росту ударных нагрузок и возможным повреждениям лопастей винта. Влияние формы обводов корпуса. Движение во льдах только частично контролируется постоянным сопротивлением. Важное значение имеет изменение сопротивления в зависимости от пройденного судном расстояния в различных ледовых условиях. Эта составляющая сопротивления, от которой в значительной степени зависят нагрузки на корпус и его элементы, определяется формой обводов корпуса, размерами обламываемого льда о наружную обшивку, а также перемещением
раздробленных его частей. На рис. Р в зависимости от пройденного судном расстояния С, морфологии льда и формы обводов корпу са. Рис. Зависимость усилий от пройденного судном расстояния при вертикальных обводах корпуса и различной морфологии льда а ледяное поле б смерзшийся лед в ледяная каша г торосистый и паковый

Рис. Рис. Отмечая тенденцию падения нагрузок на корпус при росте угла

наклона стенок, следует иметь в виду, что для элементов винторулевого комплекса в ряде случае выводы могут быть совершенно противоположными. С ростом наклона стенок все большая часть массива льда будет вовлекаться в сопутствующее движение с корпусом, что приведет к более частым контактам между винтом и льдинами. В торосах и паковых льдах увеличение наклона стенок может существенно снизить нагрузки на корпус. Скольжение по стенке больших льдин, не покрытых снегом, наблюдается уже при углах наклона стенок примерно 5 6, а для льдин, покрытых снегом, при . Однако, следует учитывать, что в этом случае элементы винто рулевого комплекса будут работать в менее безопасном для их прочности режиме. Нагрузки на корпус, помимо создаваемых наклоном стенок сечений, существенно зависят от формы ватерлиний. Форма ватерлиний определяет, в частности, параметры циркуляции и необходимые условия для маневрирования. Последние имеют большое значение, так как обуславливают давление между судном и льдом. Лучшая маневренность во льдах отвечает острым судам с овальной формой ватерлиний, а относительно худшая маневренность и большие нагрузки полным судам с длинными цилиндрическими вставками. Приведенный выше материал построен на анализе статистических и расчетных данных. Своеобразие его состоит в том, что, отражая верно качественную картину взаимодействия судна со льдом, он не содержит психологического фактора. Ниже приведены выдержки из воспоминаний известных полярных капитанов, которые в некоторой степени восполнят пробел обезличенного статистического анализа. Филипп Полунин. Обыкновенная Арктика Дальневосточный Моряк М 3,4,5,6,7,8,9,,,,4. Гдето в носовой части слышится удар и вслед за ним неприятный скрежет по борту. Когда он достигает кормы, там раздается частый стук, сопровождаемый вибрацией всего корпуса, похожей на лихорадочную дрожь. Все это означает, что судно проходит через очередную перемычку тяжелого льда. Такое десятки раз приходится испытывать, стоя на мостике. Однако здесь, когда тебя отделяет от ледяных полей двадцать миллиметров бортовой обшивки, все звуки, колебания, тряска намного значительней и производят сильное впечатление. Но еще больше впечатляет лицо стармеха. По нему безошибочно можно определить степень сложности происходящего. При первом ударе на нем появилась недовольная гримаса, во время скрежета оно сделалось, как у человека, скрывающего не очень сильную, но непроходящую зубную боль, а когда лопасти винта застучали по льду, казалось, что бьют самого стармеха, такое страдание выражал весь его вид. Адмирал Макаров ведет нас в пролив Сашшкова. В Лаптева ледокол не войдет по глубине. У нас осадка меньше, но сейчас пролив затянуло льдом, и самостоятельно нам его не пройти. Снова, как при первой проводке, нас подробно познакомили с обстановкой, добавив, что будет потяжелей. В этом мы убедились очень скоро. Чем дальше продвигаемся на север, тем тяжелее становится лед. Увеличивается его общая сплоченность, но самое неприятное то, что преобладающим становится лед старый, большой прочности.