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テクノロジーの歴史、テクノロジー、私たちの周りのオブジェクト
砕氷船。 発明と生産の歴史
ディレクトリ / テクノロジーの歴史、テクノロジー、私たちの周りのオブジェクト 砕氷船は、氷点下流域での航行を維持するために、さまざまなタイプの砕氷作業のために設計された自走式の特殊船です。 砕氷作業には、氷上の船舶の護衛、氷の障壁の乗り越え、水路の敷設、曳航、玉掛け、サルベージ作業が含まれます。
彼らが氷と戦おうとしなかったとたんに！ ぶつけられ、耕され、のこぎりで切られ、溶かされ、化学薬品で毒殺されさえしました。 ピョートル大帝の時代、氷原を通って船を導くために、つるはしと斧で氷原に狭い運河が切り開かれました。 同時に、砕氷フェリーが発明されました。これも木製で、自走式ではなく、長さ8,5メートル、幅2,5メートルで、船首が高くなり、船尾が鋳鉄のインゴットで限界まで満たされていました。 馬はそのようなフェリーを氷の覆いを横切って引っ張り、その中の輸送チャネルを押して進み、その後、がれきが取り除かれました。 XNUMX 世紀初頭のロシアでは、一部の商船では、船首に木製または金属製のラムが取り付けられていたり、船首に金属製の先の尖った靴が取り付けられていました。 アメリカ人は、船の船首に取り付けられ、金属製のナイフ、歯、針を備えた車輪を同じ目的で使用しようとしました。 より複雑なエンジニアリング システムもテストされました。 これらには、特に、船の前に配置された独創的なメカニズムである「砕氷発射体」が含まれていました。 それは、移動時に船体の重量を氷に移す水平スキッドで構成されていました。 同時に、強力な丸のこが氷の覆いに食い込み、チェーンに吊るされた重いハンマーのおもりがまだ上から落ちてきました。 このプロジェクトの著者によると、どんな厚さの氷でも、そのような複合的な衝撃に耐えることができませんでした。 クロンシュタットのエンジニアであるN.オイラーの提案により、1860年代半ばに開発された、タイヤ重量挙げ砕氷船のプロジェクトも同様に興味深いものでした。 そのような船は、その隣に巨大な鋼製ラムを装備するはずでしたが、上甲板に640基のクレーンを設置し、同時にまたは交互に、2キログラムの鋳鉄製の重りで氷を砕き、 XNUMXメートルの高さ。 造船業者、船員、発明家によってテストされ、試行錯誤によって作成されたデバイスは、最終的に、そのような複雑なエンジニアリング問題の最適な解決策は砕氷船の設計を複雑にすることにあるのではないという結論に至りました。 それどころか、それは比較的単純であり、何世紀にもわたる実践によって証明された氷との戦いの最も効果的な経験と、かなりのパワーウェイトレシオを組み合わせる必要があります。 12 年 1897 月 1 日、第 XNUMX 海軍師団の上級旗艦である S.O. 中将は、科学アカデミーの会議で演説しました。 マカロフ。 クロンシュタット紙コトリンの記者は、「彼は、ロシアはその正面が北極海に面しているため、我々ほど砕氷船に関心を持っている国はないと述べた。これらの束縛を捨てるのが早ければ早いほど、ロシアの力を展開する機会を早く与えることができます。 確かに、造船のこの分野における最も重要な成果が我が国に属していることを確認するために、歴史に目を向ける価値があります。 「非常に最初の」砕氷船のほとんどすべてがロシアで登場しました: パイロット砕氷船、エルマク リニア砕氷船、レーニン原子力砕氷船、タイミル調査船、原子力発電所を備えたセヴモルプット多目的氷級乾貨物船. 世界で最初にして唯一の原子力砕氷船の連続建造は、1977年にわが国で始まりました。 「アルクティカ」に続き、改良型の「シベリア」、「ロシア」、「ソビエト連邦」、「ヤマル」が続きました。 氷上での砕氷船の移動は、加速によって氷を強制的に、連続ストロークまたは可変ストロークで実行できます。 プロペラの総推力が氷の抵抗に打ち勝つのに十分であれば、砕氷船を定常速度で連続運動させることが可能です。 氷の抵抗力がプロペラの最大推力を超える場合、砕氷船は加速、つまり前進によってのみ氷を乗り越えることができます。 砕氷船は氷の中を継続的に移動するため、その速度は主に氷の抵抗と船の特性に依存します。 襲撃で作業する場合、補助的な操作 (反転、後退、加速) には比較的長い時間がかかります。 砕氷船の平均速度は、船舶の操縦特性と航海士が使用する戦術に大きく影響されます。
固い氷の中を移動するとき、砕氷船は次の方法で氷を破壊します。 砕氷船は氷の上を這い、茎で氷を押し進めます。 前進すると、船尾までのトリムが大きくなり、砕氷船の船首が氷に接触し、氷が砕けます。 この場合、左右のアイスブレイクが同時に行われないことに関連して、わずかなヨーとロールの変化が観察されます。 砕氷船の船尾の後ろには水路があります。端には大きな流氷があり、中央部分に向かってそのサイズは小さくなり、中央には「氷のお粥」があります。 砕氷船の船尾のすぐ後ろ、プロペラから噴射されるウォータージェットの作用領域に、透明な水の帯が形成されます。 1864 年、氷の中を移動できる蒸気船「パイロット」がイギリスの造船所でロシア向けに建造されました。 1899年、厚さXNUMXメートルまでの氷を砕くことができる世界初の強力な砕氷船「エルマック」が登場し、世界の砕氷業界全体に大きな衝撃を与えました。 以前に建造された小型港の砕氷船とは、サイズ、輪郭、出力、プロペラの数、船体の設計、多数の特別な装置やシステムの存在が根本的に異なっていました。 エルマク船体の形状は高い砕氷特性を提供し、くさび形の船首フレームは氷の破壊に貢献しました。 最初の失敗にもかかわらず、重い氷の中でのイェルマクのその後の作業は、他の砕氷船よりもいわゆるロシア型のこの砕氷船の利点を確認しました。 第一次世界大戦中、アルハンゲリスク港で航行を維持するために、ロシアの命令により外国の造船所で数隻のエルマク型砕氷船が建造されました。 ソビエト連邦では、北極海で航行するための砕氷船の建設が 1935 年に 1936 基の I. スターリン型砕氷船の敷設から始まり、1941 年から 1950 年にかけて就航しました。 これらは、蒸気ピストン エンジン、リベットで留められた鋼鉄製の船体、および XNUMX 層のアイス ベルトを備えた XNUMX スクリューの船でした。 XNUMX 年代後半に近代化され、石炭から液体燃料に切り替えられ、自律性が向上しました。 1954 年から 1956 年にかけて、フィンランドでは、ソ連の命令により、12000 馬力の容量を持つ 30 つの同一のディーゼル電気砕氷船が建造されました。 これらは XNUMX 本のネジ (船首と船尾に XNUMX 本のネジ) の砕氷船で、鋼鉄製の船体が溶接されており、氷域では最大 XNUMX mm の厚さに達します。 世界の造船における重要な出来事は、1959 年にレニングラードのバルチック造船所で世界初の原子力砕氷船であるレーニン原子力砕氷船が建造されたことであり、1960 年の航行で北極海で操業を開始した。 船員によると、北極圏での「レーニン」の最初の航海は、新しい船の利点、その高い砕氷能力、自律性、および困難な状況でも優れた機動性をすぐに示しました。 1960 年、レーニンは北極海航路の海上輸送業務の旗艦となりました。 北極での砕氷船「レーニン」の長期にわたる運用の成功、その運用中に得られた広範な実践的経験は、砕氷船および輸送船で原子力発電所を使用することの実現可能性を確認しただけでなく、艦隊を補充する必要性を証明しましたさらに強力な砕氷船を使用して、北極海航路の増え続ける交通量を確保します。 1974 年と 1977 年に、それぞれ 75000 馬力の容量を持つ第 XNUMX 世代のソ連の原子力砕氷船 Arktika と Sibir が、フィンランドの会社 Vartsila の株を離れました。 有名な極地の船長、社会主義労働者の英雄 Yu.S. 1972 年 1966 月、クチエフは建設中のアルクティカで任務を開始しました。 同時に、彼は新しいイェルマクが空気式船体洗浄システムを装備することに気づき、クチエフはアルクティカにそれを装備することを提案しましたが、サポートを受けませんでした。 ちなみに、この装置はXNUMX年にソビエトのエンジニアL.I.によって発明されました。 ウヴァロフ、XNUMX年後、フィンランド人は同じ特許を取得しました. その本質は、氷上での船体の摩擦を減らすために空気が圧力下で喫水線領域に供給されるという事実にあります。 確かに、この考えは、外気温がプラスの夏には正当化されます。 そして冬に？ 砕氷船の船体は氷と雪で覆われています。 それでも冷たい空気で処理すると、固い氷の「ひげ」に変わり、皮膚をしっかりとつかみ、急速に成長して船を止めることさえできます。 空気洗浄システムを改善しようとすると、原子力船に豊富にある喫水線に排気蒸気を供給することが提案されましたが、ボイラー水の消費量が過剰になります。 確かに、ボードを同じ場所で内側から同じ蒸気で加熱し、冷蔵庫で凝縮するというアイデアが浮かびました-残念ながら、それは確定していませんでした。 砕氷船「Arktika」は、北極の氷の状態で船舶を護衛するために設計されており、あらゆるタイプの砕氷作業を実行できます。 この砕氷船は、ハイサイド、XNUMX つのデッキと XNUMX つのプラットフォーム、船首楼と XNUMX 層の上部構造を備え、推進器として XNUMX 枚の固定ピッチ プロペラが XNUMX 基使用されています。 砕氷船は長さ 136 メートル、幅 30 メートル、排水量 23460 トン、喫水 11,4 メートルです。 原子力蒸気発生プラントは、砕氷船の中央部分にある特別なコンパートメントにあります。 そのパワーは75000馬力です。 これにより、Arktika は時速 33 キロメートルの速度を出すことができます。 砕氷船の船体は高強度鋼でできています。 氷荷重の影響が最も大きい場所では、船体はアイスベルトで補強されています。 砕氷船にはトリムとロールシステムがあります。 牽引操作は、船尾の電動牽引ウインチによって提供されます。 ヘリコプターは、氷の偵察を行うための砕氷船に基づいています。 発電所の技術的手段の制御と管理は、エンジンルーム、推進電気モーター用の部屋、発電所、および配電盤を常に監視することなく、自動的に実行されます。 発電所の操作と制御の制御は中央制御ポストから実行され、プロペラモーターの追加制御は操舵室と後部ポストにもたらされます。 操舵室は船のコントロール センターです。 原子力船では、上部構造の最上階にあり、より広い視野が開けます。 操舵室は船全体に広がっています - 左右に25メートル、幅は約5メートルです。 大きな長方形の舷窓は、正面と側面の壁のほぼ全体に配置されています。 キャビン内では、最も必要なものだけ。 側面の近くと中央にはXNUMXつの同一のコンソールがあり、その上に船の動きを制御するノブ、砕氷船のXNUMXつのプロペラの操作を示すインジケーター、舵の位置、方位計、その他のセンサーがあります。バラストタンクを充填および排出するためのボタンと、音信号を出すための巨大なタイフォンボタンもあります。 左側のコントロールパネルの近くにナビゲーションテーブルがあり、中央のコントロールパネルの近くにステアリングホイールがあり、右舷のサイドパネルに水文テーブルがあります。 航行台と水文台の近くに、万能レーダーの台座が設置されました。 「Arktika」の国旗は、25 年 1975 月 1976 日にタリンの道路に掲げられました。 XNUMX月初旬、原子力砕氷船「アドミラル・マカロフ」が北極海航路を東に航行。 XNUMX 年 XNUMX 月、乾貨物船「カピタン ミシェフスキー」を乗せた砕氷船「エルマック」と、輸送船「チェリュスキン」を乗せた砕氷船「レニングラード」が氷の捕われの身から引き出されました。 クチエフの後任となったキャプテンA.A.。 ラメホフは当時を、新しい原子力船の「最高の時間」と呼んだ。 しかし、おそらく、砕氷船の本当の「最高の時間」は北極の征服でした。 アドミラル S.O. は、強力な砕氷船から北極海を探索することを提案しました。 マカロフ。 1899 年、彼のプロジェクトに従って建造されたイェルマックは、XNUMX 回の極地旅行を行いました。 ステパン・オシポビッチ氏は、「イェルマク号が七島の北にある氷の上を自由に歩いている間、あえて氷に入る船はXNUMX隻もなかった」と書いている。 1909年、科学研究に必要なすべてを備えた特別設計の「タイミル」と「ヴァイガッハ」の砕氷船がロシアで運行を開始した。 1910 年から 1915 年にかけて、彼らは将来の北極海航路のルートに沿って多くの遠征を行い、その間にセベルナヤ ゼムリヤ群島が発見されました。 1930 年代から 1940 年代にかけて、ソ連で極北と極東の開発が始まったとき、北極海を研究していた人々には、極海に適した砕氷船、たとえば「G. セドフ」が提供されました。キャラバンを護衛するのに忙しくない場合は、アイスカッター「F.リトケ」、さらには砕氷船まで。 1934年から1937年にかけて、レニングラードで「ムルマン」、「オケアン」、「オホーツク」の氷上航行船が建造された。 これらは、北方での長期航海用に設計された世界初の調査船でした。 第二次世界大戦後、他の国々は北極を徹底的に研究し始めました。 そのため、1953 年から 1955 年にかけて、グレイシャーはアメリカ海軍のインガル造船所で建造されました。 彼のプロジェクトは風型の一連の砕氷船に基づいていましたが、排水量は 8700 トンに増加しました。 21000 馬力の発電所は、発電機で作動する XNUMX 基のディーゼル エンジンで構成され、プロペラを回転させる XNUMX つのウェスティングハウス電気モーターに電圧を供給しました。 ソビエトの原子力砕氷船レーニンが登場する前は、アメリカの砕氷船は世界で最も強力であると考えられていました。 しかし、「アークティカ」を除いて、誰も北極を征服することを敢えてしませんでした。 1977 年 XNUMX 月、砕氷船は有名な航海に出発しました。 遠征V.A.のメンバーは、彼について本に書いています。 Spichkin and V.A. シャモンティエフ：「複数年のシベリア-砕氷船が前進します。もちろん、その前進の速度は小さいですが、動き自体は非常に美しいです。ご存知のように、砕氷船は茎を打つことによってではなく、によって固い氷を破壊します。その質量でそれを押す：氷が強いほど、砕氷船が破壊を引き起こすために砕氷船がその上を這う必要がある部分が大きくなり、砕氷船が船首から船の中央に移動します。 非常に強い氷が破壊されると、ブレークポイントが船首から遠く離れてしまい、操舵室の正面の窓からさえ見えなくなります。 巨大な原子力船全体がスノーモービルのように氷の上を滑っているような幻想的な印象です。 この静かで滑らかな前進は、船の船首の前に亀裂も砕氷も氷の噴水も見えないとき、滑走の効果を非常に現実的なものにし、背後に通常の水路があるべきではないように思われます砕氷船の船尾。 しかし、澄んだ水の広い道がまだ暗い船尾の後ろを一瞥すると、砕氷船は滑らず、これらの多年氷のフィールドを粉砕することがわかります。 砕氷船の中央付近では、何百トンもの砕氷塊が跳ね返っている。」 「アークティカ」は、1947 年にレニングラードで組織されたアイスバーグ中央設計局によって設計されました。 彼はまた、レーニン原子力砕氷船、ドブリニャ・ニキティッチ・ディーゼル電気船、アムゲム輸送船などの画期的な船を持っています。 そして 1990 年代初頭に、110 基の原子炉を備えた 110 軸砕氷船 LK-55000Ya を設計しました。 発電所の総出力は少なくとも 200 MW、排水量 - 36 トン、長さ - 13 メートル、幅 - XNUMX メートル、喫水 - XNUMX メートルです。 そのような「リーダー」は、北極海で一年中働き、どんな状況でもキャラバンの道を開くことができます. 著者：Musskiy S.A.
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