Необходимость обновления ледокольного флота в России

Необходимость обновления ледокольного флота в России

Ключевые слова: ледокольный флот, старение флота, атомные ледоколы.

Постановка проблемы. В наши дни Россия располагает наиболее крупным по численности ледокольным флотом среди всех стран мира. В его состав включены 40 судов различного назначения и классов. Помимо этого Россия единственное государство, имеющее собственный атомный ледокольный флот. В его составе сегодня 6 ледоколов, 1 лихтеровоз и 4 судна технологического обслуживания. У России имеется так же еще около 20 дизельных ледоколов. Единственные в мире атомные ледоколы в настоящее время находятся у пирсов на окраине Мурманска, летом работы у них особо не бывает. Редко они совершают туристические рейсы к полюсу, но серьезная работа для них еще не началась.

Для ледокольного флота России характерно постепенное старение, многие корабли почти выработали свой ресурс. Сегодня у России есть 6 атомных ледоколов. Но специалисты уже сейчас бьют тревогу, потребность в обновлении российского атомного флота становится все более ощутимой, так как без участия этих гигантов осваивать арктические просторы и удерживать статус арктической державы просто нереально.

Неудивительно, что в России думают над дальнейшим развитием собственного ледокольного флота.

Президент РФ В. В Путин поставил перед правительством задачу обеспечения круглогодичного функционирования СМП. Существуют проблемы и угрозы самому существованию российского СМП. В связи с этими проблемами предприниматели и транспортники Северо-Запада России настаивают на том, чтобы Правительство РФ активнее отстаивало статус СМП, как важнейшей российской транспортной коммуникации. Транспортная стратегия России на период до 2020 года предусматривает, в частности, строительство специализированных судов для ледокольного обеспечения грузопотока из осваиваемых углеводородных месторождений ресурсов Ямальского региона и будущего шельфа в западном секторе СМП. Уникальные проводки судов по Севморпути госкорпорация осуществляет уже сегодня. Этот маршрут активно используют такие компании, как ГМК «Норильский никель», Росатом, Газпром, ЛУКОЙЛ и Роснефть.

Отметим также, что в скором времени, когда начнется освоение нефтегазовых месторождений на российском шельфе арктических морей и на полуострове Ямал, потребность в использовании атомных ледоколов возрастет еще больше. Один из проектов в данной области связан с открытием российской компанией «НОВАТЭК» в Обской губе порта Сабетта и строительством завода по производству сжиженного природного газа.

Из шести атомных ледоколов, находившихся в эксплуатации, два на пороге исчерпания ресурса. Инфраструктура СМП находится в состоянии кризиса. Без активной финансовой поддержки нашего государства СМП не только не восстановит свою былую мощь, а может просто захиреть, стать легкой добычей для других государств. Из вышеизложенного ясно, что стране жизненно необходима постройка ледоколов нового поколения.

Следует подчеркнуть, что объемы строительства ледокольного флота определены, но на данный момент российские судостроительные компании почти не приступали к реализации столь амбициозных и актуальных для России планов.

Целью статьи выбраны проблемы, которые ставит наука при достижении особенностей атомной энергетической установки.

Изложение основного материала исследования. При строительстве новых атомных ледоколов, по мнению современной науки, главными требованиями должны быть:

• — Достижение как можно более высокого КПД атомной энергетической установки (АЭУ) при сохранении и даже повышении надежности, ресурса, радиационной и экологической безопасности;
• — Максимально возможное снижение строительно-монтажной стоимости атомного ледокола и эксплуатационных расходов;
• — Снижение энергонапряженности активной зоны (АЗ) и повышение за счет этого ее энергозапаса до значений, обеспечивающих перегрузку топлива один-два раза за весь срок службы ледокола;
• — Уменьшение массы и габаритов оборудования АЭУ, но в пределах, не наносящих заметного ущерба трем первым требованиям.

В связи с противоречивостью этих требований и сложностью их выполнения для решения этих проблем предлагают комплексный подход к проектированию основных составляющих АЭУ: атомная паро-производящая установка (АППУ), паротурбинной установкой, электроэнергетической установки и гребной электрической установки. При рассмотрении вопроса о совершенствовании АЭУ ледоколов много внимания уделили существующей необходимости при некоторых режимах эксплуатации атомного ледокола иметь запас мощности АППУ с целью обеспечения быстрого изменения мощности на валу, что приводит к вынужденному травлению свежего пара помимо главных турбоагрегатов в главный конденсатор через клапан травления и дроссельное увлажнительное устройство. В целях снижения потерь в более маневренных судовых АЭУ в работе предлагается использовать пароводяные тепловые аккумуляторы. Так же разработали новые внедрения в обшивку корпуса ледоколов. Научная новизна и основные научные результаты заключаются в следующем:

• 1. Исследованы особенности глубокого пластического деформирования сложных балочно-пластинчатых конструкций при образовании ледовых повреждений. Выявлена существенная роль эффекта взаимодействия наружной обшивки с балочными и листовыми элементами в условиях локального нагружения, не учитывавшаяся в традиционных подходах к идеализации конструкций.
• 2. Разработан обобщенный метод гибкого проектирования сложных балочных систем (перекрытий) по критерию предельной прочности.
• 3. Разработан набор оригинальных расчетных моделей, описывающих особенности предельного состояния конструкций ледовых усилений, в том числе балочных конструкций при заваливании профиля и совместном смятии и изгибе стенки, кничных соединений, локально загруженных пластин, листовых конструкций при деформировании совместно с наружной обшивкой, подкрепляющими ребрами жесткости и балками основного набора.
• 4. На основе комплексного анализа ледовой повреждаемости обоснованы расчетные критерии прочности конструкций ледовых усилений, учитывающие резервы пластического деформирования и адекватные действительным формам ледовых повреждений.
• 5. Разработаны модифицированная гидродинамическая модель, учитывающая пиковый характер эпюры ледовой нагрузки, а также новая модель динамического разрушения льда при местном смятии, адекватно описывающая наблюдаемые в экспериментах физические явления.
• 6. Разработан обобщенный подход к систематизации процедуры обработки данных о ледовых повреждениях конструкций, использующий в качестве методической основы полученную в результате статистического анализа данных о повреждаемости арктического флота функцию распределения ледовых нагрузок.
• 7. Обоснованы принципы построения новых Ледовых Правил:
  • — допустимые условия ледового плавания в рамках каждой ледовой категории одинаковы для всех независимо от их типов, размерений и формы обводов корпуса (принцип единого стандарта безопасности);
  • — присвоение судну ледовой категории обеспечивает наличие стабильного гарантированного запаса допустимых условий плавания во льдах по отношению к опасным, приводящим к ледовым повреждениям корпусов (принцип гарантии безопасности). Показано, что удовлетворение принципов единого стандарта и гарантии безопасности обеспечивается при построении новых Ледовых Правил на основе систем базовых опасных и допустимых режимов движения, являющихся интегральными количественными характеристиками ледовых категорий (классов).
• 8. Обоснован и разработан новый подход к определению допустимых по условию исключения массовых повреждений корпуса районов плавания. В качестве районов плавания рассматриваются 5 российских арктических морей: Баренцево, Карское, Лаптевых, Восточно-Сибирское, Чукотское. Допустимость плавания в каждом из районов устанавливается в зависимости от сезона навигации (зимне-весенний, летне-осенний), тактики ледового плавания (самостоятельное, под проводкой ледокола) и типа навигации (легкая, средняя и тяжелая с периодичностью раз в 3 года каждая, экстремальная с периодичностью раз в 10 лет).

Первоочередной задачей ряд специалистов называет создание ледокола, относящегося к новому поколению, который создается в рамках проекта 22 220 (ЛК-60Я).

Дело в том, что в случаях, когда танкер намного шире ледокола, приходится привлекать второй ледокол. Асимметричный ледокол может заменить два крупных ледокола. Поскольку он способен проделывать во льдах канал, двигаясь не только носом, но и кормой. Если ледокол ведет за собой крупнотоннажное или очень широкое судно, то он может развернуться на 30−45 градусов и, комбинируя направления потоков воды, атаковать лед всем бортом.

Данный ледокол должен стать наиболее мощным из всех существующих на сегодняшний день атомных ледоколов. Он будет обладать шириной корпуса в 33 метра. Главной его особенностью должна стать переменная осадка. Это будет его главным преимуществом перед предшественниками. Он получит возможность работать как в устьях сибирских рек, так и в океане, благодаря особой двух осадочной конструкции. Данный ледокол будет иметь 2 рабочих осадки: 10,5 и 8,5 метров. Данную функцию ледоколу обеспечит быстродействующая балластная систем. Свою осадку от минимального до максимального значения ледокол сможет изменить за 4 часа.

Вывод. Обобщая вышеизложенный материал, можно сделать выводы о необходимости обновления ледокольного флота России с целью обеспечения функционирования Севморпути. Решающую роль сегодня в этом играют атомные ледоколы: в экстремальных условиях провести суда без их помощи попросту невозможно. Поэтому при проектировании обновленного ледокольного флота рассматриваются новые научные исследования по особенностям глубокого пластического деформирования сложных балочно-пластинчатых конструкций, на основании которых разработан обобщенный метод гибкого проектирования сложных балочных систем. На основе комплексного анализа ледовой повреждаемости обоснованы расчетные критерии прочности конструкций ледовых усилений, учитывающие резервы пластического деформирования и адекватные действительным формам ледовых повреждений. Обоснован и разработан новый подход к определению допустимых по условию исключения массовых повреждений корпуса районов плавания. ледокол флот россия проектирование.

Список использованных источников

• * Научно-технический и производственный журнал Судостроение, 2006 г.- 82с
• * Копытов Ю. Разведчики ледовых морей. Архангельск, 2009. — 350 с.
• * Ресурсы сети Интернет