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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Rompehielos. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Un rompehielos es una embarcación especializada autopropulsada diseñada para diversos tipos de operaciones rompehielos con el fin de mantener la navegación en cuencas heladas. Las operaciones para romper el hielo incluyen: pilotear barcos en el hielo, superar puentes de hielo, tender un canal, remolcar, romper y realizar operaciones de rescate.
¡Tan pronto como no intentaron luchar contra el hielo! Fue apisonada, arada, aserrada, fundida e incluso envenenada con productos químicos. En tiempos de Pedro el Grande, para guiar a los barcos a través de los campos de hielo, en estos últimos se abrían estrechos canales con picos y hachas. Al mismo tiempo, se inventaron los transbordadores rompehielos, también de madera, no autopropulsados, de 8,5 metros de largo, 2,5 metros de ancho con proa elevada y popa llena hasta el límite con lingotes de hierro fundido. Los caballos tiraron de un transbordador de este tipo a través de la capa de hielo, empujando a través de un canal de navegación en él, que luego se limpió de escombros. A principios del siglo XIX en Rusia, en algunos barcos comerciales, se unía un ariete de madera o metal a la proa, o se unían zapatos de metal puntiagudos a la popa. Los estadounidenses intentaron utilizar para el mismo fin una rueda montada en la proa del barco y equipada con cuchillos, dientes y agujas de metal. También se probaron sistemas de ingeniería más complejos. Estos, en particular, incluían el "proyectil rompehielos", que era un ingenioso mecanismo colocado frente a la embarcación. Consistía en patines horizontales que, al moverse, trasladaban el peso del casco al hielo. Al mismo tiempo, poderosas sierras circulares mordían la capa de hielo, y pesados martillos suspendidos en cadenas seguían cayendo desde arriba. Según los autores de este proyecto, el hielo de cualquier grosor no podría resistir un impacto combinado de este tipo. No menos curioso fue el proyecto de un rompehielos de levantamiento de pesas con neumáticos, desarrollado a mediados de la década de 1860 por sugerencia del ingeniero de Kronstadt N. Euler. Se suponía que un barco de este tipo estaría equipado con un enorme ariete de acero, junto a él, pero en la cubierta superior, instale diez grúas y, con su ayuda, simultáneamente o alternativamente, rompa el hielo con pesos de hierro fundido que pesan 640 kilogramos, que se dejan caer con cadenas desde un altura de 2 metros. Probados por constructores de barcos, marineros e inventores, los dispositivos creados por ensayo y error finalmente los llevaron a la conclusión de que la solución óptima a un problema de ingeniería tan complejo no radica en complicar el diseño de un rompehielos. Por el contrario, debería ser relativamente simple y combinar la experiencia más efectiva de combatir el hielo, probada por siglos de práctica, con una relación potencia-peso significativa. El 12 de marzo de 1897, el buque insignia senior de la 1ª División Naval, el Vicealmirante S.O., habló en una reunión de la Academia de Ciencias. Makarov. "Dijo que Rusia, con su fachada, mira hacia el Océano Ártico y, por lo tanto, ninguna nación está más interesada en los rompehielos que nosotros. La naturaleza nos ha encadenado en el hielo y la cuanto antes nos deshagamos de estos grilletes, antes daremos la oportunidad de desplegar el poder ruso. De hecho, vale la pena recurrir a la historia para asegurarse de que los logros más importantes en esta área de la construcción naval pertenecen a nuestro país. Casi todos los "primeros" aparecieron en Rusia: el rompehielos Pilot, el rompehielos lineal Ermak, el rompehielos de propulsión nuclear Lenin, el buque de investigación Taimyr, el buque de carga seca polivalente de clase de hielo Sevmorput con una planta de energía nuclear. . Y la primera y única construcción en serie de rompehielos de propulsión nuclear en el mundo se inició en nuestro país en 1977. Al "Arktika" le siguieron los mejorados "Siberia", "Rusia", "Unión Soviética" y "Yamal". El movimiento de un rompehielos en el hielo se puede realizar en un movimiento continuo, alternando golpes o forzando el hielo por aceleración. El rompehielos puede moverse continuamente a una velocidad constante si el empuje total de las hélices es suficiente para superar la resistencia del hielo. Si la fuerza de resistencia del hielo excede el empuje máximo de las hélices, el rompehielos sólo puede superar el hielo mediante aceleración: incursiones. Cuando un rompehielos se mueve continuamente en el hielo, su velocidad depende principalmente de la resistencia del hielo y de las características del buque. Cuando se trabaja en incursiones, las operaciones auxiliares (marcha atrás, retirada, aceleración) llevan un tiempo relativamente largo. La velocidad media de un rompehielos está significativamente influenciada por la maniobrabilidad del buque y las técnicas tácticas utilizadas por el navegante.
Al moverse sobre hielo sólido, el rompehielos destruye el hielo de la siguiente manera. El rompehielos se arrastra sobre la capa de hielo y la atraviesa con su proa. A medida que avanza, durante el cual aumenta el asiento de popa, la proa del casco del rompehielos entra en contacto con el hielo, rompiéndolo. En este caso se observa una ligera guiñada y un cambio de balanceo, asociado a la rotura no simultánea del hielo en los lados izquierdo y derecho. Detrás de la popa del rompehielos queda un canal: en los bordes hay grandes témpanos de hielo, hacia la parte media su tamaño disminuye y en el medio hay una "papilla de hielo". Directamente detrás de la popa del rompehielos, en la zona de acción de los chorros de agua arrojados por las hélices, se forma una franja de agua clara. En 1864, el barco de vapor "Pilot" fue construido para Rusia en un astillero inglés, capaz de moverse a través del hielo. La aparición en 1899 del primer rompehielos potente del mundo "Ermak", capaz de romper hielo de hasta dos metros de espesor, tuvo un gran impacto en toda la industria rompehielos mundial. Se diferenciaba radicalmente de los rompehielos de puerto pequeño construidos anteriormente en tamaño, contornos, potencia, número de hélices, diseño del casco y la presencia de una serie de dispositivos y sistemas especiales. La forma del casco Ermak proporcionó altas propiedades rompehielos, los marcos de proa en forma de cuña contribuyeron a la destrucción del hielo. A pesar de los primeros fracasos, los trabajos posteriores del Yermak en hielo pesado confirmaron las ventajas de este rompehielos del llamado tipo ruso sobre otros rompehielos. Durante la Primera Guerra Mundial, para mantener la navegación en el puerto de Arkhangelsk, se construyeron varios rompehielos del tipo Ermak en astilleros extranjeros por orden de Rusia. En la Unión Soviética, la construcción de rompehielos para la navegación en los mares árticos comenzó con la colocación de cuatro rompehielos tipo I. Stalin en 1935, que entraron en servicio en el período de 1936 a 1941. Estos eran barcos de tres tornillos con motores de pistón de vapor, un casco de acero remachado y un cinturón de hielo de dos capas. A fines de la década de 1950, se modernizaron y cambiaron de carbón a combustible líquido, lo que aumentó su autonomía. En 1954-1956, tres rompehielos diesel-eléctricos idénticos con una capacidad de 12000 caballos de fuerza fueron construidos en Finlandia por orden de la URSS: Kapitan Belousov, Kapitan Voronin y Kapitan Melekhov. Se trataba de rompehielos de cuatro hélices (dos hélices en proa y popa), con casco de acero soldado, alcanzando un espesor de hasta 30 milímetros en la zona de hielo. Un evento significativo en la construcción naval mundial fue la construcción en 1959 en el Baltic Shipyard en Leningrado del primer rompehielos de propulsión nuclear del mundo, el rompehielos de propulsión nuclear Lenin, que comenzó a operar en el Ártico en 1960. Navegación. Según los marineros, los primeros viajes del "Lenin" en el Ártico demostraron de inmediato las ventajas del nuevo buque, su alta capacidad rompehielos, su autonomía y su notable maniobrabilidad incluso en condiciones difíciles. En 1960, el Lenin se convirtió en el buque insignia de las operaciones de transporte marítimo en la Ruta del Mar del Norte. La exitosa operación a largo plazo del rompehielos "Lenin" en el Ártico, la amplia experiencia práctica adquirida durante su operación, no solo confirmaron la viabilidad de utilizar plantas de energía nuclear en barcos rompehielos y de transporte, sino que también demostraron la necesidad de reponer la flota. con rompehielos aún más potentes para garantizar el volumen cada vez mayor de tráfico en la Ruta del Mar del Norte. En 1974 y 1977, los rompehielos soviéticos de segunda generación Arktika y Sibir, de propulsión nuclear, con una capacidad de 75000 caballos de fuerza cada uno, abandonaron las existencias de la empresa finlandesa Vartsila. El famoso capitán polar, Héroe del Trabajo Socialista Yu.S. Kuchiev en enero de 1972 comenzó sus funciones en el Arktika en construcción. Al mismo tiempo, se dio cuenta de que la nueva Yermak estaría equipada con un sistema neumático de lavado de casco, y Kuchiev propuso equipar la Arktika con él, pero no recibió apoyo. Por cierto, este dispositivo fue inventado en 1966 por el ingeniero soviético L.I. Uvarov, un año después los finlandeses patentaron el mismo. Su esencia radica en el hecho de que se suministra aire a presión a la zona de la línea de flotación, lo que reduce la fricción del casco sobre el hielo. De hecho, esta idea se justifica en verano, con temperaturas exteriores positivas. ¿Y en invierno? El casco del rompehielos está cubierto de hielo y nieve. Si todavía se trata con aire frío, se convertirá en una sólida "barba" helada que agarra con fuerza la piel y crece tan rápido que incluso puede detener la nave. Al intentar mejorar el sistema de lavado neumático, se propuso suministrar vapor de escape a la línea de flotación, que es abundante en un barco de propulsión nuclear, pero el consumo de agua de la caldera sería excesivo. Es cierto que luego apareció la idea de calentar el tablero en el mismo lugar con el mismo vapor desde el interior y luego condensarlo en el refrigerador; por desgracia, no se finalizó. El rompehielos "Arktika" está diseñado para escoltar embarcaciones en las condiciones de hielo del Ártico con la realización de todo tipo de operaciones rompehielos. Este rompehielos tiene paredes altas, cuatro cubiertas y dos plataformas, un castillo de proa y una superestructura de cinco niveles, y tres hélices de cuatro palas de paso fijo se utilizan como propulsores. El rompehielos tiene 136 metros de largo, 30 metros de ancho, tiene un desplazamiento de 23460 toneladas y un calado de 11,4 metros. La planta generadora de vapor nuclear está ubicada en un compartimento especial en la parte media del rompehielos. Su potencia es de 75000 caballos de fuerza. Permite que el Arktika desarrolle una velocidad de 33 kilómetros por hora. El casco del rompehielos está hecho de acero de alta resistencia. En los lugares sujetos al mayor impacto de las cargas de hielo, el casco se refuerza con un cinturón de hielo. El rompehielos tiene sistemas de compensación y balanceo. Las operaciones de remolque son proporcionadas por un cabrestante de remolque eléctrico de popa. Un helicóptero se basa en el rompehielos para realizar reconocimientos de hielo. El control y gestión de los medios técnicos de la central eléctrica se realizan de forma automática, sin vigilancia constante en salas de máquinas, salas de motores eléctricos de propulsión, centrales eléctricas y cuadros eléctricos. El control sobre la operación y el control de la planta de energía se lleva a cabo desde el puesto de control central, el control adicional de los motores de hélice se lleva a la timonera y al puesto de popa. La timonera es el centro de control del barco. En un barco de propulsión nuclear, está ubicado en el piso superior de la superestructura, desde donde se abre una vista mayor. La caseta del timón se extiende a lo largo de la embarcación: de lado a lado por 25 metros, su ancho es de aproximadamente 5 metros. Grandes ojos de buey rectangulares están ubicados casi en su totalidad en las paredes frontales y laterales. Dentro de la cabina, solo lo más necesario. Cerca de los lados y en el medio hay tres consolas idénticas, en las que hay perillas de control para el movimiento de la embarcación, indicadores para el funcionamiento de las tres hélices del rompehielos y la posición del timón, indicadores de rumbo y otros sensores, así como botones para llenar y vaciar los tanques de lastre y un enorme botón de tifón para dar una señal sonora. Cerca del panel de control del lado izquierdo hay una tabla de navegación, cerca del central - un volante, en el panel lateral de estribor - una tabla hidrológica; cerca de las mesas de navegación e hidrológicas, se instalaron pedestales de radares todoterreno. La bandera nacional en el "Arktika" se izó el 25 de abril de 1975 en las carreteras de Tallin. A principios de junio, el rompehielos de propulsión nuclear Almirante Makarov navegó por la Ruta del Mar del Norte hacia el este. En octubre de 1976, el rompehielos "Ermak" con el buque de carga seca "Kapitan Myshevsky", así como el rompehielos "Leningrado" con el transporte "Chelyuskin" se retiraron del cautiverio de hielo. Capitán A.A., quien reemplazó a Kuchiev. Lamekhov llamó a esos días la "mejor hora" del nuevo barco de propulsión nuclear. Pero, probablemente, la verdadera "mejor hora" para el rompehielos fue la conquista del Polo Norte. El almirante S.O. sugirió explorar el Océano Ártico desde un poderoso rompehielos. Makarov. En 1899, la Yermak, construida según su proyecto, realizó dos viajes polares. "Ningún barco se atrevió a entrar en el hielo, mientras el Yermak caminaba libremente sobre el hielo al norte de las Siete Islas", escribió Stepan Osipovich. En 1909, los transportes rompehielos de diseño especial "Taimyr" y "Vaigach", equipados con todo lo necesario para el trabajo científico, comenzaron a operar en Rusia. En 1910-1915, realizaron una serie de expediciones a lo largo de la ruta de la futura Ruta del Mar del Norte, durante las cuales se descubrió el archipiélago de Severnaya Zemlya. En las décadas de 1930 y 1940, cuando comenzó el desarrollo del Lejano Norte y el Lejano Oriente en la Unión Soviética, aquellos que estudiaron los mares árticos recibieron vapores rompehielos bien adaptados para las aguas polares, por ejemplo, "G. Sedov". cortador de hielo "F. Litke", e incluso rompehielos, si no estuvieran ocupados escoltando caravanas. En 1934-1937 se construyeron en Leningrado los buques hidrográficos de clase de hielo "Murman", "Okean" y "Okhotsk". Estos fueron los primeros barcos de investigación del mundo diseñados para viajes largos en el Norte. Después de la Segunda Guerra Mundial, otros países comenzaron a estudiar el Ártico a fondo. Entonces, en 1953-1955, el Glacier se construyó en el astillero de Ingall para la Marina de los EE. UU. Su proyecto se basó en rompehielos en serie del tipo Wind, pero el desplazamiento se incrementó a 8700 toneladas. La planta de energía con una capacidad de 21000 caballos de fuerza constaba de diez motores diesel que funcionaban en generadores, y estos suministraban voltaje a dos motores eléctricos Westinghouse que hacían girar las hélices. Antes de la llegada del rompehielos de propulsión nuclear soviético Lenin, el rompehielos estadounidense era considerado el más poderoso del mundo. Pero nadie, excepto el "Arktika", se atrevió a conquistar el Polo Norte. En agosto de 1977, el rompehielos emprendió su famoso viaje. Los miembros de la expedición VA escribieron sobre él en su libro. Spichkin y V. A. Shamontiev: "Siberiano de varios años: el rompehielos avanza, la velocidad de su avance, por supuesto, es pequeña, pero el movimiento en sí es inusualmente hermoso. Como saben, el rompehielos destruye el hielo sólido no golpeando el tallo, pero por empujándolo con su masa: cuanto más fuerte es el hielo, mayor es la parte que el rompehielos debe arrastrar sobre él para causar la destrucción, lo que mueve los rompehielos desde la proa hasta el centro de la embarcación. Con la destrucción de hielo muy fuerte, los puntos de ruptura se desplazan tan lejos de la roda que ni siquiera son visibles desde las ventanas delanteras de la timonera. Esto crea una impresión fantástica de que toda la enorme nave de propulsión nuclear se desliza sobre el hielo como una moto de nieve. Este avance suave y silencioso, cuando no se ve ni una grieta, ni hielo rompiéndose, ni una fuente de hielo salpica delante de la proa del barco, hace que el efecto de deslizamiento sea tan real que parece que no debería haber un canal ordinario detrás. la popa de un rompehielos. Pero una mirada atrás, detrás de la popa, donde el ancho camino de aguas claras aún está oscuro, convence de que el rompehielos no resbala, sino que aplasta estos campos de hielo de varios años. Bloques de cien toneladas de hielo triturado rebotan cerca de la parte central del rompehielos". "Arktika" fue diseñado por la Oficina Central de Diseño de Iceberg, organizada en Leningrado en 1947. También tiene barcos emblemáticos como el rompehielos nuclear Lenin, el barco diesel-eléctrico Dobrynya Nikitich y los transportes Amguem. Y a principios de la década de 1990, diseñaron un rompehielos de doble eje LK-110Ya con dos reactores. La potencia total de la central sería de al menos 110 MW, desplazamiento - 55000 toneladas, largo - 200 metros, ancho - 36 metros, calado - 13 metros. Tales "líderes" podrían trabajar todo el año en el Océano Ártico, allanando el camino para las caravanas en cualquier condición. Autor: Musskiy S.A.
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