CC BY-NC
32
DOI: 10.24937/2542-2324-2023-3-405-71-80 УДК 629.5.018.75:629.561.5 EDN: PGMBDC
E.A. Бокатова1, А.А. Добродеев1 , K.E. Сазонов1 , E.M. Бабич2, H.A. Крупина3
1 ФГУП «Крыловский государственный научный центр», Санкт-Петербург, Россия
2 АО ЦКБ «Айсберг», Санкт-Петербург, Россия
3 ФГБУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт», Санкт-Петербург, Россия
ЛЕДОВЫЕ НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
АТОМНЫХ ЛЕДОКОЛОВ «АРКТИКА» И «СИБИРЬ»
Объект и цель научной работы. Объектами исследования являются головной и первый серийный универсальные атомные ледоколы проекта 22220. Основная цель - подтверждение в натурных условиях их спецификацион-ных характеристик в области ледовой ходкости и управляемости.
Материалы и методы. Сбор и анализ данных натурных испытаний ледоколов проекта 22220. Основные результаты. Обработанные данные натурных испытаний ледоколов «Арктика» и «Сибирь» подтверждают выполнение ими спецификационных требований к ледовой ходкости и управляемости. Заключение. Обобщенный анализ натурных испытаний новых атомных ледоколов проекта 22220 «Арктика» и «Сибирь» показал, что они обладают отличными ледовыми качествами и способны обеспечивать судоходство на трассе Северного морского пути. Предельная ледопроходимость данных судов при скорости движения 2 уз составляет 2,81 м, при скорости 1,5 уз - 2,92 м, а при скорости 1 уз - 3,03 м, что позволяет прокладывать каналы во льдах толщиной 1,5-2 м с повышенной скоростью. Кроме того, эти ледоколы способны уверенно маневрировать во льдах и преодолевать значительные торосистые образования.
Ключевые слова: ледокол, натурные ледовые испытания, ледопроходимость, радиус циркуляции, прочность и толщина льда.
Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2023-3-405-71-80 UDC 629.5.018.75:629.561.5 EDN: PGMBDC
E.A. Bokatova1, A.A. Dobrodeev1 , K.E. Sazonov1 , E.M. Babich2, N.A. Krupina3
1 Krylov State Research Centre, St. Petersburg, Russia
2 АО ЦКБ «Айсберг», Санкт-Петербург, Россия
3 Arctic and Antarctic Research Institute, St. Petersburg, Russia
FULL-SCALE ICE TRIALS OF ARKTIKA AND SIBIR NUCLEAR ICEBREAKERS
Object and purpose of research. This paper discusses lead and first-production universal nuclear icebreakers of Project 22220. The main purpose of this work was to confirm specification parameters (ice propulsion performance and ice maneuverability) of these ships in real service conditions.
Materials and methods. Collection and analysis of the full-scale trial data for icebreakers of Project 22220 Main results. Processing of the full-scale trial data for Arktika and Sibir icebreakers confirmed their compliance with specification requirements to ice propulsion performance and ice maneuvrability.
Conclusion. Generalized analysis of full-scale trial data for new Project 22220 nuclear icebreakers, Arktika and Sibir, has proven their outstanding ice performance parameters, as well as their ability to support ship traffic along the Northern Sea Route. Limit ice-breaking capability of these icebreakers turned out to be 2.81 m at the speed 2 knots, 2.92 m at the speed 1.5 knots and 3.03 m at the speed 1 knots, so they can make channels in 1.5-2 m thick ice at moving at high speed. Besides, these icebreakers can steadily perform ice maneuvers and overcome strong ridges.
Keywords: icebreaker, full-scale ice trials, ice-breaking capability, turning circle radius, ice strength and thickness. The authors declare no conflicts of interest.
Для цитирования: Бокатова Е.А., Добродеев А.А., Сазонов К.Е., Бабич Е.М., Крупина Н.А. Ледовые натурные испытания атомных ледоколов «Арктика» и «Сибирь». Труды Крыловского государственного научного центра. 2023; 3(405): 71-80.
For citations: Bokatova E.A., Dobrodeev A.A., Sazonov K.E., Babich E.M., Krupina N.A. Full-scale ice trials of Arktika and Sibir nuclear icebreakers. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2023; 3(405): 71-80 (in Russian).
Введение
Introduction
В 2020-2021 гг. АО «Балтийский завод» построил и сдал в эксплуатацию головной универсальный атомный ледокол (ГУАЛ) «Арктика» и серийный универсальный атомный ледокол (СУАЛ) «Сибирь» проекта 22220. СУАЛ «Сибирь» (рис. 1) является вторым судном проекта и первым в серии. Заказчиком ледоколов выступил ФГУП «Атомфлот».
Ледоколы этого проекта предназначены для неограниченной эксплуатации в арктических морях России и имеют ледовый класс Российского морского регистра судоходства (РС) Icebreaker 9. Они способны круглогодично осуществлять самостоятельную проводку крупнотоннажных судов, лиди-
"i*
Рис. 1. Первый серийный универсальный атомный ледокол «Сибирь» проекта 22220
Fig. 1. First-production Project 22220 nuclear icebreaker, Sibir
рование караванов в Западном и Восточном секторах Арктики, включая мелководные участки Енисея и Обской губы.
Универсальные атомные турбоэлектрические ледоколы проекта 22220 оборудованы традиционной пропульсивной установкой, состоящей из трех гребных винтов с приводом от сдвоенных гребных электродвигателей (ГЭД) суммарной мощностью 20 МВт каждый. Управление ледоколами осуществляется одним рулем, расположенным в диаметральной плоскости. Главные размерения ледоколов приведены в табл. 1.
Перед натурными испытаниями были разработаны и утверждены программы их проведения для каждого из ледоколов. Изучение характеристик ледовой ходкости и управляемости во время натурных испытаний осуществляли специалисты ФГУП «Крыловский государственный научный центр», которые имеют большой опыт подобных работ ([1-4] и др.). Кроме этого, сотрудники Крыловского центра на ледоколе «Арктика» выполнили измерение крутящего момента и крутильных колебаний (тор-сиографирование) на валопроводах ледокола.
Одновременно с этим проводились работы по тонкой настройке системы электродвижения силами представителей филиала «ЦНИИ СЭТ». Специалисты ФБГУ «ААНИИ» выполняли гидрометеорологическое обеспечение экспериментального рейса, осуществляли выбор полигонов для проведения испытаний, а также измерение толщины и прочностных характеристик льда. Во время ледовых испытаний силами АО «Балтийский завод» на ледоколах проводились контрольные замеры по ряду методик заводских ходовых испытаний (в частности, по вибрациям и микроклимату), т.е. те испытания, которые в полном объеме невозможно было провести в условиях Финского залива.
Таблица 1. Главные размерения ледоколов проекта 22220 Table 1. Project 22220 icebreaker: main particulars
№ Размерение Величина
1 Длина габаритная, м 172,70
2 Длина по конструктивной ватерлинии (КВЛ), м 160,00
3 Ширина наибольшая, м 34,00
4 Ширина по КВЛ, м 33,00
5 Осадка по КВЛ, м 10,50
6 Высота борта до верхней палубы, м 15,20
7 Коэффициент общей полноты при осадке по КВЛ 0,58
Для проведения натурных испытаний ФГУП «Атомфлот» в период с конца мая по середину июня 2023 г. было организовано последовательное освобождение ледоколов от их основной деятельности. По согласованию со специалистами ФБГУ «ААНИИ» для каждого из судов в соответствии с текущей метеорологической и ледовой обстановкой определялись полигоны.
Программа испытаний и средства измерений
Test program and measuring instruments
Разработанные заранее программы натурных испытаний ледоколов «Арктика» и «Сибирь» были практически идентичными. Ниже в табл. 2 приводятся фрагменты из программ испытаний, относящиеся к вопросам исследования ледовой ходкости и управляемости.
Таблица 2. Программа ледовых испытаний Table 2. Program of ice trials
В табл. 2 указаны установочные значения мощности движителей. При проведении каждого испытания регистрировались следующие параметры:
■ скорость движения ледокола, определяемая с помощью спутниковой системы GPS по штатным приборам, а также с помощью переносной системы GPS;
■ мощность ГЭД, измеренная по штатным приборам судна;
■ частота вращения гребных валов по штатным приборам судна.
Специалисты ФГБУ «ААНИИ» в процессе проведения натурных испытаний проводили измерения толщин ледяного покрова, слоя снега и прочности льда на изгиб. Прочность льда на изгиб определялась косвенным методом путем измерения температуры и солености льда из отобранных кернов. Натурные испытания выполнены на осадке по КВЛ ледокола, равной 10,5 м.
Номер Дата проведения испытаний
режима по Вид испытаний СУАЛ ГУАЛ
программе «Сибирь» «Арктика»
5.1 Сплошной лед. Прямолинейное движение передним ходом. Мощность 100-90-80-70-60-50-40 % 02.06.20231 12.06.20232
Сплошной лед. Прямолинейное движение передним ходом. Не проводилось3 12.06.20232
5.2 Мощность 100-90-80-70-60-50-40 %. Работает пневмоомывающее устройство (ПОУ)
5.3 Сплошной лед. Прямолинейное движение задним ходом. Мощность 100-90-80-70-60-50-40 % 02.06.20231 12.06.20232
6 Исследование движения ледокола в торосах передним ходом. Мощность 100 % 02.06.20234 14.06.20236
7 Сплошной лед. Циркуляция передним ходом. Угол перекладки ВРК 10-15-25-35°. Мощность 100 % 03.06.20235 13.06.20236
Сплошной лед. Циркуляция задним ходом. Мощность 100 % 03.06.2023 13.06.20236
8 Маневр «звезда» 02.06.2023 13.06.2023
Исследование возможности выхода ледокола из собственного канала носом и кормой вперед
02.06.2023
13.06.2023
9
Примечания
1 Выполнены режимы 100-80-60 % мощности.
2 Выполнены режимы 80-60-40 % мощности.
3 На СУАЛ «Сибирь» режимы движения с ПОУ не выполнялись.
4 Преодоление тороса выполнено во время теста по прямолинейному движению.
5 Угол перекладки руля 25° не исследовался.
6 Мощность составляла 80 %.
Испытания атомного ледокола «Сибирь»
Testing of nuclear icebreaker Sibir
Испытания этого ледокола происходили 2-3 июня 2023 г. В припайном льду на входе в пролив Мати-сена в юго-восточной части Карского моря. Припайный лед был практически лишен снежного покрова, поэтому учет влияния снега на результаты испытаний не проводился. Прочность льда на изгиб на полигоне по косвенным измерениям специалистов ФГБУ «ААНИИ» составила 202-283 кПа.
При выполнении режима 5.1 - движение передним ходом (табл. 2) - зафиксированы средние показатели ледовой ходкости ледокола, указанные в табл. 3. Здесь и далее знак «минус» в таблицах с результатами измерений показателей ходкости означает движение на заднем ходу.
Результаты выполнения режима 5.3 - движение задним ходом - представлены в табл. 4.
При выполнении режима 5.1 ледокол преодолел торос, профиль которого измерили специалисты ФГБУ «ААНИИ» (рис. 2). Изменение показателей ледовой ходкости ледокола во время
Таблица 3. Средние показатели ледовой ходкости ледокола «Сибирь» на режиме движения передним ходом Table 3. Average ice propulsion performance parameters for Sibir icebreaker: ahead running
Частота вращения об/мин Установочная Шщтость МВт Скорость, Толщина
П.Б. Ср. Л.Б. мзщшсть % П.Б. Ср. Л.Б. уз льда м
100,0 102,5 9l,3 б0 12,2 12,2 11,3 4,б 1,80
108,2 11l,0 108,2 80 1б,0 1б,3 1б,0 5,8 1,80
114,б 125,0 11l,9 100 18,8 19,4 18,9 8,4 1,55
Таблица 4. Средние показатели ледовой ходкости ледокола «Сибирь» на режиме движения задним ходом Table 4. Average ice propulsion performance parameters for Sibir icebreaker: astern running
Частота вращения, об/мин Установочная Мощность, МВт Скорость, Толщина
П.Б. Ср. Л.Б. мощность, % П.Б. Ср. Л.Б. уз льда, м
-8l,0 —112,l -10l,l 80 -8,9 -15,9 -1б,2 -2,8 1,83
-85,0 -122,1 -114,б 100 -8,9 -20,0 -19,5 -3,2 1,83
Рис. 2. Профиль торосистого образования: 1 - провалы, заполненные воздухом и/или снегом; 2 - провалы, заполненные шугой; 3 - провалы, заполненные водой
Fig. 2. Ridge profile
Таблица 5. Результаты циркуляционных испытаний Table 5. Turning-circle test results
Положения ледокола Угол перекладки Угол изменения Относительный радиус циркуляции
во время режимов руля, ° курса, ° при длине по ватерлинии 160,0 м
I-II 10 204,4-183,8 5,78
II-III 15 183,8-162,7 5,47
III-IV 30 155,9-67,7 4,69
преодоления тороса представлены на рис. 3 (см. вклейку).
После выполнения режима 5.1 в ходе занятия ледоколом положения для движения кормой вперед был выполнен маневр «звезда» (пункт программы 8), в ходе выполнения которого ледокол также произвел выход из собственного канала носом и кормой вперед (пункт программы 9). Последовательность выполнения маневра показана на рис. 4 (см. вклейку).
Движения ледокола на циркуляции изучались в последний день испытаний, 3 июня 2023 г. Сначала были выполнены циркуляции при движении носом вперед при использовании 100 % мощности. После выполнения маневров при угле перекладки руля 10° и 15° дальнейшему движению ледокола препятствовало поле всторошенного льда. Поэтому дальнейшие испытания были выполнены после смены позиции ледоколом.
После этого была осуществлена циркуляция при угле перекладки руля 30°. При каждом угле перекладки руля ледокол описывал траекторию, соответствующую изменению угла курса на 2030°. Таких отрезков траектории вполне достаточно для определения по известным формулам радиуса циркуляции [5]. Результаты циркуляционных испытаний на переднем ходу представлены в табл. 5 и на рис. 5 (см. вклейку). Средняя толщина ледяного поля при этих испытаниях составила 1,9 м.
После выполнения циркуляций передним ходом была предпринята попытка выполнить циркуляцию на заднем ходу. Для выполнения этого маневра руль был поставлен в диаметральную плоскость, поворот ледокола должен был осуществляться за счет работы гребных винтов «враздрай». Данный режим движения является единственным возможным способом маневрирования на заднем ходу для судов, оснащенных традиционным движительно-рулевым комплексом.
Суть его заключается в создании вращающего момента ледокола за счет изменения направления тягового усилия на одном из бортовых гребных винтов в противоположном направлении по отношению к двум другим винтам. Таким образом, создаваемое ледоколом тяговое усилие для движения вперед задним ходом на режиме циркуляции значительно меньше, чем на режиме прямолинейного движения. После начала выполнения маневра было установлено, что скорость движения ледокола менее 0,5 уз. Поэтому испытания были прекращены.
Испытания ледокола «Арктика»
Testing of icebreaker Arktiks
Испытания головного ледокола пр. 22220 выполнялись с 12 по 14 июня 2023 г. В припайном льду на входе в пролив Вилькицкого в юго-восточной части Карского моря. Припайный лед был практически лишен снежного покрова, поэтому учет влияния снега на результаты испытаний не проводился. Прочность льда на изгиб на полигоне, по косвенным измерениям специалистов ФГБУ «ААНИИ», составила 190 кПа.
Натурные испытания начались с выполнения режима 5.1 (табл. 1) по прямолинейному движению в сплошном льду передним ходом. Сразу по окончании данного эксперимента был выполнен аналогичный режим, но с работающим ПОУ (режим 5.2). Средние показатели движения, зафиксированные при выполнении обоих режимов на переднем ходу, представлены в табл. 6.
Результаты выполнения режима 5.3 - прямолинейное движение кормой вперед - представлены в табл. 7.
Натурные испытания по преодолению головным ледоколом пр. 22220 торосистого образования были проведены 14 июня 2023 г. Перед проведением эксперимента группа сотрудников ФГБУ
«ААНИИ» выполнила тщательные измерения профиля тороса (3 сечения), схематичное изображение которых приведено на рис. 6.
Изменения показателей ледовой ходкости ледокола во время преодоления тороса представлены на рис. 7 (см. вклейку).
После выполнения режимов 5.1 и 5.2 в ходе занятия ледоколом положения для движения кормой вперед был выполнен маневр «звезда» (пункт программы 8), в ходе которого ледокол также вышел из собственного канала носом вперед (пункт программы 9). Последовательность выполнения маневра показана на рис. 8 (см. вклейку). После окончания режима 5.2 ледокол успешно осуществил выход из собственного канала при движении кормой вперед.
Движения ледокола на циркуляции изучались 13 июня 2023 г. на соседнем с предыдущим полигоне. Вначале были выполнены циркуляции при движении носом вперед при использовании 80 % мощности. Маневры осуществлялись при последовательных углах перекладки руля при 10°, 15°, 25°, а также при наибольшем угле 35°. Затем была выполнена циркуляция при движении кормой вперед,
для чего движители судна работали «враздрай». При каждом угле перекладки руля ледокол описывал траекторию, соответствующую изменению угла курса на 20-30°. Учитывая, что толщина льда на полигоне для испытаний ледокола «Арктика» была меньше, чем на полигоне для испытаний «Сибири», циркуляция на заднем ходу была осуществлена в непрерывном режиме движения на устойчивой скорости хода.
Результаты циркуляционных испытаний на переднем и заднем ходу представлены в табл. 8 и на рис. 9 (см. вклейку). Средняя толщина ледяного поля при циркуляционных испытаниях ледокола «Арктика» составила 1,5 м.
Анализ и обсуждение полученных результатов
Results and discussion
Одной из основных задач проведения натурных испытаний является подтверждение величины предельной ледопроходимости ледокола, ранее спрогнозированной по результатам модельных испыта-
Таблица 6. Средние показатели ледовой ходкости ледокола «Арктика» на режиме движения передним ходом Table 6. Average ice propulsion performance parameters of Arktika icebreaker: ahead running
Частота вращения, об/мин Установочная Шщ^сть МВт Скорость, Толщина
Л.Б. Ср. П.Б. ^щн^т^ % л.Б. Ср. П.Б. уз льда м
Без работающего ПОУ
88.0 91,6 88,3 40 8,00 7,86 7,81 5,8 1,62
93.1 106,0 103,2 60 8,75 11,9 11,9 8,0 1,63
98.6 119,4 116,0 80 8,77 16,0 16,0 9,6 1,58
С работающим ПОУ
88,4 91,0 88,4 40 7,97 7,9 7,8 5,18 1,62
93,9 106,3 104,6 60 8,70 11,9 11,9 7,20 1,63
98.7 120,2 120,2 80 8,73 16,0 16,0 8,74 1,61
Таблица 7. Средние показатели ледовой ходкости ледокола «Арктика» на режиме движения задним ходом Table 7. Average ice propulsion performance parameters of Arktika icebreaker: astern running
Частота вращения, об/мин Установочная Шщшмъ, МВт Скорость, Толщина
П.Б. Ср. Л.Б. ^щгость % п.Б. Ср. Л.Б. уз льда м
-86,2 -90,3 -86,2 40 8,0 7,8 7,8 -2,54 1,58
-106,5 -111,5 -87,6 60 14,0 14,0 7,6 -4,26 1,59
-120,0 -124,0 -94,4 80 18,8 18,8 8,8 -5,70 1,60
разрез 1
Р -4
разрез 2
разрез 3
40 50
расстояние,м
60
расстояние, м
100 120 расстояние, м
32 ад 18 22 36 26 14 " 1- 40 10 2
—
36 / 44
1 / \
___ ^ \ / ^
22 26 14
39 1 1 1 1 1 1 1
7__=========-\ 6 25 43 29
............................................ 29
/43
,
25
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Рис. 6. Профили торосистого образования, которое преодолел ледокол «Арктика»: 1 - провалы, заполненные воздухом и/или снегом; 2 - провалы, заполненные шугой; 3 - провалы, заполненные водой Fig. 6. Profiles of ridges penetrated by Arktika icebreaker
Таблица 8. Результаты циркуляционных испытаний Table 8. Turning-circle test results
Направление движения
Угол перекладки руля, °
Угол изменения курса, °
Относительный радиус циркуляции
10
179,0-153,9
Передний ход
Задний ход
5,00
15 153,9-128,4 4,94
25 128,4-103,2 4,38
35 103,2-79,3 4,00
0 78,9-127,0 4,88
30
30
17
10
20
30
60
70
80
90
= -4
20
40
80
100
120
20
40
60
80
140
160
200
Скорость, уз Скорость, уз
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
"V
ч
V
ч
X
1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2
Толщина льда, м
а)
Рис. 10. Кривые ледопроходимости атомных ледоколов «Ар движения передним ходом
Fig. 10. Ice-breaking capability curves for Arktika (a) and Sibir (b) nucl
ний в ледовом бассейне Крыловского центра. Для анализа результатов испытаний передним ходом была использована новая методика, базирующаяся на применении диаграмм ледовой ходкости судов [6]. Применение этих диаграмм позволяет приводить данные натурных измерений, полученных при парциальных значениях мощности, к ее 100%-му значению. Это дает возможность построения кривой ле-допроходимости по результатам испытаний ледокола в одном ледяном поле постоянной толщины. Подробно предложенная методика описана в работе [7].
Скорость, уз
q lililí ■ ледокол «Сибирь» -О ледокол «Арктика»
1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0
Толщина льда, м
Рис. 11. Кривая ледопроходимости атомных ледоколов «Арктика» и «Сибирь» для режимов движения задним ходом
Fig. 11. Ice-breaking capability curves for Arktika and Sibir nuclear icebreakers: astern running
На рис. 10 представлены кривые ледопроходи-мости ледоколов «Арктика» и «Сибирь». Для «Арктики» на этом рисунке нанесены данные ПОУ и без него. Данные рисунка показывают, что предельная ледопроходимость ледоколов при скорости движения 2 уз составляет 2,81 м, при скорости 1,5 уз -2,92 м, а при скорости 1 уз - 3,03 м, что полностью удовлетворяет спецификационным требованиям.
В соответствии с программой испытаний (режим 5.2) было исследовано влияние ПОУ на характеристики движения ледокола «Арктика». Как следует из табл. 5 и рис. 10а, влияние ПОУ на эти характеристики не обнаружено. На самом деле отсутствие эффекта от работы ПОУ во многом определяется ледовой обстановкой в районе проведения натурных испытаний. Известно, что эффективность ПОУ проявляется в заснеженных льдах [8, 9]. Испытания же проводились в бесснежных, подверженных термическому разрушению льдах. Поэтому судить о неэффективности ПОУ по полученным данным нельзя. По оценке капитанов ледоколов, существует целый ряд ситуаций при их эксплуатации, когда ПОУ оказывает существенную помощь в выполнении технологических операций.
В соответствии с программой были проведены натурные испытания движения ледоколов задним ходом в припайных льдах. По ряду технических причин эти испытания были выполнены при уровне мощности меньшем, чем 100 % (табл. 3 и 6). Анализ полученных данных осуществлялся традиционными методами потому, что диаграмм ледовой ходкости для режима движения задним ходом пока не имеется.
Результаты обработки данных представлены на рис. 11. При движении кормой вперед ледопроходи-мость при скорости 1,6 уз составила 2,8 м.
В ходе проведения натурных испытаний оба ледокола продемонстрировали возможность выполнять маневры по выходу из собственного канала носом и кормой вперед, а также по развороту способом «звезда» во льдах различной толщины. Циркуляционные характеристики ледоколов соответствуют стандартным показателям ледовой управляемости [10-12].
Натурные испытания показали, что оба ледокола могут преодолевать торосистые образования довольно большой величины (рис. 2 и 8) без остановки.
Выводы
Conclusion
Обобщенный анализ натурных испытаний новых атомных ледоколов проекта 22220 «Арктика» и «Сибирь» показал, что они обладают отличными ледовыми качествами и способны обеспечивать судоходство на трассе Северного морского пути. Испытания подтвердили основной спецификацион-ный показатель - предельную ледопроходимость ледоколов. Она составила 2,81 м. Столь высокая предельная ледопроходимость обеспечивает ледоколам возможность прокладывать каналы во льдах толщиной 1,5-2,0 м с повышенной скоростью.
Во время натурных испытаний ледоколы продемонстрировали возможность уверенно маневрировать во льдах, выполняя циркуляции, разворот способом «звезда» и выход из собственного канала носом и кормой вперед. Также уверенно ледоколы преодолевают и значительные торосистые образования.
Ледоколы проекта 22220, несомненно, являются наиболее эффективными из всех существующих ледоколов, они способны осуществлять проводки современных крупнотоннажных судов ледового плавания.
Список использованной литературы
1. "Yury Topchev" and "Vladislav Strizhov" multipurpose ice-breaking vessels for Prirazlomnaya platform maintenance: field and model tests / V.A. Belyashov, A. V. Grozdov, K.E. Sazonov, A.P. Tumashik // Proceedings of 8th international conference and exhibition on performance of ships and structures in ice (ICETECH 2008). Calgary, 2008. P. 106-RF, р. 105-113. DOI: 10.5957/ICETECH-2008-106.
2. Исследование ледовой ходкости ледокола «Санкт-Петербург» в Карском море / Е.М. Апполонов, В.А. Бе-ляшов, К.Е. Сазонов [и др.] // Судостроение. 2011. № 4. C. 9-12.
3. Ледовые натурные испытания ледокола «Владивосток» / А.И. Костылев, К.Е. Сазонов, О.Я. Тимофеев [и др.] // Судостроение. 2016. № 6. C. 9-12.
4. Лопашев К.А., Сазонов К.Е., Тимофеев О.Я. Ледовые натурные испытания ледокола «Новороссийск» в Карском море // Труды Крыловского государственного научного центра. 2017. Вып. 3(381). С. 35-42. DOI: 10.24937/2542-2324-2017-3-381-35-42.
5. Сазонов К.Е. Модельный и натурный эксперимент в морской ледотехнике. Санкт-Петербург : Крылов-ский государственный научный центр, 2021. 306 с.
6. Каневский Г.И., Клубничкин А.М., Сазонов К.Е. Диаграммы ледовой ходкости судна // Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2022. Т. 14, № 6. С. 805-814. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-6-805-814.
7. Добродеев А.А., Сазонов К.Е. Применение диаграмм ледовой ходкости судов для анализа натурных испытаний // Труды Крыловского государственного научного центра. 2023. Вып. 3(405). С. 81-88. DOI: 10.24937/2542-2324-2023-3-405-81-88.
8. Иерусалимский А.В. Исследование эффективности пневмоомывающего устройства на судах ледового плавания // Труды ЦНИИМФ. 1981. Вып. 265: Перспективные типы судов. С. 82-88.
9. Каштелян В.И., Попов Ю.А., Цой Л.Г. Об эффективности ПОУ и области его применения на судах, плавающих во льдах // Труды ААНИИ. 1981. Т. 376. С. 67-84.
10. Ледоколы / В.И. Каштелян, А.Я. Рывлин, О.В. Фаддеев, В.Я. Ягодкин. Ленинград : Судостроение, 1972. 288 с.
11. Рывлин А.Я., Хейсин Д.Е. Испытания судов во льдах. Ленинград : Судостроение, 1980. 208 с.
12. ИоновБ.П., ГрамузовЕ.М. Ледовая ходкость судов. Санкт-Петербург : Судостроение, 2001. 512 с.
References
1. "Yury Topchev" and "Vladislav Strizhov" multipurpose ice-breaking vessels for Prirazlomnaya platform maintenance: field and model tests / V.A. Belyashov, A. V. Grozdov, K.E. Sazonov, A.P. Tumashik // Proceedings of 8th international conference and exhibition on performance of ships and structures in ice (ICETECH 2008). Calgary, 2008. P. 106-RF, р. 105-113. DOI: 10.5957/ICETECH-2008-106.
2. Investigation of ice propulsion performance of Sankt-Peterburg icebreaker in the Kara Sea / E.M. Appolonov,
V.A. Belyashov, K.E. Sazonov [et al.] // Sudostroenie (Shipbuilding). 2011. No. 4. P. 9-12 (in Russian).
3. Full-scale ice trials of Vladivostok icebreaker / A.I. Kostylev, K.E. Sazonov, O.Ya. Timofeev [et al.] // Sudostroyeniye (Shipbuilding). 2016. No. 6. P. 9-12 (in Russian).
4. Lopashev K.A., Sazonov K.E., Timofeev O.Ya. Full-scale ice trials of Novorossiysk icebreaker in the Kara Sea // Transactions of Krylov State Research Centre. 2017. Vol. 3(381). P. 35-42. DOI: 10.24937/2542-2324-20173-381-35-42 (in Russian).
5. Sazonov K.E. Model and full-scale experiment in marine ice engineering. St. Petersburg : Krylov State Research Centre, 2021. 306 p. (in Russian).
6. Kanevsky G.I., Klubnichkin A.M., Sazonov K.E. Ice propulsion performance diagrams for ships // Bulletin of Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping. 2022. Vol. 14, No. 6. P. 805-814. DOI: 10.21821/2309-5180-2022-14-6-805-814 (in Russian).
7. Dobrodeev A.A., Sazonov K.E. Ice propulsion performance diagrams in analysis of full-scale ship trials // Transactions of Krylov State Research Centre. 2023. Vol. 3(405). P. 81-88. DOI: 10.24937/2542-2324-20233-405-81-88 (in Russian).
8. IerusalimskyA.V. Efficiency of pneumatic washing systems for ice-going ships // Transactions of TsNIIMF. 1981. Vol. 265: Future ship types. P. 82-88 (in Russian).
9. Kashtelyan V.I., Popov Yu.A., Tsoy L.G. Efficiency and applications of pneumatic washing systems at ice-going ships // Transactions of AARI. 1981. Vol. 376. P. 67-84 (in Russian).
10. Icebreakers / V.I. Kashtelyan, A.Ya. Ryvlin, O.V. Fad-deev, V.Ya. Yagodkin. Leningrad : Sudostroyeniye, 1972. 288 p. (in Russian).
11. Ryvlin A.Ya., Kheisin D.E. Ice tests of ships. Leningrad : Sudostroyeniye, 1980. 208 p. (in Russian).
12. Ionov B.P., Gramuzov E.M. Ice propulsion performance of ships. St. Petersburg ; Sudostroeniye, 2001 512 p. (in Russian).
Сведения об авторах
Сазонов Кирилл Евгеньевич, д.т.н., начальник лаборатории ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Адрес: 196158, Россия, Санкт-Петербург, Мос-
ковское шоссе, д. 44. Тел.: +7 (812) 415-45-23. E-mail: kirsaz@rambler.ru. https://orcid.org/0000-0003-3364-1309. Добродеев Алексей Алексеевич, к.т.н., заместитель начальника лаборатории - начальник сектора ФГУП «Крыловский государственный научный центр»; доцент ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет». Адрес: 196158, Россия, Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 44. Тел.: +7 (812) 386-69-78. E-mail: A_Dobrodeev@ksrc.ru. https://orcid.org/0000-0001-6305-5090. Бокатова Елизавета Антоновна, инженер 1-й категории ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Адрес: 196158, Россия, Санкт-Петербург, Московское шоссе, д. 44. E-mail: E_Bokatova@ksrc.ru. Бабич Евгений Михайлович, главный конструктор АО «ЦКБ «Айсберг». Адрес: 199034, Россия, Санкт-Петербург, Большой пр. В.О., д. 36. E-mail: babich@iceberg.sp.ru. Крупина Нина Артуровна, старший научный сотрудник ФБГУ «Арктический и антарктический научно-исследовательский институт». Адрес: 199397, Россия, Санкт-Петербург, ул., 38. E-mail: olks@aari.ru.
About the authors
Kirill E. Sazonov, Dr. Sci. (Eng.), Head of Laboratory, Krylov State Research Centre. Address: 44, Mos-kovskoye sh., St. Petersburg, Russia, post code 196158. Tel.: +7 (812) 415-45-23. E-mail: kirsaz@rambler.ru. https://orcid.org/0000-0003-3364-1309. Aleksey A. Dobrodeev, Cand. Sci. (Eng.), Head of Sector, Krylov State Research Centre; Associate Professor, St. Petersburg State Marine Technical University. Address: 44, Moskovskoye sh., St. Petersburg, Russia, post code 196158. Tel.: +7 (812) 386-69-78. E-mail: A_Dobrodeev@ksrc.ru. https://orcid.org/0000-0001-6305-5090. Elizaveta A. Bokatova, 1st Category Engineer, Krylov State Research Centre. Address: 44, Moskovskoye sh., St. Petersburg, Russia, post code 196158. E-mail: E_Bokatova@ksrc.ru.
Evgeny M. Babich, Chief Designer, Central Design Bureau Aisberg JSC. Address: 36, Bolshoy pr. of Vasilyevsky Ostrov, St. Petersburg, Russia, post code 199034. E-mail: babich@iceberg.sp.ru.
Nina A. Krupina, Senior Researcher, Arctic and Antarctic Research Institute. Address: 38, Beringa st., St. Petersburg, Russia, post code 199397. E-mail: olks@aari.ru.
Поступила / Received: 03.07.23 Принята в печать / Accepted: 31.08.23 © Коллектив авторов, 2023
Тс »рос. Пе| Мощное едний х гь - 80 °/ эд.
Око нчание
N76 Е93 >23,721 '30,478
Л
Начале
N76°23 ■ Е93°2! ,772 ,775 -1- -1- -1- -1- -1-
О 20 40 60 80 100 120 Время, с
Рис. 3. Временная зависимость скорости движения СУ АЛ «Сибирь» (а) и частоты вращения гребных винтов при преодолении тороса (б)
Fig. 3. Time history for Sibir icebreaker running speed (a) and ridge-penetration RPM (£>)
Рис. 4. Последовательные стадии I-VI выполнения маневра «звезда»
Fig. 4. All consecutive stages (I-VI) of "star" maneuver
Рис. 5. Рассчитанная по результатам испытаний траектория движения ледокола «Сибирь» на режиме циркуляции передним ходом: а) угол перекладки руля 10° (режим I-II); б) угол перекладки руля 15° (режим II—III); в) угол перекладки руля 30° (режим III—IV)
Fig. 5. Ahead-running turning-circle trajectory of Sibir icebreaker as per the results of trials:
a) rudder angle 100° (Scenarios I-II); b) rudder angle 150° (Scenarios II—III); c) rudder angle 300° (Scenarios III-IV)
Частота вращения гребного винта, об/мин б)
150 140
130 120 110 100 90 80 70 60 50
0 20 40 60 80 100 120 Время, с
Рис. 7. Временная зависимость скорости движения ГУА/1 «Арктика» (а) и частоты вращения гребных винтов при преодолении тороса (б)
Fig. 7. Time history for Arktika icebreaker running speed (a) and ridge-penetration RPM (b)
Рис. 8. Выход из канала носом вперед (этап I) и последовательные стадии I-V выполнения маневра «звезда» ледоколом «Арктика»
Fig. 8. Bow-first channel breakout (Stage I) and all consecutive stages (I-V) of "star" maneuver - Arktika icebreaker
1
) /и "к ( IV-V- порядок выполнения маневров Rc ■ IOC 1 ,р„а 2.°.°..м N
III - IV - порядок выполнения маневра корма —» N
Fig. 9. Ahead-running turning-circle trajectory of Arktika icebreaker as per the results of trials:
a) rudder angle 100° (Scenarios I—II);
b) rudder angle 150° (Scenarios II—III);
c) rudder angle 250 (Scenarios III-IV);
d) rudder angle 350° (Scenarios IV-V). Astern-running turning circle:
e) propellers operating in opposite directions (Scenarios V-VI)
Рис. 9. Рассчитанная по результатам испытаний траектория движения ледокола «Сибирь». На режиме циркуляции передним ходом: а) угол перекладки руля 10° (режим I-II); б) угол перекладки руля 15° (режим II-III); б) угол перекладки руля 25° (режим III—IV); г) угол перекладки руля 35° (режим IV-V). На режиме циркуляции задним ходом: д) работа гребных винтов «враздрай» (режим V-VI)
