Ledoborec - Icebreaker

Ruský jaderný ledoborec Yamal na cestě k severnímu pólu, 2001
Ruský ledoborec Krasin velí americkou zásobovací loď do stanice McMurdo , Antarktida

Ledoborec je účelový loď nebo člun určen pro pohyb a navigaci přes led -covered vody a zajistit bezpečné vodní cesty pro ostatní lodě a lodě. Ačkoli termín obvykle odkazuje na lodě lámající led , může také odkazovat na menší plavidla, jako jsou lodě na lámání ledu , které byly kdysi použity na kanálech Spojeného království .

Aby byla loď považována za ledoborec, vyžaduje tři rysy, které většině normálních lodí chybí: zesílený trup , tvar odstraňující led a sílu prosadit se mořským ledem .

Ledoborce uvolňují cesty tím, že se tlačí přímo do zmrzlé vody nebo zabalí led . Pevnost v ohybu mořského ledu je natolik nízká, že se led obvykle láme bez znatelné změny v obložení plavidla . V případě velmi silného ledu může ledoborec najet lukem na led, aby jej pod tíhou lodi zlomil. Nahromadění rozbitého ledu před lodí jej může zpomalit mnohem více než samotné lámání ledu, takže ledoborce mají speciálně navržený trup, který směruje rozbitý led kolem nebo pod plavidlo. Vnější součásti pohonného systému lodi ( vrtule , vrtulové hřídele atd.) Jsou vystaveny většímu riziku poškození než trup plavidla, takže schopnost ledoborce se sama vrhnout na led, zlomit jej a odstranit z něj trosky úspěšná cesta je nezbytná pro její bezpečnost.

Dějiny

Nejstarší ledoborce

Před zaoceánskými loděmi byla vyvinuta technologie lámání ledu na vnitrozemských kanálech a řekách. První zaznamenaný primitivní ledoborec použil belgický Bruggy v roce 1392 k odstranění městského příkopu.

Plachetnice v polárních vodách

Ruský koch ze 17. století v muzeu

V počátcích polárního průzkumu byly používány lodě posílené ledem. Ty byly původně dřevěné a založené na stávajících konstrukcích, ale vyztužené, zejména kolem čáry ponoru dvojitým prknem k trupu a zesílením příčníků uvnitř lodi. Venku byly omotány pásy železa. Někdy byla kovová fólie umístěna na přídi, na zádi a podél kýlu. Takové posílení bylo navrženo tak, aby pomohlo lodi prosadit se přes led a také aby ochránilo loď pro případ, že by byla „uštípnuta“ ledem. K štípání dochází, když jsou ledové kryhy kolem lodi tlačeny proti lodi, zachycují ji jako do svěráku a způsobují poškození. Tato akce podobná svěráku je způsobena silou větru a přílivu na ledové útvary.

První lodě, které byly použity v polárních vodách, byly lodě původních arktických lidí. Jejich kajaky jsou malé čluny poháněné lidskou silou s krytou palubou a jedním nebo více kokpity, z nichž každý má jednoho vodáka, který hladí pádlo s jednou nebo dvěma lopatkami . Takové lodě samozřejmě nemají schopnosti lámat led, ale jsou lehké a dobře se přenášejí po ledu.

V 9. a 10. století dosáhla vikingská expanze severního Atlantiku a nakonec Grónska a Špicberků v Arktidě. Vikingové však provozovali své lodě ve vodách, které byly po většinu roku bez ledu, v podmínkách středověkého teplého období .

V 11. století se v severním Rusku začalo osídlovat pobřeží Bílého moře , pojmenované tak, že bylo pokryto ledem déle než půl roku. Smíšené etnikum Karelů a Rusů v severorusku, které žilo na břehu Severního ledového oceánu, se začalo nazývat Pomors („ přímořští osadníci“). Postupně vyvinuli speciální typ malých jedno- nebo dvoustěžňových dřevěných plachetnic , používaných k plavbám v ledových podmínkách arktických moří a později na sibiřských řekách. Tyto nejranější ledoborce se nazývaly kochi . Koch trup byl chráněn pásu ledu kře rezistentní pokoŜku-bednění podél variabilní vodní vedení, a měl falešné kýl pro on-ledu Portage . Pokud by se koch zmáčkl ledovými poli, jeho zaoblené linie těla pod čárou ponoru by umožnily vytlačení lodi z vody na led bez poškození.

V 19. století byla přijata podobná ochranná opatření jako moderní ledoborce poháněné párou. Některé pozoruhodné plachetnice na konci Age of Sail také představovaly vejčitý tvar jako lodě Pomor , například Fram , který používal Fridtjof Nansen a další velcí norští polárníci . Fram byla dřevěná loď, která plula nejdále na sever (85 ° 57 'severní šířky) a nejvzdálenější jih (78 ° 41' severní šířky), a jedna z nejsilnějších dřevěných lodí, jaké kdy byly postaveny.

Parní ledoborce

City Ice Boat No. 1 at the Delaware River

Ranou lodí určenou pro provoz v ledových podmínkách byl dřevěný kolesový parník 51 metrů (167 stop) , City Ice Boat č. 1 , který pro město Philadelphii postavila společnost Vandusen & Birelyn v roce 1837. Loď poháněly dvě Parní stroje o výkonu 250 koní (190 kW) a jeho dřevěná pádla byla vyztužena železnými krytinami.

Se svým zaobleným tvarem a silným kovovým trupem byl ruský pilot z roku 1864 důležitým předchůdcem moderních ledoborců s vrtulemi. Loď byla postavena na příkaz obchodníka a stavitele lodí Michaila Britneva . Mělo to příď upravenou, aby bylo dosaženo schopnosti odstraňování ledu (20 ° zdvih od linie kýlu). To umožnilo Pilotce tlačit se na vrchol ledu a následně ho zlomit. Britnev vytvořil příď své lodi podle tvaru starých lodí Pomor, které po staletí brázdily ledové vody Bílého moře a Barentsova moře . Pilot byl používán v letech 1864 až 1890 k plavbě ve Finském zálivu mezi Kronštadtem a Oranienbaumem, čímž se prodloužila letní plavební sezóna o několik týdnů. Michail Britnev, inspirovaný úspěchem Pilota , postavil v roce 1875 druhé podobné plavidlo Boy (v ruštině „Breakage“) a v roce 1889 třetí Booy (v ruštině „Buoy“).

Poštovní známka ukazující Pilot , první ledoborec moderního typu

Chladná zima 1870–1871 způsobila, že řeka Labe a hamburský přístav zamrzly, což způsobilo dlouhodobé zastavení plavby a obrovské obchodní ztráty. Carl Ferdinand Steinhaus opakovaně změněné přídi Pilot ' s designem od Britnev, aby se jeho vlastní ledoborec, Eisbrecher já .

Yermak , první moderní polární ledoborec

První skutečný moderní námořní ledoborec byl postaven na přelomu 20. století. Icebreaker Yermak , byl postaven v roce 1897 na námořním dvoře Armstrong Whitworth v Anglii na základě smlouvy s ruským císařským námořnictvem . Loď si od Pilota vypůjčila hlavní principy a aplikovala je na vytvoření prvního polárního ledoborce, který dokázal přejet a rozdrtit ledový bal . Loď výtlakem 5 000 tun a její pístové motory dodávaly 10 000 koní (7 500 kW). Loď byla v roce 1963 vyřazena z provozu a v roce 1964 sešrotována , což z ní činí jeden z nejdéle sloužících ledoborců na světě.

V Kanadě vláda potřebovala poskytnout způsob, jak zabránit záplavám způsobeným ledovou zácpou na řece svatého Vavřince . Ledoborce byly postaveny tak, aby udržely řeku bez ledu, východně od Montrealu . Zhruba ve stejné době musela Kanada splnit své závazky v kanadské Arktidě. K tomuto dvojímu použití (prevence před povodněmi v St. Lawrence a doplňování Arktidy) byly postaveny velké parní ledoborce, jako 80metrový (260 stop) CGS  NB McLean (1930) a CGS  D'Iberville (1952).

Na začátku 20. století začalo několik dalších zemí provozovat účelové ledoborce. Většinu tvořily pobřežní ledoborce, ale Kanada, Rusko a později Sovětský svaz také postavily několik oceánských ledoborců s výtlakem až 11 000 tun.

Naftové ledoborce

Prvním naftovým elektrickým ledoborcem na světě byl 4330 tun švédský ledoborec Ymer v roce 1933. Při výkonu 9 000 hp (6 700 kW) rozdělených mezi dvě vrtule na zádi a jednu vrtuli v přídi zůstala nejsilnějším švédským ledoborcem až do uvedení do provozu. Oden v roce 1957. Po Ymeru následoval finský Sisu , první dieselelektrický ledoborec ve Finsku, v roce 1939. Obě plavidla byla v 70. letech 20. století vyřazena z provozu a nahrazena mnohem většími ledoborce v obou zemích, Sisu postaveným ve Finsku v roce 1976 a 1977 postavený Ymer ve Švédsku.

USCGC  Healy severně od Aljašky.
Polární hvězda po boku svého sesterské lodi USCGC  polárního moře poblíž stanice McMurdo , Antarktida .

V roce 1941 začaly Spojené státy stavět třídu Wind . Výzkum ve Skandinávii a Sovětském svazu vedl k designu, který měl velmi silně postavený krátký a široký trup, s odříznutou přední částí chodidla a zaobleným dnem. Výkonný dieselelektrický stroj poháněl dvě záďové a jednu pomocnou příďovou vrtuli. Tyto vlastnosti by se staly standardem pro poválečné ledoborce až do 80. let minulého století.

V Kanadě se dieselelektrické ledoborce začaly stavět v roce 1952, nejprve s HMCS Labrador (později byl převeden do Kanadské pobřežní stráže), s použitím konstrukce třídy USCG Wind, ale bez přídě vrtule. Poté v roce 1960 přišel další krok v kanadském vývoji velkých ledoborců, když byla v Lauzonu v Quebecu dokončena CCGS  John A. Macdonald . John A. Macdonald, podstatně větší a silnější loď než Labrador , byl zaoceánský ledoborec schopný splnit nejpřísnější polární podmínky. Její dieselelektrický stroj o výkonu 15 000 koní (11 000 kW) byl uspořádán ve třech jednotkách přenášejících energii rovnoměrně na každý ze tří hřídelů.

Kanada je největší a nejsilnější ledoborec, 120 metrů (390 ft) CCGS  Louis S. St-Laurent , byl dodán v roce 1969. Její původní tři parní turbína, generátor devět a tři systém elektromotor produkuje 27,000 Výkon na hřídeli (20,000 kW) . Víceletý projekt přestavby v polovině života (1987–1993) umožnil lodi získat nový příď a nový pohonný systém. Nová elektrárna se skládá z pěti dieselových motorů, tří generátorů a tří elektromotorů, které poskytují přibližně stejný pohonný výkon.

22. srpna 1994 se Louis S. St-Laurent a USCGC  Polar Sea stali prvními severoamerickými povrchovými plavidly, která dosáhla severního pólu. Původně mělo být plavidlo vyřazeno z provozu v roce 2000; oprava však prodloužila datum vyřazení z provozu do roku 2017.

Ledoborce na jadernou energii

Ruský jaderný ledoborec Arktika , první povrchová loď, která dosáhla severního pólu

Rusko v současné době provozuje všechny stávající a fungující ledoborce poháněné jadernou energií . První, NS Lenin , byl vypuštěn v roce 1957 a do provozu byl uveden v roce 1959, než byl oficiálně vyřazen z provozu v roce 1989. Byla to první povrchová loď s jaderným pohonem na světě a první civilní plavidlo s jaderným pohonem .

Druhý sovětský jaderný ledoborec byl NS Arktika , vedoucí loď Arktika třídy . V provozu od roku 1975 byla první povrchovou lodí, která dosáhla severního pólu , 17. srpna 1977.

V květnu 2007 byly dokončeny námořní zkoušky ruského ledoborce NS 50 Let Pobedy s jaderným pohonem . Plavidlo uvedla do provozu společnost Murmansk Shipping Company, která spravuje všech osm ruských státních jaderných ledoborců. Kýl byl původně položen v roce 1989 společností Baltic Works of Leningrad a loď byla vypuštěna v roce 1993 jako NS Ural . Tento ledoborec měl být šestým a posledním ze třídy Arktika a v současné době je největším ledoborcem na světě.

Funkce

Finský ledoborec Otso doprovázející obchodní loď v Baltském moři

Dnes je většina ledoborců potřebná k tomu, aby byly obchodní cesty otevřené tam, kde jsou buď sezónní nebo trvalé ledové podmínky. Zatímco obchodní plavidla volající do přístavů v těchto regionech jsou posílena pro plavbu v ledu , obvykle nejsou dostatečně silní, aby zvládli led sami. Z tohoto důvodu je v Baltském moři , Velkých jezerech a Saint Lawrence Seaway a podél Severní mořské cesty hlavní funkcí ledoborců bezpečně doprovázet konvoje jedné nebo více lodí přes vody naplněné ledem. Když se loď stane imobilizovanou ledem, ledoborec ji musí uvolnit prolomením ledu obklopujícího loď a v případě potřeby otevřít bezpečný průchod ledovým polem. V obtížných ledových podmínkách může ledoborec odtáhnout i nejslabší lodě.

Některé ledoborce se používají také na podporu vědeckého výzkumu v Arktidě a Antarktidě. Kromě schopnosti lámání ledu musí mít lodě přiměřeně dobré vlastnosti na otevřené vodě pro tranzit do a z polárních oblastí, zařízení a ubytování pro vědecký personál a kapacitu nákladu pro zásobování výzkumných stanic na břehu. Země jako Argentina a Jižní Afrika , které nevyžadují ledoborce v domácích vodách, mají výzkumné ledoborce pro provádění studií v polárních oblastech.

Jako vrtné přesune na mořích Arktidy je zapotřebí ledoborců cévy dodávat nákladu a zařízení pro vrtání míst a chránit drillships a ropné plošiny z ledu provádějící řízení ledu , jehož součástí je například prolomení unášená led do menších ker a řízení ledovců pryč z chráněného objektu. V minulosti byly takové operace prováděny především v Severní Americe, ale dnes v různých částech ruské Arktidy probíhají také arktické pobřežní vrty a těžba ropy.

Pobřežní stráž Spojených států využívá ledoborce pomáhat chování pátracích a záchranných misí v ledovém, polárních oceánech. Americké ledoborce slouží k obraně ekonomických zájmů a udržení přítomnosti národa v arktických a antarktických oblastech. Vzhledem k tomu, že ledovce v Arktidě nadále tají, objevují se další průchody. Tyto možné navigační trasy způsobují nárůst zájmu o polární polokoule z národů po celém světě. Americké polární ledoborce musí nadále podporovat vědecký výzkum v expandujících arktických a antarktických oceánech. Těžký ledoborec musí každý rok provést operaci Deep Freeze , která uvolní bezpečnou cestu pro zásobovací lodě do zařízení McMurdo v Antarktidě od National Science Foundation . Poslední několikaměsíční exkurzi vedla Polární hvězda, která doprovodila kontejnerovou a palivovou loď zrádnými podmínkami, než udržela kanál bez ledu. Bez těžkého ledoborce by Amerika nemohla pokračovat ve svém polárním výzkumu v Antarktidě, protože by nebylo možné dosáhnout vědeckého základu.

Charakteristika

Odolnost proti ledu a forma trupu

Estonský víceúčelový ledoborec Botnica má typický kulatý luk na ledoborce s malými úhly stonku a světlice. Je také vidět výbuchem svařovaný nerezový ledový pás a „výstružníky“.

Ledoborce jsou často popisovány jako lodě, které se svažujícími úklony vrhají na led a lámou ho pod tíhou lodi. Ve skutečnosti se to děje pouze na velmi silném ledu, kde ledoborec bude pokračovat rychlostí chůze nebo dokonce bude muset opakovaně ustoupit o několik délek lodi a vrazit ledový balíček na plný výkon. Častěji se led, který má relativně nízkou pevnost v ohybu , snadno zlomí a ponoří pod trup, aniž by došlo ke znatelné změně obložení ledoborce, zatímco se plavidlo pohybuje vpřed relativně vysokou a konstantní rychlostí.

Když je ledoborec zkonstruován, jedním z hlavních cílů je minimalizovat síly vyplývající z drcení a lámání ledu a ponoření rozbitých kry pod plavidlo. Průměrná hodnota podélných složek těchto okamžitých sil se nazývá odolnost lodi proti ledu. Naval architekti , kteří navrhují icebreakers používají tzv h - V -curve určit schopnost ledoborců plavidla. Ukazuje rychlost ( v ), které je loď schopna dosáhnout v závislosti na tloušťce ledu ( h ). To se provádí výpočtem rychlosti, při které se tah z vrtulí rovná kombinovanému hydrodynamickému a ledovému odporu plavidla. Alternativním způsobem, jak určit schopnost nádoby lámat led v různých podmínkách ledu, jako jsou tlakové hřbety, je provést modelové testy v nádrži na led . Bez ohledu na metodu je skutečná výkonnost nových ledoborců ověřována v ledových zkouškách v plném rozsahu, jakmile byla loď postavena.

Aby se minimalizovaly síly lámající led, jsou trupové linie ledoborce obvykle navrženy tak, aby světlice na vodní hladině byla co nejmenší. Výsledkem je, že lodě lámající led jsou charakterizovány šikmým nebo zaobleným dříkem a také šikmými stranami a krátkou rovnoběžnou střední lodí, aby se zlepšila ovladatelnost v ledu. Nicméně, lžíce ve tvaru luku a kulatý trup mají špatnou účinnost a hydrodynamický seakeeping vlastnosti, a aby ledoborec náchylné k kritizovat , nebo narážení na spodní konstrukci lodi na mořské hladině. Z tohoto důvodu je trup ledoborce často kompromisem mezi minimálním odporem ledu, manévrovatelností v ledu, nízkým hydrodynamickým odporem a adekvátními charakteristikami otevřené vody.

Švédský ledoborec Oden je postaven s plochým příďovým přistávacím člunem a výkonným systémem záplavy vody navrženým tak, aby snižoval tření mezi trupem a ledem

Některé ledoborce mají trup, který je v přídi širší než na zádi. Tyto takzvané "výstružníky" zvětšují šířku ledového kanálu a tím snižují třecí odpor v letadle a také zlepšují manévrovatelnost lodi v ledu. Kromě barvy s nízkým třením některé ledoborce využívají výbuchem svařovaný pás z nerezové oceli odolný proti oděru, který dále snižuje tření a chrání trup lodi před korozí. K omezení tření se používají pomocné systémy, jako jsou silné vodní nádrže a vzduchové bubliny, které vytvářejí mazací vrstvu mezi trupem a ledem. Čerpání vody mezi nádržemi na obou stranách nádoby má za následek plynulé válcování, které snižuje tření a usnadňuje postup ledem. Experimentální konstrukce luku, jako je plochý luk Thyssen-Waas a válcový luk, byly v průběhu let zkoušeny s cílem dále snížit odolnost proti ledu a vytvořit kanál bez ledu.

Strukturální design

Ledoborce a další lodě operující ve vodách naplněných ledem vyžadují dodatečné strukturální posílení proti různým nákladům vyplývajícím z kontaktu mezi trupem plavidla a okolním ledem. Jelikož se tlaky ledu mezi různými oblastmi trupu mění, nejvíce vyztuženými oblastmi v trupu plavidla s ledem jsou příď, která zažívá nejvyšší zatížení ledem, a kolem čáry ponoru, s dodatečným zesílením jak nad, tak pod čarou ponoru za vzniku souvislý ledový pás kolem lodi.

Krátké a zavalité ledoborce se obvykle staví s použitím příčného rámování, ve kterém je opláštění vyztuženo rámy umístěnými asi 400 až 1 000 milimetrů (1 až 3 stopy) od sebe, na rozdíl od podélného rámování používaného u delších lodí. V blízkosti čáry ponoru rámy běžící ve svislém směru distribuují lokálně koncentrované zatížení ledem na plášti pláště do podélných nosníků nazývaných nosníky, které jsou zase podporovány webovými rámy a přepážkami, které nesou více rozloženého zatížení trupu. Zatímco opláštění pláště, které je v přímém kontaktu s ledem, může být u starších polárních ledoborů silné až 50 milimetrů (2,0 palce ), v moderních ledoborcích je použití vysokopevnostní oceli s mezí kluzu až 500 MPa (73 000 psi) vede ke stejné strukturní pevnosti s menšími tloušťkami materiálu a nižší hmotností oceli. Bez ohledu na pevnost musí být ocel použitá v trupových strukturách ledoborce schopna odolávat křehkému lomu při nízkých okolních teplotách a vysokých podmínkách zatěžování, které jsou typické pro provoz ve vodách naplněných ledem.

Pokud jsou ledoborce postaveny podle pravidel stanovených klasifikační společností, jako je American Bureau of Shipping , Det Norske Veritas nebo Lloyd's Register , může jim být přidělena třída ledu na základě úrovně zesílení ledu v trupu lodi. To je obvykle určeno maximální tloušťkou ledu, kde se očekává, že loď bude fungovat, a dalšími požadavky, jako jsou možná omezení pěchování. Zatímco třída ledu je obecně údajem o úrovni zesílení ledu, nikoli o skutečné schopnosti lámače ledu, některé klasifikační společnosti, jako je Ruský námořní rejstřík lodní dopravy, mají požadavky na provozní schopnosti pro určité třídy ledu. Od roku 2000 navrhla Mezinárodní asociace klasifikačních společností (IACS) přijetí jednotného systému známého jako polární třída (PC), který nahradí klasifikační společnosti specifické klasifikace ledových tříd.

Síla a pohon

Než byly ve 30. letech 20. století postaveny první dieselelektrické ledoborce, byly to ledoborce buď parní lodě spalující uhlí nebo olej . U ledoborců byly upřednostňovány pístové parní stroje kvůli jejich spolehlivosti, robustnosti, dobrým charakteristikám točivého momentu a schopnosti rychle změnit směr otáčení. Během parní éry měly nejsilnější předválečné ledoborce poháněné párou pohonnou sílu asi 10 000 koňských sil (7 500 kW).

Od druhé světové války byla většina ledoborců postavena s dieselelektrickým pohonem, ve kterém dieselové motory spojené s generátory vyrábějí elektřinu pro pohonné motory, které otáčejí vrtule s pevným stoupáním. První dieselelektrické ledoborce byly postaveny s generátory stejnosměrného proudu (DC) a pohonnými motory, ale v průběhu let tato technologie pokročila nejprve ke generátorům střídavého proudu (AC) a nakonec k frekvenčně řízeným systémům AC-AC. V moderních dieselelektrických ledoborcích je pohonný systém postaven na principu elektrárny, ve kterém hlavní generátory dodávají elektřinu všem palubním spotřebitelům a nejsou potřeba žádné pomocné motory. Od poloviny 1970, nejsilnější dieselelektrické icebreakers byli dříve sovětské a později ruské ledoborce Ermak , Admirál Makarov a Krasin , které mají devět dvanáct válců dieselové generátory vyrábějící elektřinu pro tři pohonné motory s kombinovaným výkonem 26,500 kW ( 35 500 koní). V roce 2020 je překoná nový kanadský polární ledoborec CCGS John G. Diefenbaker , který bude mít kombinovaný pohonný výkon 36 000 kW (48 000 k).

I když je naftová elektrická pohonná jednotka upřednostňovanou volbou pro ledoborce díky dobrým charakteristikám točivého momentu při nízkých otáčkách elektrických pohonných motorů, byly ledoborce stavěny také s naftovými motory mechanicky spřaženými s redukčními převodovkami a regulovatelnými vrtulovými lopatkami . Mechanické pohonné ústrojí má oproti dieselelektrickým pohonným systémům několik výhod, jako je nižší hmotnost a lepší palivová účinnost. Dieselové motory jsou však citlivé na náhlé změny otáček vrtulí a proti tomuto mechanickému pohonu jsou obvykle vybaveny velkými setrvačníky nebo hydrodynamickými spojkami, které absorbují změny točivého momentu vyplývající z interakce vrtule a ledu.

Parní poháněné icebreakers byl vzkřísen v pozdní 1950 když Sovětský svaz do provozu první nukleární-poháněl ledoborec , Lenina , v roce 1959. To mělo nukleární-turbo-elektrické hnací jednotky, ve kterém byl jaderný reaktor použitý k výrobě páry pro turbogenerátorů , která zase vyráběla elektřinu pro hnací motory. Počínaje rokem 1975 uvedli Rusové do provozu šest jaderných ledoborců třídy Arktika, z nichž poslední, v roce 2007 postavený 50 Let Pobedy , je od roku 2013 největším a nejvýkonnějším ledoborcem na světě s výkonem 52 800 kW (70 800 koní). Na konci 80. let byly navíc ve Finsku pro Sovětský svaz postaveny dva mělké ponorné jaderné ledoborce třídy Taymyr . Sověti také postavili nákladní loď Sevmorput poháněnou ledem , která měla jediný jaderný reaktor a parní turbínu přímo spojenou s vrtulí. Rusko, které zůstává jediným provozovatelem ledoborců s jaderným pohonem, v současné době staví nové ledoborce o výkonu 60 000 kW (80 000 k), které nahradí stárnoucí třídu Arktika . Očekává se, že první plavidlo tohoto typu bude uvedeno do provozu v roce 2017.

1969-postavený kanadský polární ledoborec CCGS Louis S. St-Laurent byl jedním z mála ledoborců vybavených parních kotlů a turbogenerátorů, které vytvářejí energii pro tři elektrické pohonné motory. Později byl obnoven s pěti dieselovými motory, které poskytují lepší spotřebu paliva než parní turbíny. Později byly kanadské ledoborce postaveny s dieselovým elektrickým pohonem.

Nejvýkonnější konvenční (nejaderné) ledoborce na světě, dva ledoborce třídy Polar provozované pobřežní hlídkou Spojených států , mají kombinovaný dieselelektrický a mechanický pohonný systém, který se skládá ze šesti dieselových motorů a tří plynových turbín . Zatímco dieselové motory jsou spojeny s generátory, které produkují energii pro tři pohonné motory, plynové turbíny jsou přímo spojeny s hnacími hřídeli pohánějícími regulovatelné vrtule. Dieselová elektrická elektrárna může produkovat až 13 000 kW (18 000 k), zatímco plynové turbíny mají nepřetržitý kombinovaný výkon 45 000 kW (60 000 k).

Počet, typ a umístění vrtulí závisí na výkonu, ponoru a zamýšleném účelu plavidla. Menší ledoborce a speciální lodě na lámání ledu si vystačí s jedinou vrtulí, zatímco velké polární ledoborce obvykle potřebují až tři velké vrtule, aby absorbovaly veškerou energii a dodaly dostatečný tah. Některé mělké ponorné říční ledoborce byly postaveny se čtyřmi vrtulemi na zádi. Trysky mohou být použity ke zvýšení tahu při nižších rychlostech, ale mohou se ucpat ledem. Až do 80. let 20. století byly ledoborce pravidelně operující v hřebenových ledových polích v Baltském moři vybaveny první a později dvěma příďovými vrtulemi, které vytvářely silné spláchnutí podél trupu plavidla. To značně zvýšilo schopnost plavidel lámat led snížením tření mezi trupem a ledem a umožnilo ledoborcům proniknout hustými ledovými hřebeny bez pěchování. Přídí vrtule však nejsou vhodné pro polární ledoborce pracující v přítomnosti tvrdšího víceletého ledu, a proto nebyly v Arktidě použity.

Mastera , jeden z prvních dvojčinných tankerů , na otevřené vodě. V ledu bude plavidlo postupovat nejprve přísně.

Azimutové trysky odstraňují potřebu tradičních vrtulí a kormidel tím, že mají vrtule v řiditelných gondolách, které se mohou otáčet o 360 stupňů kolem svislé osy. Tyto trysky zlepšují účinnost pohonu, schopnost lámání ledu a manévrovatelnost plavidla. Použití azimutálních trysek také umožňuje lodi pohybovat se vzadu v ledu bez ztráty manévrovatelnosti. To vedlo k vývoji dvojčinných lodí , plavidel se zádí ve tvaru přídě ledoborce a přídě určeného pro výkon na otevřené vodě. Tímto způsobem zůstává loď ekonomická pro provoz na otevřené vodě, aniž by byla ohrožena její schopnost pracovat v obtížných ledových podmínkách. Azimutové trysky také umožnily vyvinout nové experimentální ledoborce, které pracují bokem a otevírají široký kanál skrz led.

Rezonanční metoda

Vznášedlo může rozbít led metodou rezonance. To způsobí, že led a voda oscilují nahoru a dolů, dokud led neutrpí dostatečnou mechanickou únavu, která způsobí zlomeninu.

Viz také

  • Dvojčinná loď  - Typ lodi lámající led určený k prolomení silného ledu, když jde dozadu
  • Třída ledu  - Zápis přidělený klasifikační společností nebo vnitrostátním orgánem k označení dodatečné úrovně posílení a dalších opatření, která umožňují lodi procházet mořským ledem
  • Seznam ledoborců  - článek seznamu Wikipedie
  • Ledoborec s jaderným pohonem-  typ lodi schopný plavby ve vodách pokrytých ledem
  • Polární třída  - Třída ledu přiřazená lodi klasifikační společností na základě Jednotných požadavků na lodě Polární třídy
  • Říční ledoborec  - Ledoborec určený k provozu v mělkých vodách, jako jsou řeky a ústí řek

Reference

externí odkazy