БСЭ1/Ледоколы

Ледоколы
Большая советская энциклопедия (1-е издание)

Словник: Ларте — Лилло. Источник: т. XXXVI (1938): Ларте — Лилло, стлб. 220—230 ( РГБ )

ЛЕДОКОЛЫ, суда особого типа, специально предназначенные для работы во льдах в целях поддержания навигации в замерзающих бассейнах, проводки караванов судов и выполнения других работ. По характеру выполняемых работ Л. разделяются на линейные, вспомогательные и портовые. Линейные Л. предназначаются для преодоления сопротивления льдов значительной толщины и прочности и для проводки караванов судов на большое расстояние в тяжелых льдах. Такие Л. имеют по 2—3 машины общей мощностью 6—10 тыс. л. с., значительный запас топлива и максимальную прочность корпуса. Вспомогательные Л. применяются для выполнения вспомогательных работ при проводке караванов линейными Л. и для самостоятельных работ в доступных им льдах. По сравнению с линейными они имеют меньшую мощность (ок. 3—5 тыс. л. с.), меньшую прочность корпуса, а также меньший запас топлива. Линейные и вспомогательные Л. используются для экспедиционных целей. Портовые Л. (мощностью от 700 до 3 тыс. л. с.) работают в портах по установке судов к причалам, перестановке их с одного места на другое, выводу на рейд, а также по поддержанию зимнего сообщения между отдельными участками порта.

Работа морских Л. во льдах заключается в прокладывании канала для движения судов, проводке каравана судов, маневренной работе во льдах, буксировке судов, оказании им помощи и содействия при сжатиях льдов, при повреждениях и т. д. Ледоколам, помимо сопротивления воды, приходится преодолевать сопротивление льда. Лед бывает разнообразного характера, начиная от редкого битого, покрывающего небольшую часть видимой поверхности, и кончая сплошными ледяными полями толщиной 1—2 м с нагромождениями льдин (торосами) до 6—8 м и более. Л. преодолевают сопротивления льда: 1) непрерывным давлением на лед и 2) ударами о лед. В обоих случаях обламывание льда происходит вследствие вертикального давления на него носовой части Л. При встрече с ледяным полем Л. своей носовой частью наползает на лед и продавливает его тяжестью своего корпуса; при этом форштевень Л. опускается вниз. После этого следует нек-рое продвижение Л. вперед и затем вновь наползание на лед, обламывание его ит. д. Льдины, отломанные от ледяного поля носовой частью Л., становятся наклонно, скользят по бортам, направляются к днищу и разламываются на отдельные куски, которые отбрасываются назад вместе со струей воды от винтов. Л. оставляют за собой канал, ширина к-рого на 0,5—1,0 м превышает ширину Л. Рис. 1. Л. «Иосиф Сталин» (продольный разрез): 1 — тяжелый аэроплан; 2 — легкие аэропланы; 3 — каюты команды; 4 — вельбот; 5 — балласт; 6 — грузовой трюм или уголь; 7 — румпельное отделение; 8 — ахтер-пик (балласт пресной воды); 9 — грузовой трюм; 10 — машинные кладовые; 11 — машинное отделение; 12 — уголь; 13 — пресная вода; 14 и 15 — кормовые котельные отделения; 16 и 17 — носовые котельные отделения; 18 — рефриж. машина; 19 — каюты комсостава; 20 — провизия; 21 — судовые запасы; 22 — цепной ящик; 23, 24 и 25 — дифферентная цистерна; 26 — помещение аммонала; 27 — креповая цистерна; 28 — валопровод; 29 — ахтер-пик; 30 — лед. При наличии снегового покрова на льду сопротивление движению Л. значительно увеличивается. При встрече с ледяными полями значительной толщины или с ледяными нагромождениями (торосами) Л. приходится преодолевать лед с разбега полным ходом, причем иногда, чтобы пробить торос, разбеги приходится повторять несколько раз. Случается, что ледокол настолько плотно вклинивается в торос, что не может ни продвинуться вперед ни отойти назад. Чтобы дать возможность Л. сойти с тороса, применяют: 1) размывание льда струей воды от действия винтов; 2) поперечное накренение Л. путем бортовой перекачки водяного балласта; 3) изменение дифферента Л. путем продольной перекачки балласта; 4) закрепление Рис. 2. Л. «Иосиф Сталин». Мидельшпангоут: 1  — каюта команды; 2  — шахта машинного отд.; 3  — шахта котельного отд.; 4  — котельное отд.; 5 — машинное отделение; 6  — угольный бункер; 7  — креновая цистерна; 8  — верхняя палуба; 9  — жилая палуба; 10  — паровой котел; 11  — главная паровая машина; 12  — ледовая обшивка; 13  — кильсоны машин фундамента; 14  — фундамент под котел; 15  — бортовый стрингер; 16  — нижняя палуба; 17  — главная палуба; 18  — холодильник; 19  — рамный шпангоут; 20  — уголь.во льду ледяного якоря и стягивание Л. при помощи этого якоря и его стального тросса, выбираемого брашпилем или буксирной лебедкой. При проводке каравана судов ледоколу приходится совершать маневренную работу: 1) разворачивание, 2) окалывание судов, застрявших во льдах или подвергающихся сжатию льдами, 3) подход к судам для снабжения их топливом, 4) взятие судов на буксир и т. д. Буксировка судов во льдах производится обычно по одному судну. В зависимости от ледовых условий, типа и состояния судна и пр. буксировка производится или на длинном буксирном троссе (50—100 м) или путем подтягивания носа судна вплотную к корме Л. Одной из особенностей Л. является применение на некоторых из них носовых винтов. Наличие носового винта, как показал опыт работы Л. в Балтийском м., облегчает прохождение Л. через торосистые льды и через льды, покрытые снегом. Передний винт размывает снег, являющийся липкой массой с большим сопротивлением движению, облегчает ломку ледяного поля путем отсасывания воды из-подо льда и уменьшения давления под ним. Но в полярных морях, где крепость льда значительно больше, чем в Балтийском море, носовой винт оказался непригодным и после первой же полярной экспедиции «Ермака» был с него снят.

Соотношение главных размерений и форма корпуса Л. (рис. 1 и 2) обусловлены основным назначением этих судов. В целях получения хорошей поворотливости для выполнения маневренных работ Л. делаются короткими и широкими, с отношением длины $L$ к ширине $B$ в пределах $L:B=3,8:4,5$. По сравнению с обычными судами Л. имеют более острые очертания; цилиндрическая часть корпуса отсутствует. На бортовой поверхности корпуса нет прямых линий и плоскостей. Кривизна корпуса Л. способствует движению разломанных льдин к днищу, уменьшению давления льда на его корпус при сжатии льда и на корпус другого судна при окалывании его Л. — Коэффициенты полноты (см. Судостроение) грузовой ватерлинии ($\alpha$), мидельшпангоута ($\beta$) и водоизмещения ($\delta$) по своей численной величине имеют меньшее значение, чем для обычных судов; среднее значение этих коэффициентов для Л. заключается в пределах: $\alpha =0,70-0,76$; $\beta =0,76-0,86$; $\delta =0,40-0,52.$

Носовая часть корпуса Л. имеет очертания, способствующие восхождению его на лед и обламыванию льда, — форму наклонного клина (рис. 3). Форштевень и носовые батоксы составляют с грузовой ватерлинией угол в 20—25° («угол нападения»). Борта Л. наклонены к вертикали; в средней части корпуса угол наклонаРис. 3. Л. «Ермак» в доке. Вид с носа. бортов равен 11—20°. Верхняя часть надводного борта завалена внутрь — для защиты от повреждения мостиков, шлюпок, леерного ограждения и других частей, расположенных у бортов. Корма у Л. крейсерского типа; очертания ее рассчитаны на работу Л. во льду задним ходом и на защиту руля и винтов от повреждения. В отношении мореходных качеств Л. характеризуется большой поворотливостью, чрезмерной, по сравнению с обычными судами, остойчивостью (начальная метацентрическая высота $Mg$ равна 2—3 м), порывистой качкой. Непотопляемость Л. обеспечивается при заполнении водой любых двух отсеков.

Для оценки ледовой активности ледокола было предложено несколько приближенных формул. Лучшими из них являются формулы Руненберга:

$t=0,5{\sqrt {\frac {P}{\sqrt {B}}}};$ $P={\frac {1.687,5N_{i}(\cos \,\varphi \cdot \cos \,\beta -f\cdot \sin \,\varphi )}{n\cdot H(\sin \,\varphi \cdot \cos \,\beta +f\cdot \cos \,\varphi )}},$

где $t$ — толщина разламываемого льда в сантиметрах; $P$ — вертикальное давление, развиваемое Л., в килограммах; $B$ — ширина Л. в метрах; $N_{i}$ — индикаторная мощность; $H$ — шаг гребного винта; $n$ — число оборотов винта в минуту; $\varphi$ — угол среднего наклонения батоксов к горизонту; $\beta$ — угол среднего наклонения к горизонту сечений, перпендикулярных к батоксам; $f$ — коэффициент трения.

Во время работы Л. приходится ударять с полного хода в лед, а также испытывать значительное давление во время сжатия льда. Поэтому корпус Л. должен обладать очень большой общей и местной прочностью. Усиление прочности Л. достигается путем уменьшения его шпаций (расстояния между шпангоутами), усиления продольных и поперечных связей, постановки добавочных связей (промежуточных шпангоутов, бортовых стрингеров, платформ и диаметральных переборок в оконечностях и пр.). Это усиление распространяется на все участки корпуса и достигает наибольшей величины в районе непосредственного соприкосновения корпуса со льдом (нос, корма и ледовый пояс по всему протяжению судна). Л. имеют двойное дно на всем протяжении корпуса, исключая водяные цистерны в оконечностях, а также двойной борт, образованный наружной обшивкой и бортовыми продольными переборками, от 2 до 4 палуб и от 7 до 10 поперечных водонепроницаемых переборок. Размеры и прочность шпангоутов, флор, стрингеров и других связей значительно превышают требования классификационных обществ. Для усиления прочности шпангоуты в носу ставятся нормально к борту. Толщина наружной обшивки доходит до 32—33 мм в средней части (по ледовому поясу) и до 38 мм в носовой оконечности. Листы наружной обшивки в районе соприкосновения корпуса со льдом соединяются вгладь — на внутренних стыковых планках по горизонтальным и вертикальным швам. На некоторых ледоколах поставлена двуслойная обшивка. В последнее время в ледоколостроении применяются электросварные соединения частей корпуса.

На построенных Л. мощность механизмов достигает 10 тыс. л. с.; число машин — 3; многие Л. имеют носовые машины. Величина относительной мощности механизмов, приходящейся на 1 т водоизмещения, составляет: для Л. без носового винта от 1 л. с. до 1,85 л. с.; для Л. с носовым винтом от 1,25 л. с. до 2,10 л. с. На всех построенных Л. установлены паровые машины с котлами угольного или нефтяного отопления (за исключением шведского Л. «Имер», имеющего дизель-электрические установки). К ледокольным машинам предъявляются следующие требования: развивать полную мощность при работе во льду, допускать форсировку, быстрое изменение направления вращения, выдерживать удары винта об лед и заклинивание винта во льду. Движущиеся части машин, рамы, фундаменты, валы и пр. делаются для Л. на 30—60% прочнее, чем для обычных судов. Котлы — цилиндрические с обратным ходом пламени. Крепление механизмов и котлов к корпусу усиленное в виду значительных наклонений Л. при работе во льду и стремительной качки его на море. Гребные винты — стальные, со съемными лопастями усиленной прочности.

Для увеличения силы, удерживающей Л. при стоянке на якоре в дрейфующем льду, вес становых якорей увеличивается на 20—25% по сравнению с обычными судами тех же размеров; соответственно этому увеличивается и прочность якорных канатов. Кроме обычных якорей, Л. снабжаются еще особыми «ледовыми якорями», предназначенными для закрепления их во льду в целях стягивания Л. с торосов. Форма рулей выбирается с учетом необходимости предохранения их от повреждения во льдах. Баллер, перо руля и другие части делаются усиленной прочности (на Л. «Красин» и «Ермак» перо сделано из литой стали). Для буксировки во льду следующих за Л.Рис. 4. Л. «Ермак» в доке. Вид с кормы. судов на нем устанавливаются буксирные лебедки с автоматическим приспособлением для регулирования натяжения буксирного тросса. На Л. «Ермак», «Ленин» и др. в кормовой части корпуса имеется специальный вертикальный жолоб, в к-рый входит носом буксируемое судно (рис. 4). Л. «Трувор» имеет специальное устройство (шахту) для смены лопастей и ремонта гребного винта на плаву, без постановки Л. в док. Для осуществления поперечного и продольного накренения имеются креповые и дифферентные цистерны, вмещающие водяной балласт, перекачка которого позволяет сообщать Л. крен до 6—8° и дифферент до 3°. Перекачка балласта производится особыми насосами производительностью 600—1.500 т воды в час. Эти же насосы используются для откачки воды из собственных отсеков и из других судов. Для выполнения спасательных работ Л. снабжены переносными электропомпами, водолазными станциями, пластырями и пр.

Табл. 1. — Основные данные 5 лучших ледоколов    СССР.

Наименование	Год по- строй- ки	Длина	Ширина	Осадка	Водоиз- мещение (в т)	Число машин		Общая мощность (в л. с.)	Топливо
		в метрах				в носу	в корме
«Ермак»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1899	95,90	21,50	7,93	8.700	—	3	9.300	уголь
«Макаров»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1916	73,15	17,02	6,10	4.000	1	2	6.500	»уголь
«Красин»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1917	96,90	21,50	7,93	8.750	—	3	10.000	»уголь
«Ленин»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1917	83,00	19,15	6,10	5.430	1	2	8.000	»уголь
«Торос»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1928	61,20	13,96	5,10	2.000	—	1	2.650	»уголь

Первый Л. (колесный) был построен в 1837 для работы на р. Делавар в Канаде. Первый винтовой Л. «Пилот» был применен в 1864 для работы между Кронштадтом и Ораниенбаумом. Успешная работа «Пилота» вызвала постройку Л. в других странах. В течение 30 лет было построено около 40 пароходов-ледоколов мощностью от 300 до 4.000 л. с. Постройка в 1899 Л. «Ермак» ознаменовала, собой переход к новым типам Л. Большое количество Л. было построено в 1914—17. В настоящее время Л. имеются в СССР, Скандинавских и Прибалтийских государствах, Германии, Канаде и Японии. Общая мощность ледокольного флота составляет около 200 тыс. л. с., и в которых ок. 50% приходится на долю СССР. Из числа построенных до сего времени Л. наиболее значительным по размерам и мощности является Л. «Красин» (см.). Из иностранных Л. лучшим является шведский Л. «Имер» постройки 1932; его длина — 75 м, ширина — 18,6 м осадка — 6,4 м, водоизмещение — 4.330 т; общая мощность трех машин, из к-рых одна в носу, — 9 тыс. л. с. — В связи с освоением Северного морского пути, а также необходимостью проведения зимней навигации в замерзающих портах в СССР строится в настоящее время (1937) 4 мощных Л., в их числе Л. «Иосиф Сталин», основные размеры которого следующие: длина наибольшая — 106,6 м, ширина наибольшая — 23,1 м, водоизмещение при осадке — 9,15 м — 11 тыс. т, мощность трех машин — 10 тыс. л. с.; ледокол будет иметь два легких и один тяжелый самолет.

Кроме Л., в арктических районах применяются особые суда ледокольного типа, предназначенные для самостоятельного плавания во льдах определенного характера. Эта категория судов является промежуточной между ледоколами и грузовыми судами. Ледокольные суда разнообразны но роду выполняемых работ, конструкции корпуса, ледовой активности и пр.; они применяются в условиях ледовой обстановки для экспедиционных целей (суда гидрографические, исследовательские), для перевозки груза и пассажиров, для морского зверобойного промысла и пр. В течение летней навигации и вне арктических районов эти суда работают наравне с другими судами торгового флота. — Впервые ледокольные пароходы были применены в Канаде для работы в Гудсоновом заливе, на реке св. Лаврентия и др. В период первой империалистической войны ряд ледокольных судов («Седов», «Сибиряков», «Садко», «Малыгин» и др.) был приобретен Россией для поддержания зимнего сообщения между Архангельском, Мурманском и портами Зап. Европы. В наст. время ледокольные суда, работают в СССР, Канаде, США (Аляска), Скандинавских странах, Японии, совершая рейсы по Северному морскому пути, в Исландию, Гренландию и т. д. Советские ледокольные пароходы приобрели заслуженную славу благодаря своей выдающейся работе в Арктике: исторический рейс «Сибирякова» с запада на восток в 1932, поход «Челюскина» в 1934, рейсы на Северную Землю и т. д.

Табл. 2. — Основные данные типовых ледокольных судов
СССР.

Наименование	Год по- стройки	Длина	Ширина	Осадка	Водоиз- мещение (в т)	Мощность (в л. с.)
		в метрах
«Таймыр»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1908	58,0	11,2	4,5	1.380	1.200
«Сибиряков»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1909	73,4	10,9	5,36	2.600	2.000
«Севморпуть I»  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	строится	100,5	15,0	6,3	6.530	2.500

Новейшим иностранным ледокольным судном является японское «Soya Maru» постройки 1932 ($L$ — 95 м, $B$ — 14,1 м, осадка — 5,5 м, водоизмещение — 4.640 т, мощность машин — 5.500 л. с.). «Таймыр» является экспедиционным судном; «Сибиряков» служит для экспедиционных целей, перевозки грузов и зверобойного промысла; «Севморпуть I» — грузовое, «Soya Maru» — пассажирское судно. Степень ледовой активности данной категории судов зависит от их главных размерений, формы, прочности корпуса, мощности и пр. Отличие формы ледокольных судов от обычной (судов данной категории) заключается в уменьшении их коэффициента полноты водоизмещения за счет заостренияРис. 5. Продольный разрез и план Л. «Севморпуть I»: 1  — румпельное отделение; 2  — шахта для ремонта винта; 3  — провизия; 4  — ахтер-пик; 5  — балласт; 6  — шахта из тоннеля; 7  — твиндек (каюты команды и комсостава); 8  — грузовые трюмы; 9  — льяло; 10  — балласт или нефть; 11 — машинное отделение; 12  — котельное отделение; 13  — коффердам; 14  — пресная вода; 15  — сухой песок; 16  — угольная яма; 17  — помещение гирокомпаса; 18  — погрузка угля; 19  — шахта в лагу; 20  — пушнина; 21  — цепной ящик; 22  — шкиперская; 23  — троссовое помещение; 24  — фор-пик; 25  — ледовой ящик; 26  — пресная вода; 27  — сточная цистерна; 28  — выгородка лага; 29  — тоннель гребного вала; 30  — цистерна питьевой воды. оконечностей и уменьшения длины цилиндрической вставки. Форштевень закругленный или прямой наклонный («Soya Maru»), нос сильно подрезан, корма имеет очертания, рассчитанные на защиту винта и руля (рис. 5 и 6). Прочность набора ледокольных судов усиливается путем постановки второй палубы в районе воздействия льда на корпус, уменьшения шпаций,Рис. 6. Л. «Севморпуть I». Мидельшпангоут. постановки промежуточных шпангоутов и горизонтальных платформ в оконечностях судна, добавочных стрингеров и пр. В грузовых трюмах иногда применяется установка «айсбимсов»  — деревянных съемных распор между бортами («Сибиряков», «Седов» и др.). Наружная обшивка утолщается в носовой части (до 30 мм), в корме (до 25 мм) и по ледовому поясу в средней части судна (до 20—24 мм). На пароходе «Севморпуть I» для увеличения жесткости корпуса вторая палуба сделана плоской (без погиби); в районе машинно-котельного отделения имеется двойной борт, образованный наружной обшивкой и бортовыми продольными переборками; корпус сварной (кроме обшивки). Форма выступающих частей корпуса выбирается с расчетом уменьшения возможности повреждения их во льдах. На пароходе «Севморпуть I» и «Soya Maru» очертание кормы таково, что оно составляет плавное продолжение очертания руля при положении его в диаметральной плоскости; это увеличивает надежность руля при работе во льдах. Прочность рулей, валов и винтов увеличена. На пароходе «Севморпуть I» имеется шахта для ремонта винта на плаву. — В 1936 в Союзе ССР построена серия ледовых судов типа Л. — «Косарев» и «Андреев»  — грузоподъемностью по 3.400 т, отличающихся от указанных выше; новые суда — теплоходы с двигателями Дизеля мощностью 1.500 л. с. Для предотвращения возможности повреждений дизеля при заклинивании винта во льду на валу установлена гидравлическая муфта системы «Вулкан». Борта этих ледокольных судов наклонены к вертикали под углом 12°. На протяжении грузовых трюмов бортя двойные; пространство двойных бортов использовано для водяного балласта. Эти суда участвовали в арктической навигации 1936. — Ведущее положение в ледокольном деле принадлежит СССР. Советский Союз занимает первое место как по количеству, так и по мощности ледоколов и ледокольных судов, по объему и характеру их работы во льдах, а также по выполняемой научно-исследовательской работе в области ледоколостроения.

Лит.: Макаров С. О., «Ермак» во льдах, СПБ, 1901; Рунеберг Р. И., О пароходах для зимнего плавания и о ледоколах, СПБ, 1890; Изучение ледокольного дела в морских портах СССР (Труды Научно-технич. комитета НКПС, вып. № 5), М., 1925.