ما هي كاسحة الجليد وكيف تعمل؟
كاسحات الجليد هي فئة خاصة من السفن المصممة خصيصًا
لكسر الجليد بشكل فعال، يجب على هذه السفنأن تكون قوية جدًا وقصيرة نسبيًا وواسعة وثقيلة للغاية. إنهم يكسرون الجليد باستخدام القصور الذاتي والقوة. في جوهرها، كاسحة الجليد النووية هي باخرة. يقوم المفاعل النووي بتسخين الماء الذي يتحول إلى بخار، الذي يدور التوربينات، التي تثير المولدات، التي تولد الكهرباء، والتي تذهب إلى المحركات الكهربائية التي تدير 3 مراوح.
سمك البدن في الأماكن التي ينكسر فيها الجليد5 سم، ولكن قوة الهيكل لا ترجع إلى سمك الطلاء بقدر ما تعتمد على عدد الإطارات وموقعها. تحتوي كاسحة الجليد على قاع مزدوج، لذلك في حالة حدوث ثقب، لن يتدفق الماء إلى السفينة.
وكيف تختلف كاسحة الجليد عن السفن الأخرى؟
تتميز كاسحات الجليد بقوس مائل،إزاحة كبيرة (الوزن) بالنسبة لحجمها وقوتها. بالإضافة إلى ذلك، فهي معززة خصيصًا لتحمل تأثير السفينة على الجليد بسرعة عالية. الجسم سميك للغاية ومصنوع من الفولاذ المقاوم لدرجات الحرارة المنخفضة. علاوة على ذلك، فإن كاسحات الجليد تتمتع بجوانب وساق مائلة للمناورة في المياه الجليدية. علاوة على ذلك، تتمتع بعض سفن كاسحات الجليد بهيكل أوسع عند مقدمة السفينة مقارنة بمؤخرتها، وذلك من أجل زيادة عرض قناة الجليد التي تخلقها.
يساعده الهيكل المدبب للسفينة العاديةقطع الأمواج وتقليل الاحتكاك بين السفينة والماء. في حين أن السفن الأخرى لديها قوس مدبب، فإن قوس كاسحات الجليد سيكون له تصميم أكثر استدارة حتى تتمكن السفينة من كسر الجليد بوزنها، وكذلك التنقل من خلاله. كانت كاسحات الجليد القديمة تحتوي على هيكل يصل سمكه إلى 50 ملم، بينما تستخدم السفن الحديثة فولاذًا عالي القوة بقوة خضوع تصل إلى 500 ميجا باسكال، مما يوفر قوة متزايدة مع وزن وسمك أقل للفولاذ.
وبالمثل، على الرغم من الجسم القوي،مطلوب تعزيز هيكلي إضافي حتى يتمكن قاطع السفينة من أداء واجباته بشكل فعال. في الواقع، يعد التصميم القوسي لكاسحات الجليد عنصرًا مهمًا نظرًا لأن السفينة تحتاج إلى الإبحار في المياه الجليدية.
بفضل المراوح المزدوجة المثبتة على مقدمة السفينة ومؤخرتها ومحرك القوس، تبرز هذه السفن وسط الحشود وتتحرك بكفاءة على الجليد.
ميزة أخرى مهمة لكسارات الجليد الحديثة مقارنة بالسفن الأخرى هي القوة التي توفرها لتمهيد الطريق لسفن أخرى في المياه الجليدية.
لذلك تحتاج كاسحات الجليد إلى الطاقة. من أين تحصل عليه؟ انها بسيطة - من الطاقة النووية.
على سبيل المثال، على كاسحة الجليد النووية "50 عاما""بوبيدا" قامت بتركيب مفاعلين نوويين بقدرة 170 ميجاوات لكل منهما. وقوة هاتين المنشأتين كافية لتزويد مدينة يبلغ عدد سكانها 2 مليون نسمة بالكهرباء. المفاعلات النووية محمية بشكل موثوق من الحوادث والصدمات الخارجية. يمكن لكاسحة الجليد أن تتحمل ضربة مباشرة في مفاعل طائرة ركاب أو الاصطدام بنفس كاسحة الجليد بسرعة تصل إلى 10 كم / ساعة.
وبالمناسبة، يتم ملء المفاعلات بالوقود الجديد مرة كل 5 سنوات.
ما هي الدول التي تبني كاسحات جليد نووية؟
روسيا أو الاتحاد السوفييتي هي الوحيدةدولة في العالم تصنع كاسحات الجليد النووية. تم بناء هذه السفن خصيصًا مع الأخذ في الاعتبار الأهمية الاستراتيجية لطريق بحر الشمال والحاجة الأكثر وضوحًا لضمان سلامة السفن التجارية الروسية في الشتاء واعتماد مستوطنات القطب الشمالي على الإمدادات.
تمتلك روسيا محطة الطاقة النووية الوحيدة في العالمأسطول كاسحات الجليد ، الذي دعا إلى استخدام الإنجازات النووية المتقدمة لحل مهام ضمان التواجد الوطني في القطب الشمالي. بمظهره ، بدأ التطور الحقيقي لأقصى الشمال. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن جميع الحدود الشمالية للدولة بحرية وتمر عبر مياه المحيط المتجمد الشمالي ، والتي تغطي بحارها الجليد طوال العام تقريبًا ، باستثناء جزء من بحر بارنتس. .
منذ حوالي 30 عاما أكثر من خمسينعلقت قوافل السفن السوفيتية في الجليد في منطقة القطب الشمالي الشرقية. اعتمدت العديد من المناطق المأهولة بالسكان في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية على البضائع والمواد الغذائية التي كان من المفترض أن تقوم السفن بتوصيلها، وكان الوضع نفسه يشكل خطراً على الطاقم. ولحسن الحظ، ضم الأسطول كاسحة الجليد لينين التي تعمل بالطاقة النووية. وبفضل قوتها ومصدر الوقود النووي، أنقذت مئات الأرواح في واحدة من أكبر وأنجح عمليات الإنقاذ في التاريخ. تم إخراج السفينة من الخدمة عام 1989 وتركت في قاعدة كاسحة الجليد النووية في مضيق مورمانسك، ثم أصبحت متحفًا.
لماذا نحتاج كاسحات الجليد؟
بشكل عام، فكرة كاسحة الجليد موجودة منذ فترة طويلة جدًاالأيام الأولى للاستكشاف القطبي. تفيد تقارير Marine Insight أنه في القرن الحادي عشر، ابتكر الناس النماذج الأولية الأولى للسفن الخاصة للإبحار في البحار الشمالية. وبطبيعة الحال، كانت هذه في معظمها قوارب ذات هياكل معززة.
اليوم إلى الوظائف الرئيسية لسفينة كسارة الجليدهو إخلاء الطرق التجارية في المياه الجليدية ، خاصة في فصل الشتاء. على الرغم من أن السفن التي تبحر على طول هذه الطرق التجارية ، مثل بحر البلطيق وسانت لورانس سيواي والبحيرات الكبرى وطريق البحر الشمالي ، مصممة للإبحار في المياه الجليدية ، إلا أن ظروف الجليد الموسمية تجعل من الصعب على السفن الإبحار.
وهكذا ، ترافق التجارة كاسحات الجليدالسفن عند عبور هذه المناطق لضمان الإبحار السلس للسفن. بالإضافة إلى إخلاء الممر لسفن الشحن ، تُستخدم كاسحات الجليد أيضًا على نطاق واسع لدعم برامج البحث في المناطق القطبية.
ما هو أقوى كسر الجليد؟
الجواب لا لبس فيه - "القطب الشمالي".
تنتمي ستة من أصل عشر سفن مدنية روسية تعمل بالطاقة النووية حاليًا إلى هذه الفئة. تم تقاعد الفصول الأربعة الأولى ، ولا يزال اثنان في الخدمة اعتبارًا من عام 2020.
تعد السفينة الرائدة في السلسلة الثانية من كاسحات الجليد النووية من النوع LK-60Ya أقوى كاسحة جليد في العالم.
كاسحات الجليد هذه لها بدن مزدوج وسمكيبلغ حجم الهيكل الخارجي في مناطق كاسحة الجليد حوالي 48 ملم، وفي مناطق أخرى - 25 ملم. يوجد بين الهياكل الداخلية والخارجية صابورة مائية يمكن تحريكها لتسهيل مساعدة كاسحة الجليد. يمكن للسفن من فئة أركتيكا كسر الجليد عن طريق التحرك للأمام أو للخلف. على الرغم من أن لديهم مفاعلين، عادةً ما يتم استخدام أحدهما فقط لتوفير الطاقة بينما يكون الآخر في وضع الاستعداد.
يمكن لكاسحة الجليد النووية أن تخدم عدة أغراض.تم استخدام هذه السفن في عدد من البعثات العلمية في القطب الشمالي، كما كانت تستخدم بانتظام سفن الشحن وغيرها من السفن التي تمر عبر الجليد على طول طريق بحر الشمال. السمة الرئيسية التي تجعل روائع بناء السفن هذه مميزة للغاية هي استقلالها الكامل تقريبًا عن أي وقود تقليدي، بحيث يمكنها العمل بشكل مستقل لمدة 70 عامًا تقريبًا.
أي كاسحة جليد هي الأحدث؟
"الذكرى الخمسين للنصر" هي الأحدث من بين سبعةسفن من سلسلة كاسحة الجليد النووية فئة أركتيكا. تم بناؤه في أحواض بناء السفن في بحر البلطيق والأميرالية في سانت بطرسبرغ. بدأ بناء السفينة في أكتوبر 1989 في حوض بناء السفن في بحر البلطيق، لكنه توقف في عام 1994 بسبب مشاكل التمويل واستؤنف في عام 2003. استغرق بناء كاسحة الجليد ما يقرب من 18 عامًا، وفي نهاية عام 2007 كانت كاسحة الجليد جاهزة للتشغيل.
الصورة: rosatom.ru
السفينة حديثةوهي نسخة مختلفة من كاسحة الجليد من طراز Arktika، ولها هيكل مزدوج وقوس على شكل ملعقة. يزيد شكل السفينة من قدرات كسر الجليد، كما أن الهيكل مطلي بطلاء بوليمر لتقليل الاحتكاك. يبلغ طولها الإجمالي 160 مترًا، وعرضها 30 مترًا، وغاطسها 11 مترًا، وعمقها 17.2 مترًا. الإزاحة 25840 طن. يمكن للسفينة اختراق الجليد حتى عمق 2.8 متر بسرعة ثابتة.
في المحيط المتجمد الشمالي، يمكن لكاسحة الجليدتصل إلى أي نقطة في أي وقت من السنة. ووفقا لمواصفات شركة بناء السفن، يمكن للسفينة أن تتحرك بحرية، وتتغلب على الجليد المسطح الذي يصل سمكه إلى 2.8 متر. لكن السفينة، كقاعدة عامة، لا تواجه الجليد المسطح طوال الوقت؛ يمكن أن يصل سمك التلال الجليدية من 5 إلى 20 مترًا، ولا يمكن أن تمر كاسحة الجليد من خلالها بسلاسة، ولكنها تقطع الجليد مثل قطع الخشب بفأس: ببطء، تقطيع قطعة واحدة، ثم أخرى. البنية الفوقية للسفينة قوية ومستقرة، وهي قادرة على هذا النهج.
تم تجهيز بوبيدا بجهاز رقمي آلينظام التحكم. تم تحديث مجمع الحماية البيولوجية وإضافة حجرة بيئية. تحتوي السفينة على مهبط طائرات هليكوبتر مناسب لطائرة هليكوبتر من طراز MI-2 أو MI-8. تشتمل محطة توليد الطاقة بالسفينة على مفاعلين: أحدهما لتزويد الطاقة والآخر في وضع الاستعداد.
أي كاسحة جليد ستكون التالية؟
العالم كله ينتظر بناء كاسحات الجليد النووية للمشروع10510 "الزعيم" (LK-120Ya) هو مشروع كاسحات الجليد الذرية الروسية بقدرة 120 ميجاوات مع محطة للطاقة النووية. تتمثل المهام الرئيسية لهذه السفن في ضمان الملاحة على مدار العام على طول طريق بحر الشمال والبعثات إلى القطب الشمالي. نظرًا للعرض المتزايد للبدن ، فمن المخطط القيام بسفن ذات سعة كبيرة.
الصورة: rosatom.ru
ومن المقرر بناء سلسلة من ثلاث كاسحات الجليدقدرة مجمع بناء السفن في الشرق الأقصى "زفيزدا" قيد الإنشاء في إقليم بريمورسكي، ويتم بناؤه من قبل كونسورتيوم بقيادة روزنفت. سيكون التمويل بنسبة 100٪ من الميزانية الفيدرالية لروسيا وفقًا لمرسوم حكومة الاتحاد الروسي بتاريخ 15 يناير 2020 رقم 11 «بشأن استثمارات الميزانية في بناء كاسحة الجليد النووية الرائدة للمشروع 10510 "الزعيم" (وقعه د. ميدفيديف في غضون ساعات قليلة حتى الاستقالة في 15 يناير 2020)؛ تقدر تكلفة البناء بـ 127.5 مليار روبل. ويمكن بناء المزيد من كاسحات الجليد لمشروع القائد بموجب امتياز.
نموذج كاسحة الجليد "القائد".
بدأ بناء أول كاسحة جليد في 6 يوليو2020 ؛ تم تحديد تاريخ التكليف لعام 2027. في عام 2023 ، من المخطط وضع كاسحات الجليد التالية ، وتسليمها إلى العميل FSUE Rosatomflot بحلول عام 2033.
من المتوقع وجود توقعات كبيرة من كاسحات الجليد من فئة القادةزيادة قدرة تكسير الجليد: وفقًا للحسابات ، ستكون كاسحات الجليد الجديدة قادرة على التنقل بحرية في جليد مستمر يصل سمكه إلى 4.3 متر. في الممارسة العملية ، تعني "أينما وحيثما ، في جميع أنحاء القطب الشمالي".
هل من الممكن السفر على كاسحة الجليد؟
نعم. لكنها لا تأتي رخيصة.
تجد نفسك على قمة الكوكب، عبوريمكن الاستمتاع بالمحيط المتجمد الشمالي على واحدة من أقوى كاسحات الجليد النووية في العالم، واستكشاف المواقع التاريخية في فرانز جوزيف لاند، وركوب قوارب البروج، والنظر إلى الدببة القطبية وحيوانات الفظ. تعرض العديد من شركات السفر نقل كاسحة الجليد النووية إلى "قمة العالم" مقابل 28000 إلى 45000 دولار (2 إلى 4 ملايين روبل). عادة ما يتم التخطيط للرحلات في الصيف.
قراءة المزيد
تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟
لقد أدى تغير المناخ إلى تحويل محور الأرض
أخبرت ناسا كيف سيتم تسليم عينات من المريخ إلى الأرض
قم بتعبئة الجليد - جليد البحر بسمك لا يقل عن 3متر ، والتي كانت موجودة لأكثر من دورتين سنويتين من النمو والذوبان. في شكل حقول جليدية واسعة النطاق ، لوحظ بشكل رئيسي في حوض القطب الشمالي. الاسم الأكثر صحة هو الجليد الدائم.
الهيكل العلوي للسفينة - هيكل مغلق على السطح الرئيسي للسفينة ، يقع من جانب إلى آخر ، أو على مسافة قصيرة من الجانبين ، ولا يتجاوز عرضه 4٪.
إذا كان هذا الهيكل يقع على مسافة أكبر من الجانبين، فإنه يطلق عليه سطح السفينة.