מה זה שובר קרח ואיך זה עובד?
שוברי קרח הם סוג מיוחד של ספינות שנועדו
כדי לשבור ביעילות קרח, ספינות כאלה חייבותלהיות חזק מאוד, קצר יחסית, רחב וכבד במיוחד. הם שוברים קרח באמצעות אינרציה וכוח. במהותה, שוברת קרח גרעינית היא ספינת קיטור. הכור הגרעיני מחמם מים, שהופכים לקיטור, המסובבים טורבינות, שמסעירות גנרטורים, שמייצרים חשמל, שמגיעים למנועים חשמליים, המסובבים 3 מדחפים.
עובי גוף במקומות שבהם קרח נשבר5 סנטימטרים, אבל חוזק הגוף נתון לא כל כך על ידי עובי הציפוי אלא על ידי מספר ומיקום המסגרות. לשובר הקרח תחתית כפולה, כך שבמקרה של חור לא יזרמו מים לתוך הספינה.
ובמה שונה שובר הקרח מספינות אחרות?
שוברי קרח נבדלים על ידי קשת נוטה,תזוזה גדולה (משקל) עבור גודלו ועוצמתו. בנוסף, הם מחוזקים במיוחד כדי לעמוד בפני פגיעת ספינה על קרח במהירות גבוהה. הגוף עבה מאוד ועשוי מפלדה, עמיד לטמפרטורות נמוכות. יתרה מכך, לתמרון במים קפואים, לשוברי קרח יש דפנות משופעות וגבעול יתרה מכך, לחלק מהספינות שוברות הקרח יש גוף רחב יותר בחרטום מאשר בירכתי על מנת להגדיל את רוחב תעלת הקרח שהיא יוצרת.
גוף הספינה המחודד של ספינה רגילה עוזר לולחתוך את הגלים ולהפחית את החיכוך בין הספינה למים. בעוד שלספינות אחרות יש חרטום מחודד, החרטום של שוברי הקרח יהיה בעל עיצוב מעוגל יותר כך שהספינה תוכל לשבור קרח עם משקלה וגם לנווט דרכו. לשוברי קרח ישנים היה ציפוי של עד 50 מילימטרים בעובי של ספינות מודרניות משתמשות בפלדה בעלת חוזק גבוה עם חוזק תפוקה של עד 500 MPa, המספקת חוזק מוגבר עם פחות משקל ועובי פלדה.
כמו כן, למרות הגוף החזק,נדרש חיזוק מבני נוסף על מנת שפורץ הספינה יבצע ביעילות את תפקידו. למעשה, עיצוב החרטום של שוברי קרח הוא מרכיב חשוב מכיוון שהספינה צריכה לנווט במים קפואים.
עם מדחפים כפולים מורכבים בחרטום וירכתיים ועם מדחף חרטום, כלי השיט הללו בולטים מהקהל ומתמרנים ביעילות על הקרח.
מאפיין חשוב נוסף של שוברי הקרח המודרניים בהשוואה לספינות אחרות הוא הכוח שהם מספקים לסלול את הדרך לספינות אחרות במים קפואים.
אז שוברי הקרח זקוקים לכוח. מאיפה להשיג את זה? זה פשוט - מאנרגיה גרעינית.
לדוגמה, על שוברת הקרח הגרעינית "50 שנה"פובדה" התקינה 2 כורים גרעיניים בהספק של 170 מגה וואט כל אחד. הכוח של שני המתקנים הללו מספיק כדי לספק חשמל לעיר עם אוכלוסייה של 2 מיליון איש. כורים גרעיניים מוגנים בצורה מהימנה מפני תאונות וזעזועים חיצוניים. שוברת הקרח יכולה לעמוד בפני פגיעה ישירה בכור של מטוס נוסעים או התנגשות עם אותו שוברת קרח במהירויות של עד 10 קמ"ש.
אגב, כורים מתמלאים בדלק חדש אחת ל-5 שנים.
אילו מדינות בונות שוברי קרח גרעיניים?
רוסיה או ברית המועצות היא היחידהמדינה בעולם שבונה שוברות קרח גרעיניות. כלי שיט מסוג זה נבנו במיוחד תוך התחשבות בחשיבות האסטרטגית של נתיב הים הצפוני ובצורך הברור יותר להבטיח את בטיחותן של ספינות סוחר רוסיות בחורף ואת התלות של היישובים הארקטיים באספקה.
ברוסיה יש תחנת הכוח הגרעינית היחידה בעולםצי פורץ הקרח, שנקרא להשתמש בהישגים גרעיניים מתקדמים כדי לפתור את הבעיות של הבטחת נוכחות לאומית בקוטב הצפוני. עם הופעתה החלה ההתפתחות האמיתית של הצפון הרחוק. זאת בשל העובדה שכל הגבולות הצפוניים של המדינה הימיים והם עוברים במימי האוקיאנוס הארקטי, שיםו מכוסה בקרח כמעט בכל ימות השנה, למעט חלק מים בארנטס. .
לפני כ-30 שנה יותר מחמישיםשיירות ספינות סובייטיות נתקעו בקרח של מזרח האזור הארקטי. אזורים מיושבים רבים בברית המועצות היו תלויים במטען ובמזון שהספינות היו אמורות לספק, והמצב עצמו היווה סכנה לצוות. למרבה המזל, הצי כלל את שוברת הקרח המונעת בכוח גרעיני לנין. הודות לכוח ולמקור הדלק הגרעיני שלו, הוא הציל מאות חיים באחד מפעולות החילוץ הגדולות והמצליחות בהיסטוריה. הספינה הוצאה משירות ב-1989 והושארה בבסיס שובר הקרח הגרעיני בפיורד מורמנסק, ולאחר מכן הפכה למוזיאון.
מדוע יש צורך בשוברי קרח?
באופן כללי, הרעיון של שוברת קרח קיים זמן רב מאוד מאזהימים הראשונים של חקר הקוטב. Marine Insight מדווח כי עוד במאה ה-11, אנשים יצרו את אבות הטיפוס הראשונים של ספינות מיוחדות לשיט בים הצפוני. כמובן, לרוב אלו היו סירות עם גוף מחוזק.
היום לפונקציות העיקריות של ספינת פורץ הקרחהוא פינוי דרכי סחר במים קפואים, במיוחד בחורף. אף על פי שספינות המפליגות בדרכי סחר אלה, כמו הים הבלטי, דרך סנט לורנס, האגמים הגדולים ונתיב הים הצפוני, נועדו להפליג במים קפואים, תנאי קרח עונתיים מקשים על ניווט הספינות.
לפיכך, שוברי קרח מלווים את המסחרספינות בעת חציית אזורים אלה כדי להבטיח הפלגה חלקה של ספינות. בנוסף לניקוי המעבר לספינות משא, שוברי קרח נמצאים בשימוש נרחב לתמיכה בתוכניות מחקר באזורי הקוטב.
מה שובר הקרח החזק ביותר?
התשובה היא חד משמעית - "ארקטי".
שש מתוך עשר ספינות אזרחיות המונעות על ידי גרעין שייכות כיום למעמד זה. ארבע הכיתות הראשונות יצאו לפנסיה, בעוד שתיים נותרות בשירות החל משנת 2020.
כעת הספינה המובילה בסדרה השנייה של שוברות קרח המונעות על ידי גרעיני מסוג LK-60Ya היא שוברת הקרח החזקה ביותר בעולם.
לשוברות הקרח הללו יש גוף כפול, עוביהגוף החיצוני באזורי שוברי קרח הוא כ-48 מ"מ, ובאזורים אחרים - 25 מ"מ. בין הקליפה הפנימית והחיצונית יש נטל מים, הניתן להזזה כדי להקל על סיוע לשובר קרח. ספינות מסוג Arktika יכולות לשבור קרח על ידי תנועה קדימה או אחורה. למרות שיש להם שני כורים, בדרך כלל רק אחד משמש לאספקת אנרגיה בעוד השני במצב המתנה.
שוברת קרח גרעינית יכולה לשרת מספר מטרות.ספינות אלו שימשו במספר משלחות מדעיות בקוטב הצפוני וספינות מטענים וספינות אחרות כפויות באופן קבוע שעברו דרך הקרח לאורך נתיב הים הצפוני. התכונה העיקרית שהופכת את פלאי בניית הספינות הללו לכל כך מיוחדים היא עצמאותם הכמעט מוחלטת מכל דלק מסורתי, כך שהם יכולים לפעול באופן אוטונומי במשך כמעט 70 שנה.
איזה פורץ קרח הוא החדש ביותר?
"50 יום השנה לניצחון" הוא החדש מבין שבעהספינות מסדרת שוברי הקרח הגרעיניים מסוג Arktika. נבנה במספנות הבלטיות והאדמירליות בסנט פטרסבורג. בניית הספינה החלה באוקטובר 1989 במספנה הבלטית, אך הופסקה ב-1994 עקב בעיות מימון והתחדשה ב-2003. בניית שוברת הקרח ארכה כמעט 18 שנים, ובסוף 2007 הייתה שוברת הקרח מוכנה לפעולה.
תמונה: rosatom.ru
הספינה היא מודרניתגרסה של שוברת הקרח מסוג Arktika, יש לה גוף כפול וקשת בצורת כפית. צורת הכלי מגבירה את יכולות שבירת הקרח, והגוף מצופה בצבע פולימרי להפחתת החיכוך. אורך כולל של 160 מ', רוחב של 30 מ', טיוטה של 11 מ' ועומק של 17.2 מ'. תזוזה 25 840 טון. הכלי יכול לפרוץ דרך קרח עד לעומק של 2.8 מ' במהירות קבועה.
באוקיינוס הארקטי, שוברת קרח יכולהלהגיע לכל נקודה בכל עת של השנה. לפי המפרט של בונה הספינה, הספינה יכולה לנוע בחופשיות, להתגבר על קרח שטוח בעובי של עד 2.8 מטרים. אבל ספינה, ככלל, לא נתקלת בקרח שטוח כל הזמן; רכסי קרח יכולים להגיע לעובי של בין 5 ל-20 מטרים, ושובר קרח יכול לעבור דרכם לא בצורה חלקה, אלא לחתוך את הקרח כמו גרזן שחוצץ עצים: לאט, לחתוך חתיכה אחת, ואז עוד אחת. מבנה העל של הספינה חזק ויציב, והוא מסוגל לגישה זו.
Pobeda מצויד באוטומט דיגיטלימערכת בקרה. מתחם ההגנה הביולוגי עבר מודרניזציה ונוסף לו תא סביבתי. לספינה יש מנחת מסוקים המתאים למסוק MI-2 או MI-8. תחנת הכוח של הספינה כוללת שני כורים: אחד לאספקת אנרגיה, והשני במצב המתנה.
איזה שובר קרח יהיה הבא?
כל העולם מחכה לבניית פורצי קרח גרעיניים של הפרויקט10510 "לידר" (LK-120Ya) הוא פרויקט של שוברי קרח אטומיים רוסיים בהספק של 120 מגה וואט עם תחנת כוח גרעינית. משימותיהם העיקריות של ספינות אלה הן לספק ניווט לאורך כל שנת הים הצפונית ומסעות לקוטב הצפוני. בשל רוחבו המוגדל של הספינה, מתוכנן לבצע ספינות בעלות קיבולת גדולה.
צילום: rosatom.ru
מתוכננת להיבנות על סדרה של שלוש שוברות קרחקיבולת מתחם בניית הספינות "Zvezda" בבנייה בשטח פרימורסקי הוא נבנה על ידי קונסורציום בראשות Rosneft. המימון יהיה 100% מהתקציב הפדרלי של רוסיה בהתאם לצו של ממשלת הפדרציה הרוסית מיום 15 בינואר 2020 מס' 11 «על השקעות תקציביות בבניית שוברת הקרח הגרעינית המובילה של פרויקט 10510 "מנהיג " (חתום ע"י ד' מדבדב בעוד מספר שעות עד להתפטרות ב-15 בינואר 2020); עלות הבנייה מוערכת ב-127.5 מיליארד רובל. ניתן לבנות שוברות קרח נוספות של פרויקט לידר תחת זיכיון.
דגם של פורץ הקרח "לידר".
בנייתו של שובר הקרח הראשון החלה ב- 6 ביולי2020; תאריך ההזמנה נקבע לשנת 2027. בשנת 2023 מתוכנן להניח את שוברי הקרח הבאים ולהעביר ללקוח FSUE Rosatomflot עד שנת 2033.
ציפיות משמעותיות צפויות ממפסקי הקרח בכיתת Leaderיכולת פריצת קרח מוגברת: על פי חישובים, שוברי הקרח החדשים יוכלו לנווט בחופשיות בקרח רציף בעובי של 4.3 מטר. בפועל, פירושו "בכל מקום ובכל זמן, ברחבי הארקטי".
האם ניתן לנסוע על שובר קרח?
כן. אבל זה לא בא בזול.
מצא את עצמך בראש כדור הארץ, צלבהאוקיינוס הארקטי על אחד משוברי הקרח הגרעיניים החזקים בעולם, חקר אתרים היסטוריים על ארץ פרנץ יוזף, רכיבה על סירות גלגל המזלות, הסתכלות על דובי קוטב וסוס ים אפשרי. חברות נסיעות שונות מציעות לקחת שוברת קרח גרעינית ל"טופ העולמי" תמורת 28,000-45,000 דולר (2-4 מיליון רובל). בדרך כלל מתוכננים טיולים לקיץ.
קרא עוד
המפה המדויקת הראשונה של העולם נוצרה. מה רע בכולם?
שינויי אקלים העבירו את ציר כדור הארץ
נאס"א סיפרה כיצד הם יעבירו דגימות של מאדים לכדור הארץ
לארוז קרח - קרח ים בעובי של לפחות 3מטרים, שהיו קיימים יותר מ -2 מחזורים שנתיים של צמיחה והתכה. בצורה של שדות קרח נרחבים, הוא נצפה בעיקר באגן הארקטי. שם נכון יותר הוא קרח רב שנתי.
מבנה על של הספינה - מבנה סגור על הסיפון הראשי של הספינה, הממוקם מצד לצד, או במרחק קצר מהצדדים, שלא יעלה על 4% מרוחב האוניה.
אם מבנה כזה ממוקם במרחק גדול יותר מהצדדים, אז זה נקרא בית סיפון.