Ледоколы

Ледоколы, или пароходы-ледоколы, применяются в портах, реках, каналах для расчистки фарватера, для поддержания сообщения между портами в зимнее время, для борьбы с заторами в устьях рек, прерывающими навигацию и представляющими опасность для водяных сооружений. Лед разбивается либо тяжестью самого судна, либо взламывается силой удара, производимого особо приспособленным орудием. Соответственно этому устраиваются два типа ледоколов. Пароходы-ледоколы первого типа отличаются в своем устройстве особенной формой носа, большей степенью прочности, для выдержания удара льдин, и некоторыми специальными приспособлениями, соответствующими их функциям. Передний массив и бакс,т. е. деревянная наделка киля у форштевня, совершенно в них отсутствуют. Начиная с форштевня, несколько выше ватерлинии (линии плавания), до четверти длины судна, киль имеет косую форму, с подъемом к носу, чтобы позволить ледоколу легко взбираться на лед и раздавливать его своей тяжестью. Вся передняя часть ледокола должна иметь солидную конструкцию, причем материалом должен служить металл с большим коэффициентом сопротивления, как, например, сталь. В качестве ледоколов употреблялись и колесные, и винтовые пароходы. Колесные пароходы представляют одно удобство: удары в воде, производимые лопатками колес, порождают волны, весьма благоприятные для разбрасывания льдин. Но они имеют тот недостаток, что, обладая сравнительно более широкими размерами, могут подвигаться вперед лишь медленно среди льда и рискуют больше, чем легкие и быстрые винтовые пароходы, быть затертыми во льду. Несомненное преимущество винтовых ледоколов заключается в том, что движущий механизм в них гораздо меньше страдает от удара льдин и что его можно защитить металлической клеткой (кринолином). Кроме того, винт производит волнение воды хотя и на меньшей поверхности, но зато на большей глубине, что имеет полезное действие в смысле отбрасывания льдин, по крайней мере в известных случаях. Наконец, в колесных ледоколах возможна опасность проникновения ледяных игл в остов самого колеса. Вот почему для ледокольных работ винтовые ледоколы предпочитаются колесным. Винты должны быть весьма прочны, во избежание поломки их льдом. Стальные винты предпочитаются чугунным или бронзовым. Кроме винта или винтов задних, ледоколы часто снабжаются еще передним винтом, под форштевнем, так как опыт показал, что лед действием этого винта легче разбивается. В случае ледяного поля большой толщины без переднего винта невозможно даже обойтись. Другая особенность ледоколов данного типа, это — жидкий балласт, служащий как для изменения осадки той или другой части судна, так и для уравновешивания его при выходе из нормального положения. В передней и в задней части судна имеются резервуары с герметическими стенками, заключающие в себе большие количества водного балласта. При помощи сильных и быстродействующих насосов балласт может быть перемещен из передней части в заднюю и обратно. В момент, предшествующий надвигу судна на лед, вода вкачивается в резервуар задней, кормовой части, благодаря чему туда перемещается центр тяжести, и носовая часть киля подымается кверху. Вследствие приобретенной им живой силы, судно в подобном наклонном положении подымается на лед (чему способствует ложкообразная форма киля) и раздавливает его своей тяжестью. Если же все-таки лед выдерживает удар судна на ходу, то вода быстро перемещается из кормового резервуара в носовой, и тогда избыток тяжести балласта над льдом окончательно способствует его разлому. Ледоколы  данного типа были впервые заведены русским купцом Бритневым в 60-х гг. XIX в. Успех его ледоколов вызвал подражания в Германии, Скандинавия, Финляндии, Голландии и Америке. Ледоколы стали строиться все более значительных размеров и все большей силы. Первые ледоколы прорезывали ледяные поля лишь незначительной толщины; ледоколы более новой конструкции разбивают лед в 1 метр и даже 1 3/5 м толщины. Финляндский ледокол Murtaja, построенный в Стокгольме, прорезывает льдины, толщина которых достигает 76 см, совершая в среднем 20 км в час. Он имеет 47 м длины, 10,97 м ширины, глубину трюма в 7,60 м, а кормовую осадку в 5,80 м. Водоизмещение его 1070 тонн. Он пропульсируется машиной компаунд в 300 лошадиных сил, с поверхностным холодильником. Судно разделено на водонепроницаемые камеры, которых крайние части, спереди и сзади, служат резервуарами для водного балласта Железная блиндировка корпуса судна имеет 254 мм  толщины на ватерлинии и 158 мм  в более низких частях. Он может проходить даже над глубиной в 6 метров, еле превышающей его заднюю осадку. Ледокол  этот обслуживает порт Ганге.

Фиг. 1. Ледокол «Ермак». Разрезы и план.

В России число ледоколов, работающих в Финском заливе и в различных портах, довольно значительно. Некоторые из них составляют собственность частных предпринимателей, другие же принадлежат казне. Самый большой и сильный из русских ледоколов, это — казенный ледокол Ермак (фиг. 1), построенный, по инициативе и согласно идеям адмирала Макарова, Армстронгом и К° в Англии. Он имеет 92,96 м длины, 21,64 м ширины, 12,95 м глубины трюма. Осадка нагруженного судна составляет 7,62 м, а водоизмещение — 8000 тонн. Водонепроницаемые перегородки делят судно на 48 герметически отделенных одна от другой камер. Оно снабжено 4 машинами тройного расширения (все вместе в 12 000 лошадиных сил), помещенных каждая в отдельной камере. Ледокол  имеет три пропульсирующих винта сзади и один спереди; винты, из сплава стали и никеля (3%), отличаются необыкновенной прочностью. Шесть котлов расположены поперечно двумя группами, по три в каждой; каждой группе соответствует труба в 27,4 м высоты в 3,50 м внешнего диаметра. В двойном дне корпуса судна находятся отделения для водного балласта. Главный насос имеет мощность в 10 тонн в минуту. Когда все четыре машины действуют вместе, скорость судна достигает 16,25 узлов. Ермак легко прорезывал в Балтийском море слой льда в 1,50 метра толщины, при умеренной скорости в 9 узлов. На ходу он прорезывал даже льдины, гораздо более толстые.

Фиг. 2. 3. Ледокольный плуг

Ледоколы  второго типа, действующие помощью удара,  могут быть названы ледоколами-таранами. При небольшой толщине льда, для этой цели могут применяться даже обыкновенные пароходы, только более крепкой конструкции, как это делается, например, в Голландии и в Германии. Настоящие ледоколы-тараны, разламывающие лед до 1 ½  или даже 2 м толщины, вооружаются щитами или плугами. Это — орудия, имеющие форму двухлемешных плугов, которые, будучи помещены в горизонтальной плоскости, имеют 10 метров длины, 4,50 м ширины и 2,50 м высоты. Они весят 4000 кг. Аппарат вычислен так, чтобы он мог плавать на воде, благодаря чему он может быт приспособлен к судну без надобности прибегнуть к постановке последнего на мель или к приведению его в штапель. Судно проникает в плуг сзади. Помощью нагрузки балластом судно проводят в положение, при котором форштевень направлен точно по линии оси лемешного носка, а обшивка входит в расширение отвалов плуга. Плуг привинчивают к судну помощью металлических скреп или болтов или же стального проволочного пояса. На фиг. 2 и 3 изображены два типа ледокольных плугов.

Фиг. 4. Ледокол, вооруженный ледорезным плугом.

В качестве ледоколов этого рода применяются пароходы как колесные, так и винтовые. Они работают обыкновенно для изламывания льда средней толщины. Ледорезный плуг раскалывает лед, ударяя его снизу, и отбрасывает   глыбы льда на само ледяное поле, по ту и по другую сторону (фиг. 4). В этом существенное преимущество ледоколов второго типа над ледоколами первого типа. В самом деле, после прохода плугового ледокола остается свободный фарватер, так как отколотые льдины остаются на ходу, не в воде, а на ледяной поверхности, где они симметрично располагаются по обе стороны вскрытого канала. Напротив того, при применении ледоколов, подымающихся на лед и раздавливающих его своей тяжестью, часть ледяных глыб попадает под киль, чтобы выплыть на поверхности сзади судна, загромождая таким образом вновь проложенный фарватер и мешая маневрированию ледокола, который они могут даже иммобилизировать. В подобных случаях приходится расчищать проход от льдин. Ледоколы-тараны в своей работе сохраняют скорость в  3 или 4 узла. В 1891 г. винтовой ледокол-таран Isploeg открыл в 1 ½  дня свободный ото льда проход между Амстердамом и Роттердамом, длиной в 75 км. В Гамбурге ледоколы, действующие как тараны, применяются всегда также для работы раздавливания льда сверху, на манер ледоколов первого типа. Вообще применение ледоколов первого типа предпочтительно в случае однообразных ледяных полей, особенно большой толщины. В Германии употребляются для этой цели винтовые пароходы. Ледоколы  второго типа находят свое применение для слоев льда средней и малой толщины, особенно же в случае нагромождения льда, который требуется расколоть на отдельные глыбы. Они должны быть предпочтены также для работы в портах, так как маневрирование ледоколов-таранов легче, и они представляют меньшую опасность в смысле столкновения судов. В случае однообразного льда средней толщины, ледоколы первого типа скользят по льду на длину, превышающую в полтора раза их собственную длину; ледоколы-тараны проникают на длину, равную их собственной длине или ее половине. Немецкий инженер Партен утверждает, что обыкновенные суда, в качестве ледоколов-таранов, могут с успехом заменять пароходы, вооруженные щитами или плугами. При работе в реке пускается часто в ход маленькая флотилия из 5 или 6 ледоколов, расставляемых в одном и том же поперечном профиле рек, чтобы сразу открыть проход, шириной, например, в 200 м. В местах, где сечение меньше, и число работающих ледоколов меньше. Другие пароходы служат одновременно для образования волн и водоворотов, разбивающих льдины, отбрасываемые к берегам. Таков метод работы на Эльбе. В Голландии ставят в реке группу из трех ледоколов, из которых средний — первого типа, а боковые — типа таранов. Ниже этой группы ставят другую группу пароходов-таранов, работа которых состоит в том, чтобы разламывать большие льдины, спускающиеся по течению вниз, и рассеивать глыбы, задерживающиеся у берегов. В некоторых случаях применяются взрывчатые вещества, которые иногда предшествуют работе ледоколов. Ледокольные работы производятся здесь лишь при наступлении оттепели.

Литература. Runeberg, «Steamers for winter navigation and ice breaking» (1894); Troost, Pierrot, Van Gansberghe, Royers, «Les procédés en usage dans les Pays-Bas et en Allemague pour opérer la rupture des glaces sur les voles maritimes» («Annales des Travaux Publics de Belgique», Aout, 1897); Dibos, «Les glaces de mer, glaces de rivières. Manoeuvres de préservation et de deglaçage» («Mémoires de la Société des lngénieurs civils de France», Novembre, 1908).

Ю. Делевский.