А. Н. КРЫЛОВ О ПРОЕКТИРОВАНИИ ЛЕДОКОЛОВ
В 1955 г. в XII томе «Собраний трудов академика А. Н. Крылова» был опубликован материал «Некоторые соображения о проектировании мощного ледокола в 40000 IHP» [1]. Эта работа ранее не издавалась и была напечатана по рукописи, обнаруженной в архиве ученого (дата написания — 29 декабря 1940 г.). В ней А. Н. Крылов осуществил методический подход к проектированию мощных ледоколов. К сожалению, эта работа оказалась незаслуженно забытой и не использовалась в работах отечественной школы ледоколостроения. Поэтому представляет большой интерес выявление причины разработки А. Н. Крыловым методических подходов к проектированию ледоколов и сравнение их с результатами исследований в этой области, выполненных в России за последние полвека.
С конца 20-х годов прошлого столетия в судостроительных кругах активно обсуждались вопросы, связанные с постройкой ледоколов и судов ледового плавания. Особенно остро этот вопрос встал после организации 17 декабря 1932 г. Главного управления Северного морского пути (Главсевморпуть) во главе с О. Ю. Шмидтом [2]. Были начаты проектные проработки перспективных судов для плавания во льдах и ледоколов. Для этого при Главсевмор-пути была создана экспертная комиссия, которую иногда называли бюро экспертов по проектированию и постройке судов ледового плавания и ледоколов. Членами этой комиссии стали академик А. Н. Крылов, члены-корреспонденты АН СССР Ю. А. Шиманский и П. Ф. Папкович и многие другие видные судостроители. С этого момента вплоть до начала Великой Отечественной войны А. Н. Крылов постоянно консультирует работы по созданию ледоколов и судов ледового плавания. Его труды в этой области были достойно оценены присвоением А. Н. Крылову в 1940 г. звания «Почетный полярник», которое было учреждено годом ранее для награждения отличившихся в деле освоения Арктики.
В 1934 г. академик А. Н. Крылов принимал участие в совещании по перспективам строительства в СССР ледокольного флота. На этом совещании решался вопрос о строительстве новых ледоколов. Предлагалось два возможных решения: строительство мощных дизель-электрических ледоколов мощностью 10 и 16 тыс. л. с. и постройка ледоколов типа «Красин». На совещании было принято решение о строительстве как дизель-электрических ледоколов, так и ледоколов типа «Красин».
А. Н. Крылов в 1941 г.
Однако в 1935 г. судостроительная промышленность добилась прекращения работ по дизель-электрическим ледоколам под предлогом необходимости строительства судов для ВМФ. В результате в 1937 г. на Балтийском заводе был спущен на воду головной ледокол «И. Сталин», который вышел в первый рейс 23 августа 1938 г. Второй ледокол балтийского завода «В. Молотов» был спущен в 1939 г. Однотипные ледоколы «Л. Каганович» и «А. Микоян» строились на Николаевском судостроительном заводе и были введены в строй в1939 и 1941 гг. [3]. Мощность этих ледоколов составляла 12 300 л. с. [4].
В этот же период происходит активное освоение трассы Северного морского пути [2]. Анализ опыта ледовых плаваний в Арктике показал низкую ледопроходимость имеющихся ледоколов для обеспечения надежного мореплавания. Тог-
да впервые возник вопрос о необходимости создания ледокола-лидера. В настоящее время не совсем понятно, на каком основании мощность этого ледокола была назначена 40 000 л. с. Можно предположить, что требуемая мощность была определена с помощью условных измерителей Ю. А. Шиманского [5], а в качестве прототипа были выбраны ледоколы «Красин» и «И. Сталин». Косвенным подтверждением этого предположения является активное участие Ю. А. Шиманского в работах по созданию ледоколов и судов ледового плавания. Он был знаком и с обсуждаемой запиской А. Н. Крылова, на ее оригинале, хранящимся в Архиве РАН, имеются его пометки [6].
Опыта создания столь мощных ледоколов не было не только в СССР, но и во всем мире. А. Н. Крылов сформулировал «те основные положения, которых следует придерживаться при составлении первоначального эскизного проекта».
В начале записки А. Н. Крылов указывает на необходимость «выяснить основные задания, указав, на основании каких соображений они выработаны и в чем именно состоят». Похоже, что во время написания записки известна была только мощность будущего ледокола. В этом случае А. Н. Крылов предлагал, исходя из заданного значения мощности, добавить к заданию необходимые дополнительные требования.
Первое, на что было необходимо, по его мнению, обратить внимание — это выяснение, для решения каких задач должна расходоваться мощность ледокола. А. Н. Крылов рассмотрел следующие варианты:
— достижение максимальной скорости хода на чистой воде;
ГРАЖДАНСКОЕ СУДОСТРОЕНИЕ
СУДОСТРОЕНИЕ 1'2014
— достижение максимальной скорости хода в сплошных льдах заданной толщины;
— «преодоление льда наибольшей (выделено А. Н. Крыловым) толщины, при самом малом ходе (4— 5 уз)».
Последнее требование практически полностью совпадает с современным определением предельной ледопроходимости ледокола, являющейся основным показателем ледокольной способности. Отличие заключается только в скорости движения ледокола, которая сейчас принимается равной предельной минимальной устойчивой скорости при работе энергетической установки на полную мощность и лежит в диапазоне 1,5—2 уз. В записке А. Н. Крылов указывает, что «наиболее рациональным является последнее требование, ибо при исполнении этого требования мощному ледоколу будут доступны такие районы Арктики, которые существующим ледоколам типа "Сталин" недоступны».
Анализ этой части записки показывает, что А. Н. Крылов практически точно сформулировал понятие предельной ледопроходимости, без задания которого не обходится проектирование ни одного современного ледокола или транспортного судна активного ледового плавания. Предельная ледопроходимость не сразу была признана одной из основных характеристик ледокола. В первой российской монографии И.В.Виноградова, посвященной судам ледового плавания [7], это понятие не рассматривалось. Это вполне объяснимо, так как до появления ледовых опытовых бассейнов не имелось возможности определения ледового сопротивления судна. Основные данные о ледовых качествах судов получали в результате натурных испытаний (зависимость скорости хода судна от его мощности при известной толщине преодолеваемого льда) [8]. Только создание первого ледового бассейна в ААНИИ в 1955 г. открыло возможность непосредственного изучения ледового сопротивления в экспериментах с моделями судов. Однако в известной работе [9], написанной на основании десятилетнего опыта проведения исследований в ледовом бас-
сейне, еще указывается, что мерой ледопроходимости является скорость его движения в заданных ледовых условиях. Лишь в книге, изданной в 1972 г. [4], понятие предельной ледопроходимости сформулировано окончательно в общепринятом в настоящее время виде.
С выяснением вопроса, для решения каких задач должна расходоваться мощность ледокола, А. Н. Крылов связывает выбор типа гребных винтов: «должны ли винты быть скоростные или ледокольные, то есть иметь наибольший КПД при наибольшей скорости ледокола, или же давать наибольшее упорное давление при весьма малой скорости». По его мнению, следует «заботится о винтах ледокольных», при этом он допускает, что «найдется единый винт, соединяющий качества скоростного и ледокольного». Развитие всего ледокольного флота показало абсолютную справедливость этого вывода. Все гребные винты ледоколов, а также большинства судов активного ледового плавания проектируются на режимы движения близкие к швартовному. Это позволяет достигать максимального значения тяги движительного комплекса, что обеспечивает высокие показатели ледопроходимости. Часто повышение тяговых характеристик гребных винтов достигается путем сознательного ухудшения их гидродинамических характеристик на режиме полного хода.
Второй раздел записки А. Н. Крылова посвящен анализу различных типов энергетической установки, которые могут быть использованы на мощном ледоколе. В качестве таковых рассматриваются дизельные установки и турбины, особое внимание уделяется вопросу передачи мощности гребному винту. Интересно отметить, что, рассматривая различные варианты передачи мощности от дизеля, А. Н. Крылов не исключает возможность использования электричества. Ранее в 1934 г. на совещании по перспективам строительства в СССР ледокольного флота он очень резко высказался против планов строительства дизель-электрических ледоколов, мотивируя свое решение неподготовленностью промышленности к выпуску мощных дизель-гене-
раторов и главных электродвигателей [2]. Через шесть лет он уже считал, что такая схема должна быть проработана в эскизном проекте. По-видимому, А. Н. Крылов полностью понимал те преимущества, которые дает использование электродвижения на ледоколах и поэтому считал необходимым провести проработку такой энергетической установки. В настоящее время электродвижение используется на подавляющем большинстве ледоколов и судов ледового плавания.
Основная часть записки посвящена вопросам, связанным с разработкой проекта корпуса будущего ледокола. А. Н. Крылов подчеркивает, что разработка проекта корпуса должна основываться на практике постройки и эксплуатации отечественных ледоколов. Он пишет: «Результаты этой практики получены нашими инженерами при вполне определенных условиях, поэтому все эти данные заслуживают несравненно большего доверия, нежели литературные, особенно заграничные, относительно которых весьма трудно установить, где кончается действительность и где начинается реклама и кому сколько за рекламу "даде-но"». Это замечание не потеряло свою актуальность и сегодня.
Далее А. Н. Крылов довольно резко выступает против отработки ледокольной формы корпуса на основании испытаний моделей ледокола. Он указывает, что данные полученные в бассейне с «парафиновым» льдом, и даже на моделях, испытываемых в прудах и озерах, не могут быть использованы. Основным недостатком таких экспериментов является отсутствие методики их пересчета на натурный ледокол. Для нахождения способа пересчета он предлагает провести всесторонние ис
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.