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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Brise-glace. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Un brise-glace est un navire spécialisé automoteur conçu pour différents types d'opérations de déglaçage afin de maintenir la navigation dans les bassins de congélation. Les opérations de déglaçage comprennent : le pilotage de navires dans les glaces, le franchissement de ponts de glace, la pose d'un chenal, le remorquage, le déverrouillage et l'exécution d'opérations de sauvetage.
Dès qu'ils n'ont pas essayé de lutter contre la glace! Il a été percuté, labouré, scié, fondu, voire empoisonné avec des produits chimiques. Au temps de Pierre le Grand, afin de guider les navires à travers les champs de glace, des canaux étroits étaient creusés dans ces derniers avec des pioches et des haches. Dans le même temps, des ferries brise-glace ont été inventés - également en bois, non autopropulsés, de 8,5 mètres de long, 2,5 mètres de large avec une tige surélevée et une poupe remplie à la limite de lingots de fonte. Des chevaux ont tiré un tel ferry à travers la couverture de glace, poussant à travers un chenal de navigation, qui a ensuite été débarrassé des débris. Au début du XIXe siècle en Russie, sur certains navires de commerce, un bélier en bois ou en métal était attaché à la proue, ou des chaussures pointues en métal étaient attachées à l'étrave. Les Américains ont essayé d'utiliser dans le même but une roue montée sur la proue d'un navire et équipée de couteaux, de dents et d'aiguilles en métal. Des systèmes d'ingénierie plus complexes ont également été testés. Ceux-ci comprenaient notamment le "projectile brise-glace", qui était un mécanisme ingénieux placé à l'avant du navire. Il se composait de patins horizontaux qui, lors du déplacement, transféraient le poids de la coque sur la glace. Au même moment, de puissantes scies circulaires mordaient dans la couverture de glace et de lourds marteaux suspendus à des chaînes tombaient toujours d'en haut. Selon les auteurs de ce projet, la glace de toute épaisseur ne pourrait pas résister à un tel impact combiné. Non moins curieux était le projet d'un brise-glace à levage de poids, développé au milieu des années 1860 à la suggestion de l'ingénieur de Kronstadt N. Euler. Un tel navire était censé être équipé d'un bélier en acier massif, à côté, mais sur le pont supérieur, installez dix grues et avec leur aide simultanément ou alternativement briser la glace avec des poids en fonte pesant 640 kilogrammes, lâchés sur des chaînes d'un hauteur de 2 mètres. Testés par des constructeurs navals, des marins et des inventeurs, des dispositifs créés par essais et erreurs les ont finalement conduits à la conclusion que la solution optimale à un problème d'ingénierie aussi complexe ne réside pas dans la complexité de la conception d'un brise-glace. Au contraire, il devrait être relativement simple et combiner l'expérience la plus efficace de la lutte contre la glace, prouvée par des siècles de pratique, avec un rapport puissance/poids significatif. Le 12 mars 1897, le vaisseau amiral principal de la 1re division navale, le vice-amiral S.O., a pris la parole lors d'une réunion de l'Académie des sciences. Makarov. "Il a dit que la Russie, avec sa façade, fait face à l'océan Arctique, et donc aucune nation n'est plus intéressée par les brise-glaces que nous", a raconté un journaliste du journal de Kronstadt Kotlin. "La nature nous a enchaînés dans la glace, et la plus tôt nous nous débarrasserons de ces chaînes, plus tôt nous donnerons l'occasion de déployer la puissance russe. En effet, il vaut la peine de se tourner vers l'histoire pour s'assurer que les réalisations les plus importantes dans ce domaine de la construction navale appartiennent à notre pays. Presque tous les "tout premiers" sont apparus en Russie: le brise-glace Pilot, le brise-glace linéaire Ermak, le brise-glace à propulsion nucléaire Lénine, le navire de recherche Taimyr, le cargo sec polyvalent de classe glace Sevmorput avec une centrale nucléaire . Et la première et unique construction en série de brise-glaces à propulsion nucléaire au monde a commencé dans notre pays en 1977. Le "Arktika" a été suivi par les "Sibérie", "Russie", "Union soviétique" et "Yamal" améliorés. Le mouvement d'un brise-glace dans la glace peut être effectué selon un mouvement continu, des coups alternés ou en forçant la glace à accélérer. Le brise-glace peut se déplacer en continu à une vitesse constante si la poussée totale des hélices est suffisante pour vaincre la résistance des glaces. Si la force de résistance de la glace dépasse la poussée maximale des hélices, le brise-glace ne peut vaincre la glace qu'avec des accélérations - incursions. Lorsqu'un brise-glace se déplace continuellement dans les glaces, sa vitesse dépend principalement de la résistance des glaces et des caractéristiques du navire. Lorsqu'on travaille en raid, les opérations auxiliaires (recul, recul, accélération) prennent un temps relativement long. La vitesse moyenne d'un brise-glace est fortement influencée par la maniabilité du navire et les techniques tactiques utilisées par le navigateur.
Lorsqu'il se déplace dans de la glace solide, le brise-glace détruit la glace de la manière suivante. Le brise-glace rampe sur la couche de glace et la traverse avec sa proue. Au fur et à mesure que vous avancez, au cours duquel l'assiette arrière augmente, la proue de la coque du brise-glace entre en contact avec la glace, brisant la glace. Dans ce cas, on observe un léger lacet et un changement de roulis, associés au bris de glace non simultané sur les côtés gauche et droit. Derrière la poupe du brise-glace reste un canal : sur les bords se trouvent de grandes banquises, vers la partie médiane leurs tailles diminuent, et au milieu il y a une « bouillie de glace ». Directement derrière la poupe du brise-glace, dans la zone d'action des jets d'eau projetés par les hélices, une bande d'eau claire se forme. En 1864, le bateau à vapeur "Pilot" a été construit pour la Russie dans un chantier naval anglais, capable de se déplacer à travers la glace. L'apparition en 1899 du premier brise-glace puissant au monde "Ermak", capable de briser la glace jusqu'à deux mètres d'épaisseur, a eu un impact énorme sur l'ensemble de l'industrie mondiale du brise-glace. Il différait radicalement des petits brise-glaces portuaires construits précédemment par la taille, les contours, la puissance, le nombre d'hélices, la conception de la coque et la présence d'un certain nombre de dispositifs et de systèmes spéciaux. La forme de la coque Ermak offrait des propriétés de déglaçage élevées, les cadres de proue en forme de coin contribuaient à la destruction de la glace. Malgré les premiers échecs, les travaux ultérieurs du Yermak dans les glaces épaisses ont confirmé les avantages de ce brise-glace de type dit russe sur les autres brise-glace. Pendant la Première Guerre mondiale, pour maintenir la navigation dans le port d'Arkhangelsk, plusieurs brise-glaces de type Ermak ont été construits dans des chantiers navals étrangers sur ordre de la Russie. En Union soviétique, la construction de brise-glaces pour la navigation dans les mers arctiques a commencé avec la pose de quatre brise-glaces de type I. Staline en 1935, qui sont entrés en service entre 1936 et 1941. Il s'agissait de navires à trois vis avec des moteurs à piston à vapeur, une coque en acier rivetée et une ceinture de glace à deux couches. A la fin des années 1950, ils sont modernisés et passent du charbon au combustible liquide, ce qui augmente leur autonomie. En 1954-1956, trois brise-glaces diesel-électriques identiques d'une capacité de 12000 30 chevaux ont été construits en Finlande sur ordre de l'URSS : Kapitan Belousov, Kapitan Voronin et Kapitan Melekhov. Il s'agissait de brise-glaces à quatre vis (deux vis chacun à l'avant et à l'arrière), avec une coque en acier soudé, atteignant une épaisseur allant jusqu'à XNUMX millimètres dans la zone des glaces. Un événement important dans la construction navale mondiale a été la construction en 1959 au chantier naval de la Baltique à Leningrad du premier brise-glace à propulsion nucléaire au monde, le brise-glace à propulsion nucléaire Lénine, qui a commencé à fonctionner dans l'Arctique en 1960 navigation. Selon les marins, les premiers voyages du "Lénine" dans l'Arctique ont immédiatement montré les avantages du nouveau navire, sa grande capacité de brise-glace, son autonomie et sa remarquable maniabilité même dans des conditions difficiles. En 1960, Lénine est devenu le navire amiral des opérations de transport maritime sur la route maritime du Nord. L'exploitation réussie à long terme du brise-glace "Lénine" dans l'Arctique, la vaste expérience pratique acquise au cours de son exploitation, ont non seulement confirmé la faisabilité de l'utilisation de centrales nucléaires sur des navires de déglaçage et de transport, mais ont également prouvé la nécessité de reconstituer la flotte avec des brise-glaces encore plus puissants pour assurer le volume toujours croissant du trafic sur la route maritime du Nord. En 1974 et 1977, les brise-glaces nucléaires soviétiques de deuxième génération Arktika et Sibir, d'une capacité de 75000 XNUMX chevaux chacun, ont quitté les stocks de la société finlandaise Vartsila. Le célèbre capitaine polaire, héros du travail socialiste Yu.S. Kuchiev en janvier 1972 a commencé ses fonctions à l'Arktika en construction. Dans le même temps, il prend conscience que le nouveau Yermak serait équipé d'un système de lavage de coque pneumatique, et Kuchiev propose d'en équiper l'Arktika, mais ne reçoit pas de soutien. Soit dit en passant, cet appareil a été inventé en 1966 par l'ingénieur soviétique L.I. Uvarov, un an plus tard, les Finlandais ont breveté la même chose. Son essence réside dans le fait que de l'air est fourni sous pression à la zone de flottaison, ce qui réduit le frottement de la coque sur la glace. En effet, cette idée se justifie en été, à des températures extérieures positives. Et en hiver ? La coque du brise-glace est recouverte de glace et de neige. S'il est toujours traité à l'air froid, il se transformera en une "barbe" de glace solide, qui saisit étroitement la peau et se développe si rapidement qu'elle peut même arrêter le navire. En cherchant à améliorer le système de lavage pneumatique, il a été proposé d'alimenter la ligne de flottaison en vapeur d'échappement, abondante sur un navire à propulsion nucléaire, mais la consommation d'eau de la chaudière serait excessive. Certes, alors l'idée est apparue de chauffer la planche au même endroit avec la même vapeur de l'intérieur, puis de la condenser dans le réfrigérateur - hélas, elle n'a pas été finalisée. Le brise-glace "Arktika" est conçu pour escorter des navires dans les conditions de glace de l'Arctique avec la réalisation de tous types d'opérations de déglaçage. Ce brise-glace a des côtés hauts, quatre ponts et deux plates-formes, un gaillard d'avant et une superstructure à cinq niveaux, et trois hélices à quatre pales à pas fixe sont utilisées comme propulseurs. Le brise-glace mesure 136 mètres de long, 30 mètres de large, a un déplacement de 23460 11,4 tonnes et un tirant d'eau de 75000 mètres. La centrale nucléaire à vapeur est située dans un compartiment spécial dans la partie médiane du brise-glace. Sa puissance est de 33 XNUMX chevaux. Il permet à l'Arktika de développer une vitesse de XNUMX kilomètres par heure. La coque du brise-glace est en acier à haute résistance. Dans les endroits soumis au plus grand impact des charges de glace, la coque est renforcée par une ceinture de glace. Le brise-glace a des systèmes d'assiette et de roulis. Les opérations de remorquage sont assurées par un treuil de remorquage électrique de poupe. Un hélicoptère est basé sur le brise-glace pour effectuer la reconnaissance des glaces. Le contrôle et la gestion des moyens techniques de la centrale s'effectuent automatiquement, sans surveillance constante dans les salles des machines, les salles des moteurs électriques de propulsion, les centrales électriques et les tableaux de distribution. Le contrôle du fonctionnement et le contrôle de la centrale électrique sont effectués à partir du poste de contrôle central, un contrôle supplémentaire des moteurs à hélice est apporté à la timonerie et au poste arrière. La timonerie est le centre de contrôle du navire. Sur un navire à propulsion nucléaire, il est situé au dernier étage de la superstructure, d'où s'ouvre une plus grande vue. La timonerie est étirée sur le navire - d'un côté à l'autre de 25 mètres, sa largeur est d'environ 5 mètres. De grands hublots rectangulaires sont situés presque entièrement sur les parois avant et latérales. A l'intérieur de la cabine, seulement le plus nécessaire. Près des côtés et au milieu se trouvent trois consoles identiques, sur lesquelles se trouvent des boutons de commande pour le mouvement du navire, des indicateurs pour le fonctionnement des trois hélices du brise-glace et la position du gouvernail, des indicateurs de cap et d'autres capteurs, ainsi que des boutons pour remplir et vider les ballasts et un énorme bouton typhon pour donner un signal sonore. Près du panneau de commande du côté gauche se trouve une table à cartes, près du central - un volant, sur le panneau latéral tribord - une table hydrologique ; près des tables de navigation et hydrologiques, des socles de radars polyvalents ont été installés. Le drapeau national sur "l'Arktika" a été hissé le 25 avril 1975 sur les routes de Tallinn. Début juin, le brise-glace à propulsion nucléaire "Admiral Makarov" a navigué sur la route maritime du Nord vers l'est. En octobre 1976, le brise-glace "Ermak" avec le cargo sec "Kapitan Myshevsky", ainsi que le brise-glace "Leningrad" avec le transport "Chelyuskin" sont sortis de la captivité des glaces. Capitaine A.A., qui a remplacé Kuchiev. Lamekhov a qualifié ces jours de "meilleure heure" du nouveau navire à propulsion nucléaire. Mais, probablement, la véritable "heure de gloire" pour le brise-glace a été la conquête du pôle Nord. L'amiral S.O. a suggéré d'explorer l'océan Arctique à partir d'un puissant brise-glace. Makarov. En 1899, le Yermak, construit selon son projet, effectue deux voyages polaires. "Pas un seul navire n'a osé entrer dans la glace, alors que le Yermak marchait librement sur la glace au nord des Sept Îles", a écrit Stepan Osipovich. En 1909, des transports de déglaçage de conception spéciale "Taimyr" et "Vaigach" ont commencé à fonctionner en Russie, équipés de tout le nécessaire pour les travaux scientifiques. En 1910-1915, ils ont effectué plusieurs expéditions le long du tracé de la future route maritime du Nord, au cours desquelles l'archipel de Severnaya Zemlya a été découvert. Dans les années 1930-1940, lorsque le développement de l'Extrême-Nord et de l'Extrême-Orient a commencé en Union soviétique, ceux qui ont étudié les mers arctiques ont été équipés de bateaux à vapeur brise-glace bien adaptés aux eaux polaires, par exemple, "G. Sedov", coupe-glace "F. Litke" , et même brise-glace, s'ils n'étaient pas occupés à escorter des caravanes. En 1934-1937, des navires hydrographiques de classe glace "Murman", "Okean" et "Okhotsk" ont été construits à Leningrad. Il s'agissait des premiers navires de recherche au monde conçus pour de longs voyages dans le Nord. Après la Seconde Guerre mondiale, d'autres pays ont commencé à étudier l'Arctique en profondeur. Ainsi, en 1953-1955, le Glacier est construit au chantier Ingall pour l'US Navy. Son projet était basé sur des brise-glaces en série de type Wind, mais le déplacement a été porté à 8700 tonnes. La centrale électrique d'une capacité de 21000 XNUMX chevaux se composait de dix moteurs diesel qui fonctionnaient sur des générateurs, et ils alimentaient en tension deux moteurs électriques Westinghouse qui faisaient tourner les hélices. Avant l'avènement du brise-glace nucléaire soviétique Lénine, le brise-glace américain était considéré comme le plus puissant du monde. Mais personne, à l'exception de "l'Arktika", n'a osé conquérir le pôle Nord. En août 1977, le brise-glace entame son célèbre voyage. Les membres de l'expédition V.A. ont écrit à son sujet dans leur livre. Spichkin et V.A. Shamontiev: "Sibérien pluriannuel - le brise-glace avance, la vitesse de son avancement, bien sûr, est faible, mais le mouvement lui-même est d'une beauté inhabituelle. Comme vous le savez, le brise-glace détruit la glace solide non pas en frappant la tige, mais en en le poussant avec sa masse : plus la glace est forte, plus le brise-glace doit ramper dessus pour provoquer la destruction, ce qui déplace les bris de glace de la proue vers le milieu du navire. Avec la destruction de la glace très forte, les points de rupture sont déplacés si loin de la tige qu'ils ne sont même pas visibles depuis les fenêtres avant de la timonerie. Cela crée une impression fantastique que tout l'énorme navire à propulsion nucléaire glisse sur la glace comme une motoneige. Cette avance silencieuse et douce, lorsque ni une fissure, ni une glace qui se brise, ni une fontaine d'éclaboussures de glace n'est visible devant la proue du navire, rend l'effet de glissement si réel qu'il semble qu'il ne devrait pas y avoir de canal ordinaire derrière la poupe d'un brise-glace. Mais un coup d'œil en arrière, derrière la poupe, là où la large route d'eau claire est encore sombre, convainc que le brise-glace ne glisse pas, mais écrase ces champs de glace pluriannuelle. Des blocs de glace concassée de plusieurs centaines de tonnes rebondissent près de la partie centrale du brise-glace." "Arktika" a été conçu par l'Iceberg Central Design Bureau, organisé à Leningrad en 1947. Il possède également des navires phares tels que le brise-glace nucléaire Lénine, le navire diesel-électrique Dobrynya Nikitich et les transports Amguem. Et au début des années 1990, ils ont conçu un brise-glace à double arbre LK-110Ya avec deux réacteurs. La puissance totale de la centrale serait d'au moins 110 MW, déplacement - 55000 200 tonnes, longueur - 36 mètres, largeur - 13 mètres, tirant d'eau - XNUMX mètres. De tels "leaders" pourraient travailler toute l'année dans l'océan Arctique, ouvrant la voie aux caravanes dans toutes les conditions. Auteur : Musskiy S.A.
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