Суда арктического класса и ледоколы

Особую группу судов составляют ледоколы и суда высокого арктического ледового класса, которые имеют ряд известных и существенных проблем мореходности.

Эта группа судов важна вдвойне, поскольку как известно сегодня значительные усилия в развитии отечественной морской техники сосредоточены в области разработки новых арктических технологий и развитии Северного морского пути.

Очевидно, что современная морская транспортная система, предназначенная для работы в ледовых условиях, может достичь экономической эффективности при использовании в своем составе крупнотоннажных судов. Поэтому в ближайшем будущем в Арктике неизбежно будут эксплуатироваться крупнотоннажные суда и для обеспечения их проводки во льдах и строятся новые ледоколы.

По естественным причинам обводы корпусов ледоколов и транспортных судов арктических классов оптимизированы для обеспечения ледопроходимости, как в сплошном льду так и для плавания в торосистом крупнобитом льду.

В то же время очевидно, что эти суда должны обеспечивать хорошие мореходные качества на «чистой» воде, поскольку анализ маршрутов движения транспортных судов по Северному морскому пути показал, что большую часть пути суда идут именно по «чистой воде».

Высокая энерговооруженность и соответственно высокая скорость судов этого типа на тихой воде сталкиваются с проблемой ходкости в условиях развитого волнения из-за бортового слеминга в силу развитых носовых подзоров и значительных углов развала борта либо прямостенных участков в районе надводной части форштевня.

Суда с подобными обводами могут реализовать свои значительные мощности при движении на чистой воде в условиях волнения. Развитый бортовой слеминг приводит к вынужденному снижению скорости, значительным потерям с этим связанных и большему расходу топлива из-за роста дополнительного волнового сопротивления, что неминуемо отрицательно сказывается на экономической эффективности эксплуатации этого типа судов.

Предлагаемое решение с отрицательным углом наклона форштевня Нос Касатка® (OrcaBow®) позволяют обеспечить в условиях развитого волнения на 18-45% большую скорость движения, реализовав повышенный энергетический потенциал силовой энергетической установки судов, оптимизированной для движения во льдах, обеспечив при этом отсутствие ударов в развал борта и заливаемости палубы, уменьшение аэродинамического сопротивления, то есть в целом улучшенную ходкость на волнении и экономию топлива.

Указанное касается и ледоколов (см. рис. ниже). Неоптимизированные для движения в условиях волнения формы корпуса выше ватерлинии обеспечивают значительные удары встречных волн и связанные с этим существенные проблемы мореходности.

Рис. Иллюстрация многометровых практически вертикальных поверхностей носовой оконечности ледокола типа «Владивосток» (слева) и ледокола «50-лет Победы» (справа), которые при движении на чистой воде в условиях волнения являются причиной слеминга.

К недостаткам ледоколов относится и существенное аэродинамическое сопротивление при движении против ветра, поскольку развитая, прямоугольная надстройка (см. фото ниже) обеспечивает десятки тонн ветрового давления, что особенно актуально при движении на чистой воде.

Как не трудно видеть на рис. выше использование решения Нос Касатка® позволяет либо увеличить размеры надстройки для размещения экипажа и дополнительного персонала, либо сместить ее в нос с целью увеличения вертолетной палубы.

Актуальны предлагаемые решения и для любых судов вспомогательного флота для арктического региона.

Например, в проекте спасательного судна арктического класса (рис.ниже) использование запатентованной формы носовой оконечности позволяет существенно увеличить эффективность использования судна по своему основному назначению как судна спасателя, поскольку обеспечивается до 60% большая скорость движения в условиях сильного и очень сильного волнения моря (6-8 баллов).

В оригинальном варианте (см. рис. ниже) в условиях развитого волнения, носовая оконечность обеспечивает кратный рост дополнительного сопротивления и значительный бортовой слеминг, за счет чего скорость  падает во много раз существеннее, чем даже у обычных транспортных судов.

Невольно возникает вопрос, что же это за спасатель, который в условиях волнения не может прибыть к месту спасения быстрее обычных судов?

Следует выделить, что необходимость оптимизации носовой оконечности для возможности движения за ледоколом «на усах» также имеет решение.