.jpg/1280px-120106-G-IA651-272_(6668116881).jpg)
Ледокол — это судно или лодка специального назначения , предназначенные для движения и навигации по покрытым льдом водам, а также для обеспечения безопасных водных путей для других судов и кораблей. Хотя этот термин обычно относится к ледокольным судам , он может также относиться к более мелким судам, таким как ледокольные катера, которые когда-то использовались на каналах Соединенного Королевства .
Чтобы судно считалось ледоколом, ему необходимо обладать тремя характеристиками, которых нет у большинства обычных судов: укрепленным корпусом , формой, позволяющей преодолевать лед, и способностью проталкиваться сквозь морской лед . [1]
Ледоколы расчищают пути, врезаясь прямо в замерзшую воду или паковый лед . Прочность морского льда на изгиб достаточно низкая, поэтому лед обычно ломается без заметного изменения дифферента судна. В случаях очень толстого льда ледокол может наехать носом на лед, чтобы сломать его под весом судна. Накопление битого льда перед судном может замедлить его гораздо сильнее, чем сам ледокол, поэтому ледоколы имеют специально спроектированный корпус, чтобы направлять битый лед вокруг судна или под него. Внешние компоненты двигательной установки судна ( винты , гребные валы и т. д.) подвергаются большему риску повреждения, чем корпус судна, поэтому способность ледокола самостоятельно выдвигаться на лед, ломать его и успешно очищать свой путь от мусора имеет решающее значение для его безопасности. [2]
До появления океанских судов технология ледокольных работ была разработана на внутренних каналах и реках с использованием рабочих с топорами и крюками. Первым зарегистрированным примитивным ледоколом была баржа, которую использовал бельгийский город Брюгге в 1383 году для расчистки городского рва. [3] [4] Усилия ледокольных барж были достаточно успешными, чтобы оправдать покупку городом четырех таких судов.
Ледокольные баржи продолжали использоваться в холодные зимы Малого ледникового периода с растущим использованием в Низинной стране , где имело место значительное количество торговли и перевозки людей и товаров. В 15 веке использование ледоколов во Фландрии ( Ауденарде , Кортрейк , Ипр , Верне , Диксмёйде и Хюльст ) уже было хорошо известно. Использование ледокольных барж расширилось в 17 веке, когда каждый город в Низинной стране использовал какой-либо вид ледокола, чтобы поддерживать свои водные пути свободными.
До XVII века характеристики ледоколов неизвестны. Характеристики ледокольных судов показывают, что их тащили упряжки лошадей, а тяжелый вес судна давил на лед, ломая его. Их использовали вместе с бригадами людей с топорами и пилами, а технология, лежащая в их основе, не сильно изменилась до промышленной революции.
Ледостойкие суда использовались в самые ранние дни полярных исследований. Первоначально они были деревянными и основывались на существующих конструкциях, но усиленными, особенно вокруг ватерлинии с двойной обшивкой корпуса и усилением поперечных элементов внутри судна. Полосы железа были обернуты вокруг внешней стороны. Иногда металлические листы размещались на носу, на корме и вдоль киля. Такое укрепление было разработано, чтобы помочь судну проталкиваться сквозь лед, а также защитить судно в случае, если оно будет «зажато» льдом. Зажатие происходит, когда льдины вокруг судна прижимаются к судну, захватывая его как в тиски и нанося повреждения. Это похожее на тиски действие вызывается силой ветра и приливов на ледяные образования.
Первыми лодками, использовавшимися в полярных водах, были лодки эскимосов . Их каяки — это небольшие лодки с движителем, имеющие крытую палубу и одну или несколько кабин, в каждой из которых помещается один гребец , гребущий одно- или двухлопастным веслом . Такие лодки не обладают ледокольными возможностями, но они легкие и хорошо подходят для передвижения по льду.
В IX и X веках экспансия викингов достигла Северной Атлантики , а в конечном итоге Гренландии и Шпицбергена в Арктике. Однако викинги управляли своими кораблями в водах, которые большую часть года были свободны ото льда, в условиях Средневекового теплого периода .
В XI веке в Северной России началось заселение берегов Белого моря , названного так из-за того, что оно было покрыто льдом более полугода. Смешанная этническая группа карел и русских в Северной России, проживавшая на берегах Северного Ледовитого океана, стала известна как поморы («приморские поселенцы»). Постепенно они разработали особый тип небольших одно- или двухмачтовых деревянных парусных судов , использовавшихся для плаваний в ледовых условиях арктических морей, а позднее и сибирских рек. Эти самые ранние ледоколы назывались кочи . Корпус коча был защищен поясом из устойчивой к льду гладкой обшивки вдоль изменчивой ватерлинии и имел фальшкиль для волока по льду . Если коч сжимали ледяные поля, его закругленные обводы корпуса ниже ватерлинии позволяли выталкивать судно из воды на лед без повреждений. [5]
В 19 веке аналогичные защитные меры были приняты для современных паровых ледоколов. Некоторые известные парусные суда в конце эпохи парусов также имели яйцевидную форму, как у поморских лодок, например, « Фрам» , на котором плавал Фритьоф Нансен и другие великие норвежские полярные исследователи . «Фрам» был деревянным судном, которое плавало дальше всего на север (85°57' с. ш.) и дальше всего на юг (78°41' ю. ш.), и одним из самых прочных деревянных судов, когда-либо построенных.
Одним из первых судов, предназначенных для работы в ледовых условиях [6], был 51-метровый (167 футов) деревянный колесный пароход City Ice Boat No. 1 , построенный для города Филадельфия компанией Vandusen & Birelyn в 1837 году. Судно приводилось в движение двумя паровыми двигателями мощностью 250 лошадиных сил (190 кВт), а его деревянные весла были усилены железным покрытием. [7]
Русский Pilot 1864 года с округлой формой и прочным металлическим корпусом был важным предшественником современных ледоколов с винтами. Судно было построено по приказу купца и судостроителя Михаила Бритнева . Его нос был изменен для достижения способности преодолевать лед (подъем 20° от линии киля). Это позволило Pilot забираться на верхнюю часть льда и впоследствии ломать его. Бритнев придал носу своего судна форму старых поморских лодок, которые на протяжении столетий плавали в ледяных водах Белого и Баренцева морей . Pilot использовался между 1864 и 1890 годами для навигации в Финском заливе между Кронштадтом и Ораниенбаумом , таким образом, продлевая летний навигационный сезон на несколько недель. Вдохновленный успехом « Пилота », Михаил Бритнев построил в 1875 году второе аналогичное судно — « Бой », а в 1889 году — третье — « Бой ».
Холодная зима 1870–1871 годов привела к замерзанию реки Эльбы и порта Гамбурга , что привело к длительной остановке навигации и огромным коммерческим убыткам. Карл Фердинанд Штайнхауз повторно использовал измененный носовой дизайн Пилота от Бритнева, чтобы построить свой собственный ледокол, [8] Eisbrecher I. [ 9]
.jpg/1280px-Yard_no._684,_Ermack._Showing_the_icebreaker_'Ermack'_in_the_ice_(5256788069).jpg)
Первый настоящий современный морской ледокол [10] был построен на рубеже 20-го века. Ледокол «Ермак » был построен в 1899 году на военно-морской верфи Армстронга Уитворта в Англии по контракту с Императорским российским флотом . Корабль заимствовал основные принципы у «Пайлота» и применил их для создания первого полярного ледокола, который мог преодолевать и дробить паковый лед . Водоизмещение корабля составляло 5000 тонн, а его паровые поршневые двигатели выдавали мощность 10 000 лошадиных сил (7500 кВт). Корабль был выведен из эксплуатации в 1963 году и сдан на слом в 1964 году, что сделало его одним из самых долгослуживших ледоколов в мире.
В Канаде правительству необходимо было обеспечить способ предотвращения наводнений из-за заторов льда на реке Святого Лаврентия . Ледоколы были построены для того, чтобы поддерживать реку свободной от заторов льда, к востоку от Монреаля . Примерно в то же время Канаде пришлось выполнять свои обязательства в канадской Арктике. Большие паровые ледоколы, такие как 80-метровые (260 футов) CGS NB McLean (1930) и CGS D'Iberville (1952), были построены для этого двойного использования (предотвращение наводнений на реке Святого Лаврентия и пополнение запасов в Арктике).
В начале 20-го века несколько других стран начали эксплуатировать ледоколы специального назначения. Большинство из них были прибрежными ледоколами, но Канада, Россия, а позже и Советский Союз также построили несколько океанских ледоколов водоизмещением до 11 000 тонн.
До того, как в 1930-х годах были построены первые дизель-электрические ледоколы, ледоколы представляли собой пароходы, работающие на угле или нефти . [11] В ледоколах предпочтение отдавалось поршневым паровым двигателям из-за их надежности, прочности, хороших характеристик крутящего момента и способности быстро менять направление вращения. [12] В эпоху пара самые мощные довоенные паровые ледоколы имели мощность около 10 000 лошадиных сил на валу (7 500 кВт). [11]
_0011-1.jpg/1280px-Ymer_(1940)_0011-1.jpg)
Первым в мире дизель-электрическим ледоколом стал шведский ледокол Ymer водоизмещением 4330 тонн, построенный в 1933 году. Имея мощность 9000 л. с. (6700 кВт), распределенную между двумя винтами на корме и одним винтом в носу, он оставался самым мощным шведским ледоколом до ввода в эксплуатацию Oden в 1957 году. За Ymer в 1939 году последовал финский Sisu , первый дизель-электрический ледокол в Финляндии. [13] [14] Оба судна были выведены из эксплуатации в 1970-х годах и заменены гораздо более крупными ледоколами в обеих странах: Sisu , построенным в 1976 году в Финляндии, и Ymer , построенным в 1977 году в Швеции.
В 1941 году Соединенные Штаты начали строить ледоколы класса Wind . Исследования в Скандинавии и Советском Союзе привели к проекту, который имел очень прочный короткий и широкий корпус с обрезанной передней частью и закругленным днищем. Мощная дизель-электрическая установка приводила в движение два кормовых и один вспомогательный носовой винт. [15] [16] [17] Эти характеристики стали стандартом для послевоенных ледоколов до 1980-х годов.
С середины 1970-х годов самыми мощными дизель-электрическими ледоколами были бывшие советские, а позднее российские ледоколы «Ермак» , «Адмирал Макаров» и «Красин» , которые имеют девять двенадцатицилиндровых дизель-генераторов, вырабатывающих электроэнергию для трех гребных электродвигателей общей мощностью 26 500 кВт (35 500 л. с.). [11] В конце 2020-х годов их превзойдут новые канадские полярные ледоколы CCGS Arpatuuq и CCGS Imnaryuaq, общая мощность которых составит 34 000 кВт (46 000 л. с.).
В Канаде дизель-электрические ледоколы начали строить в 1952 году, первым из которых был HMCS Labrador (позже переданный Канадской береговой охране), с использованием конструкции USCG Wind-class, но без носового винта. Затем, в 1960 году, следующим шагом в канадской разработке больших ледоколов стало завершение строительства CCGS John A. Macdonald в Лозоне, Квебек. Значительно более крупный и мощный корабль, чем Labrador , John A. Macdonald был океанским ледоколом, способным работать в самых суровых полярных условиях. Его дизель-электрическая установка мощностью 15 000 лошадиных сил (11 000 кВт) была размещена в трех блоках, которые передавали мощность поровну на каждый из трех валов.
Самый большой и мощный ледокол Канады, 120-метровый (390 футов) CCGS Louis S. St-Laurent , был доставлен в 1969 году. Его оригинальная система из трех паровых турбин, девяти генераторов и трех электродвигателей производит 27 000 лошадиных сил на валу (20 000 кВт). Многолетний проект реконструкции середины срока службы (1987–1993) привел к тому, что судно получило новый нос и новую двигательную установку. Новая силовая установка состоит из пяти дизелей, трех генераторов и трех электродвигателей, что обеспечивает примерно такую же мощность движения.
22 августа 1994 года Louis S. St-Laurent и USCGC Polar Sea стали первыми североамериканскими надводными судами, достигшими Северного полюса. Первоначально планировалось, что судно будет выведено из эксплуатации в 2000 году; однако переоборудование продлило дату вывода из эксплуатации до 2017 года. Теперь планируется, что оно будет эксплуатироваться до 2020-х годов в ожидании ввода в эксплуатацию двух новых полярных ледоколов, CCGS Arpatuuq и CCGS Imnaryuaq, для Береговой охраны. [18]
В настоящее время Россия эксплуатирует все существующие и функционирующие атомные ледоколы. [19] Первый из них, «НС Ленин» , был спущен на воду в 1957 году и вступил в эксплуатацию в 1959 году, прежде чем был официально выведен из эксплуатации в 1989 году. Это был как первый в мире атомный надводный корабль , так и первое атомное гражданское судно .
Вторым советским атомным ледоколом был NS Arktika , головной корабль класса « Арктика» . Находясь в эксплуатации с 1975 года, он был первым надводным судном, достигшим Северного полюса 17 августа 1977 года. Несколько атомных ледоколов были также построены за пределами Советского Союза. Два мелкосидящих атомных ледокола класса «Таймыр» были построены в Финляндии для Советского Союза в конце 1980-х годов. [11]
В мае 2007 года были завершены морские испытания атомного российского ледокола NS 50 Let Pobedy . Судно было введено в эксплуатацию Мурманским морским пароходством, которое управляет всеми восемью российскими государственными атомными ледоколами. Киль был первоначально заложен в 1989 году на Балтийском заводе в Ленинграде , а судно было спущено на воду в 1993 году под названием NS Ural . Этот ледокол должен стать шестым и последним в классе «Арктика» . [20]
Сегодня большинство ледоколов необходимо для поддержания торговых путей открытыми там, где есть сезонные или постоянные ледовые условия. Хотя торговые суда, заходящие в порты в этих регионах, укреплены для навигации во льдах , они, как правило, недостаточно мощны, чтобы самостоятельно справляться со льдом. По этой причине в Балтийском море , Великих озерах и проливе Святого Лаврентия , а также вдоль Северного морского пути основная функция ледоколов заключается в безопасном сопровождении караванов из одного или нескольких судов через заполненные льдом воды. Когда судно оказывается обездвиженным льдом, ледокол должен освободить его, разбив окружающий судно лед и, при необходимости, открыть безопасный проход через ледяное поле. В сложных ледовых условиях ледокол также может буксировать самые слабые суда. [11]
Некоторые ледоколы также используются для поддержки научных исследований в Арктике и Антарктике. В дополнение к ледокольной способности, суда должны иметь достаточно хорошие характеристики открытой воды для транзита в полярные регионы и обратно, удобства и жилые помещения для научного персонала, а также грузовую вместимость для снабжения исследовательских станций на берегу. [11] Такие страны, как Аргентина и Южная Африка , которым не требуются ледоколы во внутренних водах, имеют исследовательские ледоколы для проведения исследований в полярных регионах.
По мере того, как морское бурение перемещается в арктические моря, ледокольные суда необходимы для доставки грузов и оборудования к местам бурения и защиты буровых судов и нефтяных платформ ото льда путем осуществления управления ледовой обстановкой, что включает, например, разрушение дрейфующего льда на более мелкие льдины и увод айсбергов от защищаемого объекта. [11] Раньше такие операции проводились в основном в Северной Америке, но сегодня арктическое морское бурение и добыча нефти также ведутся в различных частях российской Арктики.
Береговая охрана США использует ледоколы для проведения поисково-спасательных операций в ледяных полярных океанах. Ледоколы США служат для защиты экономических интересов и поддержания присутствия страны в Арктике и Антарктике. Поскольку ледяные шапки в Арктике продолжают таять, открывается все больше проходов. Эти возможные навигационные маршруты вызывают рост интереса к полярным полушариям со стороны стран по всему миру. Полярные ледоколы США должны продолжать поддерживать научные исследования в расширяющихся арктических и антарктических океанах. [21] Каждый год тяжелый ледокол должен выполнять операцию «Глубокая заморозка» , расчищая безопасный путь для судов снабжения к объекту Национального научного фонда Мак-Мердо в Антарктиде. Последняя многомесячная экспедиция была проведена Polar Star , которая сопровождала контейнеровоз и топливозаправщик через опасные условия, прежде чем поддерживать канал свободным ото льда. [22]
Ледоколы часто описываются как суда, которые врезаются своими наклонными носами в лед и ломают его под тяжестью судна. [23] В действительности это происходит только в очень толстом льду, где ледокол будет двигаться со скоростью пешехода или, возможно, даже будет вынужден многократно отступать на несколько длин судна и таранить ледовый покров на полной мощности. Чаще всего лед, имеющий относительно низкую прочность на изгиб , легко ломается и погружается под корпус без заметного изменения дифферента ледокола, в то время как судно движется вперед с относительно высокой и постоянной скоростью. [24]
При проектировании ледокола одной из главных целей является минимизация сил, возникающих при дроблении и ломке льда, а также погружении сломанных льдин под судно. Среднее значение продольных составляющих этих мгновенных сил называется ледовым сопротивлением судна. Военно-морские архитекторы, которые проектируют ледоколы, используют так называемую h - v -кривую для определения ледопроходимости судна. Она показывает скорость ( v ), которую судно может достичь, в зависимости от толщины льда ( h ). Это делается путем расчета скорости, при которой тяга от винтов равна объединенному гидродинамическому и ледовому сопротивлению судна. [1] Альтернативным способом определения ледопроходимости судна в различных ледовых условиях, таких как торосы, является проведение модельных испытаний в ледяном бассейне . Независимо от метода, фактические характеристики новых ледоколов проверяются в полномасштабных ледовых испытаниях после того, как судно будет построено.
Чтобы минимизировать ледокольные силы, обводы корпуса ледокола обычно проектируются таким образом, чтобы развал на ватерлинии был как можно меньше. В результате ледокольные суда характеризуются наклонным или закругленным форштевнем , а также наклонными бортами и короткой параллельной средней частью для улучшения маневренности во льдах. [24] Однако ложкообразный нос и круглый корпус имеют плохую гидродинамическую эффективность и мореходные характеристики, а также делают ледокол восприимчивым к ударам или ударам днищевой конструкции судна о поверхность моря. [1] По этой причине корпус ледокола часто представляет собой компромисс между минимальным ледовым сопротивлением, маневренностью во льдах, низким гидродинамическим сопротивлением и адекватными характеристиками открытой воды. [11]
У некоторых ледоколов корпус шире в носовой части, чем в кормовой. Эти так называемые «развертки» увеличивают ширину ледового канала и, таким образом, уменьшают сопротивление трения в кормовой части, а также улучшают маневренность судна во льдах. В дополнение к краске с низким коэффициентом трения, некоторые ледоколы используют ледовый пояс из нержавеющей стали , сваренный взрывом , устойчивый к истиранию, который еще больше уменьшает трение и защищает корпус судна от коррозии. Вспомогательные системы, такие как мощные системы подачи воды и барботирования воздуха, используются для уменьшения трения путем формирования смазочного слоя между корпусом и льдом. Перекачка воды между баками по обеим сторонам судна приводит к непрерывной качке, которая уменьшает трение и облегчает движение сквозь лед. Экспериментальные конструкции носа, такие как плоский нос Тиссена-Вааса и цилиндрический нос, были опробованы на протяжении многих лет для дальнейшего уменьшения сопротивления льда и создания канала, свободного ото льда. [11]
Ледоколы и другие суда, работающие в заполненных льдом водах, требуют дополнительного структурного усиления против различных нагрузок, возникающих в результате контакта корпуса судна с окружающим льдом. Поскольку ледовое давление различается в разных областях корпуса, наиболее укрепленными областями в корпусе ледоходного судна являются нос, который испытывает самые высокие ледовые нагрузки, и вокруг ватерлинии, с дополнительным усилением как выше, так и ниже ватерлинии, чтобы сформировать непрерывный ледовый пояс вокруг судна. [2]
Короткие и короткие ледоколы обычно строятся с использованием поперечного набора, в котором обшивка корпуса укреплена шпангоутами, размещенными на расстоянии около 400–1000 миллиметров (от 1 до 3 футов) друг от друга, в отличие от продольного набора, используемого на более длинных судах. Вблизи ватерлинии шпангоуты, идущие в вертикальном направлении, распределяют локально сконцентрированные ледовые нагрузки на обшивку корпуса на продольные балки, называемые стрингерами, которые, в свою очередь, поддерживаются шпангоутами и переборками, которые несут более распределенные нагрузки корпуса. [2] В то время как обшивка корпуса, которая находится в непосредственном контакте со льдом, может иметь толщину до 50 миллиметров (2,0 дюйма) в старых полярных ледоколах, использование высокопрочной стали с пределом текучести до 500 МПа (73 000 фунтов на кв. дюйм) в современных ледоколах приводит к той же прочности конструкции при меньшей толщине материала и меньшем весе стали. Независимо от прочности, сталь, используемая в конструкциях корпуса ледокола, должна быть способна противостоять хрупкому разрушению при низких температурах окружающей среды и высоких нагрузках, которые типичны для эксплуатации в ледовых водах. [2] [25]
Если ледоколы построены в соответствии с правилами, установленными классификационным обществом , таким как Американское бюро судоходства , Det Norske Veritas или Регистр Ллойда , им может быть присвоен ледовый класс на основе уровня ледового усиления корпуса судна. Обычно он определяется максимальной толщиной льда, где, как ожидается, судно будет эксплуатироваться, и другими требованиями, такими как возможные ограничения на таран. Хотя ледовый класс, как правило, является показателем уровня ледового усиления, а не фактической ледокольности ледокола, некоторые классификационные общества, такие как Российский морской регистр судоходства, имеют требования к эксплуатационным возможностям для определенных ледовых классов. С 2000-х годов Международная ассоциация классификационных обществ (МАКО) предложила принять единую систему, известную как Полярный класс (ПК), для замены обозначений ледового класса, определенных классификационным обществом.
Со времен Второй мировой войны большинство ледоколов строились с дизель-электрической силовой установкой, в которой дизельные двигатели, соединенные с генераторами, вырабатывали электроэнергию для гребных двигателей, которые вращали винты фиксированного шага. Первые дизель-электрические ледоколы строились с генераторами постоянного тока (DC) и гребными двигателями, но с годами технология продвинулась сначала до генераторов переменного тока (AC), а затем до частотно-управляемых систем AC-AC. [11] В современных дизель-электрических ледоколах силовая установка построена по принципу электростанции, в которой основные генераторы поставляют электроэнергию для всех бортовых потребителей, и никакие вспомогательные двигатели не нужны.
Хотя дизель-электрическая силовая установка является предпочтительным выбором для ледоколов из-за хороших характеристик крутящего момента на низких оборотах электрических пропульсивных двигателей, ледоколы также строились с дизельными двигателями, механически соединенными с редукторами и винтами с регулируемым шагом . Механическая силовая установка имеет несколько преимуществ по сравнению с дизель-электрическими пропульсивными системами, такими как меньший вес и лучшая топливная экономичность. Однако дизельные двигатели чувствительны к резким изменениям оборотов винта, и для противодействия этому механические силовые установки обычно оснащаются большими маховиками или гидродинамическими муфтами для поглощения изменений крутящего момента, возникающих в результате взаимодействия винта со льдом. [11]
Канадский полярный ледокол CCGS Louis S. St-Laurent, построенный в 1969 году, был одним из немногих ледоколов, оснащенных паровыми котлами и турбогенераторами, которые вырабатывали энергию для трех электродвигателей. Позднее он был переоборудован пятью дизельными двигателями, которые обеспечивают лучшую экономию топлива, чем паровые турбины. Позднее канадские ледоколы строились с дизель-электрической силовой установкой. [11]
Два ледокола класса Polar, эксплуатируемые Береговой охраной США , имеют комбинированную дизель-электрическую и механическую двигательную установку, состоящую из шести дизельных двигателей и трех газовых турбин . В то время как дизельные двигатели соединены с генераторами, которые вырабатывают энергию для трех пропульсивных двигателей, газовые турбины напрямую соединены с гребными валами, приводящими в движение винты регулируемого шага. [11] Дизель-электрическая силовая установка может вырабатывать до 13 000 кВт (18 000 л. с.), в то время как газовые турбины имеют непрерывную совокупную мощность 45 000 кВт (60 000 л. с.). [26]
.jpg/1280px-Coast_Guard_Healy_leaves_dry_dock_(26142269466).jpg)
Количество, тип и расположение винтов зависят от мощности, осадки и предполагаемого назначения судна. Более мелкие ледоколы и ледокольные суда специального назначения могут обойтись всего одним винтом, в то время как крупным полярным ледоколам обычно требуется до трех больших винтов для поглощения всей мощности и обеспечения достаточной тяги. Некоторые мелкосидящие речные ледоколы были построены с четырьмя винтами на корме. Насадки могут использоваться для увеличения тяги на более низких скоростях, но они могут засоряться льдом. [11] До 1980-х годов ледоколы, регулярно работающие в торосистых ледяных полях Балтийского моря, были оснащены сначала одним, а затем двумя носовыми винтами для создания мощного потока вдоль корпуса судна. Это значительно увеличило ледокольную способность судов за счет снижения трения между корпусом и льдом и позволило ледоколам проникать в толстые ледяные торосы без тарана. Однако носовые винты не подходят для полярных ледоколов, работающих в условиях более твердого многолетнего льда, и поэтому не использовались в Арктике. [27]
Азимутальные подруливающие устройства устраняют необходимость в традиционных винтах и рулях, поскольку винты находятся в управляемых гондолах, которые могут вращаться на 360 градусов вокруг вертикальной оси. Эти подруливающие устройства повышают эффективность пропульсивной установки, ледокольную способность и маневренность судна. Использование азимутальных подруливающих устройств также позволяет судну двигаться кормой во льдах без потери маневренности. Это привело к разработке судов двойного действия , судов с кормой в форме носа ледокола и носом, предназначенным для работы в открытой воде. Таким образом, судно остается экономичным для работы в открытой воде, не ставя под угрозу его способность работать в сложных ледовых условиях. Азимутальные подруливающие устройства также позволили разработать новые экспериментальные ледоколы, которые работают боком, чтобы открыть широкий канал во льду.
Паровые ледоколы были возрождены в конце 1950-х годов, когда Советский Союз ввел в эксплуатацию первый атомный ледокол «Ленин» в 1959 году. Он имел ядерно-турбо-электрическую силовую установку, в которой ядерный реактор использовался для производства пара для турбогенераторов , которые, в свою очередь, производили электроэнергию для гребных двигателей. Начиная с 1975 года, русские ввели в эксплуатацию шесть атомных ледоколов класса «Арктика» . Советы также построили атомное ледокольное грузовое судно « Севморпуть» , которое имело один ядерный реактор и паровую турбину, напрямую соединенную с гребным валом. Россия, которая остается единственным оператором атомных ледоколов, в настоящее время строит ледоколы мощностью 60 000 кВт (80 000 л. с.) для замены стареющего класса «Арктика» . Первое судно этого типа было введено в эксплуатацию в 2020 году.
Судно на воздушной подушке может ломать лед методом резонанса. Это заставляет лед и воду колебаться вверх и вниз до тех пор, пока лед не испытает достаточную механическую усталость, чтобы вызвать трещину. [28]
