דרישות ייחודיות של ניווט Polar

ספינות פורצות קרח משרתות תפקיד חיוני בשמירה על הגישה לאזורים הקוטביים, שם הן מתומכות במחקר מדעי, אספקת קהילות מרוחקות, ליווי כלי מסחר, ומבצעות חיפוש והצלה.בניגוד לספינות קונבנציונליות המיועדות למים פתוחים, פורצי קרח חייבים לנהוג שוב ושוב את הצלעות שלהם לתוך ערכות קרח, למחוץ את המשטחים, ולפנות נתיבים חדשים.

המונחים: Thrusters

פיתוח דחף שיכול לשרוד ולבצע במים קוטבי דורש תשומת לב למערך רחב של גורמים הנדסיים.התחומים הבאים מקבלים את המיקוד ביותר במהלך תכנון ובדיקה.

עמידות קרח ואינטגרליות סטרקטיבית

על Thrusters להיות מסוגל לפעול כאשר מוקפים קרח שבור, בלוקים קרח מעוות, ואפילו גליונות קרח מוצקים.האיום הגדול ביותר הוא השפעה עם חתיכות קרח גדולות שיכול להיות להבים, סדקים, או Shear מכל מרכזי דחף שלמים.כדי למנוע את זה, מעצבים לציין FLT:0reinforced bladeFLT:1FLT 1 ו vuler מקטעים עבה לעומת רכזות דלפות (לא תמיד) חומרים קשים;

(ב) היבט נוסף של התנגדות קרח הוא היכולת של הדחף להימנע מלהיות מחוספס על ידי חתיכות קרח.חלק מהדחפורים משלבים את ההפיכה של קרח:0ice-FLT:1 על פני הלהב, שבו פרופיל הלהב 3 מתקצר בהדרגה לכיוון קצה כך שקרח מחליק החוצה ולא מנקה.

בחירת חומרים להצטננות קיצונית

(ב) שילוב של מים מלוחים, שחיקה קרח, וטמפרטורות נמוכות יוצר סביבה ייחודית קורוזית.ד פלדות חלד ימי סטנדרטית עשוי להיות מתפתל בטמפרטורות הקוטב, וציפויים יכולים לפצח ולהרוס. מהנדסים ולכן חומרים נבחרים אשר אושרו עבור שירות זמני נמוך, כגון: 0quenched ומזג גבוה מחוזק של פלדה; ALT2Fánbn) או סגסוגת אחורית (Ricernbnbn) נמוך יותר, כגון: סגסוגת אחורית (Ricated) חום-Ricervgicernbnbnbnbnbnbnbnbnbn) או סגסוגת נמוכה יותר, 000) סגסוגת נמוכה יותר, 000) או סגסוגת אחורית (R.

טיפולים על פני השטח גם ממלאים תפקיד.(FLT:0) ציפויי קרמיקה נבזזות 3:2HVOF (דלק חמצן גבוה) ציפויים קרמיקה 3) מוחלים על משטחים להב כדי להפחית את הכריתות הקרח ולהגן מפני פעולתם המוחצת של חלקיקים קרח.

מקור: Ice-Infested Waters

הגיאומטריה של המניע של דחף משפיע עמוקות על יכולתו לייצר דחף בזמן ששארית מגע קרח.

  • (FLT:0) מספר ואג':FLT:1 , מדחף שובר קרח יש לעתים קרובות ארבעה או חמישה להבים כי החוזקה מוגברת מספקת אזור להב גדול יותר כדי לעמוד בפני עומסים מתפתלים.
  • (ב) (ב) ב[[1924]], [[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (ב) ,0) , לעומת מדחף פתוח: ⁇ 1 (הידוע גם בשם "מדחף מרעיש" (Nozzle Drivelers) משתמשים נרחב על שוברי קרח משום שהדוכס מגן על הלהב ומשפר את יעילות הדחף כאשר פועל בקרח שבור.
  • (FLT:0) טיפים להבים חשובים: FIRLT:1 בתנאים קרח קיצוניים, אסטרטגיה נפוצה היא לעצב טיפים להב שיכול להיכשל בבטחה מבלי להפיץ סדקים לתוך שורש הלהב. אלה טיפים להחליף את הזמן על ידי מתן תחליף שדה במקום צורך בהחלפת חומרים מלאים.

מיקום ואוריינטציה של Thrusters

כאשר הדחפורים ממוקמים על שובר קרח קובע כיצד הספינה יכולה לתמרן בערוצים הדוקים, הפוך דרך הקרח, ולשמור על התחנה בעת ליווי.FLT:0;0) דחפורים עצלנים 1 (הנקראים גם propded propulors) הפכו לבחירה הדומיננטית עבור פורצי קרח מודרניים כי הם יכולים לסובב 360 מעלות, לספק דחף מאויש בכל כיוון זה מאפשר תנופה בתוך קשתות, כדי להזיזוכות קרח, ללא מעבר, ללא קו רוחב, ואבדים, ללא קו רוחב, ללא קו רוחב, וריד.

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כוח וכלכלה - רשמים

פורצי קרח דורשים כמויות עצומות של דחף לשבור קרח. a טיפוסית של שובר קרח בכיתה הקוטב עשוי להיות בעל כוח הנעה מותקן הכולל מעל 25MW, עם יחידות דחף פרטני מדורגות 5-10 MW. MW. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

עם זאת, צריכת החשמל חייבת להיות מאוזנת מפני יעילות דלק ופליטות.FLT:0 (Hybrid propulsion SystemsFLT:1 המשלבת אחסון סוללות עם גנרטורים דיזל צוברים מערכת בנייה חדשה. Batteries יכול לספוג תנודות מאפקטי קרח, להפחית את שריפת הדלק במהלך פעילות ליווי נמוכה, ולספק ריצה שקטה באזורים רגישים לסביבה.

השפעות סביבתיות ו- Noise Mitigation

סביבות הקוטב הן prise באופן אקוסטי.הרעש התת-ימי שנוצר על ידי מדחף קרח יכול להסוות צלילים טבעיים המשמשים יונקים ימיים לתקשורת, ניווט וציד. באזורים מסוימים, כגון הארקטי הקנדי, תקנות להגביל את התפוקה של רעש מכלים מסחריים. מעצבי Thruster הם אפוא שילוב של FLT:0low-noise blade designs FLT:1 אשר להפחית את ה cavitation ואת הרטט.

[ה]התמדה היא דאגה נוספת לכך ש[דרוש מקור] [ה] [הטבע] [ה] [ה]] [ה]] [ה[[המאה ה-20]], ו[ה[[המאה ה-20]]], ו[[המאה ה-20]], [[המאה ה-20]],]], ו[[המאה ה[[המאה ה-20]],]], [[המאה ה-20]],]],]], [[המאה ה[[המאה ה-20]],]],]], [[ה[[ה[[המאה ה[[המאה ה-20]],]],]], [[ה[[1924]],]],]], [[1924]], [[המאה ה[[1924]]]]]],]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[ה[[1924]]]]]]]]]],]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[ה[[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]], [[1924]], [[ה[[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]

טכנולוגיות חדשניות בעיצוב Thruster

העשור האחרון ראה כמה קפיצות טכנולוגיות שענות על מגבלות של עיצובים קודמים של הדחף.החידושים הבאים נמצאים כעת על כלי שיט רבים במחלקת הקוטב.

Ice-Resistant Betaings and Surface Treatments

אחת הדרכים הישירות ביותר להפחית את הצטברות הקרח היא להפוך את פני השטח להחליק קרח.בנוסף ציפויים קרמיקה שהוזכרו קודם לכן, FLT:0fluoropolymer מבוסס ציפויים FLT:1 נבדקו על להבים דחף ורגליים דחף פחות מציפוי קרח.

טכנולוגיה מתפתחת נוספת היא (FLT:0) אלקטרונית-thermal Anti-icigtureingFLT:1 ; אלמנטים חימום מוטבע בתוך משטחים להב ניתן להפעיל כדי להמיס כל קרח שנוצר, למנוע בניית עומסים כבדים. גישה זו צורכת אנרגיה, אבל כאשר בשימוש לסירוגין זה יכול להפחית את הסיכון של מניעה ממחסור קרח לא אחיד.

מפיקים שונים עם שליטה חכמה

מניעי המגרש משתנים מאפשרים לזווית הלהב להיות מותאם בעוד הפיר ממשיך להסתובב במהירות מתמדת. בתנאים קרח, להיות מסוגל במהירות נוצה המדחף (לחנך את המגרש ל-Ap) יכול למנוע מהירות יתר כאשר המדחף פתאום לא מוטען לאחר ששבר דרך הקרח.

בקרים חכמים אלה גם לתאם מספר רב של דחף במהלך תמרונים מורכבים כגון פנייה בערוץ קרח.על ידי קישור זוויות zimuth ו הגדרות המגרש, המערכת יכולה לשמור על כיוון קבוע נטו דחף עם קלט טייס מינימלי.זה אוטומציה מפחית עומס עבודה צוות ומשפרת את כלכלת הדלק על ידי שמירה על כל דחף פועל ליד נקודת היעילות שלה.

הדחף ההיברידי והאחסון באנרגיה

מערכות היברידיות עברו מחידוש עד לרמה הקרובה של שוברי קרח חדשים.על ידי הוספת סוללת אטומית:0lithium-ion BanksFLT 1 לצמח דיזל-חשמלי, הכלי יכול לרוץ על כוח סוללה לבד במהלך פעולות רגישות (למשל, ליד חיות בר) או בזמן המעבר דרך קרח דק.הסוללות מספקות גם חיץ נגד שינויים פתאומיים, כך שהדיזל יכול לרוץ על ידי מנועים יציבים, במקום להפחית את הסוללות של 15 מדלקים, מאשר להזיזומים נוספים.

חידוש נוסף הוא ה- 0FLT:0 דחפור דלק המופעל על ידי LNG או מימן לייצר אפס פליטות מקומיות, יתרון גדול עבור שברי קרח הפועלים במים הקוטביים מוגנים, למרות שתאים דלק נותרו בפיתוח, כמה כלי הדגמה כבר התקנתם במעגלים.

פיקוח חכם ותחזוקה חיזוי

(המשחתים של קרח הם יקרים לתיקון, במיוחד כאשר הכלי רחוק מנמל.חיישנים משובצים ביחידה המכוונת יכול לפקח על רטט, טמפרטורה, מומנט, ולהב בזמן אמת.הנתונים האלה מוזנים לתוך נמל:0דיגיטלי תאום תאום תאום LT:1 של דחף כי מדמה ללבוש וחיזוי כאשר תחזוקה יהיה צורך.

חלק מהמערכות כוללות גם את התבנית של ה-FLT:0ice מצב ההכרה ב- 1FLT1 (על ידי ניתוח דפוס ה- torque ו-Ratvastal), בקר הדחף יכול להעריך עובי קרח וגודל החילוף, ולאחר מכן להתאים את המגרש ומהפכות בהתאם.ההסתגלות האוטומטית הזו לא רק מגינה על הדחף אלא גם מפחיתה את צריכת הדלק על ידי התאמת מאמץ לעומס הקרח בפועל.

אתגרים ופתרונות

גם עם העיצובים הטובים ביותר, פעולת דחף במים הקוטביים מציגה אתגרים יומיומיים.(FLT:0Ice clogging מנהרות דחף) 1FLT:1 נותרה בעיה נפוצה, במיוחד עבור מנחמי מנהרה בקשת. Solutions כוללים שימוש ב-FLT:2jetting Systems FLT 3:2jetting Systems FLT 3 אשר דחוס אוויר או מים לתוך המנהרה כדי לנקות קרח, או התקנת 4ices.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

אתגר נוסף הוא (FLT:0thruster נזק במהלך מעבר קרח מעבר FLT:1 כאשר הכלי עוקב אחר ערוץ שבור על ידי פורץ קרח אחר.אפילו בקרח שבור, בלוקים קרח מסולקים יכול להיות גדול מספיק כדי להכות את המדחף.

השפעה סביבתית והגנתית

תקנות בינלאומיות, כולל הקוד הבינלאומי של ספינות הפעלה ב- Polar Waters (קוד הקוטב), דרישות מוגדרות לאמינות דחף ואמינות יותר.עבור שבירה קרח הפועלים בשיעורי הקרח הגבוהים ביותר, יש לאפשר למניעה אפילו לאחר יחידה אחת נכשלת.זה מניע מעצבים להשתמש ב-FLT:0 מערכות הנעה גבוהה של כונן בכיוון 1LT:1 ולהבטיח כי רכיבים דחף נגישים לתיקון חירום.

תקנות סביבתיות גם מתדקות.קוד הקוטב מגביל את שחרור הנפט מפני הדחפורים, המחייבות שכל מערכות החותמות וההתפשרות נועדו למנוע כל דליפה למים.מפעילים רבים משתמשים כעת ב-FLT:0biodegradable lubricantsspherpherpherpher Fits ו-Fi הידראוליות נוספות, דרישות הרעש שהוזכרו קודם לכן צפויים להפוך ליותר ויותר להכרחיות, שעלולות להיות מסובכות בתוך עיצובים בתוך השנים הבאות.

מגמות עתידיות בעיצוב קרח פורסטר

במבט קדימה, כמה מגמות יעצבו את הדור הבא של הדחפורים עבור כלי קוטב (FLT:0Poded propulsors with התווית נגד דחפים נגדיים של עופרת 1: 1) הוצעו להגביר את היעילות על ידי 10-15% תוך צמצום עומסי ההשפעה על הקרח.

רעיון מתפתח נוסף הוא מערכת סיכה:0air lubricationcational System, החל על דחפורים. injecting בועות אוויר לאורך פני הלהבות מפחית חיכוך ודבקות קרח.מבחנים מוקדמים על נתבי מודל מצביעים על כך שאפילו שכבת אוויר דקת ורציף יכולה לחתוך את בניית הקרח בחצי.

יתר על כן, [ה] , [ה], [ה], [ה],] ,[ה], [ה],] ,[ה], [ה],] , [ה],] ,[ה], [ה], [ה]הההההההההמשכיונות] [ה] [ה] [ה] [התתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתתחכמה] [ה]]] [ה] [ה] [ה] [ה]]]]] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה]]] [ה] [ה] [ה] [ה]] [ה] [ה]] [ה] [ה] [ה] [ה]]]]]] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה] [ה]]] [ה] [ה]]]] [ה] [ה

כדי ללמוד עוד על טכנולוגיות קשורות, הקוראים עשויים להתייעץ עם הנחיות המועצה להורדת קרח:0Arctic Council on Icebreaker SafetyFLT:1, theFLT:2Lloyd’s Register Research on Icebreaker PropulsionFLT 3, and the FLT:4 Marine Insight of azimuth דחףersFLT5:

לסיכום, תכנון דחף לספינות פורצות קרח הפועלות באזורי הקוטב דורש גישה רב תחומית שמאזנת כוח מבני, עמידות קרח, יעילות כוח, ניהול סביבתי ואמינות תפעולית.כפי שדורש סביבה הקוטבית, המשך החדשנות בחומרים, ציפויים, מערכות בקרה וכוח היברידי יבטיח כי פורצי קרח יישארו כלים מסוגלים להנעת המים המאתגרים ביותר בעולם.