В НГТУ предложили новый способ моделирования льда для испытаний ледоколов
В Нижегородском государственном техническом университете (НГТУ) им. Р. Е. Алексеева разработали композитную модель ледяного покрова — инструмента для исследований ходовых качеств новых ледоколов. Работа велась в рамках государственной программы Минобрнауки РФ «Приоритет 2030». Разработка также включена в государственную программу социально-экономического развития Арктической зоны РФ.
Основное преимущество изобретения старшего преподавателя кафедры кораблестроения и авиационной техники Института транспортных систем НГТУ Андрея Себина заключается в том, что композитная модель позволяет проводить испытания моделей судов в опытовых бассейнах небольших размеров.
Ледовые модельные испытания необходимы для определения мощности двигателя проектируемого ледокольного судна. Для этого в опытовых бассейнах моделируется движение корпуса по намороженному ледовому полю. Оно должно отвечать определенным характеристикам и разрушаться точно так же, как природный лед больших толщин.
В мире насчитывается около 30 ледовых опытовых бассейнов, один из них — в Нижегородском государственном техническом университете. Главная проблема таких исследований — их чрезвычайно высокая стоимость.
«Со времен первого ледового бассейна, построенного в Ленинграде в 1955 году, и до настоящего времени моделировать движение судна во льдах получалось только в очень крупных масштабах. Соответственно, были созданы морозильные камеры, способные вместить бассейны длиной до 100 метров и шириной до 40 метров. Наморозка льда в таких сооружениях стоит очень дорого, а точность моделирования — недостаточно высокая. Эти ограничения тормозили развитие ледокольного флота. Например, кораблестроители так и не решились внести существенные корректировки в форму корпуса судов — она мало изменилась со времен первого в мире ледокола арктического класса «Ермак», спроектированного еще в конце 19 века», — рассказал Андрей Себин.
Нижегородский ученый предложил использовать в качестве компонента лабораторного льда полиэтилен высокого давления, основные характеристики которого — плотность и коэффициент трения — такие же, как у натурного льда. Перед проведением испытаний гранулы этого полимера добавляются в воду, после чего между ними намораживается слой пресноводного льда, и в результате получается композитная модель ледяного покрова.
«Мы изучили процесс разрушения этого материала и создали технологию, позволяющую добиться наилучшего подобия движения судна во льдах. Композитная модель эффективна в бассейнах небольших размеров, в том числе нашем. Стоимость исследований снижается в разы, а качество результатов повышается», — подчеркнул Андрей Себин.
На сегодняшний день нижегородская научная школа корабельной ледотехники является ведущим российским научным центром, где проводятся фундаментальные исследования взаимодействия судов со льдом. В НГТУ им. Р. Е. Алексеева реализуется единственная в стране магистерская программа на ледокольную тематику «Проектирование судов и морских инженерных сооружений, эксплуатирующихся в ледовых условиях».
Подпишитесь на Telegram РБК Нижний Новгород
