Деньги на лед

Ледовые опытовые бассейны Арктического и антарктического НИИ Росгидромета закрываются на реконструкцию, результатов которой с нетерпением ждут полярники и судостроители. Бассейны будут модернизированы и готовы к проведению научных экспериментов к концу нынешнего года
Деньги на лед
В опытовом ледовом бассейне Арктического и антарктического научно-исследовательского института Росгидромета - одного из 50 существующих в стране научных учреждений, имеющих статус Государственногоо научного центра (ГНЦ)
ААНИИ Росгидромета

По мере совершенствования судостроительной отрасли у инженеров появилась возможность проверять отдельные характеристики строящихся судов в ходе модельных экспериментов. Первый опытовый бассейн построили в Англии в 1872 году, в России — в 1894-м. Он располагался в Петербурге, в Новой Голландии.

Принципиально новый тип испытательных полигонов — ледовые опытовые бассейны — появились в середине XX века. Полярные исследования имели свою специфику, сильно отличающуюся от задач обычных судостроителей. Главный природный фактор в высоких широтах — лед, его физические и механические свойства. Именно они определяют возможности полярных экспедиций и их безопасность для исследователей. Первый в мире ледовый бассейн открыли в 1955 году в Ленинграде, в знаменитом Фонтанном доме — дворце графов Шереметевых. Большую часть дворцовых помещений занимал в то время Арктический и антарктический научно-исследовательский институт (ААНИИ) — главный центр отечественных полярных исследований. Для ледового бассейна отвели тогда помещение на первом этаже Галерейного флигеля дворца.

magnifier.png Первый в мире ледовый бассейн открыли в 1955 году в Ленинграде, в знаменитом Фонтанном доме — дворце графов Шереметевых. Большую часть дворцовых помещений занимал в то время Арктический и антарктический НИИ — главный центр отечественных полярных исследований

При строительстве отдельного нового здания для Арктического и антарктического института на улице Беринга на Васильевском острове в 1990 году здесь был создан научно-экспериментальный комплекс из двух бассейнов. Большой бассейн длиной 30 и шириной пять метров предназначен для испытания моделей судов и исследования процессов взаимодействия судов и стационарных инженерных сооружений с ледяным покровом. В бассейне можно создавать заданные ледовые условия, варьируя соленость воды, температуру воздуха, и управлять прочностными характеристиками намораживаемого льда толщиной до 60 миллиметров.

Размеры водного зеркала малого ледового бассейна — пять на пять метров, глубина — два с половиной метра. Он ориентирован на научные эксперименты в области физических и механических свойств льда, механики деформации и разрушения натурного льда толщиной до одного метра.

Сейчас в мире около трех десятков опытовых бассейнов, из них 20‒25 — действующие. Лучшие бассейны расположены в Финляндии, Германии, Канаде, в Китае. Есть подобное оборудование в США, но оно используется не так активно, как в странах — лидерах в этой научной области. В России подобных бассейновых комплексов два: в ААНИИ и в Крыловском научном центре.

Практически все они построены для нужд судостроительной отрасли. И только опытовые ледовые бассейны ААНИИ — для научных целей. В этом их особенность и преимущество.

Бассейн для «Ленина»

В 1955 году первый в мире ледовый бассейн для испытаний моделей ледовых судов был введен в эксплуатацию в Арктическом и антарктическом НИИ на первом этаже Галерейного флигеля Шереметевского дворца, в котором была устроена ледоисследовательская лаборатория.

Составляющие лаборатории:

— четыре охлаждаемые камеры;

— машинное отделение;

— аппаратные и вспомогательные служебные помещения. 

Характеристики бассейна:

— форма — железобетонная чаша;

— длина — 14 м, ширина — 2 м, высота — 2 м;

— рабочая глубина воды в бассейне — от 1,5 до 1,7 м;

— температурный режим в камере позволял нарастить в бассейне лед толщиной 4‒5 мм в течение 3‒4 часов.

Для экспериментов была разработана методика намораживания моделированного льда, прочностные свойства которого уменьшались по сравнению со свойствами морского льда пропорционально масштабу эксперимента.

В бассейне успешно проходили испытания моделей первого атомного ледокола «Ленин», атомных ледоколов типа «Арктика» и других судов ледового плавания отечественных и зарубежных проектов.

В 1990 году комплекс был перенесен в здание на улице Беринга, 38. Сейчас работает комплекс из большого и малого ледовых бассейнов.

Большой ледовый бассейн:

— длина — 30 м, ширина — 5 м, глубина — 1,8 м;

— толщина моделированного льда — до 60 мм;

— толщина естественного льда —  до 0,5 м;

— температура — до −18 °C.

Малый ледовый бассейн:

— объем чаши —  62,5 м3;

— длина — 5 м, ширина — 5 м, глубина — 2,5 м;

— площадь помещения для работы с образцами льда — 15 м²;

— температура — до −18 °C.

В ледовом опытовом бассейне проводятся исследования процессов и сценариев разрушения ледяного покрова при взаимодействии с судами и инженерными сооружениями. Бассейн имеет особые технические решения в конструкции чаши, системы холодообразования, системы водоподготовки, автоматизации проведения экспериментов по испытанию модели судна во льдах, а также технические возможности исследования воздействия льда на стационарные инженерные сооружения.

Грантовая поддержка

За 32 года работы оборудование научно-экспериментального комплекса заметно износилось и требует технологического обновления и модернизации. Грант в размере 33,95 млн рублей на обновление приборной базы комплекса был выделен Министерством науки и высшего образования РФ в рамках национального проекта «Наука и университеты» в конце 2021 года. Как уточнил в беседе со «Стимулом» Алексей Чернов, старший научный сотрудник отдела ледовых качеств судов ААНИИ, грант выделен на год, первые полгода ушли на подготовку, сейчас реконструкция вступает в активную фазу. «С учетом внешних факторов сроки работ по гранту немного сместились по времени. Сейчас начинается процесс заключения договоров на различные работы по реконструкции. Все они должны закончиться до конца текущего года, — рассказал он. — Первые конкурсные процедуры прошли, объявлено еще несколько конкурсов».

Непосредственно работы на объекте начнутся в первых числах августа. По словам нашего собеседника, полного закрытия комплекса не будет. Отдельные эксперименты запланированы, например, на сентябрь — время активной стадии реконструкции. Это возможно потому, что чаши бассейнов остаются прежними и между работами по замене оборудования можно найти окна для научной работы.


ЧЕРНОВ.jpg
Алексей Чернов, старший научный сотрудник отдела ледовых качеств судов ААНИИ Росгидромета
Из личного архива Алексея Чернова

Генератор холода

Самый первый договор с подрядчиками касается замены холодильной установки в малом бассейне. В конкурсе участвовали российские производители. «Новая установка позволит нам доводить температуру в этом бассейне до минус 30 градусов. Его глубина — два с половиной метра. Думаем, что лед толщиной до метра у нас здесь будет дорастать, пока этого для наших экспериментов достаточно, но постепенно этот показатель можно увеличивать», — говорит Алексей Чернов.

magnifier.png «Новая установка позволит нам доводить температуру в этом бассейне до минус 30 градусов. Его глубина — два с половиной метра. Думаем, что лед толщиной до метра у нас здесь будет дорастать, пока этого для наших экспериментов достаточно, но постепенно этот показатель можно увеличивать»

В результате, как рассказал Чернов, здесь можно будет проводить эксперименты в области «физики льда, механики льда, исследования льда как материала, как физического тела». Здесь ученые выращивают лед естественного намерзания и проводят эксперименты по прочности льда, по механике его разрушения. Это может потребоваться как ученым ААНИИ — Высокоширотной арктической экспедиции, Российской антарктической экспедиции, — так и сторонним заказчикам, например проектировщикам переправы через какую-либо из сибирских рек. «Это и внутренняя тематика, и тематика по заказам сторонних организаций», — уточнил Чернов.


ЛЕДБАСС 1.jpg
В тридцатиметровом бассейне, где проводятся испытания моделей судов, запланировано много усовершенствований. В сумме они поднимут объект на современный технологический уровень
ААНИИ Росгидромета

Новое качество

В тридцатиметровом бассейне, где проводятся испытания моделей судов, запланировано много усовершенствований. В сумме они поднимут объект на современный технологический уровень.

«Мы восстановим точность расположения рельсового пути, предназначенного для буксировки моделей судов, более точно выставим рельсы — они со временем получили некое отклонение от прямолинейности, планируем повысить плавность хода буксировочной тележки, проведем модернизацию поста управления, поставим цифровые индикаторы. Это большой и разнообразный проект, будет много разных не очень крупных работ, но в целом они выведут бассейн на достаточно хороший современный уровень», — пояснил Алексей Чернов.

magnifier.png Для цеха по производству моделей судов будет закуплен фрезерный станок с возможностями обработки заготовок по 3D-технологии, который позволяет получать корпуса сложных судовых форм. В итоге по новой технологии цех сможет с высокой точностью изготавливать модели судов длиной до четырех и шириной до одного метра

Для цеха по производству моделей судов будет закуплен фрезерный станок с возможностями обработки заготовок по 3D-технологии, который позволяет получать корпуса сложных судовых форм. В итоге по новой технологии цех сможет с высокой точностью изготавливать модели судов длиной до четырех и шириной до одного метра. Это вполне отвечает научным и практическим задачам научно-экспериментального комплекса. Работа по технологии 3D — требование сегодняшнего дня, это позволяет говорить с проектировщиками судов на одном технологическом языке.

Завершение работ по установке нового оборудования запланировано на ноябрь‒декабрь нынешнего года. Полностью процесс пуско-наладки планируется завершить к весне. Среди первых значимых испытаний запланировано испытание модели нового экспедиционного судна.
Еще по теме:
08.08.2022
В ходе масштабного исследования популяционного иммунитета к COVID-19 ученые установили, что подавляющее большинство дете...
03.08.2022
Сотрудники физического факультета МГУ и Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН предложили оригинальный дизайн...
28.07.2022
Ученые из Санкт-Петербургского государственного университета и Санкт-Петербургского политехнического университета Петра ...
27.07.2022
На прошедших выходных Китайское агентство по пилотируемой космонавтике (China Manned Space Agency, CMSA) осущест...
Наверх