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. Исследования в них сложны и дороги.
В мире насчитывается около 30 ледовых опытовых бассейнов, один из них находится в Нижегородском государственном техническом университете.
«Со времен первого ледового бассейна, построенного в Ленинграде в 1955 году, 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 старший преподаватель кафедры кораблестроения и авиационной техники института транспортных систем НГТУ им. Р.Е. Алексеева Андрей Себин, автор изобретения.
Молодой ученый предложил использовать в качестве компонента лабораторного льда полиэтилен высокого давления, основные характеристики которого — плотность и коэффициент трения — такие же, как у природного льда. Перед проведением испытаний гранулы этого полимера добавляются в воду, после чего между ними намораживается слой пресноводного льда, в результате получается композитная модель ледяного покрова. Основное преимущество предложенного способа моделирования льда заключается в том, что композитная модель позволяет проводить испытания моделей судов в опытовых бассейнах небольших размеров.
«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 автор разработки.
Напомним, что исследования проводились в Нижегородском государственном техническом университете в рамках федеральной программы Минобрнауки РФ «Приоритет 2030», участником которой является вуз. Разработка включена в государственную программу социально-экономического развития Арктической зоны РФ.
