Buzkıran - Icebreaker

Rus nükleer buzkıran Yamal , Kuzey Kutbu'na giderken, 2001
Rus buzkıran Krasin bir lider Amerikan içine tedarik gemisi McMurdo İstasyonu , Antarktika

Bir buzkıran özel amaçlı olduğu gemi veya tekne taşımak ve için tasarlanmış navigasyon sayesinde buz suları -covered ve güvenli sağlamak su yolları diğer tekne ve gemiler için. Terim genellikle buz kıran gemilere atıfta bulunsa da, bir zamanlar Birleşik Krallık kanallarında kullanılan buz kıran tekneler gibi daha küçük gemilere de atıfta bulunabilir .

Bir geminin buz kırıcı olarak kabul edilebilmesi için, çoğu normal gemide bulunmayan üç özellik gerekir: güçlendirilmiş bir gövde , buzları temizleyen bir şekil ve deniz buzunu itme gücü .

Buz kırıcılar, doğrudan donmuş suya iterek veya buz toplayarak yolları temizler . Deniz buzu eğilme mukavemeti yeterince düşük olduğu genellikle geminin içinde fark edilebilir bir değişiklik olmaksızın buz sonları Döşeme . Çok kalın buz durumunda, bir buz kırıcı , geminin ağırlığı altında kırmak için pruvasını buza doğru sürebilir . Bir geminin önünde kırık buz birikmesi, onu buzun kendisinin kırılmasından çok daha fazla yavaşlatabilir, bu nedenle buz kırıcılar, kırık buzu geminin etrafına veya altına yönlendirmek için özel olarak tasarlanmış bir gövdeye sahiptir. Geminin tahrik sisteminin dış bileşenleri ( pervaneler , pervane şaftları vb.), geminin gövdesinden daha fazla hasar riski altındadır, bu nedenle bir buz kırıcının kendisini buza itme, kırma ve enkazdan temizleme yeteneği. yolun başarılı bir şekilde güvenliği için esastır.

Tarih

En erken buzkıranlar

Okyanusta giden gemilerden önce, iç kanallarda ve nehirlerde buz kırma teknolojisi geliştirildi. Kaydedilen ilk ilkel buzkıran, 1392'de Belçika'nın Bruges kasabası tarafından kasaba hendeğini temizlemek için kullanıldı.

Kutup sularında yelkenli gemiler

Bir müzede 17. yüzyıldan kalma bir Rus koch

Buzla güçlendirilmiş gemiler, kutup keşiflerinin ilk günlerinde kullanıldı. Bunlar orijinal olarak ahşaptı ve mevcut tasarımlara dayanıyordu, ancak özellikle su hattı çevresinde , gövdeye çift kaplamalı ve geminin içindeki güçlendirilmiş traverslerle güçlendirildi. Dışarıya demir şeritler sarılmıştı. Bazen pruvalara, kıçlara ve omurga boyunca metal levhalar yerleştirildi. Bu tür bir güçlendirme, geminin buzu geçmesine yardımcı olmak ve ayrıca gemiyi buz tarafından "kıstırılması" durumunda korumak için tasarlandı. Kıstırma, bir geminin etrafındaki buz kütleleri gemiye karşı itildiğinde, gemiyi bir mengenedeymiş gibi yakalayıp hasara yol açtığında meydana gelir. Bu mengene benzeri hareket, rüzgarların ve gelgitlerin buz oluşumları üzerindeki kuvvetinden kaynaklanır.

Kutup sularında kullanılan ilk tekneler, yerli Arktik halkına aitti . Onların kayaklar küçük insan enerjili kapalı desteyle tekneler ve bir veya daha fazla kokpitlerinde, her oturma biridir paddler tek veya çift ağızlı darbeleri raket . Bu tür teknelerin elbette buz kırma yetenekleri yoktur, ancak hafiftirler ve buzu taşımak için uygundurlar.

9. ve 10. yüzyıllarda, Viking genişlemesi Kuzey Atlantik'e ve sonunda Kuzey Kutbu'ndaki Grönland ve Svalbard'a ulaştı . Ancak Vikingler , Orta Çağ'ın Sıcak Dönemi koşullarında, gemilerini yılın büyük bir bölümünde buzsuz olan sularda işlettiler .

Fram içinde Antarktika içinde Roald Amundsen 'in seferi

11. yüzyılda, Kuzey Rusya'da, yarım yıldan fazla bir süre buzla kaplı olduğu için adlandırılan Beyaz Deniz kıyıları yerleşmeye başladı. Kuzey Rusya'da Arktik Okyanusu kıyılarında yaşayan Karelyalılar ve Ruslardan oluşan karma etnik grup, Pomorlar ("sahil yerleşimcileri") olarak tanındı . Yavaş yavaş , Arktik denizlerinin buzlu koşullarında ve daha sonra Sibirya nehirlerinde yapılan yolculuklar için kullanılan özel bir tür bir veya iki direkli ahşap yelkenli gemiler geliştirdiler . Bu ilk buzkıranlara kochi adı verildi . Koch'un gövdesi, değişken su hattı boyunca buz kütlesine dayanıklı gömme yüzey kaplamalı bir kemer ile korunuyordu ve buzda portage için sahte bir omurgaya sahipti . Bir koch buz tarlaları tarafından sıkıştırılırsa, su hattının altındaki yuvarlak gövde hatları, geminin sudan dışarı ve buzun üzerine zarar görmeden itilmesine izin verir.

19. yüzyılda, modern buharla çalışan buz kırıcılara benzer koruyucu önlemler alındı. Yelken Çağı'nın sonundaki bazı önemli yelkenli gemiler , örneğin Fridtjof Nansen ve diğer büyük Norveçli Kutup kaşifleri tarafından kullanılan Fram gibi Pomor teknelerininki gibi yumurta şeklindeki bir forma da sahipti . Fram , en kuzeye (85°57'K) ve en uzak güneye (78°41'G) giden ahşap gemiydi ve şimdiye kadar yapılmış en güçlü ahşap gemilerden biriydi.

Buharla çalışan buz kırıcılar

İl Buz Tekne No. 1 at Delaware Nehri

Buzlu koşullarda çalışmak üzere tasarlanmış erken bir gemi , Philadelphia şehri için 1837'de Vandusen & Birelyn tarafından inşa edilen 51 metrelik (167 ft) ahşap kanatlı vapur , City Ice Boat No. 1 idi. 250 beygir gücünde (190 kW) buhar motorları ve ahşap kürekleri demir kaplamalarla güçlendirildi.

Yuvarlak şekli ve güçlü metal gövdesi ile 1864 Rus Pilotu , pervaneli modern buz kırıcıların önemli bir öncülüydü. Gemi, tüccar ve gemi yapımcısı Mikhail Britnev'in emriyle inşa edildi . Buz temizleme kabiliyeti elde etmek için pruva değiştirildi (omurga hattından 20° yükselme). Bu, Pilot'un kendini buzun üstüne itmesine ve dolayısıyla onu kırmasına izin verdi. Britnev gemisinin pruvasını, yüzyıllardır Beyaz Deniz ve Barents Denizi'nin buzlu sularında seyreden eski Pomor teknelerinin şekline göre şekillendirdi . Pilot , 1864 ve 1890 yılları arasında Finlandiya Körfezi'nde Kronstadt ve Oranienbaum arasında navigasyon için kullanıldı, böylece yaz navigasyon sezonunu birkaç hafta uzattı. Pilot'un başarısından ilham alan Mikhail Britnev, 1875'te ikinci benzer bir Boy (Rusça "Kırılma" ) ve 1889'da üçüncü bir Booy (Rusça "Şamandıra") inşa etti .

Modern tipin ilk buz kırıcısı olan Pilot'u gösteren bir posta pulu

1870-1871'in soğuk kışı, Elbe Nehri'nin ve Hamburg limanının donmasına neden olarak, uzun süreli deniz ulaşımı durmasına ve büyük ticari kayıplara neden oldu. Carl Ferdinand Steinhaus değişmiş Bow yeniden Pilot ' kendi buzkıranını yapmak için Britnev den ler tasarımını Eisbrecher I .

İlk modern kutup buzkıran Yermak

İlk gerçek modern deniz buzkıran, 20. yüzyılın başında inşa edildi. Buzkıran Yermak , 1897'de İngiltere'deki Armstrong Whitworth tersanesinde Rus İmparatorluk Donanması'nın sözleşmesiyle inşa edildi . Gemi ana ilkelerini ödünç Pilot ve ezmek ve ezilme başardı birinci kutup icebreaker oluşturulması, bunları uygulamalı paket buz . Gemi 5.000 ton yer değiştirdi ve buharlı pistonlu motorları 10.000 beygir gücü (7.500 kW) sağladı. Gemi 1963'te hizmet dışı bırakıldı ve 1964'te hurdaya çıkarıldı , bu da onu dünyanın en uzun hizmet veren buz kırıcılarından biri haline getirdi.

Kanada'da hükümetin, St. Lawrence Nehri üzerindeki buz sıkışması nedeniyle oluşan sel baskınını önlemek için bir yol sağlaması gerekiyordu . Montréal'in doğusunda, nehri buzlanmadan korumak için buz kırıcılar inşa edildi . Aynı zamanda Kanada, Kanada Kuzey Kutbu'ndaki yükümlülüklerini yerine getirmek zorunda kaldı. 80 metrelik (260 ft) CGS  NB McLean (1930) ve CGS  D'Iberville (1952) gibi büyük buharlı buz kırıcılar, bu ikili kullanım için inşa edildi (St. Lawrence taşkın önleme ve Arktik yenileme).

20. yüzyılın başında, diğer birkaç ülke amaca yönelik buz kırıcıları işletmeye başladı. Çoğu kıyı buzkıranlarıydı, ancak Kanada, Rusya ve daha sonra Sovyetler Birliği , deplasmanda 11.000 tona kadar okyanus aşan birkaç buzkıran inşa etti.

Dizel motorlu buz kırıcılar

Dünyanın ilk dizel elektrikli buz kırıcısı, 1933'te 4.330 tonluk İsveçli buz kırıcı Ymer'di . Kıçta iki pervane ve pruvada bir pervane arasında bölünmüş 9.000 hp (6.700 kW) gücüyle, hizmete alınana kadar en güçlü İsveçli buzkıran olarak kaldı. 1957'de Oden . Ymer'i 1939'da Finlandiya'daki ilk dizel-elektrikli buz kırıcı olan Fin Sisu izledi . Her iki gemi de 1970'lerde hizmet dışı bırakıldı ve her iki ülkede de çok daha büyük buz kırıcılar, 1976'da Finlandiya'da inşa edilen Sisu ve 1977'de İsveç'te inşa edilen Ymer .

USCGC  Healy , Alaska'nın kuzeyinde.
Polar Star , Antarktika'daki McMurdo İstasyonu yakınında kardeş gemisi USCGC  Polar Sea ile birlikte .

1941'de Amerika Birleşik Devletleri Rüzgar sınıfını inşa etmeye başladı . İskandinavya ve Sovyetler Birliği'nde yapılan araştırmalar, çok güçlü bir şekilde inşa edilmiş kısa ve geniş bir gövdeye sahip, ön ayak kısmı kesilmiş ve tabanı yuvarlak olan bir tasarıma yol açtı. Güçlü dizel-elektrikli makineler, iki kıç ve bir yardımcı yay pervanesini sürdü. Bu özellikler, 1980'lere kadar savaş sonrası buz kırıcılar için standart haline gelecekti.

Kanada'da dizel-elektrikli buz kırıcılar, ilk olarak HMCS Labrador (daha sonra Kanada Sahil Güvenlik Komutanlığına devredildi) ile 1952'de USCG Wind sınıfı tasarımı kullanılarak ancak yay pervanesi olmadan inşa edilmeye başlandı . Daha sonra 1960 yılında, Kanada'nın büyük buz kırıcıların geliştirilmesindeki bir sonraki adım, CCGS  John A. Macdonald'ın Quebec, Lauzon'da tamamlanmasıyla geldi. Daha bir ölçüde büyük ve daha güçlü bir gemi Labrador , John A.Macdonald en titiz kutup koşulları karşılayabilecek olan bir okyanus aşan buzkıran oldu. 15.000 beygir gücü (11.000 kW) dizel-elektrik makinesi, gücü üç şaftın her birine eşit olarak ileten üç ünite halinde düzenlenmiştir.

Kanada'nın en büyük ve en güçlü buz kırıcısı olan 120 metrelik (390 ft) CCGS  Louis S. St-Laurent 1969'da teslim edildi. Orijinal üç buhar türbini, dokuz jeneratörü ve üç elektrik motoru sistemi 27.000 mil beygir gücü (20.000 kW) üretiyor. . Çok yıllı bir orta ömür yenileme projesi (1987–1993), geminin yeni bir pruva ve yeni bir tahrik sistemi aldığını gördü. Yeni santral beş dizel, üç jeneratör ve üç elektrik motorundan oluşuyor ve yaklaşık olarak aynı tahrik gücünü sağlıyor.

22 Ağustos 1994'te Louis S. St-Laurent ve USCGC  Polar Sea , Kuzey Kutbu'na ulaşan ilk Kuzey Amerika yüzey gemileri oldu. Geminin başlangıçta 2000 yılında hizmet dışı bırakılması planlanıyordu; ancak, bir onarım, hizmetten çıkarma tarihini 2017'ye kadar uzattı.

Nükleer enerjili buz kırıcılar

Rus nükleer buzkıran Arktika , Kuzey Kutbu'na ulaşan ilk yüzey gemisi

Rusya şu anda mevcut ve işleyen tüm nükleer enerjili buz kırıcıları işletiyor . İlki, NS Lenin , 1957'de denize indirildi ve 1989'da resmi olarak hizmet dışı bırakılmadan önce 1959'da faaliyete girdi. Hem dünyanın ilk nükleer güçle çalışan yüzey gemisi hem de nükleer güçle çalışan ilk sivil gemiydi .

İkinci Sovyet nükleer buzkıran, Arktika sınıfının öncü gemisi olan NS Arktika idi . 1975'ten beri hizmette , 17 Ağustos 1977'de Kuzey Kutbu'na ulaşan ilk yüzey gemisiydi .

Mayıs 2007'de, nükleer enerjili Rus buzkıran NS 50 Let Pobedy için deniz denemeleri tamamlandı . Gemi, Rus devletine ait sekiz nükleer buz kırıcının tümünü yöneten Murmansk Shipping Company tarafından hizmete açıldı . Omurga aslen tarafından 1989 yılında atılmıştır Baltık İşleri arasında Leningrad ve gemi NS olarak 1993 yılında başlatıldı Ural . Bu buz kırıcının Arktika sınıfının altıncı ve sonuncusu olması amaçlandı ve şu anda dünyanın en büyük buz kırıcısı.

İşlev

Fin buzkıran Otso , Baltık Denizi'nde bir ticaret gemisine eşlik ediyor

Bugün, çoğu buz kırıcıya, mevsimlik veya kalıcı buz koşullarının olduğu yerlerde ticaret yollarını açık tutmak için ihtiyaç duyulmaktadır. Bu bölgelerde limanlara uğrayan ticaret gemileri buzda seyir için güçlendirilirken , genellikle buzu kendi başlarına yönetecek kadar güçlü değiller. Bu nedenle Baltık Denizi'nde , Büyük Göller'de ve Saint Lawrence Deniz Yolu'nda ve Kuzey Denizi Güzergahı boyunca, buzkıranların ana işlevi, bir veya daha fazla geminin konvoylarına buzla dolu sularda güvenli bir şekilde eşlik etmektir. Bir gemi buzla hareketsiz hale geldiğinde, buzkıran gemiyi çevreleyen buzu kırarak gemiyi serbest bırakmalı ve gerekirse buz alanından güvenli bir geçiş açmalıdır. Zor buz koşullarında, buz kırıcı en zayıf gemileri de çekebilir.

Bazı buz kırıcılar, Kuzey Kutbu ve Antarktika'daki bilimsel araştırmaları desteklemek için de kullanılır . Buz kırma kabiliyetine ek olarak, gemilerin kutup bölgelerine ve kutup bölgelerine geçiş için makul derecede iyi açık su özelliklerine, bilimsel personel için tesislere ve konaklama yerlerine ve kıyıdaki araştırma istasyonlarını tedarik etmek için kargo kapasitesine sahip olmaları gerekir. Arjantin ve Güney Afrika gibi iç sularda buz kırıcılara ihtiyaç duymayan ülkeler kutup bölgelerinde araştırma yapmak için buzkıran araştırmalarına sahiptir.

Gibi deniz sondaj Arktik denizlere hamle, icebreaking gemiler delme sitelerine kargo ve ekipman temini ve korunması için gerekli olan drillships ve petrol platformları gerçekleştirerek buz buz yönetimi küçük kütlelerinin ve direksiyon içine sürüklenen buz kırma arasında, örneğin, buzdağlarının uzakta korunan nesneden Geçmişte bu tür operasyonlar öncelikle Kuzey Amerika'da gerçekleştiriliyordu, ancak bugün Kuzey Kutbu açık deniz sondajı ve petrol üretimi de Rus Kuzey Kutbu'nun çeşitli bölgelerinde devam ediyor.

Amerika Birleşik Devletleri Sahil Güvenlik buzlu yardım davranış arama kurtarma misyonları, kutup okyanuslara buz kırıcılar kullanır. Amerika Birleşik Devletleri buzkıranları, ekonomik çıkarları savunmaya ve ulusun Kuzey Kutbu ve Antarktika bölgelerindeki varlığını sürdürmeye hizmet ediyor. Kuzey Kutbu'ndaki buzullar erimeye devam ederken, keşfedilen daha fazla geçit var. Bu olası navigasyon rotaları, dünya çapındaki ulusların kutup yarımkürelerine olan ilgilerinin artmasına neden olmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri kutup buzkıranları, genişleyen Arktik ve Antarktika okyanuslarındaki bilimsel araştırmaları desteklemeye devam etmelidir . Her yıl, ağır bir buzkıran , Ulusal Bilim Vakfı'nın Antarktika'daki McMurdo tesisine ikmal gemileri için güvenli bir yol açarak Derin Dondurma Operasyonunu gerçekleştirmelidir . En son birkaç ay süren gezi, kanalı buzdan arındırmadan önce tehlikeli koşullarda bir konteynere ve yakıt gemisine eşlik eden Polar Star tarafından yönetildi . Ağır bir buzkıran olmadan Amerika, bilim vakfına ulaşmanın bir yolu olmayacağı için Antarktika'daki kutup araştırmalarına devam edemezdi.

özellikleri

Buz direnci ve gövde formu

Estonyalı çok amaçlı buzkıran Botnica , küçük gövde ve parlama açılarına sahip tipik bir yuvarlak buzkıran yayına sahiptir. Patlama kaynaklı paslanmaz çelik buz bant ve "raybalar" de görülebilir.

Buzkıranlar genellikle eğimli yaylarını buza doğru süren ve geminin ağırlığı altında kıran gemiler olarak tanımlanır. Gerçekte, bu sadece buz kırıcının yürüme hızında ilerleyeceği veya hatta birkaç gemi boyunu tekrar tekrar gerilemesi ve buz paketini tam güçte çarpması gerekebileceği çok kalın buzda olur. Daha yaygın olarak, nispeten düşük bir eğilme mukavemetine sahip olan buz, gemi nispeten yüksek ve sabit bir hızla ilerlerken, buz kırıcının triminde gözle görülür bir değişiklik olmaksızın kolayca kırılır ve gövdenin altına daldırılır.

Bir buzkıran tasarlanırken, ana hedeflerden biri, buzun kırılması, kırılması ve kırılan yüzlerin geminin altına daldırılmasından kaynaklanan kuvvetleri en aza indirmektir. Bu anlık kuvvetlerin boyuna bileşenlerinin ortalama değerine geminin buz direnci denir. Buz kırıcılar tasarlayan deniz mimarları , geminin buz kırma kabiliyetini belirlemek için h - v - eğrisini kullanır. Buz kalınlığının ( h ) bir fonksiyonu olarak geminin ulaşabileceği hızı ( v ) gösterir . Bu hangi hızın hesaplanması yapılır itme pervaneleri kabın kombine hidrodinamik ve buz direnci eşittir. Basınç sırtları gibi farklı buz koşullarında bir geminin buz kırma kapasitesini belirlemenin alternatif bir yolu , bir buz tankında model testleri yapmaktır . Yöntemden bağımsız olarak, yeni buz kırıcıların gerçek performansı, gemi inşa edildikten sonra tam ölçekli buz denemelerinde doğrulanır.

Buz kırma kuvvetlerini en aza indirmek için, bir buz kırıcının gövde hatları genellikle su hattındaki alev mümkün olduğunca küçük olacak şekilde tasarlanır . Bunun bir sonucu olarak, icebreaking gemiler eğimli ya da yuvarlatılmış ile karakterize edilen kök hem de eğimli kenar ve buz içinde manevra kabiliyetini iyileştirmek için bir kısa paralel midship. Bununla birlikte, kaşık şeklindeki yay ve yuvarlak gövde, zayıf hidrodinamik verimliliğe ve deniz tutma özelliklerine sahiptir ve buz kırıcıyı çarpmaya veya geminin alt yapısının deniz yüzeyine çarpmasına duyarlı hale getirir . Bu nedenle, bir buz kırıcının gövdesi genellikle minimum buz direnci, buzda manevra kabiliyeti, düşük hidrodinamik direnç ve yeterli açık su özellikleri arasında bir uzlaşmadır.

İsveçli buzkıran Oden , düz bir çıkarma gemisi yayı ve gövde ile buz arasındaki sürtünmeyi azaltmak için tasarlanmış güçlü bir su baskın sistemi ile inşa edilmiştir.

Bazı buz kırıcıların gövdesi pruvada kıçtan daha geniştir. Bu sözde "raybalar" buz kanalının genişliğini arttırır ve böylece kıç gemideki sürtünme direncini azaltır ve geminin buzdaki manevra kabiliyetini iyileştirir. Düşük sürtünmeli boyaya ek olarak, bazı buz kırıcılar, sürtünmeyi daha da azaltan ve geminin gövdesini korozyondan koruyan patlama kaynaklı aşınmaya dayanıklı paslanmaz çelik buz kuşağı kullanır. Güçlü su baskınları ve hava kabarcıklı sistemler gibi yardımcı sistemler, gövde ile buz arasında bir yağlayıcı tabaka oluşturarak sürtünmeyi azaltmak için kullanılır. Geminin her iki tarafındaki tanklar arasında su pompalamak, sürtünmeyi azaltan ve buzda ilerlemeyi kolaylaştıran sürekli yuvarlanma ile sonuçlanır. Düz Thyssen-Waas yay ve silindirik yay gibi deneysel yay tasarımları, buz direncini daha da azaltmak ve buzsuz bir kanal oluşturmak için yıllar içinde denendi.

yapısal tasarım

Buzkıranlar ve buzla dolu sularda çalışan diğer gemiler, geminin gövdesi ile çevresindeki buz arasındaki temastan kaynaklanan çeşitli yüklere karşı ek yapısal güçlendirme gerektirir. Buz basınçları, teknenin farklı bölgeleri arasında değişiklik gösterdiğinden, bir buzda giden geminin gövdesindeki en takviyeli alanlar, en yüksek buz yüklerine maruz kalan pruva ve su hattının etrafında ve su hattının hem üstünde hem de altında ek güçlendirme ile bir geminin etrafında sürekli buz kuşağı.

Kısa ve kalın icebreakers genellikle kullanılarak inşa edilir enine çerçeveleme kabuk kaplaması ayrı olarak karşı 400 ila 1,000 milimetre (1 ila 3 ft) etrafında yerleştirilmiş kare sertleştirilmiş edildiği uzunlamasına çerçeve uzun gemilerde kullanılan. Su hattının yakınında, dikey yönde uzanan çerçeveler, dış kaplama üzerindeki yerel olarak yoğunlaşmış buz yüklerini, daha yayılmış gövde yüklerini taşıyan ağ çerçeveler ve perdeler tarafından desteklenen kirişler olarak adlandırılan uzunlamasına kirişlere dağıtır. Buzla doğrudan temas halinde olan dış kaplama, eski kutup buz kırıcılarda 50 milimetreye (2,0 inç) kadar kalın olabilirken , modern buz kırıcılarda akma dayanımı 500 MPa'ya (73.000 psi) kadar olan yüksek mukavemetli çelik kullanımı daha küçük malzeme kalınlıkları ve daha düşük çelik ağırlığı ile aynı yapısal mukavemeti sağlar. Mukavemeti ne olursa olsun, bir buz kırıcının gövde yapılarında kullanılan çelik, her ikisi de buzla dolu sulardaki operasyonlar için tipik olan düşük ortam sıcaklıklarında ve yüksek yükleme koşullarında gevrek kırılmaya dayanabilmelidir.

American Bureau of Shipping , Det Norske Veritas veya Lloyd's Register gibi bir klas kuruluşu tarafından belirlenen kurallara göre inşa edildiyse , buzkıranlara gemi gövdesindeki buz güçlendirme düzeyine göre bir buz sınıfı atanabilir . Genellikle geminin çalışması beklenen maksimum buz kalınlığı ve çarpma ile ilgili olası sınırlamalar gibi diğer gereklilikler tarafından belirlenir. Buz sınıfı genellikle bir buz kırıcının gerçek buz kırma kapasitesi değil, buz güçlendirme seviyesinin bir göstergesi olsa da, Rus Denizcilik Sicili gibi bazı sınıflandırma topluluklarının belirli buz sınıfları için operasyonel yetenek gereksinimleri vardır. 2000'lerden bu yana, Uluslararası Sınıflandırma Dernekleri Birliği (IACS), sınıflandırma kuruluşuna özgü buz sınıfı notasyonlarının yerini almak için Kutup Sınıfı (PC) olarak bilinen birleşik bir sistemin benimsenmesini önerdi .

Güç ve tahrik

1930'larda ilk dizel elektrikli buz kırıcılar inşa edilmeden önce , buz kırıcılar ya kömür ya da petrol yakıtlı buharlı gemilerdi . Buz kırıcılarda güvenilirlikleri, sağlamlıkları, iyi tork özellikleri ve dönüş yönünü hızlı bir şekilde tersine çevirebilmeleri nedeniyle pistonlu buhar motorları tercih edildi. Buhar çağında, savaş öncesi en güçlü buharla çalışan buz kırıcılar, yaklaşık 10.000 mil beygir gücü (7,500 kW) bir tahrik gücüne sahipti.

İkinci Dünya Savaşı'ndan bu yana , çoğu buzkıran, jeneratörlere bağlı dizel motorların sabit hatveli pervaneleri döndüren tahrik motorları için elektrik ürettiği dizel-elektrikli tahrik ile inşa edilmiştir. İlk dizel elektrikli buz kırıcılar, doğru akım (DC) jeneratörleri ve tahrik motorları ile inşa edildi , ancak yıllar içinde teknoloji önce alternatif akım (AC) jeneratörlerine ve son olarak frekans kontrollü AC-AC sistemlerine ilerledi . Modern dizel-elektrikli buz kırıcılarda, tahrik sistemi, ana jeneratörlerin tüm yerleşik tüketiciler için elektrik sağladığı ve yardımcı motorlara ihtiyaç duyulmadığı enerji santrali ilkesine göre inşa edilmiştir. 1970'lerin ortalarından bu yana, en güçlü dizel elektrikli buz kırıcılar, toplam 26.500 kW güç üreten üç tahrik motoru için elektrik üreten dokuz adet on iki silindirli dizel jeneratöre sahip olan eski Sovyet ve daha sonra Rus buz kırıcıları Ermak , Amiral Makarov ve Krasin olmuştur. 35.500 beygir gücü). 2020'lerde, 36.000 kW (48.000 hp) birleşik tahrik gücüne sahip olacak olan yeni Kanadalı kutup buz kırıcı CCGS John G. Diefenbaker tarafından geçilecek.

Elektrikli tahrik motorlarının iyi düşük hız tork özellikleri nedeniyle buz kırıcılar için dizel-elektrik aktarma organları tercih edilen seçim olmasına rağmen, buz kırıcılar ayrıca dizel motorlarla mekanik olarak redüksiyon dişli kutularına ve kontrol edilebilir hatveli pervanelere bağlı olarak yapılmıştır . Mekanik güç aktarma sisteminin dizel-elektrikli tahrik sistemlerine göre daha düşük ağırlık ve daha iyi yakıt verimliliği gibi birçok avantajı vardır. Bununla birlikte, dizel motorlar, pervane devirlerindeki ani değişikliklere karşı hassastır ve buna karşı koymak için mekanik güç aktarma organlarına, pervane-buz etkileşiminden kaynaklanan tork değişimlerini absorbe etmek için genellikle büyük volanlar veya hidrodinamik kaplinler takılır.

Sovyetler Birliği ilk devreye zaman buharla çalışan icebreakers 1950'lerin sonlarında ortaya çıktılar nükleer güçle buzkıranını , Lenin , 1959 yılında Nükleer reaktör için üretim buhar kullanıldığı bir nükleer-turbo elektrikli güç aktarım vardı türbini jeneratörü , bu da tahrik motorları için elektrik üretti. 1975'ten başlayarak, Ruslar altı Arktika sınıfı nükleer buz kırıcıyı devreye aldılar ; bunlardan sonuncusu 2007 yapımı 50 Let Pobedy , 2013 itibariyle 52.800 kW (70.800 hp) ile dünyanın en büyük ve en güçlü buz kırıcısıdır. Ek olarak, 1980'lerin sonlarında Sovyetler Birliği için Finlandiya'da iki sığ taslak Taymyr sınıfı nükleer buzkıran inşa edildi. Sovyetler ayrıca , tek bir nükleer reaktörü ve doğrudan pervane şaftına bağlı bir buhar türbini olan , nükleer enerjiyle çalışan bir buz kırıcı kargo gemisi olan Sevmorput'u inşa etti . Nükleer enerjili buz kırıcıların tek operatörü olmaya devam eden Rusya, şu anda eskiyen Arktika sınıfının yerini alacak 60.000 kW (80.000 hp) yeni buz kırıcılar inşa ediyor . Bu tip ilk geminin 2017 yılında hizmete girmesi bekleniyor.

1969 yapımı Kanadalı kutup buz kırıcı CCGS Louis S. St-Laurent , üç elektrikli tahrik motoru için güç üreten buhar kazanları ve turbo jeneratörlerle donatılmış birkaç buz kırıcıdan biriydi. Daha sonra, buhar türbinlerinden daha iyi yakıt ekonomisi sağlayan beş dizel motorla yeniden donatıldı. Daha sonra Kanadalı buz kırıcılar dizel-elektrik aktarma organları ile inşa edildi.

Dünyanın en güçlü konvansiyonel (nükleer olmayan) buz kırıcıları , Amerika Birleşik Devletleri Sahil Güvenlik tarafından işletilen iki Polar sınıfı buz kırıcı , altı dizel motor ve üç gaz türbininden oluşan kombine bir dizel-elektrik ve mekanik tahrik sistemine sahiptir . Dizel motorlar, üç tahrik motoru için güç üreten jeneratörlere bağlanırken, gaz türbinleri, kontrol edilebilir hatveli pervaneleri çalıştıran pervane şaftlarına doğrudan bağlıdır. Dizel-elektrik santrali 13.000 kW'a (18.000 hp) kadar güç üretebilirken, gaz türbinleri 45.000 kW (60.000 hp) sürekli birleşik güce sahiptir.

Pervanelerin sayısı, tipi ve yeri, geminin gücüne, draftına ve kullanım amacına bağlıdır. Daha küçük buz kırıcılar ve buz kıran özel amaçlı gemiler, sadece bir pervane ile yapabilirken, büyük kutup buz kırıcıları, tüm gücü emmek ve yeterli itme sağlamak için tipik olarak üç büyük pervaneye ihtiyaç duyar. Bazı sığ taslak nehir buzkıranları , kıçta dört pervane ile inşa edilmiştir. Nozullar daha düşük hızlarda itmeyi artırmak için kullanılabilir, ancak buzla tıkanabilirler. 1980'lere kadar, Baltık Denizi'ndeki çıkıntılı buz alanlarında düzenli olarak faaliyet gösteren buz kırıcılar , geminin gövdesi boyunca güçlü bir sifon oluşturmak için önce bir ve daha sonra iki baş pervane ile donatıldı. Bu, tekne ile buz arasındaki sürtünmeyi azaltarak gemilerin buz kırma kabiliyetini önemli ölçüde arttırdı ve buz kırıcıların çarpmadan kalın buz sırtlarına girmesine izin verdi. Bununla birlikte, baş pervaneler, daha sert çok yıllı buzların varlığında çalışan kutup buz kırıcıları için uygun değildir ve bu nedenle Kuzey Kutbu'nda kullanılmamıştır.

Açık denizde ilk çift ​​etkili tankerlerden biri olan Mastera . Buzda, gemi önce kıçta ilerleyecektir.

Azimut iticiler , pervaneleri dikey bir eksen etrafında 360 derece dönebilen yönlendirilebilir gondollarda bulundurarak geleneksel pervane ve dümen ihtiyacını ortadan kaldırır. Bu iticiler, geminin sevk verimliliğini, buz kırma kabiliyetini ve manevra kabiliyetini geliştirir. Azimut iticilerinin kullanılması, bir geminin manevra kabiliyetini kaybetmeden buzda geriye doğru hareket etmesine de izin verir. Bu, çift ​​etkili gemilerin , kıç tarafı buzkıran pruvasına benzeyen gemilerin ve açık su performansı için tasarlanmış pruvaların geliştirilmesine yol açmıştır . Bu sayede gemi, zorlu buz koşullarında çalışma kabiliyetinden ödün vermeden açık suda çalışması için ekonomik kalır. Azimut iticileri ayrıca, buzda geniş bir kanal açmak için yana doğru çalışan yeni deneysel buz kırıcılar geliştirmeyi mümkün kıldı .

rezonans yöntemi

Bir hovercraft , rezonans yöntemiyle buzu kırabilir. Bu, buz ve suyun, buz bir kırılmaya neden olacak kadar yeterli mekanik yorgunluğa maruz kalana kadar yukarı ve aşağı salınım yapmasına neden olur.

Ayrıca bakınız

  • Çift etkili gemi  - Kıç tarafına giderken ağır buzu kırmak için tasarlanmış buz kırıcı gemi tipi
  • Buz sınıfı  - Bir geminin deniz buzu içinden geçmesini sağlayan ek güçlendirme seviyesini ve diğer düzenlemeleri belirtmek için bir klas kuruluşu veya ulusal bir otorite tarafından atanan notasyon
  • Buzkıranların  listesi – Wikipedia liste makalesi
  • Nükleer enerjili buz kırıcı  - Buzla kaplı sularda seyir yapabilen gemi tipi
  • Polar Sınıfı  – Polar Sınıfı Gemiler için Birleştirilmiş Gereksinimlere dayalı olarak bir klas kuruluşu tarafından bir gemiye atanan buz sınıfı
  • Nehir buzkıran  - Nehirler ve haliçler gibi sığ sularda çalışmak üzere tasarlanmış buzkıran

Referanslar

Dış bağlantılar