Под ледовыми повреждениями будем понимать повреждения корпуса СВП и его техники при движении в ледовых условиях, чаще всего надледных. Обледенением будем называть процесс накопления льда преимущественно на наружной поверхности СВП при его движении над водой или плавании в водоизме-щающем положении в определенных температурных и других условиях.
Случаи В течение 60—70-х гг. были отмечены случаи ледовых повреждений и обледенения СВП повреждений различных типов, которые рассмотрим в сле-и обледенения дующей последовательности: SR№5, SR№6, ВН7, VT1, «Вояджер», «Ховеровер».
SR№5. В 1966 г. в Канаде — в дельте р. Маккензи и в районе г. Тактояктук испытывали серийное судно SR№5. Испытания проводили совместно английские и канадские специалисты в течение апреля — мая. За это время СВП проработало около 70 ходовых часов. Минимальная температура воздуха при испытаниях ночью была — 30 °С, днем —18 °С. Движение судна над подвижным льдом происходило на скорости до 83 км/ч, а при наличии 2 т груза на борту — до 60 км/ч. СВП переходило свободно через сугробы высотой 1,2—1,8 м. Затруднения начинались при движении над битым льдом при высоте торосов льда 0,6—0,9 м. Пытаясь однажды перейти через торос высотой 1,5 м, СВП соскользнуло с него, ударилось о соседний торос высотой 2,0 м, в результате чего были повреждены конструкции, ограничивающие воздушную камеру. После выполнения полевого ремонта (в 44 км от места происшествия) СВП вернулось в базу своим ходом. По мнению испытателей, этот аварийный случай подчеркнул трудность удержания амфибийного СВП на прямом курсе в условиях движения по ледовой поверхности.
Подобные трудности в маневрировании СВП отмечались в процессе испытаний неоднократно. Неудовлетворительная устойчивость SR№5 на курсе по результатам проведенных испытаний была самым серьезным недостатком.
Другой существенный недочет — снижение скорости и сокращение дальности действия СВП. При движении над снегом и льдом средняя скорость движения судна равнялась 67 км/ч, что существенно ниже обычной скорости. Повышался расход топлива. Вместимость топливной цистерны 1200 л обеспечивала дальность действия только 280 км, вместо 340 км в нормальных условиях эксплуатации, т. е. меньше примерно на 20%.
Далее было отмечено быстрое изнашивание неопренового гибкого ограждения при движении над снегом и льдом. Оказалось, что неопрен теряет эластичность при температуре —20 °С. В целях предотвращения быстрого изнашивания ГО решили систематически его прогревать. Для этого провели переоборудование, в результате которого выхлопные газы направляли не в атмосферу, а в воздушную подушку. И несмотря на то, что после каждой ночной стоянки ограждение прогревалось, его материал покрывался трещинами и расслаивался при температуре —25 °С и ниже. В результате испытаний установили, что СВП SR№5 действовало на пределе своих возможностей.
Испытатели признали, что требуется более совершенная схема ГО, более низкий расход топлива, без которых эффективная эксплуатация СВП в арктических условиях практически невозможна.
В принципе испытания подтвердили, что СВП имеют большие потенциальные возможности как арктическое транспортное средство и что амфибийные СВП типа SR№5 могут быть приспособлены для этой цели.
Еще два случая ледовых повреждений были отмечены с СВП SK5.015, которое, как указывалось, явилось американской модификацией СВП типа SR№5.
Во время надледных испытаний, проводившихся береговой охраной США на мысе Барроу на Аляске, судно неоднократно повреждалось. Например, 4 апреля 1971 г., вскоре после начала испытаний оно наскочило на ледяной торос и получило серьезное повреждение ГО и жесткого корпуса, особенно в районе цистерн плавучести и в носовой части. Судно ремонтировали в полевых условиях. Для выполнения ремонта фирма-строитель на самолете доставила на место необходимые запчасти и материалы. Работы продолжались несколько недель, и СВП начало вновь функционировать лишь в конце мая.
Во время выполнения гидрографических работ это же СВП в течение августа 1971 г. четыре раза застревало во льдах. При этом застревание случалось тогда, когда нос или корма оказывались на гребнях торосов высотой более 2,4 м, а центральная часть ГО приподнималась над ровной поверхностью льда. В отдельных случаях нос судна сталкивали или стягивали с ледового гребня, после чего утечка воздуха из подушки прекращалась и судно могло продолжать движение.
SR№6. В течение 1968—1971 гг. в отдаленных районах Канады и на северном склоне Аляски функционировали четыре СВП типа SR№6. При испытаниях в 1968 г. в субарктических районах Канады установили, что движение СВП над открытой водой сопровождалось образованием на гибком ограждении слоя льда толщиной 2,5 мм. Над мягким снегом, льдом и открытой водой при температурах минус 5—8° судно двигалось со скоростью около 75 км/ч против 96 км/ч в обычных условиях. Затруднения вызывали спуски по склонам, когда приходилось реверсировать тягу воздушного винта. Для компенсации снижения дальности плавания в ледовых условиях в связи с повышением расхода топлива был установлен дополнительный топливный бак, который дал возможность даже превысить обычную дальность действия на несколько десятков километров.
В результате проведенных испытаний канадцы признали возможным использовать СВП SR№6 для производства исследовательских работ и целей снабжения в удаленных районах Канады. Этому решению способствовало открытие к тому времени значительных запасов нефти и газа в северных районах страны.
В 1969 г. два СВП этого типа (030 и 031) были зафрахтованы для участия в геологических и сейсмографических исследованиях, проводившихся на Аляске в связи с расширением работ. Решение было принято после того, как была установлена низкая эффективность и даже невозможность использования для этих целей колесных и гусеничных видов транспорта и вертолетов, поскольку этот район характеризуется в разные времена года районами льда, открытой воды, льда и воды одновременно, снега, промерзшей тундры, болотистой и талой тундры, наличием высоких ледовых гряд, сильных ветров, низких температур, плохой видимости, глубокого снега.
Считалось, что СВП в этих условиях обладают большими потенциальными возможностями для самых разнообразных целей. В проведении работ по специальной арктической программе одновременно участвовали разные организации Канады и США с привлечением английских СВП.
В мае 1969 г. SR№6.031, работая в районе Аляски при выполнении очередного задания геологов, попало в ледяную впадину и получило повреждение кормовой части, при этом оказались сдвинуты с места детали рулевого устройства и поврежден винт. Спустя два месяца, в последних числах июля в аналогичной ситуации была сильно повреждена носовая часть этого судна. В сентябре того же года SR№6.030 врезалось в берег одной из бухточек и оказалось сильно поврежденным. При этом один человек получил ранение. В ноябре одно СВП этого типа, двигаясь по покрытой льдом тундре, не сумело преодолеть высокие ледяные торосы. Один из участников экспедиции (фотограф), ударившись о носовую переборку, получил перелом шеи и погиб.
В течение всего года под действием влаги и грязи неоднократно повреждались и выходили из строя элементы электронного оборудования СВП и сейсмической аппаратуры. Возникали разрывы трубопроводов, гидравлических систем, которые приводили к отключению главных машин и к потере хода СВП. Вследствие попадания песка в двигатели они часто выходили из строя. В течение одного лета пришлось три раза менять главные двигатели, что приводило к значительным потерям средств и времени.
При подведении итогов работ 030 и 031 в Арктике установили, что вследствие происшедших аварий и поломок СВП их полезная работа была невелика. Фактически они функционировали лишь в течение последних 30 часов, когда были получены достаточно эффективные результаты их работы. Это составило незначительную долю всего времени их нахождения там. Остальное время (несколько месяцев) было затрачено на аварийный ремонт, снабжение и разные попутные работы, проводившиеся не по прямому назначению судов.
Основные причины аварий и повреждений, по мнению испытателей, сводились к следующему.
Отсутствие в Канаде опытных капитанов вынуждало руководителей использовать людей, не имевших достаточного опыта в этой области. Аварии часто вызывались чрезмерно высокими скоростями движения СВП, которые капитаны развивали в незнакомых для них районах, в результате чего суда попадали в разные проемы, врезались в берега.
Значение опыта подчеркивалось примером одного капитана, у которого в течение многих часов работы в тех же условиях не возникало существенных затруднений в управлении СВП и не случалось никаких аварий.
Во время проведения работ не были использованы эффективные методы и средства сепарации и фильтрации воздуха в двигателях, что и приводило к попаданию в них песка с соответствующими последствиями.
Одной из важнейших причин аварий СВП была чрезмерная перегрузка (17 т против 12 т по проекту), вызванная установкой на них специального оборудования и необходимостью в связи с этим соответствующего усиления конструкций корпуса.
В последующие годы (1975 г. и др.) при работе SR№6 в ледовых условиях отмечались повреждения жесткого корпуса и ГО, которые подчас требовали серьезного ремонта. Однако жертв и раненых не было.
Приведем теперь два примера, связанные в той или иной мере с обледенением судов этого типа.
Зимой 1970 г. группа СВП типа SR№6 в составе четырех судов совершила рейд в районы Северной Норвегии. Базируясь на район норвежского побережья, отряд провел длительные учения по проверке возможности использования СВП для высадки десанта на необорудованные побережья. Общий пробег СВП составил 500 рабочих часов. Выбор района базирования был обусловлен стратегическими особенностями Северной Норвегии как северного фланга блока НАТО, практической невозможностью использования в фиордах обычных десантных судов, а также трудностями применения вертолетов из-за плохой видимости в условиях гористой местности и опасности их сильного обледенения.
В ходе учений СВП довольно часто испытывало обледенение. Однако для борьбы с ним весьма успешным оказалось применение опрыскивания поверхности судов гликолем из обычных леек.
В 1974—1975 гг. в Арктике, в районе Инувика фирма «Нор-терн транспорейшн» осуществляла перевозки с использованием двух СВП типа SR№6, приспособленных к арктическим условиям. На этих судах, названных CH-NTA и CH-NTB, была применена более совершенная радиолокационная техника, установлена дополнительная топливная цистерна, смонтирована специальная система обогрева, модифицирована система выхлопа газов, на стеклах прожекторов нанесено специальное противообледенительное покрытие.
Из опубликованных данных известно, что на этих судах приходилось весьма часто, а иногда и непрерывно, бороться с обледенением. Накапливаемый лед снимали путем внутреннего подогрева поверхностей судна.
На основе опыта эксплуатации этих судов в Арктике было подтверждено, что сильное обледенение судов происходит главным образом при движении их в водной среде при определенных минусовых температурах атмосферы. В этих случаях, если не будут приняты срочные меры против обледенения, в течение нескольких минут могут накопиться «целые дюймы» льда. При этом рули обмерзают и становятся неподвижными.
Данные случаи показали, что обледенение СВП при движении его по ледяной поверхности практически опасности не представляет.
ВН7. Серийное строительство СВП ВН7 Мк2 «Веллингтон» было начато английской фирмой ВНС в 1972 г. Корпус судов выполнен из легкого антикоррозионного сплава, носовая конструкция — из упрочненного стеклопластика. Гибкое ограждение двухъярусное, общей высотой 1,7 м. Верхний ярус представляет собой сплошную емкость, нижний состоит из съемных элементов высотой 1,2 м. Воздушная подушка разделена соплами остойчивости на четыре части.
В первые месяцы 1972 г. ВН7.001 в составе группы из четырех СВП разных типов проходил испытания в Ботническом заливе и на Севере Норвегии в ледовых условиях. В составе группы кроме ВН7 были два СВП типа VT1 и одно судно СС7.
В период испытаний ВН7 проработал более 200 часов, пройдя расстояние около 5000 миль с общей положительной оценкой. За это время случались аварийные повреждения. В последних числах февраля произошла первая встреча СВП с ледовыми торосами. Торосы достигали высоты 1—2 м и следовали один за другим грядами. Испытатели отмечали, что высота торосов и расстояния между ними были весьма серьезными факторами, определявшими проходимость и приемы вождения СВП.
В результате применения чрезмерно больших скоростей часто разрушались крепления гибкого ограждения, серьезно повреждались элементы ГО. Повреждения получило рулевое устройство судна. В отдельных случаях для снятия СВП с торосов требовалась посторонняя помощь.
В ходе испытаний потребовался ремонт руля и киля судна и довольно большой части гибкого ограждения. Во время ремонта накладывали также заплаты на днище, которое было повреждено дрейфующими льдами.
Вместе с тем отмечено, что за время испытаний не возникала проблема обледенения, так как температуры не были столь низкими. Но возникали затруднения и даже некоторые осложнения при пуске двигателей и вспомогательных устройств в холодную погоду. Недостаточным оказался обогрев судна.
VT1.002. Это полуамфибийное опытное судно постройки английской фирмы «Воспер — Торникрофт». К 1972 г. были построены и эксплуатировались два судна этого типа.
Конструктивной особенностью судов является наличие гибкого ограждения по всему периметру корпуса, но на них предусмотрены водяные гребные винты регулируемого шага. Применение гребных винтов, естественно, лишает возможности СВП двигаться по суше или по льду, но, по мнению авторов проекта, позволяет ему частично выходить носовой оконечностью на заранее подготовленную площадку для высадки пассажиров и выгрузки автомашин.
В целях изучения поведения этих судов в ледовых условиях движения и были включены в состав названного выше отряда два СВП этого типа.
Испытания показали, что СВП в ледовом режиме могли двигаться со скоростью не свыше 24 уз, что почти в два раза меньше скорости их движения в обычных условиях.
Во время испытаний у одного из этих судов, именно 002, оказался поврежденным гребной винт (отломилась лопасть). Были и повреждения корпуса, связанные с плаванием в ледовых условиях. Для ремонта винта и ликвидации других повреждений судна его пришлось поставить в кильский док. К производству ремонтных работ привлекали также экипаж СВП.
«Вояджер» (см. § 2). В 1972 г. СВП «Вояджер» участвовало в морских учениях в качестве транспортного судна. С февраля 1973 г. оно проходило опытную эксплуатацию в Арктике. В течение лета 1974 г. производились опытные рейсы грузового варианта «Вояджера» в северо-западной части Канады и на Аляске, целью которых была прокладка новых путей сообщения между Канадой и отдаленными северными районами Арктики и Аляски в условиях бездорожья. «Вояджер» прошел своим ходом более 1500 миль. Во время рейсов случались аварии и повреждения СВП. Отметим лишь 5 аварий, происшедших в июне — сентябре этого года.
Авария 1. При выходе в море Бофорта 7 июня был разрушен кормовой ресивер левого борта, в результате чего произошло резкое снижение давления в ресивере. Судну с трудом удалось дойти до берега. Экипаж построил самодельный деревянный плот и использовал его в качестве платформы для производства ремонта судна. Поврежденными и частично утерянными оказались элементы крепления ГО к корпусу, некоторые арматурные детали.
Используя запасные части и материалы ГО, экипажу удалось отремонтировать судно и вернуть его в рабочее состояние.
Авария 2. «Вояджер» 15 августа влез на большую льдину, которая под его тяжестью наклонилась, и судно соскользнуло в воду. Поврежденное судно пробиралось через плавающие льдины и на следующие сутки ему удалось подойти к берегу.
При осмотре установили, что были повреждены часть жесткой конструкции корпуса, гибкое ограждение, особенно съемные элементы их соединения. Ремонт был выполнен на месте силами экипажа.
Авария 3. На следующий день, 16 августа, «Вояджер» на поворотах два раза ударялся о берег р. Колвилл. Сначала левым бортом носовой части ударился о крутой тундровый берег (высота около 4,5 м), затем удар о берег пришелся на кормовую часть судна. СВП надвинулось на берег под очень крутым углом, но соскользнуло обратно в реку.
После постановки СВП для осмотра на гравийную отмель обнаружили незначительные повреждения корпуса. Воздушная подушка в этом случае послужила амортизатором, предохранившим жесткую конструкцию корпуса от сильных повреждений. Кроме того, мягкий тундровый берег в значительной мере поглотил энергию удара и способствовал тому, что ГО не было прижато к жесткому корпусу. Испытатели сообщили, что подобный удар о твердый грунт берега мог бы привести к существенным повреждениям.
Авария 4. 17 августа повторилась аналогичная авария. На сей раз «Вояджер» ударился о берег прямо носовой оконечностью, но и в этом случае воздушная подушка поглотила энергию удара.
Крутые повороты реки вынуждали часто замедлять ход. В тот же день вышел из действия правый руль, который отвалился в момент резкого поворота судна. СВП отвели на гравийную отмель.
При осмотре оказалось, что сломался и отвалился кронштейн руля, нарушилась прочность и левого кронштейна. Постоянные крутые повороты СВП, которые требовались в тех условиях, приводили к слишком большим напряжениям в кронштейнах. В сложившейся ситуации решили снять правый руль, а левый укрепили дополнительными болтами. Из-за отсутствия возможности отремонтировать на месте правый руль продолжали движение без рулей. Для управления СВП в дальнейшем использовали только струйные рули и переменный шаг винта.
По прибытии в ремонтную базу в корпусе обнаружили по крайней мере восемь пробоин разных размеров. Все они были заделаны путем установки заплат из листового алюминия с применением заклепок и мастики. Повреждение гибкого ограждения оказалось более интенсивным, чем ожидалось. Разорван был продольный гибкий киль, ослаблены некоторые съемные элементы ГО, разрушено поперечное сопло остойчивости.
Ликвидация всех повреждений на месте оказалось невозможной. Отремонтировали лишь часть ограждения.
Спустя некоторое время получили материалы и детали и ремонт, длившийся несколько недель, в конце концов завершили. СВП было подготовлено для дальнейшей работы, но опять-таки с одним рулем.
Авария 5. Для СВП оказалось мало пространства для маневрирования при прохождении 7 сентября вдоль узкого протока реки. В это время вышла из действия гидравлическая система, что объяснили ее перенапряжением из-за частого использования. СВП накренилось в сторону гравийного берега. Во время маневрирования один из регуляторов струйных рулей был зажат и судно застряло на берегу правым бортом носовой оконечности.
Большая скорость движения, значительная масса СВП, твердый грунт отмели и низкое давление в подушке привели к тому, что гибкое ограждение было зажато и значительно повреждено. Сильные повреждения, преимущественно в носовой части судна, имели протяженность более 6 м. Тяжелая аппаратура, установленная на СВП в связи с проводимыми работами, оказалась сорванной со своих мест и выведенной из действия.
С выходом из строя воздушной подушки судно потеряло способность двигаться. После ремонта, произведенного силами экипажа, СВП получило возможность двигаться, но возможности маневрирования были весьма ограничены вследствие неисправности струйного руля и недостаточной прочности гибкого ограждения, которое невозможно было в тех условиях полноценно восстановить. С участием вертолета, выполнившего необходимую разведку, «Вояджер» стал медленно двигаться по мелкому, быстрому и извилистому потоку р. Киллик. Затем СВГ1 поставили на длительный ремонт.
На основе изучения аварий и повреждений, полученных «Вояджером» во время его трехмесячной эксплуатации в Арктике, эксперты сделали следующие основные выводы.
1. Главным недостатком был признан отказ двух важных средств управления — механического и струйного рулей. Выход их из строя привел не только к значительному снижению возможности управлять судном, но и к потере движения. Испытатели признали целесообразным иметь двойное управление на судне, эксплуатируемом в арктических условиях в течение длительного времени, особенно когда приходится выполнять большое количество маневров в самых разнообразных условиях. Желательно, отмечали они, иметь помимо носовых также кормовые струйные рули для того, чтобы облегчить управление СВП при крутых поворотах на ограниченном пространстве маневрирования.
2. Высота гибкого ограждения в некоторых случаях оказывалась недостаточной, что приводило к значительным его повреждениям, особенно при высоких ледовых торосах. Желательно увеличить высоту ГО по сравнению с принятой на «Вояджере» и повысить прочность его материалов и крепежных конструкций.
3. Часто СВП испытывало нехватку энергетических ресурсов, особенно при выходе из строя отдельных элементов главного энергоблока. Поэтому рекомендуется установить на СВП вспомогательный энергоблок, работающий на том же топливе, что и основная энергоустановка. Его можно было бы использовать и во время проведения ремонтных работ, а также для обеспечения запуска главного двигателя в холодную погоду. Хотя это привело бы к увеличению весовой нагрузки судна и повышению его стоимости, тем не менее такая мера признается весьма желательной.
4. Хотя механизм изменения шага винта ни разу не был поврежден, было признано, что прочность его должна быть существенно повышена, так как вследствие высокой интенсивности работы (на пределе возможностей) вероятность выхода его из строя довольно высока.
5. Для СВП, работающих в Арктике на большом удалении от основных баз, необходимо расширить комплект запчастей и материалов, особенно необходимых для ремонта гибкого ограждения в полевых условиях, а также для обеспечения надежной работы системы фильтрации воздухоприемников.
Должно быть также обращено внимание на наличие значительного комплекта шлангов и соединений, устройств для пополнения топливом из разнообразных источников, топливного насоса с питанием от вспомогательного (аварийного) энергоблока.
Была дана рекомендация увеличить возможность хранения на СВП разных аварийных инструментов, запчастей и материалов.
6. Опыт «Вояджера» показал, что при ходе над битым льдом в условиях оз. Онтарио при температуре наружного воздуха— 5°С наблюдалось возрастание массы СВП в результате обледенения на 20% в течение 20 минут. При этом обледенение существенно влияло на остойчивость судна, хотя за время эксплуатации «Вояджера» случаев опрокидывания из-за обледенения не зарегистрировано. Проблема борьбы с обледенением признана одной из серьезных проблем в условиях Арктики и других северных районов Канады.
7. В целях повышения безопасности людей и обеспечения их нормального функционирования в суровых арктических условиях рекомендуется иметь специальное оборудование для хранения спасательных жилетов, теплой одежды, спальных мешков. Следует расширить запасные рационы для экипажей.
Для снижения опасности падений и травм при входе на палубу СВП и при сходе с нее необходимо предусмотреть специальные предохранительные устройства.
В целом было признано, что испытания «Вояджера» умножили опыт использования амфибийных СВП в арктических условиях.
В 1975 г. зафиксирована еще одна авария «Вояджера». При движении его надо льдом по северному берегу Квебека 8 января оказалась сильно поврежденной носовая часть СВП. Судно вышло из строя и было поставлено в ремонт, который продолжался около трех недель.
В заключение необходимо остановиться па одной характерной аварии малого СВП. Речь идет о двухместном амфибийном СВП типа «Ховеровер» постройки канадской фирмы «Ка-наховер». Два таких СВП использовали для наблюдений за плавающим льдом в районе Тысячи островов в дельте р. Святого Лаврентия в течение 1969—1972 гг. Они доставляли наблюдателей и измерительную аппаратуру в места наблюдений, расположенные в пределах 100 км от базы. Этим малым судам приходилось работать в разнообразных погодных условиях, преодолевая открытую воду, снежные поля, ровные и торосистые участки льда. Суда развивали скорость до 80 км/ч и преодолевали неровности высотой 30—35 см. Наиболее трудными для них были участки с рыхлым снегом и движение по льду с острыми кромками. В первом случае значительно снижалась видимость из-за образуемой при движении снежной пыли, во втором весьма интенсивно изнашивалось гибкое ограждение.
На этих судах испытывали два вида ГО — из неопрена и найлоно-винила. Хотя неопреновое ГО имело лучшую износостойкость, чем найлоновое, последнее было признано более пригодным по условиям эксплуатации и ремонта. После наложения четырехкратного слоя найлона в местах интенсивного износа и на стыках ресурс ГО был существенно увеличен и доведен до 100 часов. Ограждение ремонтировали на месте с помощью клейкой ленты.
В ноябре 1969 г. во время очередных испытаний на территории, покрытой льдом, одно СВП этого типа проходило через ледовую впадину или прорубь и пропало. Долгие поиски судна не дали положительных результатов, и его посчитали погибшим. Вместе с судном погибли два находившихся на нем человека. Вероятно, это был первый случай гибели СВП при движении по ледовой поверхности.
Повреждения судов происходили при их эксплуатации, главным образом, в Канаде и на Аляске, часть — в Балтийском море. Основными причинами аварийных повреждений СВП и их техники явились: удары судов о ледяные торосы и соскальзывание их с торосов, попадание в ледовые впадины, расщелины или проруби, удары о берега рек, застревание во льдах, попадание влаги, грязи и песка в механизмы.
Главные причины аварий носят преимущественно эксплуатационный характер, а именно: использование чрезмерных скоростей движения в незнакомых ледовых районах, применение резких и крутых поворотов во время движения, вызывавших перенапряжение конструкций рулевых устройств. Причиной причин явилась в некоторых случаях неподготовленность экипажей для работы в ледовых условиях. Особенно отмечалось отсутствие достаточного количества опытных операторов. Там, где работали операторы с достаточным опытом службы, аварий было гораздо меньше. Это положение всегда верно, но особенно подтвердилось при работе в арктических условиях. Такие утверждения в зарубежных публикациях встречаются довольно часто.
Были причины и конструктивного характера: быстрая изнашиваемость при движении над снегом и льдом гибких ограждений и слабая их приспособленность к работе при низких температурах; недостаточная прочность и надежность действия рулевых и движительных устройств; применение неэффективных фильтров, приводившее к частому выходу из действия главных двигателей и к необходимости их замены; нехватка энергоресурса, особенно при выходе из строя отдельных элементов основного энергоблока; отсутствие дублирования средств управления судами; нехватка комплекта запчастей, материалов и различных предметов снабжения, необходимых для производства ремонта.
Характерными были следующие виды повреждений: разрывы гибких ограждений и разрушение их крепежных соединений; повреждения жестких конструкций корпуса с образованием пробоин; повреждения и отказы механических и струйных рулей; повреждения и поломки движителей; разрывы трубопроводов гидравлических систем; поломки и выход из действия главных и вспомогательных механизмов; повреждения и вывод из действия элементов электрооборудования; повреждения и прекращение действия различной экспериментальной аппаратуры.
Полученные повреждения значительно снижали эффективность использования СВП и вынуждали выводить их из действия для ремонта, продолжавшегося от нескольких дней до нескольких недель. Для производства ремонта приходилось иногда доставлять (как правило, по воздуху) к месту работ запчасти и материалы от далеко расположенных фирм или их филиалов.
В одном случае («Ховеровер») СВП погибло во льдах и пропало без вести. При ледовых авариях было зарегистрировано убитыми 3 человека, раненых — несколько человек.
Например, приходилось сталкивать или стягивать СВП с торосов, иногда с посторонней помощью. Для предупреждения серьезных аварий и производства ремонта СВП выходили на гравийные берега. В целях предотвращения сильного изнашивания гибких ограждений применялся их прогрев при низких температурах наружного воздуха, для чего использовали выхлопные газы, которые направляли в воздушную подушку.
На основе накопленного опыта зарубежными судостроителями выработаны некоторые эксплуатационные требования и меры против ледовых аварийных повреждений.
Они предлагают проводить следующие мероприятия:
— тщательно проверить перед выходом в ледовый рейс техническое состояние СВП и его соответствие штатной технической документации, обратив особенное внимание на недопустимость весовой перегрузки судна;
— обеспечить судно достаточным комплектом запчастей и материалов, а также инструментов, необходимых для выполнения технического обслуживания СВП, а при некоторых условиях, производства силами экипажа ремонта в полевых условиях (в первую очередь это относится к гибкому ограждению и к техническим средствам обеспечения движения, управления и маневрирования СВП);
— проверить состояние технических средств борьбы за живучесть и средств обеспечения безопасности людей;
— подготовить экипаж к плаванию в ледовых условиях, особенно судоводителей (по сложившейся практике рекомендуется использовать операторов, обладающих не менее чем 100-часовым опытом работы на СВП); при комплектовании экипажа следует учитывать достаточную сменность личного состава экипажа;
— научить капитанов судов регулировать скорость и маневрировать, учитывая неустойчивость СВП на курсе при его надледном движении;
— проявить максимум осторожности капитанам судов при движении СВП в зоне ледяных торосов, особенно при спуске по склонам скользкой ледовой поверхности.
Конструктивными мерами и требованиями к снижению ледовой аварийности и ускорению аварийных ремонтов были признаны следующие:
— применять более совершенные схемы и конструкции ГО с достаточно прочными и износостойкими материалами и крепежными соединениями, пригодными для использования в раз-пых условиях ледового плавания и надледного движения, при этом высказывались мнения специалистов о необходимости предусмотреть относительно большую (по сравнению с обычными условиями) высоту ГО;
— предусматривать в конструкциях и при монтаже механизмов, устройств и систем возможность быстрой замены их элементов в районах, удаленных от основных баз (в первую очередь, это требование относится к гибким ограждениям, главным и вспомогательным механизмам, рулям и винтам);
— предусматривать на СВП различные резервные технические средства (энергоблок, привод рулевого устройства и пр.) для использования в аварийных условиях;
— существенно повысить прочность и надежность отдельных механизмов и устройств, таких, например, как механизм изменения шага винта, рулевое устройство и др.;
— обратить специальное внимание на обеспечение СВП достаточно эффективными средствами борьбы за живучесть и на наличие на судне необходимых средств обеспечения безопасности людей в различных опасных ситуациях.
Результаты рубежом и направленные к тому, чтобы по обледенения возможности снизить вероятность возникновения ледовых аварий СВП и снизить ущерб от ледовых повреждений. Что касается обледенения СВП и противообледе-нительных мер по этим судам, то они выделены нами для отдельного рассмотрения по двум причинам.
Во-первых, сама проблема обледенения имеет самостоятельное и весьма важное значение для любых классов судов и кораблей, в том числе и для судов динамического поддержания. Для СДП при их использовании в высоких широтах вопросы обледенения особенно актуальны, поскольку для них характерны высокие скорости движения, вызывающие большое брызго-образование, способствующее обледенению судов при низких температурах воздуха. Для СВП эта проблема представляется важной потому, что эти суда предназначены действовать и фактически действуют в условиях низких температур, где опасность обледенения особенно велика.
Во-вторых, поскольку серьезных аварий СВП в ходе их эксплуатации в результате обледенения пока сравнительно мало (исходя из зарубежной информации), то выводы и рекомендации в этом отношении могут быть сделаны, главным образом, на основе результатов научно-исследовательских и экспериментальных работ, выполненных за рубежом применительно к СВП. Такие работы проводились как в лабораторных, так и в натурных условиях.
Так, например, английская фирма «Виккерс-Армстронг» провела еще в 1964 г. испытания на обледенение экспериментального СВП А-2 (полная масса 2,7 т, наибольшая скорость 60 уз). Испытания проводили при температуре воды от —0,5° до — 1 °С и температуре воздуха от 0° до —6°С при движении судна в водоизмещающем режиме, что соответствует условиям наибольшего брызгообразования для данного класса судов и, следовательно, обледенения.
В результате испытаний установили влияние обледенения нагнетательных устройств, воздухозаборников и органов управления на ходовые характеристики и увеличение массы СВП. Была произведена оценка возможностей эксплуатации СВП этого типа при работе зимой над ледяной поверхностью, плавающим и битым льдом.
В конце 60-х начале 70-х гг. англичане вместе с канадцами проводили испытания на Аляске СВП типа SR№6. В процессе испытаний был накоплен некоторый опыт по вопросам обледенения.
Примерно в те же годы лаборатория армии США по исследованию северных районов проводила испытательные работы с СВП SK5 на Аляске, о которых упоминалось выше. В этих работах также определенное место занимали вопросы обледенения. В 1971 г. английская фирма «Ховермэрин транспорт» испытывала СВП типа ИМ.2 Мк2 в условиях низких температур. Испытания были организованы ВМС Швеции и проводились в течение трех недель в районе шведского побережья. Некоторые уроки по обледенению дали рейсы английских СВП типов ВН7 и VT1 в Балтийском море зимой 1972 г. В 1973 г. на седьмом канадском симпозиуме по технологии СВП были рассмотрены результаты лабораторных исследований по обледенению СВП.
С начала 70-х гг. вплоть до последних лет Канада иногда вместе с США проводила испытания канадских СВП типа «Вояджер» в северных районах Канады и на Аляске как над водой, так и при движении над поверхностью льда и рыхлого снега. Результаты этих работ обсуждались ИМКО.
Таким образом, накоплен известный опыт использования СВП в условиях низких температур и в изучении вопросов обледенения СВП. На основе этого опыта за рубежом были сформулированы некоторые общие положения, относящиеся к характеру и результатам обледенения СВП и к мерам против обледенения.
Установлено, что эксплуатация СВП при низких температурах может привести к обледенению вследствие образования вокруг судна облака из капель переохлажденной воды, которые при столкновении с судном превращаются в лед.
Обледенение, считают, происходит также при ходе СВП над рыхлым снегом в результате того, что снежинки при столкновении с нагретыми поверхностями судна тают, талая вода попадает на смежные охлажденные участки и замерзает. Это подтверждается натурными испытаниями судов.
В своем движении облако распыленных частиц имеет тенденцию оставаться позади судна, поэтому суда малых размеров (порядка нескольких метров длиной) практически не знают обледенения. Облако распыленных частиц остается как бы за их кормой. Но для сравнительно больших судов вследствие их большой длины характерно окутывание кормовой оконечности взвешенными частицами, в результате чего ряд поверхностей корпуса судна, а также элементы пропульсивной установки подвергаются обледенению.
В условиях парения СВП или при его движении на догор-бовых скоростях, а также при остановке или повороте судна облако брызг может полностью окутать судно, в результате чего оно может подвергнуться обледенению. При этом отложение льда в результате брызгообразования и тумана происходит обычно при температурах воздуха от 0 до —6 °С и воды — от —0,5 до 1 °С. Поскольку брызгообразование бывает наиболее интенсивным, когда СВП движется на скоростях ниже горбовых, то именно в этих условиях возникает опасность обледенения.
Обледенение СВП может вызвать:
— весовую перегрузку судна и связанные с ней снижение скорости движения, уменьшение запаса плавучести и остойчивости, которое весьма опасно для жизни судна;
— потерю видимости из-за льда, скапливающегося на ветровых стеклах, а также из-за падающего снега, при этом эффективность использования стеклоочистителей резко падает по мере намерзания на них снега;
— ухудшение аэродинамических характеристик винтов и вентиляторов;
— повреждения от действия льда, отброшенного от вентиляторов и винтов, и возникновение в результате этого разба-лансировки;
— снижение эффективности работы пропульсивной установки и подъемной системы в результате скопления льда на лопастях и различных экранах;
— образование льда в воздухозаборниках и искажение воздушного потока на входе в двигатель, результатом чего может явиться выход из действия двигателя;
— попадание льда в компрессор ГТД, что может привести к повреждению лопаток;
— увлажнение воздуха, забираемого вентилятором для создания воздушной подушки и, как следствие, снижение эффективности действия вентиляторов;
— снижение надежности работы рулевого устройства в результате заедания рулевых петель, тросов системы управления и пр.;
— заедание тросов и рычагов управления;
— сдавливание шарниров из-за наличия льда на поверхностях управления и как результат — выход из действия некоторых рычагов управления;
— увеличение веса судовых грузов и трудности их обработки и транспортировки.
Могут быть и другие непредвиденные последствия обледенения. Естественно, возникает вопрос о необходимости принятия мер против обледенения СВП.
Меры против ранными фирмами, а также натурных испытании и результатов научно-экспериментальных исследований за рубежом разработаны требования и рекомендации по эксплуатационным и конструктивным противо-обледенительным мерам применительно к СВП. Некоторые из них являются общими и для СПК.
К эксплуатационным мерам относят следующие.
Перед выходом в зоны возможного обледенения следует тщательно проверить техническое состояние судна, в частности, отсутствие весовой перегрузки, а также наличие средств защиты от обледенения и надежность действия средств связи. Необходимо ознакомиться с гидрометеорологической обстановкой на трассе движения СВП и с прогнозом погоды на время нахождения в пути следования.
При переходе судна капитан должен непрерывно и тщательно следить за гидрометеообстановкой, передаваемыми прогнозами погоды, самостоятельно оценивать возможности возникновения ситуации обледенения судна. При угрозе обледенения следует принять срочные меры по приведению экипажа в готовность для борьбы с обледенением и выводу судна из зоны обледенения.
Во время движения следует менять курс таким образом, чтобы на палубу попадало как можно меньше воды, при этом должен быть обеспечен свободный сток воды с палубы за борт. Все лишнее с палубы убирают в подпалубные помещения.
Для уменьшения интенсивности обледенения и облегчения сколки льда палубные грузы не следует оставлять непокрытыми или принайтовленными с помощью сетки, а необходимо полностью накрывать непроницаемыми покрытиями, от которых лед будет отталкиваться, например листами резины, пластмассовыми щитами и пр.
С целью замедления процесса ледообразования и облегчения удаления льда рекомендуют применять «противоледные» составы в виде мазей и жидкостей, предварительно накладываемых на свободные от льда поверхности, однако применять такие составы следует с большой осторожностью, поскольку они вызывают скольжение, а некоторые из них легко воспламеняются.
На судне должен быть отработан четкий порядок борьбы с обледенением, составлено расписание, при этом члены экипажа должны твердо знать свои обязанности.
Для околки льда необходимо предусмотреть легкий и удобный в работе инструмент и приспособления, которые следует хранить в легко доступных местах. Чтобы обеспечить безопасность людей при борьбе с обледенением, следует ложиться на курс, безопасный для выполнения работ, через палубу протягивать временные леера.
В первую очередь освобождают от льда верхние конструкции и устройства, оборудование средств связи и навигации, так как их обледенение приводит к ухудшению остойчивости судна. Во избежание повреждения очищаемых поверхностей, учитывая подверженность алюминиевых сплавов (применяемых для основного корпуса) механическим повреждениям, следует осторожно скалывать лед с поверхности судна деревянными молотками и другими подобными средствами. Особенно осторожно рекомендуется скалывать лед вблизи электрических кабелей, различных механизмов и оборудования. Перед ручной сколкой льда рекомендуется поливать его горячей соленой водой или воздействовать на него паром, что значительно облегчает работу.
При очистке ото льда различной аппаратуры рекомендуется применять не ручные способы сколки, а струи пара или подогретой воды. Для снятия скопившегося льда может быть использована морская вода, подаваемая под давлением 7— 14 кг/см2, при температуре 8°С и выше. Для удаления льда с надстроек СВП могут применяться выхлопные газы газовых турбин, для чего необходимы заранее предусмотренные специальные приспособления.
Конструктивные мероприятия по борьбе с обледенением проводятся зарубежными фирмами по двум основным направлениям: минимизация процесса обледенения судна;“ обеспечение технических средств борьбы с обледенением.
Эти направления конкретизируются следующими требованиями и рекомендациями.
На судне количество небольших по размеру накопителей льда, таких как поручни, стойки и пр., должно быть сведено к возможному минимуму. Там, где их полностью исключить невозможно, следует применять один элемент больших размеров, который способен выполнять функции нескольких элементов меньших размеров. Иными словами, внешняя архитектура судна должна быть настолько «чиста», насколько это возможно. Этот вывод базируется на результатах экспериментальных исследований, проведенных в Канаде, в которых было показано, что двенадцатикратное увеличение диаметра цилиндра привело лишь к трехкратному увеличению массы льда, накопленного в течение одного часа.
В целях возможного снижения обледенения ветровых стекол СВП рубку управления судном рекомендуют располагать по возможности более высоко и дальше от носа, тогда ее будет достигать значительно меньшее количество брызг, являющихся одним из главных источников обледенения.
На СВП желательно устанавливать специальные брызгоотражатели, которые направляли бы брызги в стороны от судна.
Для изготовления надстроек и радиоантенн мачт следует применять стеклопластики, которые практически не обледеневают. Стеклопластики можно также использовать для защиты наружных кабельных трасс. Для защиты от льда вертикальных поверхностей целесообразно предусматривать резиновые пневматические оболочки. Поверхности судов следует покрывать противообледенительной краской, обладающей незначительной адгезией, удаление льда с которой значительно облегчено.
При установке перед вентиляторами и винтами защитных сеток с целью предохранения обслуживающего персонала они должны иметь достаточно большие размеры ячеек в целях уменьшения до минимума возможности забивания их льдом.
Рычаги управления, кабели и другие подобные предметы техники должны быть полностью скрыты возможно ниже поверхности открытой палубы, а там, где они должны быть по проекту открытыми, необходимо на все открытые поверхности предусматривать резиновые колпаки.
При проектировании воздухоприемных шахт газотурбинных двигателей необходимо кроме водозащитных устройств предусматривать специальные противообледенительные устройства. В этом отношении целесообразно, считают, учесть большой опыт проектирования и использования таких устройств на самолетах. Однако следует иметь в виду, что специфика СВП по сравнению с самолетом может внести существенные поправки в такие устройства, несмотря на однотипность применяемых на СВП и самолетах двигателей. Поэтому рекомендуется противообледенительные устройства, запроектированные для СВГ1, испытать в натурных условиях.
По возможности следует исключить наличие источников тепла на поверхностях, расположенных в опасных зонах (такие зоны находятся возле впускных отверстий двигателей или вентиляторов), близко к системам управления или другим аналогичным системам, подвергающимся попаданию воды и замерзанию.
Рис. 15. Влияние диаметра цилиндра на массу льда, наросшего в течение 1 часа.
На судах рекомендуют применять электрический подогрев стеклоочистителей ветровых окон, а также электроимпульсные устройства для подачи на металлические поверхности электромагнитных импульсов, способствующих разрушению льда на поверхности.
При проектировании и постройке судна следует предусматривать комплект инструментов и материалов, необходимых для борьбы с обледенением.
Судно должно быть обеспечено необходимой документацией по борьбе с обледенением. Для судов, служба которых предполагается в зонах возможного обледенения, выполняют расчеты остойчивости с учетом различных вариантов обледенения в соответствии с нормами и рекомендациями ИМКО (см. гл. III). Принятые в проекте технические решения по вопросам борьбы с обледенением обычно подтверждают расчетами и испытаниями — модельными и натурными.