Ледоколы

К сожалению, страна наша расположена на земном шаре таким образом, что большинство портов у нас зимой замерзает. А потому, наверное, русские и первыми задумались над изобретением кораблей, которые бы могли колоть лед, прокладывая среди ледовых полей судоходные каналы.

Атомный ледокол «Ленин»

«Дело ледоколов зародилось у нас в России. Впоследствии другие нации опередили нас, но, может быть, мы опять сумеем опередить их, если примемся за дело. Первый человек, который захотел бороться со льдами, был кронштадтский купец Бритнев», – писал адмирал С. О. Макаров в 1896 году, когда старался убедить правительство в необходимости постройки в России мощного линейного ледокола.

Событие же, о котором писал адмирал, имело место в 1864 году. Осень тогда выдалась необычно затяжной. Финский залив замерз лишь частично, да так неудачно, что пароходное сообщение между столицей, островным Кронштадтом и Ораниенбаумом прекратилось, а проложить санный путь, как обычно делали с наступлением зимы, никак не удавалось – ледовый покров был недостаточно прочным.

В Кронштадте между тем подошли к концу запасы продовольствия, не хватало топлива; был вынужден прекратить работу даже Морской завод. Тогда власти и вспомнили, как тремя годами раньше кронштадтский купец и судовладелец М. О. Бритнев организовал перевозку пассажиров между Кронштадтом и материком на своих пароходах, которые сумели пробиться сквозь непрочный лед.

Обратились к нему. Тот, прислушавшись к совету так и оставшегося не известным изобретателя, приспособил для проводки судов портовый буксир «Пайлот», ограничившись небольшими переделками. Прямой форштевень «Пайлота» сделали пологим и закруглили, а носовую часть ниже ватерлинии «подрезали» под углом 20 градусов, чтобы судно могло вползать на лед и давить его свой тяжестью.

И вот в апреле 1864 года газета «Кронштадтский вестник» сообщила, что винтовой пароход «Пайлот» почетного гражданина Бритнева открыл навигацию раньше, чем Финский залив очистился ото льда, доставив удобство пассажирам и перевозчикам грузов.

Осенью того же года, как писал тот же С. О. Макаров, «этот маленький пароход сделал то, что казалось невозможным, он расширил время навигации осенью и зимой на несколько недель».

В 1866 году чины Морского ведомства задумали сравнить возможности «Пайлота» и ледокольного судна «Опыт», который колол лед специальными гирями, сбрасываемыми с борта. По свидетельству очевидцев, «гири падали, делали во льду отверстия, даже частью разбивали его, но, чтобы раздвинуть разбитый лед, ледоколу едва ли доставало силы»… Таким образом, преимущество осталось за «Пайлотом».

Как ни странно, но столь убедительная демонстрация превосходства бритневского судна не подействовала ни на флотских инженеров, ни на судовладельцев. Еще некоторые время изобретатели предлагали более перспективные, по их мнению, проекты оснащения ледокольных судов всевозможными устройствами – например, циркуляционными пилами и закрепленными перед форштевнем катками, которые должны давить лед впереди судна наподобие танковых тралов. Предлагалось даже встраивать в корпус, в районе бака, вертикальное колесо солидного диаметра с упрочненными шипами-лопастями. По задумке, эти шипы должны были дробить лед, захватывать обломки и поднимать на палубу, очищая фарватер. По другому замыслу, в носовой части надо было сделать наклоненную к воде плоскость (вроде широкого и плоского тарана), по которой лед станет сам заползать на верхнюю палубу. Нечто похожее на нынешний дорожный снегоочиститель. Впрочем, ни один из подобных прожектов так и не опробовали на практике.

Зато Бритнев в 1868 году переоборудовал в ледокол еще один буксир, «Бой». Оба судна, работая поодиночке и парой, заметно продлили навигацию в восточной части Финского залива и находились в эксплуатации полтора десятка лет.

В общем, изобретатель, идею которого подхватил расторопный купец, интуитивно угадал, каким должно быть ледокольное судно – со скошенным форштевнем, мощной паровой машиной, способное раскалывать лед таранными ударами и давить его собственным весом, расталкивая корпусом льдины под края судоходного канала. Так что, проектируя «Ермак» – первый в России специальный корабль-ледокол, – Макаров воспользовался народной мудростью.

Но то было уже в 90-е годы XIX века.

А тремя десятилетиями раньше, как ни грустно признавать, новинку по достоинству оценили отнюдь не соотечественники. Зима 1870–1871 годов в Европе оказалась суровой, замерзли Эльба и акватория Гамбургского порта. Судоходство прекратилось, владельцы пароходных компаний несли убытки. Но власти Гамбурга нашли выход – приобрели у Бритнева за какие-то 300 рублей (сумма даже по тем временам смехотворная) чертежи «Пайлота» и переделали по его подобию несколько своих буксиров, восстановив таким образом навигацию. Их примеру позже последовали предприниматели в Дании, Швеции и США. А затем приступили к разработке собственных, улучшенных проектов.

Кстати, именно шведским корабелам Ораниенбаумская пароходная компания в 1889–1890 годах заказала ледокольные суда «Заря» и «Луна», оснащенные машинами двойного расширения, мощностью 250 л.с., вмещавшие до 250 пассажиров и 50 т груза. Оба судна уверенно преодолевали не особенно прочные льды, прокладывали через них судоходные каналы и трудились не одно десятилетие.

Впрочем, не только в Европе были умные люди. За океаном имелись свои изобретатели. Так, в Филадельфии в 1825 году была издана брошюра некоего Уильяма Джонса с витиеватым названием «Размышления об опасностях и трудностях зимней навигации на реке Делавер». В ней среди прочего содержался первый, технически обоснованный проект парового ледокола.

Американец оказался толковым малым, и, по свидетельству историка Павла Веселова, в его книге содержалось немало дельных советов по строительству ледокола. В частности, американец предлагал штевни судна «выполнить в форме лука и расположить весьма наклонно к горизонту, чтобы судно пересекало лед наискосок и давило его вниз, что ослабляло бы силу удара и трение о лед».

Далее Джонс подчеркивал, что оно «должно одинаково ходить вперед и назад и иметь хорошую поворотливость. Для этого отношение его длины к ширине следует принять меньше, чем у обычных пароходов». И тут американец оказался провидцем, именно так проектируют современные ледоколы.

Еще он предлагал деревянный корпус от форштевня до ахтерштевня, а также от киля и на 45 см выше ватерлинии обшить листами железа. А чтобы защитить гребные колеса от ударов об отдельные крупные льдины, Джонс придумал не только оковать их железом, но предлагал закрепить рядом с ними, на бортах, по прочному наклонному брусу, придав его нижней части форму плуга. Тогда они будут подцеплять льдины, приподнимать, разламывать их и отводить от судна. Спроектировал американец и особое устройство для подъема и опускания этого защитного приспособления.

А в носу и корме Джонс предусмотрел собственно «ледоколы» – крестовидные металлические конструкции с увесистыми ядрами-молотами на концах перекладин. «Ледоколы» должны были держаться на подпалубном валу, приводимом от судовой машины, – раскручиваясь, крестовины с силой обрушивали бы молоты на лед и дробили его.

По расчетам изобретателя, на сооружение ледокола потребуется всего 12 тыс. долларов. При этом Джонс проявил разумную осторожность, подчеркнув, что «нужно построить сначала хотя бы одно ледокольное судно, чтобы в будущую зиму на деле убедиться в его пользе».

Однако проекту Джонса не суждено было сбыться ни в США, ни в Европе, хотя его описание было опубликовано на нескольких языках, в том числе и русском. Лишь в 1834 году в Балтиморе построили, правда, по другому, более простому и технически совершенному проекту деревянный колесный ледокол «Ассистент».

Надводная часть носа «Ассистента» была почти плоской, с небольшим наклоном, зато подводной придали ложкообразную форму. Поэтому балтиморский ледокол не раскалывал ледяные поля мощными лобовыми ударами, а неторопливо наползал на них массивной носовой частью и давил. Обломки льдин при этом уходили под днище, открывая судоходный канал. Причем достаточно мощная паровая машина позволяла судну с гребными колесами вместимостью около 370 т преодолевать льды толщиной до 30 см.

«Ассистент» приступил к несению службы в январе 1835 года, после жесточайших, по мнению старожилов, 23-градусных морозов, заметно усиливших ледовый покров на реке и море. Тем не менее «Ассистент» уже в первый день благополучно вывел через него на чистую воду коммерческий бриг, на следующие сутки привел в Балтимор пароход «Колумбус», еще через два дня – четыре торговых парохода. И, таким образом, сразу окупил расходы владельца на его постройку.

Спустя два года подобный ледокол изготовили и для порта Филадельфии. К 1871 году к нему присоединились еще шесть «ледоломов». Таким образом, самый первый речной колесный ледокол – точнее, смешанного плавания «река – морской залив» – спроектировали, построили и опробовали в деле американцы.

Что же касается морских судов этого класса, то тут пальма первенства принадлежит другим. Так, первый морской ледокол сконструировал и построил русский вице-адмирал Степан Осипович Макаров в 1899 году. Он был назван в честь покорителя Сибири – казака Ермака.

«Ермак» имел обтекаемый корпус, который при боковом сжатии льдов практически невозможно было раздавить, и нос, отдаленно напоминавший утюг. Этим «утюгом» ледокол наползал на льдины и раскалывал их. Водоизмещение этого корабля – 8730 т. «Ермак» прослужил верой и правдой аж до 1963 года.

Первый ледокол с дизель-электрической установкой был построен в Швеции в 1933 году. Это был «Имер», мощностью 9 тыс. л. с., водоизмещением 4,3 тыс. т.

Паровые ледоколы большой мощности – такие, как советский ледокол «И. Сталин», построенный в 1939 году (водоизмещение 9 тыс. т, мощность 10 тыс. л.с.) – с котлами на угольном топливе могли находиться в море, не заходя в порт, около 20 суток.

Аналогичные дизель-электроходы при равном запасе топлива – вдвое больше, до 40 суток.

В 1959 году на воду был спущен первый в мире гражданский корабль с ядерной силовой установкой – ледокол «Ленин». Трехвинтовой ледокол имел водоизмещение 17 300 т и был способен продвигаться непрерывным ходом со скоростью 2 узла в сплошном ледяном поле толщиной до 2,4 м.

Этот ледокол мощностью 44 тыс. л.с. мог работать без пополнения запасов топлива 210 суток. Ведь суточный расход топлива составлял всего 200 г (при условии, что машины работали все время на полную мощность!), т. е. около 70 кг в год. Для любого другого ледокола такой же мощности годовой расход каменного угля выразился бы числом в 2,5 млн раз больше – 175 тыс. т!

Ныне самыми большими ледоколами в мире являются российские атомоходы-ледоколы «Арктика» (1975) и «Сибирь» (1977). Их водоизмещение – 23 400 т, мощность – 75 тыс. л.с.

При наибольшей длине 148 м, ширине 28 м, высоте борта 17,2 м и средней осадке 11 м «Арктика» может развивать скорость на чистой воде – 21 узел и преодолевать лед толщиной свыше 4 м.

Движение ледокола обеспечивается тремя двухъякорными гребными электродвигателями одинаковой мощности, с частотой вращения 130–185 об/мин, питаемыми током напряжения в 1 киловольт от двух безредукторных трехмашинных турбогенераторов, мощностью по 27 тыс. кВт каждый. Каждый генератор соединен с двухпроточной турбиной, дающей 3500 об/мин. Масса агрегата – 234 т и длина – 19,2 м.

Пар давлением 30 атмосфер и температурой 300 °С вырабатывается двумя одинаковыми автономными блоками атомной паропроизводящей установки. Каждый блок включает в себя реактор водоводяного типа, четыре парогенератора, четыре циркуляционных насоса первого контура, компенсаторы объема, холодильник фильтра, вспомогательные насосы и фильтр. Реакторы имеют надежную биологическую защиту.

Для экипажа ледокола предусмотрена 151 каюта, в том числе 12 блок-кают, 129 одноместных и 10 двухместных.

Атомоход был заложен 3 июля 1971 года на Балтийском заводе в Ленинграде, спущен на воду 26 декабря 1972 года. Достройка и ходовые испытания завершены в 1974 году.