Stowarzyszenie Inżynierów Polskich w Kanadzie, Oddział w Ottawie Stowarzyszenie Inżynierów Polskich w Kanadzie, Oddział w Ottawie

Lodołamacze i nie tylko

21 października 2003

Zdjęcie lodołamacza - kliknij aby zobaczyć powiększenie

Lodołamacz Tulpar zaprojektowany w Kanacie przez BMT FTL Inc. i zbudowany w Gdańsku, przeznaczony do eksploatacji złóż naftowych na Morzu Kaspijskim.

Ciężkie warunki żeglugowe panujące w kanadyjskiej Arktyce wymagają od projektantów, konstruktorów i armatorów taboru pływającego w warunkach lodowych zupełnie innego podejścia do bezpieczeństwa żeglugi. Wieloletni wysiłek badawczy wyprowadził Kanadę na czołowe miejsce jeśli chodzi o techniczne i eksploatacyjne rozwiązania zarówno w dziedzinie projektowania, konstrukcji oraz eksploatacji statków jak i eksploatacji zasobów naturalnych wydobywanych w Arktyce.

Lód, który stanowi zagrożenie dla żeglugi, jest bardzo niejednorodny, zarówno z punktu widzenia jego grubości, jak i wytrzymałości. Klasyfikacja gatunków lodu, która jest używana w pracach badawczych, przy projektowaniu statków jak i przy określaniu skali trudności żeglugi w lodzie zawiera kilkanaście pozycji, począwszy od tzw. nowego lodu (cienki lód poniżej 10 cm grubości) poprzez lód jednoroczny do lodu wieloletniego, niedużych kawałków lodu z lodowca, tzw. growlerow, aż do gór lodowych. Ostatnie trzy gatunki lodu, największe zagrożenie dla żeglugi, jest to lód twardy, o małej zawartości soli. Im mniej soli w lodzie, tym większa jego wytrzymałość - lód tworzący się na Wielkich Jeziorach kanadyjskich jest więc twardszy od pierwszorocznego lodu w Arktyce.

Łamanie lodu przy pomocy jednostek pływających zaczęło się z wejściem do eksploatacji statków parowych. Jeden z pierwszych lodołamaczy, parowy statek z napędem kołowym o nazwie NORWICH, zaczął łamać lód na rzece Hudson już 1836 roku i pozostał w tej służbie aż przez 87 lat!

Przez wiele lat projektanci statków i naukowcy pracowali nad doskonaleniem techniki łamania lodu oraz nad optymalizacją kształtu kadłubów statków, napędów i pędników. Pierwsze lodołamacze miały kształty podobne do statków pływających na wodach otwartych. W miarę upływu lat pojawiało się wiele nowych koncepcji projektowych, rozwiązań konstrukcyjnych oraz materiałów mających na celu zwiększenie sprawności lodołamaczy w wypełnianiu ich podstawowych funkcji.

Jak się łatwo można przekonać, lód ma niewielką wytrzymałość na zginanie. Najbardziej więc popularnym sposobem łamania lodu jest najeżdżanie dziobem na lód i łamanie go przy pomocy ciężaru statku. Były też próby łamania lodu od dołu, ale sposób ten nie okazał się tak skuteczny jak klasyczne łamanie lodu od góry. Jeśli natomiast pozbawi się pokrywę lodową podparcia w postaci wody, do jego złamania potrzeba znacznie mniejszej siły i sztucznie wytworzona fala może spełnić to zadanie. Właściwości te wykorzystuje się stosując poduszkowce do łamania lodu na rzece Św. Wawrzyńca.

Jednym z pierwszych rozwiązań projektowych mających na celu zmniejszenie oporu podczas łamania lodu było wprowadzenie śruby dziobowej. Miała ona na celu wysysanie wody spod lodu przed dziobem statku oraz wypłukiwanie połamanych kawałków lodu spod statku zmniejszając opory tarcia lodu o kadłub.

Technika łamania lodu rozwinęła się bardzo w Europie. Utrzymanie tras żeglugowych w zimie na Morzu Bałtyckim doprowadziło to rozwoju tej dziedziny okrętownictwa głownie w Finlandii, która wyspecjalizowała się w budowie lodołamaczy. Duże tradycje w tej dziedzinie ma również Rosja (Związek Radziecki), gdzie od wielu lat zajmowano się łamaniem lodu nie tylko od strony praktycznej, ale i stworzono dość silne podstawy naukowe w tej dziedzinie techniki. Już w 1960 wszedł do eksploatacji pierwszy lodołamacz o napędzie nuklearnym, LENIN. Początki lat 90-tych były świadkiem częstych wizyt radzieckich lodołamaczy na Biegunie Północnym, co stało się dużą atrakcją dla turystów zachodnich. W 1994 Biegun Północny był miejscem spotkania rosyjskich, kanadyjskich i amerykańskich lodołamaczy we wspólnej misji naukowo-badawczej.

ZSRR potrzebował wielu lodołamaczy do obsługi Morskiej Drogi Północnej (Northern Sea Route), do wywożenia bogactw naturalnych z Syberii, do dostarczenia zaopatrzenia do syberyjskich miast jak również i obozów pracy. W Polsce budowano na eksport do ZSRR tzw. drewnowce, statki, które miały przywozić drewno z Syberii i były przystosowane do pływania w lodzie. Wiele statków zbudowano dla ZSRR, a potem Rosji, w Finlandii. Były to lodołamacze oraz statki towarowe przystosowane do pływania w ciężkich warunkach lodowych, włącznie z dwoma statkami Tajmyr i Wajgach, pierwszymi lodołamaczami o napędzie nuklearnym zbudowanymi poza Rosją. Statki te mają płytkie zanurzenie i mogą być eksploatowane na płytkich wodach u rosyjskich brzegów Oceanu Arktycznego.

W Kanadzie poważnym stymulatorem rozwoju techniki lodowej było gwałtowne zainteresowanie złożami ropy naftowej na Morzu Beauforta wywołane wysokimi cenami ropy na początku lat 80-tych. Pojawiło się wtedy wiele nowych konstrukcji lodołamaczy, nowe linie dziobów (łyżkowe, z ostrogą lodową), oraz konstrukcji pływających do wydobywania ropy na wodach pokrytych dynamicznie zachowującym się lodem.

Najnowsze rozwiązania konstrukcyjne lodołamaczy to tzw. statki dwu-funkcyjne (double-acting ships). Polega to na połączeniu normalnego dziobu, który jest najbardziej efektywny na wodzie wolnej od lodu, oraz rufy zaprojektowanej do łamania lodu. Na wodzie otwartej statek porusza się dziobem do przodu, wykorzystując optymalny jego kształt, natomiast przy ruchu w lodzie statek porusza się rufą do przodu, wykorzystując jej charakterystyki zoptymalizowane do spełniania tej funkcji. Również rewolucją w dziedzinie napędu jest rezygnacja z tradycyjnych śrub okrętowych jako pędników, a zastosowanie tzw. pędników Schottela (azimuting or podded propellers), które bardzo dobrze zdają egzamin w lodzie oraz pozwalają wytworzyć napór w dowolnym kierunku, mając możliwość obracania się o 360 stopni.

Swój udział w rozwoju najnowszej techniki okrętowej wykorzystywanej na wodach pokrytych lodem ma również ostatnio i Ottawa. W Kanacie, w firmie naukowo-badawczej BMT Fleet Technology, która zajmuje się od wielu lat problemami techniki morskiej w warunkach lodowych, zaprojektowano ostatnio bardzo interesujący lodołamacz, który został zbudowany w stoczni w Gdańsku i jest już eksploatowany na płytkich wodach Morza Kaspijskiego przy eksploatacji złóż naftowych w pobliżu Kazachstanu.

Jacek Dubiel

Początek strony


ŻYCIORYS PRELEGENTA:

Jacek Dubiel ukończył studia na wydziale Budowy Okrętów Politechniki Gdańskiej w 1967 roku. Po studiach aż do 1981 pracował w Ośrodku Wytrzymałości przy Centralnym Ośrodku Konstrukcyjno-Badawczym Przemysłu Okrętowego (późniejsze Centrum Techniki Okrętowej). W 1981 wyjechał do Libii, gdzie do 1983 wykładał na nowo otwartym wydziale budownictwa okrętowego Uniwersytetu Al-Fatah w Trypolisie.

W 1983 przyjechał do Kanady, gdzie do 1986 pracował jako projektant w biurze projektowym stoczni w Collingwood, Ontario, która specjalizowała się w budowie tzw. jeziorowców (spaghetti-ships). Po rozwiązaniu stoczni w 1986, zaczął pracować w firmie naukowo-badawczej Arctec Canada (dzisiejsze BMT Fleet Technology) w Kanacie, gdzie zajmował się techniką okrętową stosowaną w warunkach lodowych. Od 1989 roku pracuje w Ministerstwie Transportu, w dziale Bezpieczeństwa Statków, zajmując się miedzy innymi bezpieczeństwem statecznościowym promów pasażersko-samochodowych, małych statków pasażerskich, bezpieczeństwem żaglowców oraz jednostek używanych do szkolenia żeglarskiego i motorowodnego.

Tzw. czas wolny wypełniają mu podróże (krótkie, jako że czasu wolnego mało), w zimie narty, a o każdej porze roku żeglarstwo, które jest jego wielką pasją. Skupił wokół siebie polskich żeglarzy w Ottawie, a w tym roku spełnił swoje marzenia i przepłynął jachtem Atlantyk, z Brytyjskich Wysp Dziewiczych przez Azory do Portugalii. Chętnie odpowie również na pytania zainteresowanych żeglarstwem, jak również i tym szczególnym rejsem.

Początek strony