Приложение Д (справочное). Тактические методы работы ледоколов при разрушении ледяных полей

Приложение Д
(справочное)

Тактические методы работы ледоколов при разрушении ледяных полей

Д.1 Общие положения

Д.1.1 При выполнении активных воздействий следует использовать адаптивный подход, который предполагает лишь указание зоны, в которой должен быть предварительно разрушен лед (или отдельное ОЛО), и максимально допускаемые при этом размеры образующихся ледяных образований. При таком подходе капитан судна флота УЛО решает самостоятельно, какие маневры или их сочетания необходимы для достижения поставленной цели УЛО. При выборе оптимального метода обработки заданной площади ледяного покрова он опирается на собственный опыт судовождения в ледовых условиях с учетом оценки ледовой обстановки вблизи маневрирующего судна, включая локальные особенности состояния ледяного покрова (полыньи для разворота, обход торосистых участков при возможности, разрушение льдин по смерзшимся трещинам и границам и т.д.).

Д.1.2 Перед началом выполнения маневров судов флота УЛО должна быть проведена оценка безопасности и эффективности их выполнения. Для выбора оптимального маневра, если существует несколько вариантов, анализ безопасности и эффективности следует выполнять для всех возможных вариантов маневра с учетом погодных условий и ледовой обстановки.

Д.1.3 Ледокол (ледокольное судно) должен быть способен в актуальной ледовой обстановке в любой момент времени увеличивать дистанцию от защищаемого объекта в сторону, противоположную дрейфу льда, продолжая при этом выполнение маневра. При невозможности увеличить дистанцию от защищаемого объекта в силу тяжести ледовых условий ледокол (ледокольное судно) должен иметь возможность кратчайшим путем покинуть опасную зону - область ледяного поля, которая при дрейфе льда достигнет защищаемого объекта.

Д.2 Линейные методы разрушения ледяных полей

Д.2.1 Варианты линейных методов разрушения ледяных полей

Д.2.1.1 Линейные методы разрушения ледяных полей, дрейфующих в направлении защищаемого объекта, имеют несколько модификаций. Их условно именуют следующим образом:

- линейный метод 1;

- линейный метод 2;

- двойной линейный метод с повторным проходом;

- двойной линейный метод с поперечным проходом.

Д.2.1.2 Основной задачей обработки льда является разрушение крупных дрейфующих ледяных полей достаточно большой толщины до состояния битого и мелкобитого льда, что выражается в существенном снижении уровня ледовой нагрузки на защищаемый объект.

Д.2.2 Линейный метод 1

Д.2.2.1 Траектории движения ледокольных судов главным образом состоят из продольных проходов, параллельных направлению дрейфа льда (см. рисунок Д.1). Схема маневров ледокола зависит от решаемой задачи. Например, при защите плавучей платформы (см. рисунок Д.1 а) зона маневров находится перед защищаемым объектом со стороны дрейфа льда. В конце каждого прохода ледокольное судно делает разворот на 180° и начинает следующий проход. В конце последнего прохода судно - в зависимости от текущей ледовой обстановки - либо начинает выполнение маневра, зеркального по отношению к предыдущему, либо возвращается к исходному положению и начинает новый цикл воздействия. Ширина зоны обработки льда, расстояние между галсами и их количество, удаленность зоны обработки от платформы зависят от толщины и скорости дрейфа льда, ширины сооружения, характеристик ледокольной ходкости и маневренности судна.

Д.2.2.2 Другую схему маневров ледокола применяют в случае защиты танкера, стоящего под погрузкой у стационарной платформы, имеющей значительные размеры в плане. В этой ситуации танкер становится под погрузку таким образом, чтобы размещаться "в тени" платформы (см. рисунок Д.1 б), и задачей ледокола является защита танкера от воздействия льда сбоку. Поэтому зона обработки надвигающегося льда может быть существенно более узкой. Необходимо отметить, что такую схему применяют, если отсутствует необходимость защищать от воздействия льда саму платформу.

а - защита плавучего объекта	б - защита операции по отгрузке нефти со стационарной платформы на танкер

1 - ледокол; 2 - защищаемый объект; 3 - ширина области обработки ледяного массива; 4 - ледяное поле

Рисунок Д.1 - Схема разрушения ледяных полей при применении линейного метода 1

Д.2.2.3 При планировании схемы воздействия ледокола на лед следует учитывать, что ледокольное судно выполняет несколько проходов против дрейфа и по дрейфу льда, что в свою очередь приводит к различным ледовым сопротивлениям на этих участках и, соответственно, к различной скорости движения ледокольных судов при заданном режиме энергетической установки.

Такой тип маневра характеризуется следующими особенностями: достаточная ширина области обработки ледяного покрова; выполнение маневра ледоколом осуществляется преимущественно на переднем ходу, что требует обеспечения высокой скорости движения; судно должно обладать хорошими маневренными качествами, так как чем меньше диаметр циркуляции, тем эффективнее воздействие.

Д.2.3 Линейный метод 2

Зона обработки льда расположена перед платформой со стороны дрейфа льда. Траектория движения ледокольного судна главным образом состоит из продольных проходов, перпендикулярных к направлению дрейфа льда (см. рисунок Д.2). В конце каждого прохода ледокольное судно делает разворот на 180° и начинает следующий проход. В конце последнего прохода судно - в зависимости от текущей ледовой обстановки - либо начинает выполнение маневра, зеркального по отношению к предыдущему, либо возвращается к исходному положению и начинает новый цикл воздействия. При такой схеме осуществляется защита как танкера под погрузкой, так и самой платформы.

1 - ледяное поле

Рисунок Д.2 - Схема разрушения ледяных полей при применении линейного метода 2

Д.2.4 Двойной линейный метод с повторным проходом

Для уменьшения целевого размера дрейфующих ледяных полей применяют схему обработки льда, заключающуюся в том, что по завершении первого цикла воздействия второй цикл осуществляется по галсам, проходящим через середину ледяных полей, образовавшихся после первого цикла воздействия (см. рисунок Д.3).

1 - основная траектория; 2 - вспомогательная траектория; 3 - ледокол; 4 - защищаемый объект; 5 - ширина области обработки ледяного массива; 6 - ледяное поле

Рисунок Д.3 - Схема разрушения ледяных полей при применении двойного линейного метода с повторным проходом

Д.2.5 Двойной линейный метод с поперечным проходом

Для уменьшения целевого размера дрейфующих ледяных полей применяют схему обработки льда, заключающуюся в том, что по завершении первого цикла воздействия второй цикл осуществляется в поперечном направлении в области раздробленного льда, образовавшегося после первого цикла (см. рисунок Д.4). Данная схема может быть реализована одним ледоколом при низкой скорости дрейфа льда. Однако применение двух ледоколов позволяет существенно повышать эффективность и надежность мероприятий по разрушению льда, при этом оба судна работают одновременно, но на разных дистанциях для предотвращения опасности навала друг на друга. Схема выполнения ледоколом маневров аналогична схемам линейных методов 1 и 2.

1 - ледяное поле

Рисунок Д.4 - Схема разрушения ледяных полей при применении двойного линейного метода с поперечным проходом

Д.3 Прямолинейные методы разрушения ледяных полей

Д.3.1 Прямолинейные методы разрушения ледяных полей принципиально схожи с линейными методами и в основном применяются ледокольными судами для защиты объектов при разрушении ровного дрейфующего льда в легких и средних ледовых условиях. При этом маневр ледокольных судов состоит из близкого к постоянному движению навстречу дрейфующему льду на минимально возможной скорости. Если технические характеристики судна и ледовая обстановка позволяют, то необходимо обеспечить удержание ледокольного судна на месте, создавая его корпусом зону мелкобитого льда или увеличивая ширину канала.

Д.3.2 Один из главных недостатков прямолинейной техники заключается в том, что для выполнения данного тактического маневра технические характеристики ледокольного судна должны позволять удерживать судно в позиции или иметь минимально возможный ход вперед (см. рисунок Д.5). Такая схема в основном применима для судов с системой динамического позиционирования. При этом тактический маневр может выполняться как одним (см. рисунок Д.5 а), так и несколькими ледокольными судами одновременно (см. рисунок Д.5 б).

а - одним судном	б - несколькими ледокольными судами

1 - ледяное поле

Рисунок Д.5 - Схема применения прямолинейных методов разрушения ледяных полей

Д.3.3 Необходимо отметить, что данная схема реализуема даже при высоких скоростях дрейфа льда, вплоть до 1,0 м/с, а использование второго судна позволяет прокладывать второй канал с небольшими смещениями по дистанции и времени. При этом движение прямолинейным курсом носом вперед в сторону от защищаемого объекта является наиболее безопасным видом маневрирования.

Однако ограниченная ширина зоны обработки льда позволяет использовать его только при условии слабо меняющегося направления дрейфа льда.

Д.4 Секторные методы разрушения ледяных полей

Д.4.1 Варианты секторных методов разрушения ледяных полей

Секторные методы разрушения ледяных полей имеют несколько модификаций. Их условно именуют следующим образом:

- секторный метод "змейка";

- секторный метод с попеременным движением носом/кормой;

- секторный метод "восьмерка".

Д.4.2 Секторный метод "змейка"

При реализации секторного метода используют различные тактические приемы в зависимости от требуемой ширины канала, скорости дрейфа льда и технических характеристик ледокольного судна.

При использовании этого метода ледокольное судно взламывает лед в зоне обработки льда, расположенной перед защищаемым объектом, перпендикулярно к направлению дрейфа, двигаясь параллельными галсами вперед и назад между двумя курсовыми углами, которые формируют сектор (см. рисунок Д.6). В конце последнего прохода судно - в зависимости от текущей ледовой обстановки - либо начинает выполнение маневра, зеркального по отношению к предыдущему, либо возвращается к исходному положению и начинает новый цикл воздействия. Необходимость работы в пределах определенного сектора, имеющего в плане вид трапеции, меньшее основание которой равно ширине защищаемого объекта в направлении дрейфа льда, обусловлено локальной неравномерностью дрейфа льда и изменчивостью его направления. Вследствие этих факторов ледокольное судно должно разрушать все большую площадь ледяного покрова по мере удаления от защищаемого объекта.

1 - ледокол; 2 - защищаемый объект; 3 - максимальная ширина области обработки ледяного массива; 4 - ледяное поле

Рисунок Д.6 - Схема разрушения ледяных полей при применении секторного метода "змейка"

Д.4.3 Секторный метод с попеременным движением носом/кормой

Схема выполнения маневра показана на рисунке Д.7 в двух модификациях: попеременное движение передним и задним ходом на разных галсах, образующих определенный угол между собой (см. рисунок Д.7 а); движение на параллельных галсах, когда разрушение льда производится на переднем ходу, а переход на следующий галс выполняется на заднем ходу по ранее проложенному каналу (см. рисунок Д.7 б). В конце последнего прохода в случае модификации, показанной на рисунке Д.7 а, судно - в зависимости от текущей ледовой обстановки - либо начинает выполнение маневра, зеркального по отношению к предыдущему, либо возвращается к исходному положению и начинает новый цикл воздействия, а в случае модификации, показанной на рисунке Д.7 б, - возвращается к исходному положению.

Данный тип маневра характеризуется следующими особенностями: достаточная ширина области обработки ледяного массива; рабочее движение осуществляется на прямом ходу носом вперед; выход из канала осуществляется на заднем ходу; часть пробега в сплошном льду выполняется на заднем ходу; часть пробега выполняется по уже проложенному каналу, что приводит к дополнительным затратам времени и уменьшению эффективности маневра; движение задним ходом по уже проложенному каналу позволяет судну набрать необходимую скорость движения для выхода из канала; необходимость реверсирования движения; маневр применим для судов, оборудованных ВРК; реализуем в случае движения судна во льду при относительно высокой скорости дрейфа.

а - попеременное движение передним и задним ходом на разных галсах	б - движение на параллельных галсах

1 - ледокол; 2 - галсы; 3 - защищаемый объект; 4 - ледяное поле

Рисунок Д.7 - Схема разрушения ледяных полей секторным методом с попеременным движением носом/кормой (d - шаг галсов)

Эффективность данного метода повышается при использовании ледоколов, обладающих повышенными характеристиками ледовой ходкости. К факторам, снижающим эффективность, относятся большие размеры защищаемого объекта, увеличение скорости дрейфа ледяного поля и минимального безопасного расстояния от сооружения.

С увеличением скорости дрейфа льда ледокол способен разрушать ледяное поле с толщиной значительно ниже своей ледопроходимости, которая характеризуется толщиной сплошного ровного льда, преодолеваемой судном с минимальной устойчивой скоростью при работе энергетической установки на полную мощность. В качестве минимальной устойчивой скорости, как правило, принимают скорость движения, равную 1,5-2,0 узлам.

Д.4.4 Секторный метод "восьмерка"

Маневр "восьмерка" при разрушении ледяного покрова требует большей маневренности от ледокольного судна, так как в необходимой области воздействия (зоне обработки льда) судну необходимо совершить две циркуляции (см. рисунок Д.8). Это позволяет реализовать маневр только в относительно тонких льдах при небольших скоростях дрейфа льда.

0
а - при защите сооружения	б - при защите морской операции

1 - ледокол; 2 - защищаемый объект; 3 - ширина области обработки ледяного массива; 4 - ледяное поле

Рисунок Д.8 - Схема разрушения ледяных полей при применении секторного метода "восьмерка"

Особенностями этого маневра являются: достаточная ширина области обработки ледяного массива; выполнение маневра ледоколом осуществляется на переднем ходу, что обеспечивает высокую скорость движения; судно должно обладать хорошими маневренными качествами, так как чем меньше диаметр циркуляции, тем эффективнее маневр.

Д.5 Циркуляционный метод разрушения ледяных полей

Д.5.1 При реализации циркуляционного метода ледокольное судно или группа ледокольных судов совершает непрерывные циркуляции в зоне обработки льда (см. рисунки Д.9, Д.10). В зависимости от специфики решаемых задач зона обработки может находиться перед защищаемым объектом (при достаточно устойчивом направлении дрейфа льда, см. рисунки Д.9 б; Д.10 а, б, г) или охватывать область вокруг защищаемого объекта - совершать так называемые орбитальные циркуляции (если направление дрейфа льда обладает высокой степенью изменчивости и слабо предсказуемо, см. рисунки Д.9 а, Д.10 в).

а - орбитальная	б - спиралеобразная

1 - защищаемый объект; 2 - ледокол; 3 - ледяное поле

Рисунок Д.9 - Схема разрушения ледяных полей с помощью циркуляционного метода с использованием одного ледокола

В конце последнего прохода в случае схемы, показанной на рисунке Д.9 б, судно - в зависимости от текущей ледовой обстановки - либо начинает выполнение маневра, зеркального по отношению к предыдущему, либо возвращается к исходному положению и начинает новый цикл воздействия.

а - круговая	б - эллиптическая
в - орбитальная	г - тип "футбольное поле"

1 - ледокол N 1; 2 - ледокол N 2; 3 - защищаемый объект; 4 - ледяное поле

Рисунок Д.10 - Схема разрушения ледяных полей с помощью циркуляционного метода с использованием двух ледоколов

Д.5.2 Радиус циркуляций определяется в зависимости от скорости дрейфа льда и маневренных характеристик ледокольного судна. Циркуляционные траектории разрушения льда могут иметь различную форму: круговую (см. рисунок Д.10 а), эллиптическую (см. рисунок Д.10 б), типа "футбольное поле" (см. рисунок Д.10 г). Также возможно выполнение наложения циркуляционных траекторий, при котором ледокольное судно последовательно совершает циркуляции, каждая из которых начинается после некоторого прямолинейного пробега навстречу дрейфу льда (см. рисунок Д.9 б).

Д.5.3 Маневр с орбитальными траекториями применим при плохо прогнозируемом направлении дрейфа при наличии возможности движения ледокольного судна во льду с относительно высокой скоростью. Это позволяет реализовать маневр только в относительно нетолстых льдах при небольших скоростях дрейфа льда. Негативным фактором большого размера зоны обработки льда являются значительные затраты времени на обработку ледяного массива. Особенностями этого маневра являются следующие аспекты: маневрирование ледокола осуществляется на постоянной скорости; судно должно обладать хорошими маневренными качествами и ледопроходимостью для поддержания высокой скорости движения и компенсации смещения ледяного массива за счет дрейфа льда.

Д.5.4 Также возможно применение двухступенчатой схемы, в которой участвуют два ледокольных судна, что значительно повышает общую эффективность операций по управлению ледовой обстановкой (см. рисунок Д.10).