XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Покоритель льдов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Чалдышкин Д.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное учреждение дополнительного образования "Станция юных техников" города Сарова

Малькова И.И. 1

---

1МБУ ДО "Станция юных техников" г. Саров

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение. В кабинете нашего объединения есть небольшая библиотека книг и журналов на тему «Техника». В энциклопедии «Я познаю мир» я нашел информацию о ледоколах как специальных судах, которые преодолевают ледовые поля Северного морского пути. В интернет-источниках я увидел изображение ледокола «Арктика» с оформлением цветов российского триколора. Оказывается, это современный, самый проходимый, мощный атомный ледокол в мире. Кроме того, я узнал, что только Россия обладает атомным ледокольным флотом.

Определение потребности. Меня заинтересовала эта тема и я решил расширить свои знания об атомном ледоколе «Арктика». В связи с этим у меня появились вопросы:

• когда, где и кем был построен ледокол?

• какое назначение ледокола?

• какие технические характеристики ледокольного судна?

Цель. Создать макет современного ледокола как выставочный экспонат для ознакомления с конструкциями ледоколов.

Задачи:

• узнать историю создания атомного ледокола «Арктика»,

• изучить основные части конструкции атомного ледокола и их назначение,

• создать макет атомного ледокола «Арктика» как выставочный экспонат для ознакомления с ледокольными судами российского флота.

План работы над проектом:

1. Найти информацию об истории создания атомных ледоколов типа «Арктика».

2. Уточнить особенности конструкции и внешние характеристики судна.

3. Выбрать материал для изготовления модели ледокола.

4. Изготовить модель ледокола «Арктика» как выставочный экспонат.

5. Провести оценку работы.

2. Исследования по теме проекта.

2.1. Исследование «История создания атомных ледоколов «Арктика».

Цель: узнать, когда и где был создан ледокол «Арктика».

«Арктика» – отечественный атомный ледокол. В истории российского атомного флота это второе судно с таким названием. Его предшественник – советский ледокол «Арктика» (рис.1) - настоящая легенда! Ледокол «Арктика» был создан на Балтийском заводе в городе Ленинграде в 1975 году. В его создании принимали участие более 400 предприятий, научно-исследовательских и конструкторских организаций. Рис.1

С 1975 года до 2008 ледокол перемещался по Северному морскому пути (кротчайший путь между Европой и Азией, проходит по морям Северного Ледовитого океана и частично Тихого океана) и проводил караваны кораблей во льдах.

В 1977 году состоялась легендарная экспедиция атомного ледокола «Арктика» на Северный полюс. Главная задача экспедиции - проверить возможности ледокола, его устойчивость к постоянным столкновениям со льдами. 17 августа 1977 году «Арктика» стала первым в мире надводным судном, которое прошло арктические льды и достигло Северного полюса.

За весь период плавания ледокол отработал в плавании 50 тысяч миль,

(более 80 тыс. км) из них 32 тысячи во льдах без единой поломки узлов и механизмов ледокола. В 2008 г. ледокол вывели из строя, а спустя несколько лет заложили новый – более мощный, современный и уникальный (рис. 2). Рис.2

Вывод. Первый ледокол «Арктика» был создан на Балтийском заводе в

городе Ленинграде в 1975 году. А в 1977 году состоялась легендарная экспедиция атомного ледокола «Арктика на Северный полюс. В 2008 г. ледокол вывели из строя, 2013 году заложили новый ледокол – более мощный с современным оборудованием, который вступил в строй в 2016 году.

2.2 Исследование «Почему ледокол называется атомным?»

Цель: узнать, что связано с понятием «атомный ледокол»?

Ледоколы - мощные и прочные суда, которые могут выдержать давление льдов и способны пробиться через толщу льда. Самые первые ледоколы работали на паровом двигателе и в качестве топлива использовали каменный уголь. Потом появились дизель-электрические ледоколы, которые работали на дизельном топливе, получаемого из нефти. Атомные ледоколы работают за счет энергии, которую вырабатывают атомные реакторы, установленные на суднах.

В книге Олега Бундур «Ледоколы. Рассекая льды», мы нашли объяснение, почему ледокол называется «атомным». Ледоколом движет атомная энергия. В ядерном реакторе находится специальное вещество — уран, который состоит из атомов. Атомы расщепляются и выделяют энергию. Именно эта энергия движет ледокол. Атом в реакторе расщепляется, выделяет много тепла. Тепло греет воду, вода превращается в пар, пар заставляет работать двигатель, двигатель крутит вал, на котором огромные лопасти гребных винтов. Лопасти вращаются - ледокол движется. (рис.3) Рис.3

Вывод.   Ледокол называют «атомным» потому, что винты ледоколов приводятся в движение электродвигателями, получающими энергию от атомного реактора. В процессе расщепления атомов урана в реакторе образуется тепло, которое нагревает воду. Вода превращается в пар и заставляет работать двигатель, который в свою очередь начинает вращать лопасти гребных винтов. Лопасти вращаются - ледокол движется.

2.3. Исследование «Основные части конструкции атомного ледокола «Арктика»

Цель: уточнить основные части конструкции ледокола и их назначение.

Рис.4

1.Корпус судна (рис.4).Специфика работы ледоколов определяет его конструкцию. Чтобы противостоять толстым паковым льдам (лёд толщиной 3 метра), корпус ледокола обшивают стальными листами, а днище делают закругленным. Ледокол может преодолевать 5-метровые торосы (нагромождение обломков льда) и трехметровый лед на скорости до 20 км/ч.

2.Надстройка (рис.4). Надстройка — это закрытое помещение на верхней палубе, которое расположено от борта до борта. Многоярусное сооружение, предназначенное для размещения жилых, бытовых и служебных помещений. На ледоколе «Арктика» всего в надстройке 16 этажей, по которым можно подняться как на лифте, так и пешком по лестницам. Всего на ледоколе 1380 различных помещений.На верхней палубе находится центр управления - ходовая рубка. Отсюда осуществляется управление движением ледокола.Выше всех на ледоколе возвышается мачта с различным оборудованием (рис.5). На ней установлены сигнальные огни, антенные связи, прожекторы. Рис. 5

3.Палуба (рис.4). На палубе ледокола можно перевозить грузы. Для этого в кормовой и носовой части судна предусмотрены места для размещения контейнеров (рис.6). Во время швартовки ледокола необходимы разные приспособления и устройства: различного вида лебедки, канатоукладчики, система слежения за буксировочными операциями (рис.7).

В носовой части также расположены два крана-манипулятора. Они необходимы для погрузки и укладки провизии в специальные кладовые, проведение аварийно-спасательных операций и снятия людей со льда.

Для грузовых операций в кормовой части судна находятся электрогидравлические краны с телескопическими стрелами. Их используют для погрузки и выгрузки оборудования, спуска и подъема бортовых катеров, грузовых операций с контейнерами, ремонта и замены гребных винтов (рис. 8)

Рис.6 Рис.7 Рис.8

4.Вертолетное хозяйство (рис.4). Историческим предназначением вертолета на ледоколе была проводка по маршруту и ледовая разведка. Он выполнял роль проводника - отыскивая путь следования между льдинами.

 В вертолетное устройство ледокола входит взлетно-посадочная площадка (рис.9), ангар для хранения, ремонта и технического обслуживание вертолета, цистерны с топливом, командный пункт

Рис.9

5.Спасательные средства (рис.4). К спасательным средствам относят 4 спасательные шлюпки и 12 спасательных плотов. В шлюпках может разместится 65 человек каждая, а на плотах 25 человек. Рис.10

Вывод. Внешняя конструкция ледокола состоит из корпуса, надстройки, носовой и кормовой палубы, мачты, вертолётного хозяйства и спасательных средств. На ледоколе большое количество различного оборудования для проведения специальных работ. Центром управления, которое находится в ходовой рубке, осуществляется управление движением ледокола.

2.4. Исследование «Преимущества российского атомного ледокола «Арктика»

Чтобы понять преимущества современного ледокола «Арктика», мы сравнили

некоторые характеристики двух ледоколов: размеры ледоколов, глубину погружения в воду (осадку), скорость хода по чистой воде, длительность пребывания судна в рейсе без пополнения запасов топлива, численность экипажа.

Сравнительная характеристика двух атомных ледоколов «Арктика»

Вывод. Новый ледокол «Арктика» 2016 года выпуска имеет преимущества перед ледоколом выпуска 1975 года. Российская модель ледокола имеет современное оборудование. Ледокол мощнее по размеру и скорости движения. За счет атомной энергии ледокол может дольше находится без дозаправки.

3. Дизайн – спецификация макета модели ледокола.

В данном разделе мы описали каким мы видим макет ледокола после его выполнения.

• Результат проекта. В результате проекта будет выполнен макет модели ледокола «Арктика», узнаю об истории создания ледокола и техническом устройстве судна, получу навыки работы с материалами для вторичного использования.

• Для кого буду делать макет? Планируется выполнить макет для выставки судов ледокольного флота России.

• Удобство использования макета. Предполагается, что макет можно будет легко переносить и размещать в различных местах выставки.

• Как будет выглядеть макет? На макете будет расположена модель ледокола среди льдов. К макету будет прилагаться альбом с информацией о ледоколе.

• Размер макета. Размеры модели ледокола - длина 45 см, ширина 10,5 см, 25 см. Размер подставки 75см *30см.

• Материалы. Для выполнения макета ледокола будут использованы ватман, упаковочный и листовой картон, пенопласт, пластиковые трубки. Модель будет окрашена акриловыми красками.

• Способ изготовления макета. При изготовлении макета будет использована технология «моделирование».

4. Выработка первоначальных идей, проработка основной идеи.

1 идея - изготовления модели ледокола из готовых деталей конструктора.

( рис.11)

Модель из готовых деталей можно собрать по инструкции. Однако конструктор дорогой по стоимости. Рис. 11

2 идея – изготовление модели ледокола из материалов для вторичного использования ( рис. 12)

Для изготовления модели можно подобрать различный материал, который был уже в использовании. Сложность выполнения заключается в том, что нет точных чертежей конструкции частей ледокола. Рис .12

3 идея - изготовление ледокола по развертке. (рис.13)

Бумажные развертки для изготовления копий модели выполняются в масштабе, модель является копией настоящего судна. Такие развертки очень сложные, имеют большое количество мелких деталей для склеивания. Рис.13

Вывод. Модель ледокола будет выполнятся из материалов для вторичного использования, но в ней будут отражены все основные части ледокола.

5.Технология изготовления модели ледокола.

Для изготовления макета модели ледокола использовался различный бросовый материал.

Для соблюдения масштаба основных частей ледокола - корпуса и надстройки мы использовали чертежи судна в двух проекций - сбоку, сверху. Проекции были взяты с сайта «Водный транспорт» https://fleetphoto.ru/photo/383362/?vid=37256 и увеличены в два раза.

Проекции нам помогли точно в масштабе выполнить шаблоны палуб, надстроек и вертолётной площадки.

Для изготовления модели ледокола был использован различный материал для вторичного использования (бросовый материал): пенопласт разной толщины, упаковочный картон, деревянные шпажки, коктейльные трубочки разной толщины, деревянные бусины, детали конструктора, клей ПВА.

В ходе работы будем использовать следующие инструменты: ножницы, канцелярский нож, клеевой пистолет.

Технологическая карта выполнения модели ледокола.

Технологическая карта выполнения модели ледокола

6.Самооценка.

Работа над конструктором была очень трудоемкой, но интересной. Я многое узнал о ледоколе: историю его создания, основные части конструкции и их назначение, преимущества российского ледокола, который вступил в строй в 2016 году. Также я узнал, что такое Северный морской путь и как ледокол проводит караваны судов сквозь толщи льдов караваны судов. Я приобрел навыки работы с пенопластом.

В следующем году я планирую работу по созданию моделей ледоколов. Следующая моя модель - масштабная модель советского ледокола «Арктика».

Список используемой литературы

1. Олег Бундур. Ледоколы. Рассекая льды. - М.: ООО «Издательство «Настя и Никита», 2020. – 26 с.: ил.

2. Корабли: энциклопедия "Я познаю мир»; сост. Д. И. Калмыков; под ред. А. Е. Польской. – М.: АСТ, Астрель, 1999. – 480 с.: ил.

Интернет источники

1. Информационный сайт «Как устроен атомный ледокол проекта 22220» https://e-cis.info/news/569/102032/

2. Информационный сайт «Водный транспорт» https://fleetphoto.ru/photo/383362/?vid=37256

3. Информационный сайт «Внутри ледокола "Арктика" https://dzen.ru/a/X5EqTywaaTOONtgm

4. Информационный сайт «В недрах «Арктики»: как устроен новый атомный ледокол» https://strana-rosatom.ru/2022/07/14/v-nedrah-arktiki-kak-ustroen-novyj-a/

5. Информационный сайт «Ледокол «Арктика» в истории России и СССР https://geekometr.ru/statji/ledokol-arktika-v-istorii-rossii-i-sssr.html