ANTI-ICING DEVICE OF AN ICEBREAKER AS A MEANS OF INCREASING THE SHIP ENERGY EFFICIENCY

An overview of using pneumatic pressurization systems of icebreaker hulls in order to increase their icebreaking capability and a description of traditional design solutions in the design of systems are presented in the paper. It is noted that the design of systems is based on the methods of analogy and similarity, taking into account the results of field tests. Theoretical methods of taking into account the design features of the icebreaker hull and the technical characteristics of its power plant when determining the required air supply, its parameters, and outlets location are currently insufficiently developed. It is shown that the improvement of anti-icing devices of icebreakers provides an increase in their energy efficiency. The main areas of pneumatic charging devices improvement is to reduce the cost of driving supercharging units and the possibility of using secondary energy resources of marine diesel engines for their drive. The calculations results of the power required for the drive of air blowers depending on the air supply, other factors determining the energy consumption of the air blower system are indicated. The results of the conducted research confirm the possibilities of improving the anti-icing devices of icebreakers in order to increase their energy efficiency. The proposed method makes it possible to determine the required power costs and assess the possibilities of covering them with secondary energy resources with improved air blower drives. The maximum increase in energy efficiency can be achieved by choosing rational air supply parameters, reasonable placement of air supply openings, taking into account the design features of the icebreaker hull and the use of secondary energy resources of the main and auxiliary elements of the icebreaker power plant.

icebreakers, energy efficiency, icebreaking capability, anti-icing devices, air turbochargers, energy costs for air compression, secondary energy resources

1. Ерофеев В. Л. Управление энергоэффективностью объектов морской техники и судовых двигателей внутреннего сгорания: моногр. / В. Л. Ерофеев [и др.]; Под ред. В. Л. Ерофеева, В. А. Жукова. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2018. - 184 с.

2. MEPC.1/Circ.684. Guidelines for voluntary use of the ship energy efficiency operational indicator (EEOI). - London: International Maritime Organization, 2009. - 10 p.

3. MEPC.1/Circ.681.Interim guidelines on the method of calculation of the energy efficiency design index for new ships. - London: International Maritime Organization, 2009. - 8 p.

4. Исанин Н. Н. Морской энциклопедический справочник / Н. Н. Исанин. - Л.: Судостроение, 1987. - Т. 1-2. - 1086 с.

5. Зуев В. А. Средства продления навигации на внутренних водных путях / В. А. Зуев. - Л.: Судостроение, 1986. - 207 с.

6. Каштелян В. И. Об эффективности пневмоомывающего устройства и области его применения на судах, плавающих во льдах / В. И. Каштелян, Ю. Н. Попов, Л. Г Цой // Труды ААНИИ. - 1981. - Т. 376. - С. 67-84.

7. Пат. 382544 СССР, МПК B63B 35/08. Устройство для обеспечения ледопроходимости судов / С. И. Евдокимов [и др.]. - № 1731201; заявл. 03.12.1971; опубл. 23.05.1973, Бюл. № 23. - 2 с.

8. Пат. 1125151 СССР, МПК B63B 35/08. Судно ледового плавания / Ю. В. Быков [и др.]. - № 2990151; заявл. 15.08.1980; опубл. 23.11.1984, Бюл. № 43. - 2 с.

9. Калинина Н. В. Влияние пневмо-омывающего устройства на ходкость ледоколов / Н. В. Калинина // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1. - С. 308.

10. Лисина А. С. Устройство противообледенительное / А. С. Лисина // Проблемы современных интеграционных процессов и пути их решения: сб. ст. по итогам Междунар. науч.-практ. конф., Волгоград, 18 ноября 2018 г. - Уфа: Общество с ограниченной ответственностью «Агентство международных исследований», 2018. - С. 108-112.

11. Свистунов Б. И. Исследования работы ледокола с системой пневмообмыва (ПОУ) при форсировании торосистых льдов / Б. И. Свистунов, Б. П. Ионов, А. Н Ильчук // Труды ААНИИ. - 1981. - Т. 376. - С. 85-87.

12. Кашка М. М. Перспективы развития атомного ледокольного флота / М. М. Кашка [и др.] // Арктика: экология и экономика. - 2016 - № 3 (23). - С. 98-107.

13. Пустошный А. В. Проблемы, связанные с увеличением скорости круглогодичной работы крупнотоннажных транспортных судов в Арктике / А. В. Пустошный, К. Е. Сазонов // Арктика: экология и экономика. - 2017. - № 3 (27). -С. 103-110. DOI: 10.25283/2223-4594-2017-3-103-110.

14. Сазонов К. Е. Развитие ледовой ходкости судов в ХХI веке / К. Е. Сазонов // Труды Крыловского государственного научного центра. - 2018. - № 2(384). - С. 9-28. DOI: 10.24937/2542-2324-2018-2-384-9-28.

15. Лобода Б. Н. Компактные судовые компрессорные установки двойного применения / Б. Н. Лобода [и др.] // Судостроение. - 2006. - № 3 (766). - С. 40-42.

16. Reducing ice friction since 1969 // Arctic Passion News. - 2020. - Is. 19. - Pp. 18-19.

17. Ерофеев В. Л. О возможностях использования вторичных энергетических ресурсов в судовых ДВС / В. Л. Ерофеев, В. А. Жуков, О. В. Мельник // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2017. - Т. 9. - № 3. - С. 570-580. DOI: 10.21821/2309-5180-2017-9-3-570-580.