Зимата е магическо време, известно с чудесата на сняг и лед под краката. Много детски зимни игрисвързани с тях: каране на шейни и кънки, снежни топки, правене на снежен човек. При излизане на леда обаче има опасност той да не е достатъчно здрав. Как можете да измерите силата му? С цвят! Ако знаете какъв цвят е силният лед, тогава по външния му вид можете да определите дали опасността очаква човек в тази зона или дали тук е безопасно.

Цвят на океанския лед

Въпреки общоприетото погрешно схващане, че различни нюанси се появяват поради примеси във водата на някои вещества, ледът има свой собствен цвят, точно като снега. Така ледените кори в океана, които не са оцелели нито едно лято, са бели. защо Защото водата там е неспокойна и когато замръзне, хиляди въздушни мехурчета се озовават вътре. Осигуряват бял цвят млад леди служи като идентификационен знак.

Какъв цвят е ледът, оцелял през зимата? След като зимата отмине, кората започва да се размразява и замръзва отново до следващата зима. Най-горният слой вече няма мехурчета и всяка година има все по-плътен лед. Придобива син оттенък, а много старите придобиват син и лазурен цвят.

Какъв цвят е ледът?

Цветът се променя за разлика от плътността. Например първият лед е като паяжина - тънък и прозрачен. Няма цвят и веднага се забелязва, че е опасен, но красив. Размразени или недостатъчно плътни - жълти. Не е ярък цвят, просто сламен нюанс, но се забелязва.

Ледът става зелен, когато водата е замръзнала дълго време. Това често зависи от цвета на самата вода, но може да се дължи и на пречупването на светлината или на състава на леда. Освен това друг отговор на въпроса какъв цвят е ледът е бял. Не е необичайно да видите бели петна по замръзналите локви през зимата. Това е тънка кора, изцяло състояща се от кухини под формата на въздушни мехурчета. Е, и също синьо, по-дълбок нюанс, толкова обичан от художниците. Присъщо е на ледените късове на дълбочина.

Какъв цвят е най-здравият лед?

Два цвята се считат за най-надеждни: зелено и синьо. Когато мислите какъв цвят е ледът, не можете да вземете предвид само ярките нюанси на тези цветове. Това е важно да се вземе предвид. Ако ледът е неестествено ярък, има всички основания да се смята, че това не е цветът му. Или нещо е имало във водата и може да повлияе на качеството на леда, когато е замръзнал, или е било разлято след замръзване, което също може да повлияе на плътността му.

Когато мислите какъв цвят е ледът, трябва да покажете не само изследователско любопитство, но и да приложите знанията на практика: след като сте забелязали човек навреме в опасна зона, трябва да го измъкнете оттам. Още по-полезно е да знаете какво да правите, когато човек, който не е изчислил дебелината на леда, попадне под тънка кора от замръзнала вода.

Така ледът може да се нарече невероятно състояние на водата. Той дава не само невероятни усещания при каране, но и радва окото, позволява ви да развиете предпазливост и ви кара да се отнасяте към него като към опасен елемент. Следователно познаването на цвета на силния и слабия лед помага да спасите живота на себе си и на тези, които се намират в опасна ситуация.

Веднага щом водоемите се покрият с ледена кора, веднага се появява цяла армия от ценители на зимния екстрем - рибари, туристи, тези, които обичат да се плъзгат по планинския речен бряг с шейна или тези, които искат да обърнат част от река или езерце в ледена пързалка. Шофьорите също са нащрек: най-накрая не трябва да стигат до най-близкия мост или прелез, защото има заледен път! Жителите на езерни и речни райони организират пешеходни и автомобилни преходи, за да съкратят пътя до местоназначението си. Как можете да определите дали е безопасно да ходите, шофирате или карате кънки на лед? Не трябва да поемате рискове, застрашавайки себе си и вашите другари: за всеки от тези случаи има специални правила. Ако имате деца, не забравяйте да ги научите каква дебелина на първия лед е безопасна. По-лесно е да се предотврати инцидент, отколкото да се спаси някой, който е хванат на крехък лед!

За човека

Опитните ловци и рибари могат да разпознаят приблизителната дебелина на леда по цвета му. Синкавият или „зеленият“ лед се счита за издръжлив и колкото по-прозрачно е леденото покритие, толкова по-здраво е то. Матово бял или жълтеникав цвят показва ненадеждност. Ако видите част от река под лед без следи от животни или хора, помислете защо е така. Най-вероятно това е мястото, където текат изворите, там ледената кора е много тънка и поради снега не се вижда.

Това трябва да знаете:

1. Ледът с дебелина най-малко 10 см в прясна вода и 15 см в солена се счита за безопасен за хората.
2. При речните устия и канали якостта на леда е отслабена.
3. Ледът е крехък на места с бързо течение, бликащи извори и отточни води, както и в райони, където расте водна растителност, в близост до дървета, храсти и тръстика.
4. Ако температурата на въздуха остане над 0 градуса повече от три дни, силата на леда намалява с 25%.

Видео за правилата на леда

Нека консолидираме материала за якост на леда:

• синият лед е издръжлив,
• бял - силата му е 2 пъти по-малка,
• матово бяло или с жълтеникав оттенък - ненадеждно.

Не трябва да се лекува зимни разходкинесериозно и без предварителна подготовка. Много е трудно човек, който е паднал през леда, да излезе, тъй като ръбовете на дупката ще се счупят под тежестта му. Възрастен или дете може да се удави от хипотермия, която настъпва след четвърт час. Някои хора изпитват студен шок.

Можете да изтеглите бележка за безопасност и правила за поведение на лед след статията

За зимно преминаване

Представяме данните в таблицата по-долу.

Безопасна дебелина, m		Като се вземе предвид теглото, t
където има прясна вода	където има морска вода
0,10	0,15	до 0,1	5
0,20	0,25	до 0,8	10
0,25	0,30	до 3.0	20
0,35	0,45	до 6.5	25
0,40	0,50	до 10	26

За технологията

Безопасна дебелина, m		Като се вземе предвид теглото, t	Като се вземе предвид разстоянието до ръба на леда, m
където има прясна вода	където има морска вода
0,70	0,55	до 20	30
100	0,95	до 40	40

При организирането на пресичане за оборудване се вземат предвид следните фактори:

• дълбочина на резервоара;
• текуща скорост;
• разстоянието между бреговете на реката;
• интензивност на товарния трафик;
• когато наблизо е разположена водноелектрическа централа, данните за изчислението на маршрута се сравняват с работния режим на водноелектрическата централа.

Теория и практика

Ледената писта е почистена от сняг от двете страни на оста (най-малко 10 м) и маркирана с километрични камъни (на всеки 15-20 м). Тъй като движението по магистралата е еднопосочно, пътят с реверсивно движение трябва да бъде положен на разстояние най-малко 100 m. Дебелината на леда се измерва чрез пробиване на дупки на 5 m една от друга (близо до брега разстоянието се намалява до 3 m). , диаметърът на отворите е от 6 до 10 cm, разположени на принципа на шахматните полета на разстояние 5 m от оста в двете посоки. За безопасност те са оградени със снежен насип околовръст и покрити с дървени щитове. Всеки "висящ" лед, който се появява, се разгражда механично. Измерванията се извършват от местната хидрометеорологична служба на всеки 5 дни, а при размразяване - по-често.

В допълнение към теглото на оборудването се правят корекции за интензивността на трафика по формулата:

Htr = n a · P

Той взема предвид:

• H – дебелина на леда;
• n – коефициент на интензивност на движението (при обем на движение 500 превозни средства на ден n е равно на 1, ако 1 е 500, тогава 400 е 0,8 и т.н.);
• а – показател на товарната характеристика (колесни, верижни);
• P – маса на товара, т.е.

Формулата може да се допълва в зависимост от местните условия.

Както можете да видите, много по-лесно е да се осигури движението на един човек, но само ако този човек спазва правилата. В крайна сметка таблицата с допустимата дебелина на леда (и натоварването върху нея) при организиране на преминаването на оборудване ще изглежда така:

Необходима дебелина на ледената покривка (cm), като се вземе предвид средната дневна t за последните 3 дни			Разстояние между автомобилите, m
– 10 ° и по-ниски	– 5 °С	С краткотрайно размразяване до 0 °
Проследени превозни средства
4	18	20	28	10
6	22	24	31	15
10	28	31	39	20
16	36	40	50	25
20	40	44	56	30
30	49	54	68	35
40	57	63	80	40
50	63	70	88	55
60	70	77	98	70
Колесни превозни средства
3,5	22	24	31	18
6	29	32	40	20
8	34	37	48	22
10	38	42	53	25
15	46	50	64	30

Изменения и пояснения

При използване на таблицата трябва да се има предвид, че се вземат средната дневна температура и „идеалните“ условия за образуване на лед тип „сладководни миди“. Дебелината на порестия лед ще трябва да се удвои. Ако в резервоара има солена вода, коефициентът на корекция се намалява до 1,2. При чести размразявания товароносимостта на всяка част от оборудването се определя практически.

Ако е необходимо, ледената покривка се удебелява изкуствено, като пространството се разчиства, облива се с вода и се изчаква слоевете да замръзнат. Ако е необходимо да се транспортира оборудване до мястото на водолазни работи на места, където ледът покрива морски тела, условията се променят, както е посочено в първата таблица на статията.

Но нека се върнем отново към изискванията за поведение през зимата на река или езеро, валидни за човек и особено за деца, които по-често от възрастните са неразумни. Смята се, че ледът, за да е безопасен човек върху него, трябва да е поне 10-15 см (в зависимост от водата - прясна или солена). В случай масови събитияна лед нормата се увеличава до 25 см. Трябва също да знаете как да се държите, ако някой (или вие) паднете през леда, защото паниката може да доведе до тъжен изход.

Когато привидно здравият лед за безопасно движение се замени с порест и крехък, може внезапно да се окажете във водата, да се съберете и да следвате препоръките:

1. Разтворете ръцете си отстрани, така че да можете да се облегнете на тях, без да счупите ръбовете на „шрифта“ и да не се задавите.
2. Ще трябва да изпълзите от дупката, като избягвате стремителни движения. Ако имате шила за лед и въже, използвайте ги, за да се издърпате.
3. Основното правило: не разчитайте на отделни зони от малка площ, а се опитайте да се позиционирате така, че възможно най-голямата площ да служи като опора.
4. Търкулнете се от ръбовете на дупката и когато станете на крака, не бягайте, движете се бавно и без да повдигате краката си над ледената повърхност.
5. Когато помагате на някой, който се е провалил, намерете нещо, което ще помогне за разширяване на областта на подкрепа ( спортно оборудване, шперплат, пластмаса).
6. Не стойте на ръба на дупката, действайте на оптимално разстояние.
7. Хвърлете въже на попадналия в дупката и издърпайте с равномерни движения, помагайки му да излезе.
8. Когато се приберете у дома, сменете дрехите на жертвата, дайте му чай (без добавен алкохол!) и извикайте линейка.

Спасителите, работещи в условия, при които се изисква движение върху лед, трябва да помнят:

1. Когато избирате маршрут, трябва да запомните за плаващия лед (на морето, езерото), да разберете скоростта и посоката на течението и вятъра.
2. Струва си да се запасите с устройства против приплъзване.
3. На вода с течения дебелината на леда може да бъде различна навсякъде.
4. В блатата, за разлика от реките, ледът е по-силен в центъра и по-слаб в краищата.

Правила за поведение в замръзнало езеро

1. Не експериментирайте с тестване на здравината на покритието с краката си;
2. Намерете съществуващи, добре утъпкани пътеки.
3. Ако сте един от първите, изградили такава пешеходна пътека, изпробвайте с пръчка здравината на леда пред вас и избягвайте места, които не ви вдъхват доверие.
4. Запомнете признаците на крехко покритие: напукване, подвижност, поява на вода над повърхността. Ако това се случи, отдалечете се от това място с по-широки крака, бавно или дори пълзейки.
5. Не можете да се движите в група (трябва да има разстояние от най-малко 5 метра между пътуващите или скиорите), със ски, закрепени на краката ви, и със ски щеки, прикрепени към ръцете ви.
6. Рибарите трябва да изчислят броя на дупките в определена зона и да ги пробият на значително разстояние един от друг.
7. Ако имате товар (чанта, раница), по-добре го закрепете с въже и го влачете на разстояние.
8. Ако има нужда от преодоляване на участък от крехък лед, отидете там с осигуровчик, дори да се движите на разстояние от 5 метра, той ще ви помогне в случай на злополука.
9. Ако имате възможност, най-добре е да пробиете дупка и да измерите дебелината на леда преди зимния преход.
10. Не се препоръчва да се лови близо до разтопени или повредени участъци от лед.
11. Запасете се с дванадесетметрово (или по-дълго) въже с тежест в единия край.

Неспазването на правилата за безопасност във водните обекти през есенно-зимния период често води до смърт и нараняване на хора. Само миналата година през това време двама души загинаха в резервоарите на района на Спаски.

За да избегнете инциденти, е необходимо да спазвате правилата за безопасност на водата. какви са те

Сергей ШАЛАШОВ,

държавен инспектор на Камско-Устинския инспекционен обект.

Есенният лед от ноември до декември, преди началото на стабилните студове, е крехък. Подсилен от вечерния или нощния студ, той първоначално е в състояние да издържи малко натоварване, но през деня, бързо се нагрява от проникването на стопена вода в него, става порест и много слаб, въпреки че запазва достатъчна дебелина. И тази година, освен това, постоянните температурни промени не позволяват на силна ледена повърхност да се закрепи върху резервоарите.

За да се избегнат трагедии, е необходимо да се има предвид, че водните тела по правило замръзват неравномерно: първо край брега, в плитки води, в заливи, защитени от ветровете, а след това в средата. На едно и също водно тяло можете да намерите редуващи се ледове, които с еднаква дебелина имат различна здравина и товароносимост.

Основното условие за безопасен престой на човек върху лед е дебелината на леда да съответства на товара. За един човек тя трябва да бъде най-малко 10 сантиметра, за пешеходна пътека - 15, за превозни средства - най-малко 30.

Силата на леда може да се определи визуално. Например синият лед се счита за най-силен, белият лед е наполовина по-силен, а сивият, матово бял и с жълтеникав оттенък като цяло е ненадежден. Трябва да се внимава особено, когато ледът е покрит с дебел слой сняг, блокиращ достъпа на студа до повърхността. Използването на площадки за кънки на лед, разположени върху водни тела, е разрешено само след щателна проверка на здравината на леда. Дебелината му трябва да бъде най-малко 12 сантиметра, а за масово пързаляне - най-малко 25.

В никакъв случай не излизайте на леда на тъмно или при лоша видимост (мъгла, снеговалеж, дъжд). Най-безопасно е да излезете на брега и да слезете на леда на места, където е видимо, тоест не е покрито със сняг. Ако сте принудени да пресечете водно тяло, най-безопасно е да се придържате към утъпканите пътеки или да следвате вече направена ски писта, или да използвате ледени преходи. Но ако ги няма, преди да се спуснете върху леда, трябва да се огледате много внимателно и да очертаете предстоящия маршрут. Най-добре е да преминете през замръзналото езерце на ски. В същото време те трябва да бъдат разкопчани, така че при необходимост да могат да бъдат нулирани. Ски щекитрябва да се държи в ръцете ви, без да поставяте примки на ръцете си. Ако имате раница, по-добре е да я окачите на едно рамо - това също ще улесни освобождаването ви от товара, ако е необходимо.

Няма нужда да излизате сами на леда, на непознати места, особено през нощта. И, разбира се, трябва да се установи специален контрол през този опасен период за децата, които наистина обичат да се пързалят на лед. Но те, като възрастните, трябва да знаят и помнят, че това далеч не е безопасно. Бъдете внимателни!

Изследване на физико-механичните характеристики на магистрални ледени язовири

Трошин Д.И. - аспирант. Научен ръководител: д-р, доц. Чабуткин Е.К. Ярославски държавен технически университет Няма единна класификация на заледяването по пътищата, т.к снежната покривка не може да се разглежда като вещество с определена структура. В зависимост от състоянието и свойствата снежната и ледената покривка могат да бъдат разделени на пет категории: прясно паднал сняг, който е запазил оригиналната кристална форма на снежинки; стар сняг, който е променил структурата си поради валежите; снежна кора, образувана от механично действие или променливи температурни условия; снежно-ледена кора, образувана с по-нататъшно уплътняване и замръзване на снежната кора; лед, когато всички снежни кристали са се превърнали в лед. Група 1 - образуване на лед в резултат на сублимация на водни пари, т.е. преходът му директно в лед, заобикаляйки водния стадий (скреж и кристален скреж); Група 2 - образуване на лед главно поради утаяване и замръзване на преохладени водни капки (гранулиран скреж и лед); Разглеждането на класификацията на групите заледяване е възможно през зимата, когато настъпи рязко охлаждане след размразяване или когато вали слаб дъжд или се отлага пара върху охладената повърхност на пътната настилка. Като се има предвид, че процесът на обледеняване се характеризира с температура на въздуха, близка до 0°C, с влажност на въздуха 90-95%. Снежните и ледени вълни в граничната ивица нямат специфична структура. Особеност на такива ледени язовири е тяхното замърсяване. Изследванията, проведени в катедрата по SDM на YSTU, показаха, че процентът на примесите средно е 7...12% от общия обем, но се среща и силно замърсено заледяване, достигащо петдесет процента от съдържанието на примеси. Вълничките от сняг и лед в граничната ивица могат да бъдат класифицирани според видовете включвания, от които могат да се разграничат три основни: с пясъчни примеси; с включване на водно-маслени емулсии (зони за автомивки и сервизи);

с включване на различни фини материали (входове от съседни черни пътища).
За градските пътища най-характерният вид заледяване е с пясъчни примеси и техният обем представлява 90% от общия брой изследвания. Ето защо по-нататък ще разгледаме само този тип ледени язовири. При избора на метод за борба със заледяване по пътищата могат да се разграничат следните основни физични и механични свойства на леда: адхезия на лед към други материали, твърдост, якост, топлинен капацитет, топлопроводимост, латентна топлина на топене, плътност, порьозност. Въпреки това, в процеса на образуване на лед по пътищата, не всички физични и механични свойства на леда имат еднакъв ефект върху работния орган на машините за рязане на лед. Нека подчертаем онези свойства на леда, които значително влияят върху процеса на неговото унищожаване.при 0°C и налягане 0,1 MPa е 916,8 kg/m³, но в зависимост от условията на образуване на лед, температура, структура и наличието на различни примеси, ледът може да има плътност от 760 до 950 kg/m³. . Коефициентът на свиваемост е 2·10B -5. Точката на топене на чистия лед при налягане 0,1 MPa е 0°C. На свой ред повишаването на налягането с 0,1 MPa води до намаляване на точката на топене с 0,0075°C. Коефициентът на линейно разширение е 5,07·10 -5 в температурния диапазон от -5 до -10°C. Топлинният капацитет на леда при постоянно налягане е равен на: 2,1172647 + 2,7000084·t, (J/kg·°С), където t е температурата (с отчитане на знака). Коефициент на топлопроводимост: Cl = 2.219004·(1 + 0.62802·t), (W/m°C) Разликата в коефициентите на топлопроводимост за -20 и 0°C е само 3%, следователно коефициентът на топлопроводимост се приема за константа Cl = 2.219 (W/m·°С) или Cl=0.0053 (cal/cm·s·°С).Сила на леда. Различни литературни източници предоставят данни за якостта на леда; голямото разсейване на тези данни се обяснява с факта, че якостта на леда зависи не само от температурата, но и от редица други фактори: наличие на примеси, структура, натоварване скорост на прилагане и т.н. В допълнение, ледът постоянно Процесът на прекристализация възниква чрез преместване на границите между кристалите, промяна на формата и размера на кристалите.Ледена порьозност как твърдостта и здравината зависят от плътността на леда, колкото по-голяма е плътността на леда, толкова по-малка е порьозността. Таблица 1 представя данни за порьозността на леда. Таблица 1 - Зависимост на порьозността на леда от плътността

Въз основа на наблюдения беше установено, че плътността и порьозността на леда са свързани чрез връзката, където q е порьозността; ρ 0 - плътност на монолитен лед; ρ е плътността на изследвания лед. Основната характеристика на леда е, че при нормални условия той е при температури, близки до точката на топене, и следователно съдържа известно количество течна фаза, която действа като смазка, докато кристалите се плъзгат един спрямо друг. Освен това ледът не влиза в химични реакции с други вещества и не образува твърди, неразрушими материали.Многобройни експерименти на различни учени показват, че съпротивлението на леда варира в широки граници в зависимост от неговата структура, порьозност, температура, наличие на примеси, посоката на компресия спрямо местоположението на кристалите и т.н. По време на процеса на компресия, ледените проби започват да се срутват преди напреженията в него да достигнат крайната си якост. Проучванията показват, че наличието на включвания в снежно-ледения масив значително влияе върху якостните характеристики на леда. Натоварването, водещо до разрушаване, може да бъде 2...3 пъти по-малко в сравнение с чистия лед. Якостта на опън на леда също силно зависи от температурата и се увеличава с нейното понижаване. Тази зависимост може да се изрази чрез емпиричната формула на Коржавин σ = A + B · θ, където θ е отрицателната температура на леда, ° C без знака минус; A и B са емпирични коефициенти в температурния диапазон от 0 до -10°C, A ≈ 15 и B ≈ 3,4. Въпреки това, наличието на примеси в структурата на ледените образувания значително променя модела на промени в якостните характеристики в зависимост от температурния фактор. Ако разликите в якостните характеристики на чист лед и проби с примеси при температура от -5°C могат да достигнат до 40...50%, то при по-високи температури тази разлика вече може да бъде 60...70%. Якост на опън на ледпри опън зависи главно от същите фактори като устойчивостта на смачкване, само якостта на опън е по-малка. Стойността на якостта на опън се влияе от наличието на примеси. Ако пробите от лед под компресия след появата на пукнатини могат да позволят допълнително увеличаване на натоварването, тогава при разкъсване настъпва разрушаване едновременно. Устойчивост на счупване на ледопределен чрез огъване на проби от лед. Големината на якостта на опън в този случай зависи от размера на пробата. Според И.П. Butyagin, якостта на опън на големи проби е средно три пъти по-малка от малките проби. Според K.P. Korzhavin якостта на опън на устойчивост на счупване зависи от скоростта на натоварване. Когато скоростта на огъване се увеличи от 0,00033 m/s до 0,003 m/s, якостта на опън намаля от 0,92 до 0,36 MPa. Устойчивост на срязване на лед. Якостта на опън на леда по време на срязване е по-малка, отколкото по време на опън, според B.P. Weinberg, средно почти удвоено σ увеличение = 1,11 MPa, σ av = 0,58 MPa. Якост на срязваненараства с понижаване на температурата и може да варира в зависимост от структурата на леда и посоката на разреза спрямо посоката на кристалните оси. По този начин, според неговите физични и механични свойства, ледът може да се класифицира като квазиизотропно твърдо вещество с еластопластични свойства, но при ударни натоварвания той се държи като крехко тяло поради наличието на примеси, пукнатини и пори. Границите на якост на леда при различни деформации са двусмислени, тъй като устойчивостта на текущи натоварвания зависи от условията на образуване на ледената покривка.

Ледът винаги съдържа кухини със саламура и кухини, пълни с въздух или газове. Съотношението на обема на мехурчетата с газ или въздух към общия обем на ледената проба, изразено като процент, се нарича ледена порьозност . Порьозността на морския лед може да варира от 5 до 13%.

Плътност пресен лед , лишен от въздушни мехурчета, при температура 0 0 С е равен на 0,918 g cm 3, а специфичният обем е равен на 1,090 cm 3 g -1. Следователно, по време на образуването на лед, специфичният обем се увеличава (плътността намалява) с приблизително 9%.

Плътност морски ледзависи от температурата, солеността и порьозността на леда, което определя газенето (потапянето) на плаващия лед, което за пресния лед е около 9/10, а за морския лед - до 5/6 от дебелината му.

Образуване (кристализация) на морски ледне се случва при някаква фиксирана температура, като пресен лед, а непрекъснато от температурата на замръзване на морската вода до температурата, при която цялата саламура замръзва. Също така, с повишаване на температурата, топенето (топенето) на леда се случва непрекъснато.

Цветът на лед, като вода, се обяснява със селективното поглъщане и разсейване на светлинните лъчи и зависи от размера и количеството на примесите в него. Когато се гледа на голямо парче, напълно чистият, пресен лед, лишен от въздушни мехурчета, изглежда бледосин.

Ледът, открит в морето, въз основа на цвета или нюансите, забележими в големите ледени тела, може грубо да се класифицира на кафяв, бял, зелен и син или син.

Първоначалните видове лед - ледена мазнина, киша, тънък намокрен млад лед - имат тъмносив цвят със стоманен оттенък. С увеличаване на дебелината цветът на леда се променя на светлосив и след това бял. При топенето тънките парчета лед, навлажнени с вода, отново придобиват тъмносив цвят.

Ледът се среща в зелен, червен, розов, жълт и дори черен цвят, което се обяснява с наличието в леда на големи количества различни минерални и органични суспензии (бактерии, планктон, еолови частици и др.).

§ 7. Якост на леда

Силата на лед се разбира като свойството на конструкциите на корпуса да поддържат локална якост (т.е. да не получават щети) под въздействието на ледени натоварвания, които възникват, когато ледоразбивачът се движи в лед и по време на компресия на лед. Якостта на леда на кораба се определя от неговия размер, формата на контурите му, материала и дизайна на корпуса, неговата скорост, както и дебелината и физико-механичните характеристики на ледената покривка.

Натоварванията от лед, действащи върху корпуса на ледоразбивача при работа в лед, са значително по-високи от локалните натоварвания на други видове кораби. Естеството на ледените натоварвания: въздействие върху леда по време на работа на ледоразбивача при набези или при непрекъснато движение в леда, статично налягане по време на компресиране на леда. Най-големите динамични натоварвания в края на носа възникват при удар в лед. Кърмата е подложена на значителни динамични натоварвания по време на заден ход и при движение на заден ход. Натоварванията от ударен лед имат локален характер и се прилагат главно в зоната на активната водолиния. По време на компресия на лед, натискът на лед върху корпуса се разпределя върху значителна площ по дължината на корпуса.

Определянето на големината на проектните ледени натоварвания, действащи върху външната обшивка и рамката, е първият етап от проектирането и изчисляването на конструкциите на корпуса на ледоразбивача.

Канадските корабостроители изхождат от предположението, че леденото натоварване се разпределя по пояс с височина 0,9 м и се прилага по най-неблагоприятния начин - в зоната между товарната водолиния и водолинията, съответстваща на половината газене. За кораби, чиято дебелина на външната обшивка е по-малка от 25,4 mm и разстоянието е по-голямо от 508 mm, леденото натоварване се счита за приложено директно към водолинията. Я. Е. Янсон смята това предположение за приемливо за ледоразбивачи, работещи в средни географски ширини.

При проектирането и изграждането на ледоразбивачи от вятърен тип американските специалисти се ръководят от ледено натоварване с интензивност 210 kgf / cm2, разпределено по водолинията по тесен пояс. Ширината на този пояс беше взета така, че общата сила, създадена от налягането на леда, да е достатъчна, за да изтръгне корпуса на ледоразбивача по време на компресията. Тази проектна схема води до надценяване на площта на прилагане на натоварването от лед няколко пъти и по този начин до подценяване на ефективните натоварвания и напрежения. Освен това не се взема предвид, че натоварванията в краищата, произтичащи от удари с лед, могат значително да надвишават натоварванията от компресия на корпуса от лед. Не се вземат предвид в достатъчна степен основните фактори, от които зависи големината на натоварването от лед: формата на контурите на корпуса, скоростта на кораба в лед, дебелината и здравината на леда.

Таблица 4

Интензивност на натоварването от лед при изчисляване на бордовата конструкция на мощен ледоразбивач

Интензитет на натоварване, kgs_cm""

Жилищна площ----_._

на рамки на стрингери

Носен край 80 47

Средна част 40 24

Край на кърмата 60 35

При изграждането на ледоразбивачи от клас Москва във Финландия финландските корабостроители използваха препоръките на съветските специалисти. Страничната обшивка на тези ледоразбивачи е проектирана за ледено налягане, равно на 100 kgf/cm^ - в края на носа, 50 kgf/cm^ - в средната част и 75 kgf/cm^ - в края на кърмата. Интензивността на натоварването от лед върху рамки и странични стрингери, приета при изчисляването на конструкциите на корпуса, е посочена в таблица. 4. Опитът с проектирането на корпусни конструкции на ледоразбивачи от клас Москва се оказа успешен: по време на много години експлоатация техните корпусни конструкции (с изключение на дъното) не са имали значителни повреди от лед.

в СССР Д. Е. Хейсин и Ю. Н. Попов разработиха и получиха признание метод за определяне на ледените натоварвания, който напълно отразява физическата картина на работата на ледоразбивач в лед. При обосноваването на този метод ледената покривка се разглежда като изотропна плоча, лежаща върху еластична основа (вода). Ледът се считаше за напълно еластичен материал и неговите еластични константи и стойности на якост бяха взети въз основа на данни от полеви експерименти. При определяне на ударните натоварвания условно е приета дадената конфигурация на ръбовете на ледения блок. За да се изяснят получените решения, изчислените натоварвания от лед бяха сравнени с действителната якост на плаващите съдове. В същото време бяха взети предвид информацията за щетите от ледовете и данните от опита от експлоатацията на ледоразбивачи в Арктика и в замръзналите неарктически морета.

Методът за изчисление, разработен на тази основа, е подходящ за ледоразбивачи от всички класове. Позволява при определяне на ледените натоварвания, които в крайните части се определят въз основа на условията на въздействие върху леда, а в средната част на корпуса - въз основа на условията на статично компресиране от ледени полета, да се вземат предвид размерите на ледоразбивача, формата на корпуса и скоростта му, както и ледовите условия, в които плава. По-долу са основните зависимости на този метод.

Натоварвания на бордовия комплект. Големината на леденото натоварване зависи от конфигурацията на ръба на ледения блок в зоната на контакт със страната. Както показва анализът, ръбът, очертан по протежение на кръгова дъга (ако вземем радиуса в диапазона от 10 до 40 m), води до разпределението и величината на ледените натоварвания, които са в добро съответствие с данните от пълномащабните тестове и опит в управлението на кораби в лед. Натоварване от лед в tf/m, действащо върху носовата част на ледоразбивача,

* За солен арктически лед при удар е 350-600 tf/.n^.

Коефициентите k^, k^, ku и k^ се определят от графиките на фиг. 44-47. Стойностите на ъглите a и P се вземат на нивото на проектната водолиния^.

Ледените натоварвания за страничната рамка в средната част на корпуса се определят въз основа на условията на статично компресиране на ледоразбивача от лед. Максималните натоварвания, които разрушават лед с дадена дебелина, се приемат като проектни натоварвания, действащи върху корпуса на кораба по време на компресия. Наблюденията показват, че в близост до страната на ледоразбивача, разрушаването на ледената покривка по време на компресия се случва главно от огъване, което се обяснява със значителния наклон на страната към вертикалата. Като се има предвид горното, случаите на компресия на ледоразбивачи, които имат „наклон“ f> 8°) или „вертик“ (P) в средната част<8°) борт, рассматриваются отдельно.

^ За да проверите точността на измерване на ъгли a" и B, трябва да станете

1Т.^п^^Т.\"Тс " " """"""" недос?atGnoGpGv„"o?;iRk;;!

След това ги изгладете и въведете коригираните ъгли в изчислението.

k^=y 1о№ ~~ якостта на огъване на леда;

/g^, - дебелина на леда (фиг. 50).

Проектното натоварване в tf/h в средната част на корпуса на ледоразбивачите с "вертикална" страна се определя по формулата = k,KU\ (13)

където k^ е коефициент, равен на 62 за солен лед и 73 за пресен лед; k е изчислената дебелина на леда по време на компресия, m. Ледените натоварвания, действащи върху края на кърмата, се определят от състоянието на ледоразбивача, който се удря в леда при движение на заден ход или когато кърмата се удря в ръба на леда по време на отклонение. Кърмата е в по-леки условия от носа. В допълнение, формата на кърмата на ледоразбивачите е много благоприятна за възприемане на ледените сили поради по-големия наклон на страната в кърмата. Поради това големината на натоварването от лед в края на кърмата се определя като част от максималното натоварване, действащо върху края на носа:

^к = М^н)„,з.- (14)

Стойността на коефициента k = 0,7 беше определена въз основа на състоянието на удара на кърмата в леда със скорост 4-5 възела. Натоварването трябва да бъде поне с 30% по-високо от натоварването в средната част на ледоразбивача. Дължината на зоната на укрепване на края на кърмата трябва да бъде около 20% от дължината на плавателния съд, като се брои от перпендикуляра на кърмата.

Натоварване върху външната (странична) обшивка. Анализът на взаимодействието на корпуса с леда показва, че контактните налягания, възникващи при смачкване на ръба на леда, зависят от масата на ледоразбивача, формата на неговите контури, скоростта, както и от физико-механичните характеристики на леда. Поради факта, че някои характеристики на ледената покривка не са достатъчно проучени, стриктното определяне на изчислената стойност на контактните налягания изглежда трудно и при определяне на натоварването от лед върху кожата се използва методът на преизчисляване от прототипа.

В този случай се приема, че натоварването от лед е разпределено върху външната обшивка, а зоната на разпределение има формата на петно, удължено по протежение на кораба на няколко разстояния. Това дава основание да се смята, че в участъка на разглежданата страна интензитетът на проектното натоварване върху страничната обшивка p е пропорционален на интензитета на проектното натоварване върху страничната рамка, т.е. p/ro = CICI, където обозначенията без индексът се отнася за въпросния ледоразбивач, а с индекс О - за кораба - за прототипа.

За плавателни съдове, близки до прототипа, може да се приеме, че условията им на работа в лед са подобни. Следователно параметрите, характеризиращи физическите и механичните свойства на леда, конфигурацията на ръба на ледения къс, както и скоростта на движение в леда, ще бъдат еднакви и за двата ледоразбивача:

Приема се също, че интензивността на ледените сили, действащи върху корпуса, зависи от формата на корпуса само до степента, в която влияе върху силата на удара, т.е. върху намалената маса на плавателния съд и неговата намалена скорост, и практически не зависят от геометрията на леда на колапса на ръба. Изразът за интензивността на леденото натоварване върху кожата при удар с плаващ леден блок ще бъде записан във формата

където Рн е интензитетът на натоварването от лед върху кожата на дъгата; - тегло на ледоразбивача; Ma е масата на ледения къс.

В случай на удар върху голямо ледено поле (M^M^ -> 0), формула (15) е опростена:

P" = (P"o-"°" ■ (16)

Съотношението на водоизместимостта на ледоразбивача и неговия прототип е приблизително равно на съотношението на кубовете на техните дължини. Като се има предвид това обстоятелство и равенството V = V0, формула (16) може да бъде записана по следния начин:

където L е дължината на ледоразбивача между перпендикулярите, m;

ka = (l.6cosß + 0,ll) "^° _ jn^ _ коефициент, отчитащ влиянието на ъгъла на наклона ß на рамките спрямо вертикалата (t - коефициент, определен от графиката на фиг. 44);

Стойности на коефициента k за ледоразбивачи от различни класове

I клас...............30.5

II » ...............24

III » ...............18

Интензитетът на натоварването от лед в средната част на корпуса, определен от условията на компресия на кораба в лед,

Рс = (Рс)о]/-57-^--|. (18)

където обозначенията с нулев индекс се отнасят за прототипа на съда. Ако вземем за прототип мощен ледоразбивач със структурна здравина на страничната обшивка (pjo = 520 tf/m^), тогава максималната дебелина на леда, налягането, на което този ледоразбивач може да издържи, може да се приеме равна на 4 g , и границите на якост на смачкване на лед (ojo = 250 tf/ m^ и огъване (Ор)о = 125 tf/m^. Като се вземе предвид горното, формула (18) се трансформира:

р, = 0,52 о^оЧ.^ ts/m\ (19)

Ако якостните характеристики на леда не се променят по време на прехода от прототипа към проектирания ледоразбивач, т.е.

Oe/(Oe)o =^ öp/(Op)o = 1, тогава Re = 82/1 i/ h.

Интензивността на натоварването от лед върху обшивката в задния край на RK се определя съгласно формулата, където k" е цифров коефициент, равен на 0,7.

Натоварването Pk трябва да бъде поне с 30% по-високо от натоварването в средната част. Дължината на зоната за укрепване на обшивката в задния край трябва да се приеме равна на 20% от дължината на плавателния съд.

Когато корабите се движат в лед, освен „директни“ удари се наблюдават и „отразени“ удари, когато корабът, ударил леда със своята страна, рязко се отклонява в обратната посока и се удря в леда с другата страна. Проекцията на скоростта върху нормалата към страната при втория удар е по-голяма, отколкото при първия. Съответно се увеличават и контактните сили, което понякога води до сериозни повреди, в резултат на което в редица случаи се наблюдават значителни деформации на бордовата обшивка и рамата, например на ледоразбивача Ермак по време на първото му плаване в Арктика; както на някои транспортни кораби от ледени категории.

Ледените натоварвания в носа, като се вземе предвид отразеното въздействие, ще бъдат по-големи от посочените по-горе [вж. формули (10), (11), (17)] и се дефинират както следва:

X е разстоянието от средата на сечението, по което е настъпил отразеният удар.

Другите обозначения са същите като по-горе. Графиките на функциите !d (P) и /p (P) са показани на фиг. 51.

Въз основа на установените стойности на интензитета на натоварването от лед, техните диаграми са конструирани по дължината на ледоразбивача (фиг. 52, 53). Директни диаграми

се извършват в отделни зони, въз основа на проектни съображения (например, като се вземе предвид местоположението на преградите). Кривите на теоретичното натоварване върху обшивката и комплекта на края на носа се изправят така, че броят на секциите да не надвишава две или три. Стойностите на интензитета на натоварването от лед на ректифицираните диаграми се изчисляват за страничната структура и обшивката на ледения пояс.

Натоварвания върху палуби и напречни прегради. Проектните натоварвания върху палубите и напречните прегради се определят въз основа на проектните натоварвания върху страничната рамка. Формулите за определяне на тези натоварвания са дадени в § 21 и 22, които обсъждат якостта и дизайна на ледените палуби (платформи) и напречните прегради.

Натоварвания върху стъблата. В работата е извършен подробен теоретичен анализ на въздействието на стеблото на кораба върху леда и определяне на произтичащите от това натоварвания.

Здравината на леда на ледоразбивача обаче се осигурява не само от определянето на ледените натоварвания и избора на подходящ материал и дизайн на неговия корпус, но и от изпълнението на редица експлоатационни изисквания. Най-важното от тези изисквания е спазването на определена „допустима“ скорост в лед, превишаването на което може да доведе до повреда на корпуса от лед. Допустимата скорост на движение при специфични ледени условия се определя от мощността на електроцентралата и здравината на корпуса на ледоразбивача, който може да издържи натоварване от лед. За практическо ■ определяне на безопасната възможна скорост на движение е необходимо да има криви на лед и гранична якост. Кривата на якост на леда се изчислява по описания по-горе метод. Тя съответства на скоростта на движение, при която напреженията, възникващи в конструкциите на корпуса по време на взаимодействието на корпуса с леда, са равни на границата на провлачване на материала. Кривата на крайната якост се определя въз основа на изчислението на конструкциите в еластичния пластична зона и съответства на скоростта на движение на ледоразбивача, при която носещата способност на неговите конструкции се счита за изчерпана. С помощта на тези криви, построени в координати V - k и нанесени на графиката на ефективността на леда (виж § 11), тя. е възможно да се определи безопасната скорост на ледоразбивача при дадени специфични и прогнозирани ледови условия при различни режими на работа на електроцентралата.

Излизането на замръзнало водно тяло винаги е съпроводено с риск от пропадане през леда. Ето защо, когато се движите покрай езеро или река през зимата, трябва да спазвате мерките за безопасност, да бъдете бдителни и внимателни.

Смята се, че за безопасно излизане на един човек на леда дебелината му трябва да бъде най-малко 10 см, за група от 4-5 души - най-малко 15 см, за масово излизане на леда - най-малко 25 см. .

На първо място, всеки човек, който прави дори кратък преход през замръзнало водно тяло, трябва да носи пръчка със себе си. Никога не проверявайте плътността на леда, като го ритате с крак. Потупайте леда с пръчка: ако под него се образува локва вода, това означава, че ледът не е достатъчно здрав. Ако се появи влага, незабавно напуснете мястото, където стоите, плъзгайки се, без да повдигате краката си от повърхността.

Има няколко външни признака, по които можете да определите силата на леда. Чисто и прозрачно лед, със синкав или зеленикав оттенък, се образува в мразовито, безветрено и без дъжд време. Този лед хрущи под краката ти. Дори и в тънки области, той не се счупва веднага, но сякаш предупреждава за опасност с радиални пукнатини, които се разминават под краката.

Лед с нюанси сиво, матово бяло или жълтопочти два пъти по-слаб от прозрачния. Такъв лед се образува по време на мразовито време със снеговалежи и представлява замръзнали снежинки. Той е особено коварен, защото се срутва без предупредително изпукване.

Абсолютно крехък порест лед, което е замръзнал сняг по време на виелица. Зоните с такъв лед определено трябва да се избягват.

Дебелината на леда, дори на едно и също водно тяло, не е еднаква навсякъде. Тънък ледсе намира близо до брега, в района на бързеи и разломи, при сливането на реки, на завои и завои, близо до замръзнали предмети, дървета и тръстики, в района на подземни извори, на места, където топлите води и изтичане на отпадни води в резервоари. Опасността идва от ледени дупки, дупки, дупки и пукнатини, които са покрити с тънък слой лед. Опитайте се да избягвате такива места, доколкото е възможно, за да избегнете проблеми.

Ледът под сняг и снежни преспи е ненадежден. Снегът, покриващ леда, действа като одеяло. Следователно ледът отдолу расте много по-бавно.

Основни правила за безопасно поведение на лед:

Деца не трябва да се допускат на леда без надзор на възрастен;

Не можете да излизате на леда на тъмно или при лоша видимост;

Най-безопасно е да се придържате към утъпканите пътеки или да следвате вече прокарана ски писта;

Веднъж на тънък, пукащ лед, трябва внимателно да се върнете назад и с плъзгащи се стъпки да се върнете по изминатия път до брега;

При пресичане на езерце в група е необходимо да се поддържа дистанция един от друг (5–6 m).

ЗАБРАНЕНО:може да отиде на леда алкохолна интоксикация, скочете и бягайте по леда, пригответе се голям бройхора в един момент.

Ако паднете през леда, запазете спокойствие и хладнокръвие. Дори лошият плувец може да остане на повърхността известно време поради въздушната възглавница, образувана под дрехите. И само когато дрехите се намокрят, човек губи допълнителна плаваемост. Това време обикновено е достатъчно, за да се измъкнем от дупката. Трябва да се помни, че първите минути от престоя в болницата са най-продуктивни. студена вода, докато дрехите все още не са се намокрили, ръцете не са замръзнали и не са се развили слабостта и безразличието, характерни за хипотермията.

Опитайте се да дишате бавно и дълбоко. Разтворете широко ръцете си встрани и се опитайте да се придържате към ръба на леда, за да не се гмурнете стремглаво. Обърнете се обратно в посоката, от която сте дошли. Ледът беше доста здрав в тази посока преди аварийния участък. Това означава, че трябва да ви издържи на връщане. Нямате време да проверявате други маршрути. Опитайте се внимателно, без да се отчупвате от ръба, без внезапни движения, пълзейки с гърдите си, легнете на ръба на леда, хвърлете единия и след това другия крак върху него. Ако ледът се задържи, бавно се претърколете от ръба и пълзете (или се претърколете) към брега.

Пресслужбата на Главната дирекция на Министерството на извънредните ситуации на Русия за Република Марий Ел.