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

Цветът на леда в океана

Въпреки общоприетото погрешно схващане, че различни нюанси се появяват поради примеси във водата на всякакви вещества, ледът има свой собствен цвят, като сняг. И така, ледените кори в океана, които не са издържали нито едно лято, са бели. Защо? Защото водата там е неспокойна и когато замръзне, вътре се оказват хиляди въздушни мехурчета. Осигуряват бяло млад леди служи като идентификационен знак.

И какъв цвят е ледът, който оцеля през зимата? След като зимата отмине, кората започва да се размразява и замръзва отново до следващата зима. Горният слой вече няма мехурчета и всяка година има все по-плътен лед. Тя придобива син оттенък, а доста стара - синьо и лазурно.

Какъв цвят е ледът?

Цветът се променя в контраст с плътността. Например първият лед е като паяжина - тънък и прозрачен. Няма цвят и веднага се забелязва, че е опасен, но красив. Разтопен или недостатъчно плътен - жълт. Това не е ярък цвят, а само сламен нюанс, но се забелязва.

Ледът става зелен, когато водата е замръзнала дълго време. Често това зависи от цвета на самата вода, но може да се дължи на пречупването на светлината или на състава на леда. В допълнение, 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 при замръзване, или се е разляло след замръзване, което също може да повлияе на плътността му.

Мислейки за това какъв цвят е ледът, трябва да покажете не само изследователско любопитство, но и да приложите знанията на практика: след като сте забелязали човек в опасна зона навреме, трябва да го измъкнете оттам. Още по-полезно е да знаете как да действате, когато човек, без да изчислява дебелината на леда, падна 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 знанието за цвета на силния и слабия лед помага да се спаси 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 зимните екстремни спортове - рибари, туристи, любители на спускането с шейни край планинския бряг на реката или тези, които искат да обърнат част от реката или езерце в пързалка. Шофьорите също са нащрек: най-накрая няма нужда 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 разберете дали е безопасно да ходите, шофирате или карате кънки на леда? Не си струва да рискувате да застрашите себе си и вашите другари: за всеки от тези случаи има специални правила. Ако имате деца, не забравяйте да ги научите колко първи лед е безопасен. По-лесно е да се предотврати инцидент, отколкото да се спаси някой, паднал върху крехък лед!

За човек

Опитните ловци и рибари могат да разпознаят приблизителната дебелина на леда по цвета му. Синкавият или "зелен" лед се счита за силен и колкото по-прозрачна е ледената покривка, толкова по-здрава е тя. Матово бял или жълтеникав цвят показва ненадеждност. Ако видите участък от реката под леда, по който няма следи от животни и хора, помислете защо. Най-вероятно това е мястото, където бият изворите, там ледената кора е много тънка и поради снега не се вижда.

Трябва да знаеш:

1. Ледът с дебелина най-малко 10 см в прясна вода и 15 см в солена вода се счита за безопасен за хората.
2. В устията на реките и каналите силата на леда е отслабена.
3. Ледът е нестабилен на места с бързо течение, бликащи извори и отточни води, както и в райони с водна растителност, в близост до дървета, храсти и тръстики.
4. Ако температурата на въздуха е над 0 градуса повече от три дни, силата на леда намалява с 25%.

Видео за правилата на леда

Фиксирайте материала якост на леда:

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

Не трябва да се лекува зимни разходкинеобмислено и да не се подготвят предварително. Много е трудно човек, който е паднал през леда, да излезе, тъй като ръбовете на полинията ще се счупят под тежестта му. Възрастен или дете може да се удави от хипотермия, която настъпва след четвърт час. Някои хора получават 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 морската 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 морската 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:

• дълбочината на резервоара;
• дебит;
• разстоянието между бреговете на реката;
• интензивност на трафика;
• когато наблизо е разположена водноелектрическа централа, данните за изчислението на маршрута се сравняват с работния режим на водноелектрическата централа.

Теория и практика

Ледената писта се почиства от сняг от двете страни на оста (не по-малко от 10 м) и се маркира с километрични камъни (на всеки 15-20 м). Тъй като движението по пистата е еднопосочно, пътят с обратно движение трябва да бъде положен най-малко 100 м. См. Дупките са подредени на принципа на шахматните клетки на разстояние 5 м от оста в посока двете посоки. За безопасност те са оградени със снежен насип околовръст и покрити с дървени щитове. Появилото се "висене" на леда се сваля 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:

H tr \u003d n a P

Той взема предвид:

• H е дебелината на леда;
• n е коефициентът на интензивност на трафика (при пропускателна способност от 500 автомобила на ден, индикаторът n е равен на 1, ако 1 е 500, тогава 400 е 0,8 и т.н.);
• a е индикатор за характеристиките на натоварването (колесни, гъсенични);
• P е масата на товара, t.

Формулата може да бъде допълнена в зависимост от характеристиките на 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 сорта лед „сладководна раковина“. Дебелината на порестия лед ще трябва да се удвои. При наличие на солена вода във водоема 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 се освобождава пространството за това, налива се вода и се изчаква слоевете да замръзнат. Ако е необходимо да се транспортира оборудването до мястото на водолазни операции на места, където ледът покрива морски водни тела, условията се променят, както е описано в първата таблица на статията.

Но нека се върнем отново към изискванията за поведение през зимата на река или езеро, които са валидни за човек и особено за деца, които по-често от възрастните са неразумни. Смята се, че ледът за безопасното присъствие на човек върху него трябва да бъде най-малко 10-15 см (в зависимост от водата, прясна или солена). Кога 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 е заменен от порест и крехък, можете 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, без да счупите ръбовете на „шрифта“ и да не се задавите.
2. Ще трябва да изпълзите от дупката, като избягвате резки движения. Ако имате "ледени шила" и въже с вас, използвайте ги за издърпване.
3. Основното правило: не разчитайте на отделни участъци от малка площ, а се опитайте да се позиционирате така, че най-голямата площ да служи като опора.
4. Превъртете се от ръбовете на потапянето и когато стоите на краката си, не бягайте, движете се бавно и без да повдигате краката си над повърхността на леда.
5. Когато помагате на паднал, намерете нещо, което ще помогне за разширяване на зоната на подкрепа ( Спортна екипировка, шперплат, пластмаса).
6. Не стойте на ръба на дупката, действайте на оптимално разстояние.
7. Хвърлете въжето на този, който е в дупката и дръпнете с равномерни движения, помагайки да излезете.
8. Когато се приберете у дома, сменете дрехите на жертвата, дайте му чай (без 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, 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 езерце

1. Не експериментирайте с проверка на здравината на покритието с краката си, вземете стълб със себе си.
2. Намерете съществуващи утъпкани пътеки.
3. Ако сте един от първите, изградили такава туристическа пътека, изпробвайте с пръчка здравината на леда пред вас, избягвайте места, които не ви вдъхват доверие.
4. Запомнете признаците на крехко покритие: пращене, подвижност, поява на вода над повърхността. Ако това се случи, преместете се от това място с разтворени крака, бавно или дори пълзейки.
5. Не можете да се движите в компания (между пътници или скиори се нуждаете от разстояние от поне 5 метра), със ски, закрепени за краката ви, със ски щеки, прикрепени към ръцете ви.
6. Риболовците трябва да преброят броя на дупките в определена зона и да ги пробият на значително разстояние една от друга.
7. Ако имате товар (чанта, раница), по-добре го закрепете с въже и го влачете на разстояние.
8. Ако се наложи да преодолеете зона с нестабилен лед, отидете там с осигурител.Дори да се движите на разстояние от 5 метра, той ще 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 в близост до разтопени или повредени участъци от лед.
11. Запасете се с дванадесетметрово (или по-дълго) въже, в единия му край трябва да има товар.

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 безопасно поведение на вода. Какво са те?

Сергей ШАЛАШОВ,

държавен инспектор на Камско-Устинския инспекционен обект.

Есенният лед от ноември до декември, преди началото на стабилните студове, е крехък. Залепен вечер или през нощта студено, първоначално е в състояние да издържи малко натоварване, но през деня, бързо нагрявайки се от проникващата в него стопена вода, става порест и много слаб, въпреки че запазва достатъчна дебелина. И тази година, освен това, постоянните температурни спадове не позволяват да се закрепят върху резервоарите на твърда ледена повърхност.

За да се избегнат трагедии, трябва да се има предвид, че водните тела по правило замръзват неравномерно: първо близо до брега, в плитки води, в заливи, защитени от ветрове, а след това в средата. На едно и също водно тяло може да се намери редуване на лед, който при еднаква дебелина има различна здравина и носимоспособност.

Основното условие за безопасното пребиваване на човек върху леда е дебелината на леда да съответства на товара. За един човек тя трябва да бъде най-малко 10 сантиметра, за пешеходна пътека - 15, за преминаване на автомобили - най-малко 30.

Силата на леда може да се определи визуално. Например, синият лед се счита за най-здрав, 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 пързалки, разположени на водни обекти, е разрешено само след задълбочена 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 през нощта и при лоша видимост (мъгла, снеговалеж, дъжд). Най-безопасно е да излезете на брега и да слезете до леда на места, където се вижда, тоест не е покрито със сняг. В случай на принудително пресичане на водоем, най-безопасно е да се придържате към утъпкани пътеки или да вървите по вече положена ски писта, или да използвате ледени преходи. Но ако ги няма, преди да се спуснете на леда, трябва да се огледате много внимателно и да очертаете предстоящия маршрут. Замръзналото езерце се преминава най-добре на ски. В същото време те трябва да бъдат разкопчани, за да могат да бъдат изхвърлени, ако е необходимо. ски щекитрябва да се държи в ръце, без да се хвърлят примки върху четката. 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 на леда сами, на непознати места, особено през нощта. И, разбира се, трябва да се установи специален контрол през този опасен период за децата, които много обичат да се пързалят на лед. Но те, като възрастните, трябва да знаят и помнят, че това далеч не е безопасно. Бъди внимателен!

Изследване на физико-механичните характеристики на пътното заледяване

Трошин Д. И. - аспирант. Научен ръководител: д-р, доцент Чабуткин Е.К. Ярославски държавен технически университет снежната покривка не може да се разглежда като вещество с определена структура. В зависимост от състоянието и свойствата снежно-ледената покривка може да бъде разделена на пет категории: прясно паднал сняг, запазващ оригиналната кристална форма на снежинките; застоял сняг, който е променил структурата си от валежите; снежна кора, образувана от механично действие или променливи температурни условия; снежно-ледена кора, образувана при по-нататъшно уплътняване и замръзване на снежната кора; лед, когато всички снежни кристали се превърнаха в лед. Група 1 - образуване на лед в резултат на сублимация на водни пари, т.е. преходът му директно в лед, заобикаляйки етапа на водата (скреж и кристална скреж); група 2 - образуването на лед главно поради утаяване и замръзване на преохладени водни капки (гранулиран скреж и лед); Група 3 - образуване на лед поради утаяване и замръзване на непреохладена вода (леден лед) и замръзване на мокър сняг. Разглеждането на класификацията на групите заледяване е възможно през зимата, когато след размразяване настъпи рязко застудяване или когато вали слаб дъжд или се отлага пара върху охладената повърхност на пътната настилка. Ако приемем, че процесът на обледеняване се характеризира с температура на въздуха, близка до 0°C, при влажност на въздуха 90-95%. Снежно-ледените набези в граничната ивица нямат определена структура. Характеристика на такива глазури е замърсяването. Проучванията, проведени в катедрата на SDM YaGTU, показват, че процентът на примесите средно е 7 ... 12% от общия обем, но има и силно замърсени заледявания, достигащи петдесет процента примеси. Снежно-ледените натрупвания 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 (места за измиване на автомобили и сервизи); с включване на различни фини материали (входове от съседни черни пътища). За градските пътища най-характерният тип заледяване с пясъчни примеси и техният обем е 90% от общия брой изследвания. Ето защо по-нататък ще разгледаме само този вид глазура. При избора на метод за справяне със заледяване по пътищата могат да се разграничат следните основни физико-механични свойства на леда: адхезия на лед към други материали, твърдост, якост, топлоемкост, 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 влияят еднакво върху работното тяло на машините за рязане на лед. Нека отделим тези свойства на леда, които значително влияят върху процеса на неговото унищожаване.

Изследване на физико-механичните характеристики на пътното заледяване. Страница 2
Плътност чист ледпри 0°C и налягане 0,1 MPa е 916,8 kg/m³, но в зависимост от условията на образуване на лед, температура, структура, наличие 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 равен на 5,07·10 -5 в температурния диапазон от -5 до -10°C. Топлинният капацитет на леда при постоянно налягане е: 2.1172647 + 2.7000084 t, (J/kg °C), където t е температурата (като се вземе предвид знака). Коефициент на топлопроводимост: C = 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 постоянен C = 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, широкото разпространение на тези данни се обяснява с факта, че якостта на леда зависи не само от температурата, но и от редица други фактори: наличието на примеси, структура, натоварване скорост на нанасяне и т.н. В допълнение, ледът постоянно протича процесът на рекристализация чрез преместване на границата между кристалите, промяна на формата и размера на кристалите. Ледена порьозносттъй като 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 зависимостта, където q - порьозност; 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, следователно съдържа известно количество течна фаза, която действа като смазка, когато кристалите се плъзгат един спрямо друг. Освен това ледът не влиза в химични реакции с други вещества и не образува твърди, неразрушими материали.

Устойчивост на смачкване на лед.Многобройни експерименти на различни учени показват, че съпротивлението на леда варира в широк диапазон в зависимост от неговата структура, порьозност, температура, наличие на примеси, посока на компресия спрямо местоположението на кристалите и т.н. В процеса на компресия , ледените проби започват да се разпадат преди напреженията в него да достигнат якостта на опън . Проведените изследвания 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 нараства с нейното понижаване. Тази зависимост може да се изрази с емпиричната формула на Коржавин σ = А + В·θ, където θ е отрицателната температура на леда, °С без знак 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 също 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%, тогава при по-високи температури тази разлика може да бъде вече 60 ... 70%. Устойчивост на разкъсване на ледпри напрежение зависи главно от същите фактори като устойчивостта на смачкване, само якостта на опън е по-малка. Размерът 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 счупване разрушаването настъпва едновременно. Устойчивост на счупване на ледопределен чрез огъване на проби от лед. Големината на крайната якост в този случай зависи от размера на пробата. Според И.П. Бутягин, якостта на опън на големите образци е средно три пъти по-малка от тази на малките образци. Според данните на К. П. Коржавин, якостта на опън при устойчивост на счупване зависи от скоростта на натоварване. С увеличаване на скоростта на огъване от 0,00033 m/s до 0,003 m/s, крайната якост намалява от 0,92 до 0,36 MPa. Устойчивост на срязване на лед. Якостта на опън на леда при срязване е по-малка, отколкото при опън, според B.P. Weinberg, средно почти два пъти σ растеж = 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 осите на кристалите. По този начин, според своите физични и механични свойства, ледът може да се припише на квазиизотропни твърди вещества с еластично-пластични свойства, но при ударни натоварвания той се държи като крехко тяло поради наличието на примеси, пукнатини и пори. Стойностите на крайната якост на леда при различни деформации са двусмислени, тъй като устойчивостта на действащи натоварвания зависи от условията за образуване на ледената покривка.

В леда винаги има 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 0,918 g cm 3, а специфичният обем е 1,090 cm 3 g -1. Следователно, по време на образуването на лед, специфичният обем се увеличава (плътността намалява) с около 9%.

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

Образуване (кристализация) на морски ледне се случва при някаква фиксирана температура, както при пресния лед, а непрекъснато от точката на замръзване на морската вода до температурата, при която цялата саламура ще замръзне. Топенето (топенето) на леда също става непрекъснато с повишаване на температурата.

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. Напълно чист, свеж, лишен от въздушни мехурчета, ледът, когато се гледа на голямо парче, изглежда бледосин.

Ледът, намиращ се в морето, според цвета или нюансите, наблюдавани в големи масиви от лед, може грубо да се класифицира на кафяв, бял, зелен и светло син или син.

Първоначалните видове лед - ледена мазнина, утайка, тънък навлажнен млад лед - имат тъмносив цвят със стоманен оттенък. С увеличаване на дебелината цветът на леда се променя на светлосив и след това на бял. Когато се топят, тънките ледени късове, навлажнени с вода, отново придобиват тъмносив цвят.

Има лед със зелен, червен, розов, жълт и дори черен цвят, което се обяснява с наличието в леда в големи количества на 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 повреди) под действието 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 линиите, материала и дизайна на корпуса, скоростта, както и дебелината и физико-механичните характеристики на ледената покривка.

Ледените натоварвания, действащи върху корпуса на ледоразбивача при работа в лед, са значително по-високи от локалните натоварвания на други видове плавателни съдове. Естеството на ледените натоварвания: въздействие върху леда по време на работа на ледоразбивачите или по време на непрекъснато движение в лед, статично налягане по време на компресия на лед. Най-големите динамични натоварвания в носовия край възникват при удар в леда. Задният край е подложен на значителни динамични натоварвания по време на заден ход и при работа 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, налягането на леда върху корпуса се разпределя върху значителна част по дължината на корпуса.

Определянето на големината на проектните натоварвания от лед, действащи върху външната обшивка и рамката, е първата стъпка в проектирането и изчисляването на конструкциите на корпуса на ледоразбивача.

Канадските корабостроители изхождат от предположението, че натоварването от лед се разпределя по протежение на пояс с височина 0,9 м и се прилага по най-неблагоприятния начин - в зоната между водолинията на товара и водолинията, съответстваща на половината газене. За кораби с дебелина на корпуса по-малка от 25,4 mm и разстояние над 508 mm, натоварването от лед се счита за приложено директно на водолинията. Я. Е. Янсон счита 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 / cm ^, 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. Такава схема за изчисление води до надценяване на областта на прилагане на натоварването от лед няколко пъти и по този начин до подценяване на действащите натоварвания и напрежения. Освен това не се взема предвид, че натоварванията в крайниците, произтичащи от удари с лед, могат значително да надвишават натоварванията от компресия на корпуса от лед. Недостатъчно се вземат предвид 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

Интензитет на ледено натоварване при изчисляване на бордовия комплект на мощен ледоразбивач

Интензивност на натоварване, kgcm""

Площ на корпуса----_._

на рамки на стрингери

Предница 80 47

Средна част 40 24

Заден край - 60 35

При изграждането на ледоразбивачи тип „Москва“ във Финландия финландските корабостроители са използвали препоръките на съветските специалисти. Страничната обшивка на тези ледоразбивачи е изчислена за ледено налягане от 100 kgf/cm^ в носа, 50 kgf/cm^ в средната част и 75 kgf/cm^ в задния край. Интензивността на натоварването от лед върху рамките и страничните стрингери, приета при изчисляването на корпусните конструкции, е посочена в таблица. 4 . Опитът с проектирането на конструкциите на корпуса на ледоразбивачи от типа "Москва" се оказа успешен: по време на много години експлоатация техните конструкции на корпуса (с изключение на дъното) не са имали значителни повреди от лед.

в СССР, д. Е. Хейсин и Ю. 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 на опън бяха взети от данните от естествени експерименти. При определяне на ударните натоварвания условно е приета дадена конфигурация на ръбовете на леда. За да се изяснят получените решения, изчислените ледени натоварвания бяха сравнени с действителната якост на плаващите кораби. 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 се определят в крайните части въз основа на условията на въздействие върху леда, а в средната част на корпуса - от 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. Следват основните зависимости на посочения метод.

Комплект товари на борда. Големината на натоварването от лед зависи от конфигурацията на ръба на леда в зоната на контакт със страната. Както показва анализът, ръбът, очертан по дъгата на окръжност (приемайки стойност на радиуса в диапазона от 10 до 40 m), води до разпределението и стойностите на ледените натоварвания, които са в добро съответствие с данните за пълното мащабни тестове и опит от експлоатация на кораби в лед. Натоварване от лед в tf/m, действащо върху носа 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. Като проектни натоварвания, действащи върху корпуса на кораба при компресия, се приемат пределните натоварвания, които разрушават леда с дадена дебелина. 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 казаното, случаите на компресия на ледоразбивачи, имащи в средната част "наклон" f > 8°) или "вертикал" (Р<8°) борт, рассматриваются отдельно.

^ За да проверите точността на измерване на ъглите a "и B, трябва да застанете,

1T.^p^^T.\"Tc "" """"""" кратко?atGnoGpGv„"o?;iRk;;!

изгладете ги и въведете коригираните ъгли в изчислението.

k^=y 1oN ~~ пределна якост на леда при огъване;

/r^, - дебелина на леда (фиг. 50).

Проектното натоварване в tf/l в средната част на корпуса на ледоразбивачите с "вертикална" страна се определя по формулата

където k^ е коефициент, равен на 62 за солен лед и 73 за пресен; k е изчислената дебелина на леда по време на компресия, м. Натоварванията от лед, действащи върху задния край, се определят от състоянието на ледоразбивача, който се удря в леда при движение на заден ход или когато кърмата се натрупва върху ръба на леда при 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 стойността на натоварването от лед в задния край се определя в части от максималното натоварване, действащо върху предния край:

(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 в този случай трябва да бъде поне с 30% по-високо от натоварването в средната част на ледоразбивача. Степента на зоната на укрепване на задния край трябва да бъде около 20% от дължината на кораба, като се брои от задния перпендикуляр.

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

В този случай се приема, че натоварването от лед е разпределено върху външната обвивка, а зоната на разпределение има формата на петно, опънато по протежение на кораба на няколко разстояния. Това дава основание да се смята, че в разглеждания участък от страната интензитетът на проектното натоварване върху страничната обшивка p е пропорционален на интензитета на проектното натоварване върху страничната рамка, т.е. p / ro \u003d CІTs, където обозначенията без индекс се отнасят до разглеждания ледоразбивач, а с индекс O - до прототипа на кораба.

За кораби, близки до прототипа, можем да предположим, че условията на тяхната работа в лед са подобни. Следователно параметрите, характеризиращи физико-механичните свойства на леда, конфигурацията на ръба на леда, 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. намалената маса на плавателния съд и намалената му скорост, и практически не зависят от геометрията на срутването на ръба. Изразът за интензивността на леденото натоварване върху кожата при удар с плаващ леден блок може да бъде записан като

където Рн е интензивността на натоварването от лед върху кожата в предния край; - тегло на ледоразбивача; Ma е масата на ледения къс.

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

P" \u003d (P "o-" ° " ■ (16)

Съотношението на водоизместимостта на ледоразбивача и близкия до него прототип е приблизително равно на отношението на кубовете на техните дължини. Отчитайки 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 \u003d (l.6cosß + 0,ll) "^ ° _ jn^ _ коефициент, отчитащ влиянието на ъгъла на наклон ß на рамките спрямо вертикалата (t е коефициентът, 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,

Pc = (Pc)o]/-57-^--|. (18)

където обозначенията с нулев индекс се отнасят за прототипа на кораба. Ако вземем за прототип мощен ледоразбивач със структурна якост 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 леда (ojo = 250 tf/m m^ и на огъване (Ор)о = 125 tf/m^ Отчитайки казаното, формула (18) се трансформира:

р, = 0,52

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 Pe = 82/1 i/h.

Интензитетът на натоварването от лед върху обшивката в задния край Pk се определя по 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 областта на усилване на корпуса в задния край трябва да се приеме равна на 20% от дължината на кораба.

Когато корабите се движат в лед, освен "директни" удари се наблюдават и "отразени", когато корабът, ударил страната на леда, 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 бяха отбелязани значителни деформации на страничната обшивка и рамката, например на ледоразбивача Ermak по време на първото му арктично плаване, както и 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 [виж фиг. формули (10), (11), (17)] и се дефинират както следва:

X е разстоянието от средната част на сечението, по което е паднал отразеният удар.

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

Според намерените стойности на интензивността на ледените натоварвания, техните диаграми са изградени по дължината на ледоразбивача (фиг. 52, 53). Диаграми прави

те се полагат в отделни секции, въз основа на конструктивни съображения (например, като се вземе предвид местоположението на преградите). Теоретичните криви на натоварване за комплекта кожа и предна част са изправени по такъв начин, че броят на секциите да не надвишава две или три. Стойностите на интензивността на натоварването от лед на изправените диаграми се изчисляват за страничната рамка 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, където се разглеждат якостта и конструкцията на ледените палуби (платформи) и напречните прегради.

Натоварвания на шипове. В работата е извършен подробен теоретичен анализ на въздействието на стеблото на кораба върху лед и определяне на натоварванията, възникващи в този случай.

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 която 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 възприема натоварването от лед. За практическо ■ определяне на безопасната възможна скорост на движение е необходимо да има криви на лед и крайна 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 пределната якост се определя въз основа на изчисляването на конструкциите в еластичните пластична зона и съответства на скоростта на ледоразбивача, при която носещата способност С помощта на тези криви, построени в координатите V - k, нанесени върху графиката на задвижването на лед (виж § 11), е възможно да се определи безопасното скорост на ледоразбивача при определени специфични и прогнозирани ледови условия при различни режими на работа на електроцентралата.

Излизането в замръзнало водно тяло винаги е придружено от риск от падане през леда. Ето защо, когато се движите през зимата покрай езеро или река, е необходимо да спазвате мерките за безопасност, да бъдете бдителни и внимателни.

Смята се, че за безопасното 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, с масово излизане на леда - най-малко 25 см .

На първо място, всеки, който прави дори кратка разходка през замръзнало водно тяло, трябва да носи пръчка със себе си. Никога не проверявайте плътността на леда с ритник. Потупайте леда с пръчка: ако под него се е образувала локва вода, тогава 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 може да се определи силата на леда. Чисто и прозрачно лед, която има синкав или зеленикав оттенък, се образува в мразовито, спокойно и без дъжд време. Ледът хрущи под краката. Дори в тънки участъци той не се пробива веднага, но, така да се каже, предупреждава за опасността от разминаване на радиални пукнатини 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, тъй като се срутва без предупредително пращене.

Абсолютно крехък порест лед, което е замръзнал сняг по време на снежна буря. Участъците с такъв лед трябва да се заобикалят.

Дебелината на леда, дори на едно и също водно тяло, не е еднаква навсякъде. Тънък ледразположени край брега, в района на бързеи и разломи, при сливането на реки, на завои и меандри, близо до замръзнали предмети, дървета и тръстики, в района на подземни източници, на места, където има топла вода и канализация изтичат в резервоари. Опасност представляват полини, ледени дупки, дупки, 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 под него ледът расте много по-бавно.

Основни правила за безопасно поведение на леда:

Деца не трябва да се допускат на леда без придружител от възрастен;

Не можете да излизате на леда през нощта и при лоша видимост;

Най-безопасно е да се придържате към утъпкани пътеки или да вървите по вече положена писта;

Попаднали на тънък, пукащ лед, трябва внимателно да се върнете назад и с плъзгащи се стъпки да се върнете по пътеката до брега;

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

ЗАБРАНЕНО Е:може да излезе на леда алкохолна интоксикация, скачай и бягай по лед, събирай се голяма сумахора на едно място.

Ако паднете през леда - запазете спокойствие и самообладание. Дори слабо плуващ човек 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 най-продуктивните първи минути са в студена вода, докато дрехите не се намокрят, ръцете не замръзнат, слабостта и безразличието, характерни за хипотермията, не се развиха.

Опитайте се да дишате бавно и дълбоко. Разтворете широко ръце встрани и се опитайте да се придържате към ръба на леда, за да не потънете стремглаво. Обърнете се обратно в посоката, от която сте дошли. Ледът беше достатъчно здрав в тази посока до аварийния участък. Така че той трябва да ви устои на връщане. Нямате време да проверявате други маршрути. Опитайте внимателно, без да се отчупвате от ръба, без резки движения, пълзейки с гърдите си, легнете на ръба на леда, хвърлете единия, а след това и 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.