aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2020-66-1-82-101aari-237Research ArticleПРИКЛАДНЫЕ ПРОБЛЕМЫAPPLIED PROBLEMSИсследование реакций корпусных конструкций НЭС «Академик Трёшников» на ледовые воздействия в рамках первого этапа экспедиции «Трансарктика-2019»Research of R/V “Akademik Tryoshnikov” hull structures response to ice actions during the first stage of the expedition “Transarktika-2019”МаксимоваП. В.MaksimovaP. V.maximova@aari.ruЧерновА. В.ChernovA. V.ЛихомановВ. А.LikhomanovV. A.КрупинаН. А.KrupinaN. A.ЛихомановВ. А.LikhomanovV. A.ГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation20202703202066182101Copyright © Максимова П.В., Чернов А.В., Лихоманов В.А., Крупина Н.А., Лихоманов В.А., 20202020Максимова П.В., Чернов А.В., Лихоманов В.А., Крупина Н.А., Лихоманов В.А.Maksimova P.V., Chernov A.V., Likhomanov V.A., Krupina N.A., Likhomanov V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/237

В настоящее время нефтедобывающие инженерные сооружения, а также транспортные суда, перевозящие добываемые в морях арктического шельфа России нефтепродукты, в целях предотвращения экологических катастроф оборудуются системами мониторинга ледовых нагрузок (СМЛН). Строящаяся ледостойкая самодвижущаяся платформа (ЛСП), согласно проекту, должна быть оборудована такой системой, которая, во-первых, является основной системой обеспечения безопасности работы платформы в ледовых условиях, во-вторых, делает сам корпус платформы уникальным инструментом решения широкого комплекса задач по изучению воздействия льда на сооружения.

В рамках экспедиции выполнялись измерения напряжений, возникающих в корпусе НЭС «Академик Трёшников» во время ледовых воздействий, с целью получения необходимых данных для разработки системы мониторинга ледовых нагрузок строящейся ЛСП и апробации прототипа СМЛН в условиях дрейфа.

Были проанализированы данные, полученные при движении судна в ледовых условиях во время выполнения набегов, а также во время дрейфа. Анализ данных позволил выделить ряд особенностей для эксплуатации СМЛН в условиях дрейфа, которые будут учтены при реализации проекта СМЛН ЛСП.

Конфликт интересов отсутствует.

At present, oil-producing offshore structures, as well as transport vessels transporting oil products extracted in the seas of the Russian Arctic are equipped with ice load monitoring systems (ILMS) to prevent environmental disasters. The ice-resistant self-propelled platform (IRSPP) that is under construction now, according to the design should be equipped with this system. First of all this system is the main system for ensuring the platform’s safety in ice conditions, and secondly makes the platform’s hull a unique tool for solving a wide range of tasks to study the effects of ice on any construction.

The main goal of the research during the expedition “Transarktika-2019” was to obtain the necessary data for the development of an ice load monitoring system of the constructing IRSPP “North Pole” and testing the prototype of the ILMS at long vessel’s drift in ice.

The measurements of stresses in the hull structures of the R/V “Akademik Tryoshnikov” were carried out during impacts on ice ridges and during ice compressions.

The standard ship ice load monitoring system (SILMS) of the R/V “Akademik Tryoshnikov” and strain gauges additionally installed on the frames and a shell plating in the middle part of the hull were used to perform the measurements.

The analysis of the obtained data showed that the maximal loads on the hull occurred during the forcing of ice ridges but the level of maximum stresses was not a danger to the hull.

Compressions during the drift did not have a strong effect on the ship’s hull. The data obtained made it possible to identify a number of features for the operation of ILMS in similar conditions.

Based on the results of the expedition research, recommendations for the design of the architecture of the ILMS for IRSPP were issued. The results of further analysis of the obtained materials will be used in the development of data processing algorithms for ILMS for IRSPP, as well as for the development of the prospective programs of scientific research of deformation, fracture and other processes of various scales that occur in drifting ice during the future drifts of the IRSPP “North Pole”.

The authors have no competing interests.

инженерные сооруженияледовые нагрузкиледостойкая платформаледовые условиясистема мониторингаengineering structuresice conditionsice loadsice-resistant platformmonitoring systemВсе исследовательские работы и логистика экспедиционного проекта ТРАНСАРКТИКА 2019 финансировались Росгидрометом. Благодарности. Авторы выражают благодарность экипажу НЭС «Академик Трёшников» за помощь в проведении научных исследований в ходе экспедиции.All research work and logistics of the TRANSARKTIKA 2019 expedition project were funded by Roshydromet. Acknowledgments. The authors would like to thank the ship crew of R/V “Akademik Tryoshnikov” for assistance in providing scientific research during the expedition.ReferencesМакаров А.С., Лихоманов В.А., Соколов, В.Т, Чернов А.В., Половинкин В.Н., Тимофеев О.Я., Могутин Ю.Б, Симонов Ю.А. Концептуальные принципы создания полярной дрейфующей исследовательской платформы // Арктика: экология и экономика. 2018. Т. 3 (31). С. 65–75.Makarov A.S., Likhomanov V.A., Sokolov V.T., Chernov A.V., Polovinkin V.N., Timofeev O.Ya., Mogutin Yu.B., Simonov Yu.A. Conceptual principles for creation of the driſting polar research platform. Arktika: ekologiia i ekonomika. Arctic: ecology and economy. 2018, 3(31): 65–75. [In Russian].Makarov A.S., Maksimova P.V., Likhomanov V.A., Sokolov V.T., Frolov, I.Ye., Chernov A.V., Svistunov I.A. Perspectives of using a drifting ice-resistant platform of the “North Pole” type, which is under construction, as a multifunctional research complex in the Arctic. Proceedings of the 25th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. June 9 – 13, 2019, Delft, The Netherlands. URL: http://poac.com/Papers/2019/pdf/POAC19-123.pdf (дата обращения 04.03.2020).Makarov A.S., Maksimova P.V., Likhomanov V.A., Sokolov V.T., Frolov, I.Ye., Chernov A.V., Svistunov I.A. Perspectives of using a drifting ice-resistant platform of the “North Pole” type, which is under construction, as a multifunctional research complex in the Arctic. Proceedings of the 25th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 9–13, 2019, Delft, The Netherlands. Available at: http://poac.com/Papers/2019/pdf/POAC19-123.pdf (accessed 14.03.2019).Фролов И.Е., Иванов В.В., Фильчук К.В., Макштас А.П., Кустов В.Ю., Махотина И.А., Иванов Б.В., Уразгильдеева А.В., Сёмин В.Л., Зимина О.Л., Крылов А.А., Богин В.А., Захаров В.Ю., Малышев С.А., Гусев Е.А., Барышев П.Е., Пильгаев С.В., Ковалев С.М., Тюряков А.Б. Трансарктика-2019: зимняя экспедиция в Северный Ледовитый океан на НЭС «Академик Трёшников» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2019. Т. 65 (3). С. 255–274.Frolov I.E., Ivanov V.V., Filchuk K.V., Makshtas A.P., Kustov V.Y., Mahotina I.A., Ivanov B.V., Urazgildeeva A.V., Syoemin V.L., Zimina O.L., Krylov A.A., Bogin V.A., Zakharov V.Y., Malyshev S.A., Gusev E.A., Baryshev P.E., Pilgaev S.V., Kovalev S.M., Turyakov A.B. Transarktika-2019: winter expedition in the Arctic Ocean on the R/V “Akademik Tryoshnikov”. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2019, 65, 3: 255–274.Максимова П.В., Крупина Н.А., Лихоманов В.А., Чернов А.В., Свистунов И.А. Системы мониторинга ледовых нагрузок для судов и инженерных сооружений. К вопросу о создании системы мониторинга состояния объекта // Проблемы Арктики и Антарктики. 2016. № 2 (108). С. 101–112.Maksimova P.V., Krupina N.A., Likhomanov V.A., Chernov A.V., Svistunov I.A. Ice loads monitoring systems for ships and engineering structures. On the problem of creating an object state monitoring system. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2016, 2 (108): 101–112. [In Russian].Крупина Н.А., Лихоманов В.А., Чернов А.В. Оценка ледовой ходкости НЭС «Академик Трёшников» // Проблемы Арктики и Антарктики. 2013. № 3 (97). С. 57–64.Krupina N.A., Likhomanov V.A., Chernov A.V. Estimation of ice capability of research vessel “Akademik Tryoshnikov”. Problemy Arktiki i Antarktiki. Arctic and Antarctic Research. 2013, 3 (97): 57–64. [In Russian].Клекерс Т., Гюнтер Б. Измерение деформаций: оптоволоконные сенсоры компании HBM // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2008. № 1. С. 76–78.Kleckers T., Gunther B. Izmerenie deformatsii: optovolokonnye sensory kompanii HBM. Deformations measurement: HBM’s fiber-optic sensors. Elektronika: Nauka, Tekhnologiia, Biznes. Electronics: Science, Technology, Business. 2008, 1: 76–78. [In Russian].Svistunov I.A., Maksimova P.V., LikhomanovV.A., Chernov A.V., Krupina N.A. Experimentalanalytical study of the platform “North Pole” stability under the conditions of intensive ice pressures. Proceedings of the 25th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 9–13, 2019, Delft, The Netherlands. URL: http://poac.com/Papers/2019/pdf/POAC19- 124.pdf (дата обращения 04.03.2020).Svistunov I.A., Maksimova P.V., LikhomanovV.A., Chernov A.V., Krupina N.A. Experimentalanalytical study of the platform “North Pole” stability under the conditions of intensive ice pressures. Proceedings of the 25th International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions June 9–13. 2019, Delft, The Netherlands. Available at: http://poac.com/Papers/2019/pdf/POAC19-124.pdf (accessed 14.03.2019).Удд Э. Волоконно-оптические датчики: Вводный курс для инженеров и научных работников. М.: Техносфера, 2008. 518 с.Udd E. Fiber Optic Sensors: An Introduction for Engineers and Scientists. Moscow: Tekhnosfera, 2008. 518 p. [In Russian].Крупина Н.А., Лихоманов В.А., Чернов А.В. Ледовые испытания НЭС «Академик Трёшников» в первом антарктическом рейсе // Российские полярные исследования. 2013. № 2 (12). С. 39–44.Krupina N.A., Likhomanov V.A., Chernov A.V. Ice trials of the R/V “Akademik Tryoshnikov” on the first Antarctic voyage. Rossiyskie Polyarnye Issledovaniya. Russian Polar Research. 2014, 3 (17): 10–12. [In Russian].Максимова П.В., Тимофеев О.Я. Формирование систем мониторинга, эксплуатирующихся в ледовых условиях морских объектов // Труды Крыловского государственного научного центра. 2016. Т. 94 (378). С. 75–90.Maksimova P.V., Timofeev O.Ya. Setting up of ice-load monitoring systems for marine vessels operating in ice. Trudy TsNII im. akad. A. N. Krylova. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2016, 94 (378): 75–90. [In Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.