Вокруг только лед - [21]

В случае если слои конжеляционного льда перекрыты сверху льдом зернистой структуры, этот процесс задерживается. Роль щита играют слои льда, который мы называем водно-снежным, снежно-водным, шуговым и т. п. Установлено, что для разрушения крупнокристаллического льда требуется примерно 15 кал/см³, а для водно-снежного – 55. Существенная разница!

Вот эта прибрежная зона, сложенная конжеляционным льдом, изъеденная многочисленными снежницами, пронизанная лучами солнца от верхней до нижней поверхности, зачастую полностью отсекает от берега еще сравнительно прочный ледяной покров в прикромочной полосе припая и делает передвижение транспорта по льду крайне опасным. Трактора проваливаются либо здесь, у берега, где зимой, как выражаются водители, «лед звенит», либо при форсировании трещин.

В общем здесь есть над чем поломать голову, и поэтому применительно к морскому льду в формулу расчета прочности были введены несколько коэффициентов, самыми важными из которых были температурный, учета солености и распределения нагрузки.

Эта формула, предложенная М. М. Казанским и А. Р. Шульманом, имеет вид:

где P – допускаемая нагрузка на лед, т;

B – коэффициент распределения нагрузки, равный 100 для колесных грузов, 115-125 для гусеничных;

k – температурный коэффициент;

N – коэффициент запаса прочности, равный 1,6;

S – коэффициент учета солености, равный 1 для пресного льда и 0,7 для морского;

h – наименьшая толщина льда без снега, м.

К этой формуле, пока она использовалась в северных полярных широтах, претензий не было. В южных они появились. Достаточно сказать, что при толщине льда в 1,5 м эта формула гарантирует безопасную работу с грузом весом около 100 т – груз такого веса в экспедиционных условиях себе трудно представить, а между тем только на рейде Мирного на припае такой толщины ушел на дно не один трактор.

Чтобы свести концы с концами, в формулы расчета был введен коэффициент кристалличности, который либо полностью отбрасывал, либо учитывал лишь частично слои льда, имеющие мелкокристаллическое и зернистое строение. Однако в Антарктике сплошь и рядом практически вся толща ледяного покрова состоит из льдов такого строения, а не из конжеляционного льда, как в Арктике, и тем не менее он выполняет свои функции грузовой площадки, временной взлетно-посадочной полосы и делает это неплохо. Кроме того, чтобы определить коэффициент кристалличности и сказать наверняка, каков же лед по кристаллическому строению, нужна специальная аппаратура и определенная подготовка – иными словами, в полевых условиях это далеко не всегда сделаешь.

Не оправдано и полное игнорирование снега при расчетах. Ведь разгрузка у барьера чаще всего проводится на прибрежные снежники, целиком состоящие из снега, а в весенне-летний период – на заснеженный припай, который дольше сохраняет прочность.

Необходимо учитывать также повышенную соленость антарктического льда. В осенний период отмечены значения солености молодых форм льда всего лишь в два, а иногда в полтора раза уступающие солености морской воды, из которой они образовались. Для Арктики подобные вещи почти невероятны, они возможны как исключение.

Все эти сложности морских антарктических льдов учитываются специальными коэффициентами, которые дополняют формулу Казанского – Шульмана.

Упрощенная расчетная формула для весеннего времени, когда солнце еще только начало свою губительную работу выглядит так:

Для летнего времени, когда на припае во множестве плодятся снежницы, трещины и он под лучами солнца начи нает интенсивно разрушаться, а соленость его резко уменьшается, годится такая формула:

Осенью, в связи с резким понижением температуры, возрастает роль коэффициента k, увеличивается соленость, идет активное замерзание пресной воды, сохранившейся в толще и на поверхности ледяного покрова, формула принимает вид:

Использование таких «сезонных» формул дает возможность хоть частично учесть межсезонные изменения и особенности физико-механических свойств антарктического льда. Толщина ледяного покрова для одного и того же груза при расчете грузоподъемности по таким формулам отличается весьма существенно. К примеру, для тягача весом 24 т для весеннего, летнего и осеннего периодов необходима соответственно следующая толщина льда: 112, 177 и 78 см.

Конечно, летом нередко бывает не наскрести этих 177 см, и на каком льду мы работаем и какими, часто интуитивными, критериями и коэффициентами пользуемся – это маленькая профессиональная тайна антарктических гидрологов и водителей.

Нюансы разгрузки

Если с высоты 500 м взглянуть на припай рейда Мирного, невольно обратишь внимание на многочисленные трещины, причудливой паутиной рассекающие лед во всех направлениях, лучами расходящиеся от островов к ближайшим айсбергам, змеящиеся вдоль самого берега… Беспорядочными и хаотичными они кажутся лишь с первого взгляда. Старожилы Мирного, в особенности водители, не один раз зимовавшие здесь и водившие вездеходы по припаю в лабиринте айсбергов, знают, что многие из трещин появляются из года в год примерно в одних и тех же местах.

Припай в такт приливо-отливным волнам раскачивается на рейде Мирного с амплитудой около метра. Поэтому он не составляет единого целого ни с берегом, ни с островами, ни с айсбергами, сидящими на грунте. Вокруг них существует система трещин, называемых приливо-отливными. Эти трещины связывают также некоторые острова и айсберги, выступы берега, что, очевидно, обусловлено рельефом дна и направлением распространения приливной волны. Кажется, не было случая, чтобы не образовалась трещина, идущая от мыса Мабус к островам Хасуэлл и Входному, причем в этом направлении могут проходить две-три трещины, которые прослеживаются параллельно береговой черте на протяжении нескольких километров и постепенно становятся уже, а потом совсем исчезают. Айсберги на рейде Мирного занимают более или менее постоянное место – сказывается рельеф дна. Их расположение по отношению друг к другу и к многочисленным близлежащим островам вносит свои поправки в образование приливных трещин, но их появление в определенном месте к моменту становления припая в какой-то мере даже предсказуемо.