Астраханский государственный технический университет, Россия

Эта статья опубликована сборнике научных трудов "Проблемы и перспективы современной науки" с материалами Четвертой Международной Телеконференции "Фундаментальные науки и практика" - Том 3 - №1. - Томск - 2011.

     В настоящее время в условиях хронического дефицита пресной воды уже живут 1,1 млрд. жителей Земли! По мнению авторитетных учёных к 2025 году их число может перевалить за 3 млрд. От нехватки питьевой воды будут страдать 40% населения нашей планеты. В таких условиях «чёрное золото» - нефть окажется на задворках мирового рынка, а на первое место выйдет обычная пресная вода. В глобальный водный кризис будут втянуты прежде всего значительная часть Африки, Ближний Восток, Южная и Юго-восточная Азия. Несмотря на наличие крупных рек, дефицит воды начнут испытывать две самые населённые страны мира – Китай и Индия. Не обойдёт стороной водный кризис и другие страны, в том числе и Россию. Стремясь найти выход из ситуации, страны принимают самые разные решения. Китай планирует переброску вод ряда южных китайских рек в северные районы страны, страдающие от недостатка воды. Подобный проект осуществляет Туркмения – в пустыне Каракумы приступили к созданию крупнейшего в мире искусственного озера, задача которого – улучшить ситуацию с пресной водой в стране и расширить орошаемые площади. Богатые нефтедобывающие страны используют подземные воды, однако запасы «ископаемой» воды (как и запасы нефти) стремительно сокращаются, заставляя искать альтернативные источники. Богатые страны, например США, могут себе позволить такое недешёвое занятие, как опреснение воды, однако такая вода не только дорога, но и не особенно подходит по своим вкусовым и санитарным качествам для питья и приготовления пищи. Ещё один вариант – использование воды льда айсбергов. Только в Антарктиде ежегодно образуется такое количество айсбергов, что воды, заключённой в них, хватит населению всей Земли на целый год. К тому же вода айсбергов очень чистая. Идея не нова. Начиная с 50-х годов прошлого века предлагались различные варианты использования воды льда айсбергов, но все проекты были весьма дорогостоящими и не нашли поддержки у потенциальных инвесторов. К таким относится проект И.П. Калько. Его изобретение побывало на шести международных выставках, прошло немало научно-технических экспертиз и запатентовано в России.  Проект И.П. Калько под названием «Чистый лёд» был представлен Россией в Португалии на всемирной выставке «Экспо-98». Автор предлагал использовать специальный судовой комплекс, который прибывает в район скопления айсбергов, определённый заранее с помощью спутников. Особые устройства превращают айсберг в ледяную крошку и отправляют её в четыре грузовые секции судна. Эти секции могут отстыковываться от судна и автономно следовать в любой пункт назначения. Однако  из-за высокой стоимости проект не был востребован.
     Предлагаемое в данной работе устройство относится к транспортным средствам, в частности, для доставки воды льда айсбергов в районы с дефицитом водных ресурсов.
     Известно устройство для буксировки полярных айсбергов в засушливые районы, которая оказалась неперспективной. Выяснилось, что затраты на транспортировку гигантских глыб льда будут в десятки раз превосходить доходы от полученной из них воды, а потери при транспортировке айсбергов через теплые соленые воды океана оставят от первоначального объема айсберга лишь половину. [1].
     Наиболее близким аналогом заявляемого технического решения (прототипом) заявитель считает устройство для доставки воды льда айсбергов из арктических и антарктических районов с использованием транспортного судна, которое снабжено устройствами для дробления льда и погрузки льда в грузовые отсеки судна, системой труб-теплообменников для растопления льда и судовой грузовой системой для подачи талой воды потребителям [2].
     Недостатком данного технического решения является огромная стоимость транспортного средства для доставки воды льдов айсбергов, его нерациональное использование, как средства для дробления льда, его погрузки и транспортировки, а также ограниченный объем грузовых танков судна.
     Техническая задача – создание устройства, позволяющего осуществить обеспечение водой районов с дефицитом водных ресурсов. Технический результат  – усовершенствование устройства для доставки воды льда айсбергов.
     Предлагаемое устройство выполнено в виде понтонов из гибких оболочек, которые в упакованном состоянии  доставляют к месту дробления и погрузки льда.
     Устройство для доставки воды льда айсбергов содержит плавучее средство в виде понтона 1, выполненного из прочного водо- и воздухонепроницаемого гибкого материала, грузовые 2 и воздушные 3 отсеки, горловины 4, гибкие шланги 5, клапаны 6, узлы крепления буксирного троса 7.
     Устройство используют как транспортное средство для доставки воды льда айсбергов в районы с дефицитом водных ресурсов. Гибкие оболочки загружают дробленым льдом, формируют в плоты и буксируют в погруженном положении (фиг.1-4).
    

     Устройство работает следующим образом. Для придания необходимой формы устройство 1 в месте погрузки льда разворачивают с помощью подачи сжатого воздуха в воздушные отсеки 3. Для этого клапаны 6 на гибких шлангах 5 соединяют с системой сжатого воздуха буксира. Открывают горловины 4 грузовых отсеков 2. После погрузки горловины 4 закрывают. Гибкие оболочки формируют в плоты, используя узлы крепления буксирного троса 7. Сбрасывая воздух воздушных отсеков, регулируют необходимую глубину погружения и дифферент для нормальной буксировки. В районе разгрузки талой воды в воздушные отсеки оболочек подают сжатый воздух, обеспечивая их положительную плавучесть. Открывают горловины, устанавливают в грузовые отсеки погружные насосы и подают талую воду потребителям.
     Использование предложенного решения, по сравнению с известными, позволяет повысить эффективность доставки воды  льдов айсбергов, а также значительно снизить затраты на его осуществление. Буксировка в погруженном состоянии обеспечивает безопасность движения гибких оболочек в ледовых условиях, характерных для арктических и антарктических районов, а также исключает ветровое и снижает волновое сопротивление, которое испытывают суда при движении в надводном положении.
     На данное устройство выдан Патент на полезную модель №85445. «Устройство для доставки воды льда айсбергов» / Авторы: П. И. Бухарицин, Л. Г. Беззубиков; Патентообладатель: Государственный комитет Российской Федерации по рыболовству. Федеральное Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Астраханский государственный технический университет ФГОУ ВПО «АГТУ» (RU). Заявка №2008145685. Приоритет полезной модели 19 ноября 2008г. Зарегистрировано в Государственном реестре полезных моделей Российской Федерации 10 августа 2009г. Срок действия патента истекает 19 ноября 2018г.

Литература
1.    Алякринская Н., Болотов И. «Жажда третьего тысячелетия», журнал «Эксперт» №8, 26 февраля 2001. С. 48-50.
2.    Патент РФ №2080271, 1997.