ледокольное судно

Формула изобретения

1. Ледокольное судно, содержащее корпус с носовой и кормовой частями и по меньшей мере один движительный узел с вращающимся гребным винтом, отличающееся тем, что движительный узел выполнен поворотным вокруг вертикальной оси, а днище кормовой части корпуса выполнено с наклонной относительно горизонтальной плоскости ледоломной поверхностью.

2. Ледокольное судно по п.1, отличающееся тем, что оно содержит два поворотных относительно вертикальной оси движительных узла, причем движительные узлы установлены с возможностью свободного поворота относительно друг друга.

3. Ледокольное судно по пп.1 и 2, отличающееся тем, что гребной винт расположен впереди движительного узла в направлении движения судна.

4. Ледокольное судно по пп.1 3, отличающееся тем, что гребной винт движительного узла установлен с возможностью вращения в одном направлении.

5. Ледокольное судно по пп.1 4, отличающееся тем, что угол наклона упомянутой ледоломной поверхности относительно горизонтальной плоскости составляет максимум 40^o, предпочтительно 20^o.

6. Ледокольное судно по пп.1 5, отличающееся тем, что днище кормовой части корпуса судна выполнено с наклонными вверх/наружу участками в обе стороны относительно каждого движительного узла, образуя ледонаправляющие поверхности, причем угол наклона этих поверхностей в вертикальном сечении относительно горизонтальной плоскости равен по меньшей мере 7^o.

7. Ледокольное судно по п.6, отличающееся тем, что между ледонаправляющими поверхностями расположено ребро или плоская поверхность.

8. Ледокольное судно по пп.1 7, отличающееся тем, что кормовая часть корпуса судна в области расчетной ватерлинии выполнена шире, чем его центральная часть.

9. Ледокольное судно по пп. 1 8, отличающееся тем, что длина средней части корпуса судна составляет максимум 2/3, предпочтительно 1/2 длины судна по расчетной ватерлинии.

10. Ледокольное судно по пп. 1 9, отличающееся тем, что оно снабжено буксирной лебедкой для работы в направлении носовой и кормовой частей судна.

11. Ледокольное судно по пп. 1 10, отличающееся тем, что на кормовой его части выполнена площадка для размещения вспомогательного оборудования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению.

Известно ледокольное судно, содержащее корпус с носовой и кормовой частями и, по меньшей мере, один движительный узел с вращающимся гребным винтом /см. патент США N 4860679, Кл. B63b 35/08, публ. 1989 г./.

Известный ледокол имеет тупой нос, который рассчитан на тяжелые ледовые условия, но на чистой воде он создает большое сопротивление ходу и очень сильные упоры волны.

Техническим результатом изобретения является снижение сопротивления ходу ледокольного судна на чистой воде и улучшение его ледоломных свойств.

Он достигается тем, что у ледокольного судна, содержащего корпус с носовой и кормовой частями и, по меньшей мере, один движительный узел с вращающимся гребным винтом, движительный узел выполнен поворотным вокруг вертикальной оси, а днище кормовой части корпуса выполнено с наклонной относительно горизонтальной плоскости ледоломной поверхностью.

Кроме того, оно содержит два поворотных относительно вертикальной оси движительных узла.

Кроме того, гребной винт расположен впереди движительного узла в направлении движения судна.

Кроме того, гребной винт движительного узла установлен с возможностью вращения в одном направлении.

Кроме того, угол наклона упомянутой ледоломной поверхности относительно горизонтальной плоскости составляет максимум 40^o, предпочтительно 20^o.

Кроме того, днище кормовой части корпуса судна выполнено с наклонными вверх/наружу участками в обе стороны относительно каждого движительного узла, образуя ледонаправляющие поверхности, причем угол наклона этих поверхностей в вертикальном сечении относительно горизонтальной плоскости равен, по меньшей мере, 7^o.

Кроме того, между ледонаправляющими поверхностями расположено ребро или плоская поверхность.

Кроме того, кормовая часть корпуса судна в области расчетной ватерлинии выполнена шире, чем его центральная часть.

Кроме того, длина средней части корпуса судна составляет максимум 2/3, предпочтительно 1/2 длины судна по расчетной ватерлинии.

Кроме того, оно снабжено буксирной лебедкой для работы в направлении носовой и кормовой частей судна.

Кроме того, на кормовой его части выполнена площадка для размещения вспомогательного оборудования.

Изобретение поясняется чертежами,

где:

на фиг. 1 изображен схематичный вид сбоку судна,

на фиг. 2 упрощенный вид сбоку кормовой части судна,

на фиг. 3 схематичный вид сверху передней части судна по фиг. 1;

на фиг. 4 схематичный вид снизу кормовой части судна фиг. 2;

на фиг. 5 схематичный вид сзади судна по фиг. 1 и 4;

на фиг. 6 8 схематичный вид трех различных модифицированных исполнений части сечения У-У на фиг. 2.

На чертежах номер 1 обозначает корпус судна, 2- переднюю часть судна, а 3 кормовую часть судна. В кормовой части имеется, по меньшей мере, один поворотный движительный узел 4, с вращающимся гребным винтом. На фиг. 2 судно готово к движению передним ходом и движительные узлы развернуты так, чтобы винты 5 были спереди. Винты оптимизированы для одностороннего вращения. Винт 5 всегда повернут так, чтобы быть спереди по ходу судна относительно узла 4. Предпочтительно имеются два таких движительных узла на судне, показанном на фиг. 4.

На фиг. 4 максимальный угол поворота движительных узлов требуемый для нормального маневрирования, показан буквой а. Этот угол нормально имеет величину примерно 35^o. Движение судна вперед показано стрелкой 6. Если при движении задним ходом требуется такая же маневренность, движительные узлы должны быть поворотными на 35^o относительно центрального положения, противоположного показанному, то есть при движении задним ходом. Если винт в узле вращается только в одну сторону, винтовой узел должен поворачиваться от положения, показанного линией 7 через положение 9 в положение, показанное линией 8. Если угол а равен 35^o, то полный угол поворота будет 250^o.

Маневренность важна в ледоколах и других вспомогательных суднах. Поэтому будет преимуществом, если узлы 4 можно повернуть также поперек судна в положение 9, показанное пунктиром с винтом наружу. Если винт может вращаться в обоих направлениях, достаточно ограничить положения движительных узлов положениями 7 и 9. В этом случае потребный угол поворота узла будет только 125^o.

Если винт вращается лишь в одном направлении и желательна максимальная боковая тяга, полный угол поворота винтового узла должен быть, по меньшей мере, 305^o. Винтовой узел при этом должен иметь возможность поворачиваться во все положения, показанные на фиг. 4, и добавочно в положение, противоположное показанному под номером 9. Тогда угол поворота узла 4 должен быть увеличен на угол, равный разности между прямым углом и углом а.

Если судно имеет два движительный узла, расстояние между ними должно быть достаточно велико, чтобы при повороте исключить взаимное касание. Кроме того, рекомендуется, чтобы движительный узел был достаточно далек от внешнего борта судна, так чтобы ни в каком положении узел не выступал за контур судна в виде сверху. При использовании судна при работе, требующей динамичное позиционирование, судно должно также иметь несколько носовых движительных узлов 13.

На фиг. 1 расчетная ватерлиния судна отмечена номером 10. Длина судна по ватерлинии ограничивается линиями 11 и 12. Средняя часть К судна, достигается максимальной глубины осадки имеет длину меньше половины длины по ватерлинии судна. Если расстояние К длинное, это неблагоприятно оказывается на маневренность судна. Маневренность может быть улучшена при наличии у судна наклонных вниз/внутрь бортов. Чем больше наклон бортов у судна ниже ватерлинии, тем длиннее может быть расстояние К.

У середины надстройки 14 судна имеется лебедка 15, состоящая из нескольких лебедочных буксирных механизмов, которые могут работать вперед, над носовой частью, а также назад, над кормовой частью судна. При работе буксирной лебедки в переднем направлении судна, буксирный канат может идти как показано номером 16, а когда буксирная лебедка работает в направлении кормы, буксирный канат может идти как показано номером 17. В передней части судна имеется так называемая буксирная вилка 18, в которую входит нос буксируемого судна при буксировке в тяжелых ледовых суднах, двигающимся задним ходом. Такая же буксировка может применяться, например, при геофизических исследованиях, потому что в этом случае подводный шум от винтов не мешает работе исследовательского оборудования. Тогда удаление винтов буксирующего судна как можно дальше может быть преимуществом.

Как видно из фиг. 1 большая кормовая часть 3 позади надстройки 14 полностью свободна для специальных устройств. Задняя палуба, например, может использоваться в качестве взлетно-посадочной площадки для размещения вертолета, жилых блоков с исследовательским оборудованием, лебедок, кранов, грузов, измерительного оборудования и т.д. Эти вещи на эскизе не показаны, потому что они могут быть любыми. Оборудование на кормовой части свободно выбирается в зависимости от необходимости.

На кормовом конце судна на уровне расчетной ватерлинии 10 и ниже, имеется наклонная ледоломная поверхность 20, угол в которой относительно горизонтальной плоскости составляет примерно 20^o. Он может быть и меньше, но предпочтительно не должен превышать 40^o.

Как показано на фиг. 2, далее идет практически горизонтальная поверхность дна корпуса 19 над винтовыми узлами 4. Поверхность 19 находится на расстоянии А от расчетной ватерлинии 10. Расстояние А равно или предпочтительно больше максимальной толщины ровного льда, на работу с которым рассчитано судно. Максимальная толщина льда является важным проектировочным параметром, в большей степени определяющим конструкцию любого ледокольного судна.

Между винтами 5 и корпусом 1 судна должно быть свободное пространство В, равное или большее максимальной толщине равного льда, в котором судно должно работать.

Вертикальный вал 4а каждого движительного узла окружен, как показано на фиг. 4, обтекаемой оболочкой, поворачивающейся вместе с узлом 4. Обтекаемая оболочка имеет сечение капли с тупым концом, направленным к винту 5.

Как видно из фиг. 4 и 5, кормовая часть 3 корпуса 1 имеет увеличенную по ширине часть у кормовой части корпуса. Максимальная ширина этой части должна составлять примерно 100% от ширины средней части корпуса. Ширина увеличенной части больше, чем на 25% превышающая ширину средней части не рекомендуется, потому что это вызывает увеличение сопротивления движению, но в рамках изобретения находятся и еще большие увеличения, если увеличенное сопротивление движению по каким-либо причинам является приемлемым.

Фиг. 6 8 показывают подробности ледоломной поверхности 20. В предпочтительном исполнении поверхность 20 имеет криволинейный профиль в сочетании, включая наклонные вбок поверхности для направления льда 20а с углом наклона, по меньшей мере, с 7^o относительно горизонтальной плоскости, например, плоскости расчетной ватерлинии 10. Наклонные поверхности 20а могут встречаться на корме дозами движительных узлов 4, как показано на фиг. 6, или может быть предусмотрена плоская поверхность 21а, или ребро 21в между наклонными поверхностями, как показано на фиг. 7 и 8 соответственно.

Так как судно по изобретению в тяжелых ледовых условиях движется задним ходом, нет необходимости оптимизировать носовую часть для работы в ледовой обстановке, она может быть спроектирована для удовлетворения других важных требований.