CN101730644A - 改进船的破冰性的方法和根据该方法构造的船 - Google Patents

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Abstract

一种提供具有改进的冰穿透特性的船的方法，特别是破冰船或货船、油轮或类似的运输船舶，以及根据所述方法制造的船，所述船具有含第一端(2)和第二端(3)的船体(1)，并在所述第二端配备推进结构，该推进结构提供当船以任一端向前移动时船的主要推进力以及船的转向，致使船的所述第二端(3)被成形和设计使得它本身具有有效的冰穿透特性。选择所述推进结构，使得包括至少三个推进装置，所述推进装置中的至少多数是舵推进器装置(4)，并且位于相距船的所述第二端(3)的至少两个不同距离处，从而当船在冰或积冰中向前移动所述第二端(3)时，具有位于船的所述第二端(3)附近的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来破冰，并且具有位于更远离船的所述第二端(3)的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来把碎裂的冰或冰块从积冰中移开。

Description

改进船的破冰性的方法和根据该方法构造的船
【技术领域】
本发明涉及根据权利要求1的主题的一种提供船的方法，具体涉及具有改进的冰穿透特性的破冰船或货船、油轮或类似运输船舶，该船具有包含第一端和第二端的船体，并且在所述第二端配备推进结构，该推进结构提供当船以用两端中的任一端向前移动时船的主要推进力和船的转向(steering)，由此船的所述第二端被成形和设计使得它本身具有有效的冰穿透特性。本发明还涉及根据权利要求7的主题的一种船。
【背景技术】
对于各种运输船舶、油轮、服务船舶等的需要和使用，除了开阔的水域条件下之外，还要在冰水中并且现今程度增大到甚至在北极条件下操作。实践中，为了有效地行进，船舶要求有对应不同条件的各种弓形设计。为此目的，提出了一种设想，根据该设想，对于不同条件分别优化船的前端和后端。此设想在例如美国专利公开第US5218917号中进行了描述，并且相应地，船的后端被成形和设计成比船的前端更有效地破冰，从而在厚冰条件下，船舶朝船的后端方向移动，而在开阔水域条件下船舶以正常的朝前方向更有效地移动。除了船体本身的后端的设计和加固之外，此设想的特征是，在船的后端的主要推进装置包括两个可转动的舵推进器装置，该舵推进器装置的推进器连同适当倾斜成形的后端下部进行破冰。不同于推进器绕由船舶的船体固定支持的轴而旋转的固定推进器装置，在本说明书中，舵推进器装置这一术语涉及可以绕单独的轴转动、并且可以不需任何单独的舵装置就可用来操纵船舶的推进器及其驱动轴。
当目标是要把所述设想应用到更大的货船上，诸如油轮，船舶也本身还需要相当高的推进功率。然而，根据现代技术的舵推进器装置在推进功率上有它们的限制，实践中，功率输出大约为每个舵推进器装置20MW。具有比这更高功率输出的舵推进器装置的限制包括，例如需要的空间、重量和价格。
欧洲专利公开第EP 1472135号揭示了一种推进结构，本身已知，适用于包括固定推进器装置和放置在其两侧的舵推进器装置的大型RoRo船舶。当问题是所需的空间和也为更大型船舶提供足够高的推进功率时，这种方案本身具有成本和空间利用上的优势。文件中无论如何没有提及有关此方案对于除了开阔水域，还可以在厚冰条件下行进的船舶的适用性。
因此，想要用在不同条件下并且还特别适合用于厚冰条件下的船舶要求适合被成形以更好地应用于开阔水域条件的弓形，对于硬冰条件的足够的冰穿透特性，并且此外本身足够的推进功率，厚冰条件在此上下文中除了包括厚的扁平冰外，还包括特别由浮冰(pack-ice)和积冰(ice build-up)形成的冰脊(ice ridge)。除了在燃料经济性方面有效破冰的能力本身外，冰穿透特性在此上下文中还包括一般在厚冰条件下，如浮冰中和通过冰脊，行进的能力，该能力除了适合的结构设计，还要求充分的硬度。例如当为了在位于北极条件中的基地下船和/或上船而穿过冰脊和浮冰转向时，这是明显的。
在具有任何真实的破冰任务前，实际的破冰船可能需要在开阔水域中长时间移动的情况下，上述问题部分也是存在的。此外，破冰船的弓形被设计用于特别当打破厚的扁平冰时的优化操作，并且因此，当朝前移动时，冰脊和积冰更有相当大的挑战性。为了确保例如当在开阔的水道里移动和转动时的可移动能力和可操纵能力，即使要求在破冰船朝后移动时也具有一定的破冰能力，但破冰船在朝后移动时的破冰能力通常实质上比在朝前行进时更差。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种上述问题的解决方案，因此提供一种可以是破冰船或适用于运输各种货物的船舶，该船比以前更适合用在上述不同的操作条件下，特别在厚冰条件下，例如当通过冰脊、积冰或浮冰转向时。
本发明的目的主要通过所附的权利要求1和7的描述，以及其它权利要求更为仔细地解释而实现。在此上下文中，分别使用船的“第一端”和“第二端”术语来代替“前端”和“后端”，因为如果使用船，并且它在一定的更可变操作条件下以任一端朝前移动，后者术语可给出解释的空间。
根据本发明，选择船的所述推进结构，使得包括至少三个推进装置，所述推进装置的至少大部分为舵推进器装置，并且位于与船的所述第二端相距至少两个不同距离处，从而当船以所述第二端在冰或积冰中朝前移动时，具有位于船的所述第二端附近的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来破冰，具有位于更远离船的所述第二端的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来将分解的冰或冰块从积冰中移开。
通过本发明，实质上同时改进破冰船和适用于运载各种货物的船以特别在硬浮冰条件下以船的主要推进力位于运动的两个方向的那端通过冰脊向前移动的能力成为可能。并且，船的这端还可以适用于打破相当厚的扁平冰，这对货物运输船舶很有用。当打破或分解密集的冰块时，位置离所述第二端更近的舵推进器装置有效地操作。类似地，当使用距离所述第二端更前的推进装置来移动分解的或打破的大块和小块的冰块以开路时，相对现有技术方案特别在浮冰和冰脊中有效地改进破冰船和其它船的行进成为可能。
本解决方案并不影响船舶的相对端的设计，但同样可以按更好地适应在开阔水域中有效向前移动而设计，或在破冰船的情况下以传统方式优化，以适合打破厚的扁平冰(flat ice)。并且，根据实际操作条件(例如对比在冰冻条件下移动的开阔水域转向度数)，货船中的所述相对端还可以设计成使用时甚至对打破扁平冰有优势。因此，同时，根据本发明的结构可以作为整体同时为破冰船和船提供用来打破扁平冰和浮冰的更好的能力。
为了确保冰冻条件下该结构的有效运行，位于与船的所述第二端相距不同距离处的推进装置沿船的侧向并排放置。
使用被选择的推进结构的有利方式是，使用一个或更多个推进器以通过向积冰吹出水流以打破积冰，致使推进装置更多的共同推进力仍然被设置用来朝向要打破的积冰移动船，并把打破的冰从积冰中移走。
要用于打破冰的船的推进装置优选的是舵推进器装置。这使得转动它们并因此使船在厚冰条件下更有效的操作和行进成为可能。舵推进器装置以根据本发明的这种方式的使用本身并不依赖于它们是否是按船的正常操作下的所谓的推或拉舵推进器装置。实质是当按本发明揭露的方式使用时，此时推进装置的推进器的位置。
在优选的实施例中，选择推进结构，使得它包括与船体纵向中心线有距离的、位于船体两边的、可转动的舵推进器装置，以及放置在舵推进器装置之间的固定推进器装置，当船在冰中以所述第二端向前的方式移动时，固定推进器装置的推进器与船的所述第二端的距离明显大于舵推进器装置的推进器与船的所述第二端的距离。因此，最靠近船的所述第二端的舵推进器装置稳固地固定在冰脊上，而更远离的固定推进器装置使船舶的所述端成形在船体中央部区域致使后端的破冰角度可以保持有利破冰的扁平状成为可能。这个解决方案允许打破的冰自由地通过船下面，并进一步送到船舶后面的水道，以免阻止船舶向前移动。此外，当它在没有冰的开阔水域中移动时，固定推进装置提供船舶有效的推力。
考虑上面提到的因素，优选地，舵推进器装置的大小使得它们总共对应船的总推进功率的至少一半。
【附图说明】
在下面，结合所附示意图通过示例的方式解释本发明，其中：
图1表示从下面倾斜看到的根据本发明的船的后部；
图2说明了从下面观看使得显示前端和后端的根据图1的船。
【具体实施方式】
图中参考标号1表示船的船体。为了清楚起见，船的船体的第一端和第二端在此分别称为前端2和后端3。原则上，船可以是任何要同时在开阔水域和冰条件下操作的货船(cargo vessel)或破冰船。
根据本发明，船的主要推进结构放置在船的后端，并且在此例中它包括两个舵推进器装置4以及位于它们中间的在固定轴端部的推进器5。根据船的类型和大小，除了主要推进结构外，如果有这样的要求，还可以设置位于前端的推进装置，例如隧道推进器，来帮助船在港湾和其它狭窄地方的移动。然而，主要地，通过根据本发明的所述主要推进结构，船可向前方和向船尾方向移动。
如图所示，舵推进器装置4放置在设计吃水线6下面的船的后端3的附近。后端3位于设计吃水线6附近，并且在它上面稍微倾斜成形，致使它能够破冰并允许船对着冰移动，从而舵推进器装置4可以用推进器朝前打穿进入冰中。因此，可提供用于在厚冰条件下，特别在浮冰和由其形成的冰脊下移动的尽可能有利的结构。进一步如图所示，舵推进器装置4的推进器在此例中位置比固定推进器装置5的推进器显然更靠近船的后端3，当船舶向前移动后端时，该推进器引导并取走船下面的冰块，并且进一步送到船舶后面形成的水道和/或部分送到侧边，特别如果考虑到是扁平冰。
根据本发明的主要原理，船的后端3的推进结构包括推进器装置，实践中最合适为三个推进器装置，这三个推进器装置放置在相距船的后端3的两个不同距离处。相应地，一个或更多个舵推进器装置4位于船的后端3，使得所述推进器最靠近冰，并且因此参与到破冰中。并且，后端3具有一个或更多个推进器装置，用来从船的航线上有效移除打破的冰块的舵推进器装置4或者固定推进器装置5，当船舶在冰中以后端3向前行进时，该装置的位置比舵推进器装置4的所述推进器更进一步远离后端3。这很重要，因为在厚冰条件下，打破的冰块已经本身实质上影响了船在冰域中向前移动。
图示表示本发明最佳实施例，其具有一个用来移除冰块的固定推进器装置5。除了这一操作，当目标是为了确保船在开阔水域使用中朝前转向时足够的推进功率，所述固定推进器5具有优势。然而在发明构思范围内，甚至推进器结构中的所有推进器装置可以是舵推进器4，并且一种选择可以是一种包括仅仅一个当朝后移动时作为用来打破航道的最向后推进器的舵推进器4和负责冰块的移除的两个其它舵推进器4的结构。在每个特殊案例中，以假设的船被使用的条件为基础选择最有优势的推进器结构。
当根据本发明设置船的后端3，使得它的冰穿透特性特别在浮冰和类似的厚冰条件下尽可能地好，当设计和成形船的前端2时，其它特征可以更好地考虑。这样的示例是不但在开阔水域中操作，而且还例如在较扁平的冰域中向前移动，因为根据是否目标是为优化在扁平冰或在浮冰中和具有冰脊的条件下有效地移动，实践中最优化的结构在一定程度上相互之间不相同。当船向前移动时，舵推进器装置4优选地可以转动半转，使得它们还在这种情况下拉推进器。
本发明不限于所示实施例，而是在所附的权利要求范围内可以构思几种变化。

Claims (11)

1.一种提供具有改进的冰穿透特性的船的方法，特别是破冰船或货船、油轮或类似的运输船舶，所述船具有含第一端(2)和第二端(3)的船体(1)，并在所述第二端配备推进结构，所述推进结构提供当船以两端中的任一端向前移动时船的主要推进力以及船的转向，由此船的所述第二端(3)被成形和设计使得它本身具有有效的冰穿透特性，其特征在于，选择所述推进结构，使得包括至少三个推进装置，所述推进装置中的至少多数是舵推进器装置(4)，并且位于相距船的所述第二端(3)的至少两个不同距离处，从而当船以所述第二端(3)向前在冰或积冰中移动时，具有位于船的所述第二端(3)附近的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来破冰，并且具有更远离船的所述第二端(3)定位的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来把分解的冰或冰块从积冰中移开。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，位于相距船的所述第二端(3)不同距离处的推进装置沿船的侧向并排放置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，一个或更多个推进器用来通过向积冰吹水流来打破积冰，由此推进装置更多的共同推进力仍被设置用来朝向要打破的积冰移动船，并将打破的冰从积冰中移开。
4.根据前面任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，要用来破冰的船的推进装置是舵推进器装置(4)。
5.根据前面任何一项权利要求所述的方法，其特征在于，选择所述推进结构，使得它包括与船体(1)的纵向中心线有距离、位于其两侧的、可转动的舵推进器装置(4)以及位于所述舵推进器装置之间的固定推进器装置(5)，当船第二端向前在冰中移动时，所述固定推进器装置的推进器与船的所述第二端(3)的距离明显大于舵推进器装置(4)的推进器与船的所述第二端的距离。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述舵推进器装置(4)总共对应船的总推进功率的至少一半。
7.一种具有改进的冰穿透特性的船，特别是破冰船或货船、油轮或类似的运输船舶，所述船具有含第一端(2)和第二端(3)的船体(1)，并在所述第二端配备推进结构，所述推进结构提供当船以两端中的任一端向前移动时船的主要推进力以及船的转向，由此所述船的所述第二端(3)被成形和设计使得它本身具有有效的冰穿透特性，其特征在于，所述推进结构包括至少三个推进装置，所述推进装置中的至少多数是舵推进器装置(4)，并且位于相距船的所述第二端(3)的至少两个不同距离处，从而当船在冰中或积冰中以所述第二端(3)向前移动时，具有位于船的所述第二端(3)附近的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来破冰，并且具有更远离船的所述第二端(3)定位的一个或更多个推进装置的推进器被设置用来把分解的冰或冰块从积冰中移开。
8.根据权利要求7所述的船，其特征在于，位于相距船的所述第二端(3)不同距离处的推进装置沿船的侧向并排放置。
9.根据权利要求7或8所述的船，其特征在于，要用来分解和打破冰的推进装置是舵推进器装置(4)。
10.根据权利要求7-9中任何一项所述的船，其特征在于，所述推进结构包括与船体(1)的纵向中心线有距离、位于其两侧的、可转动的舵推进器装置(4)以及位于所述舵推进器装置之间的固定推进器装置(5)。
11.根据权利要求10所述的船，其特征在于，所述舵推进器装置(4)总共对应船的总推进功率的至少一半。
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