CN103231780A - 一种新型冰区工作船 - Google Patents

Abstract

一种新型冰区工作船，船体由下而上分为浮体、破冰结构、连桥结构和上层建筑四部分；所述浮体为长方体船舱结构；所述破冰结构为左右对称的、水平截面为窄条状的拉伸体空腔结构；所述连桥结构为平行于所述浮体的长方体船舱结构，位于所述破冰结构上方，由所述破冰结构的两条拉伸体空腔结构支撑；所述上层建筑位于所述连桥结构上，是船员的工作区和生活区。本船将传统的船头破冰方式改为采用两个薄刃状破冰结构破冰，大大减小了破冰区域的截面积，从而降低了冰区航行所需的主机功率，使得低油耗、高破冰能力、高航速、高续航能力的冰区船舶的设计构想成为可能。

Description

一种新型冰区工作船

技术领域

本发明涉及船体设计技术领域，尤其是涉及一种破冰船的船体设计。

背景技术

传统的破冰船依靠螺旋桨推力、船艏重量压迫、反复冲撞等方式对冰层进行切割和破碎，以实现冰区航行的功能。由于破冰工作面较大，需要配备大功率主机系统，占据了大量舱内空间，严重压缩了其补给物资的运载。另一方面，由于需要消耗大量的燃油，其经济性能也较差。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种新型冰区工作船。本船将传统的船头破冰方式改为采用两个薄刃状破冰结构破冰，大大减小了破冰区域的截面积，从而降低了冰区航行所需的主机功率，使得低油耗、高破冰能力、高航速、高续航能力的冰区船舶的设计构想成为可能。

本发明的技术方案如下：

一种新型冰区工作船，船体由下而上分为浮体、破冰结构、连桥结构和上层建筑四部分；

所述浮体为长方体船舱结构，所述长方体船舱结构平行于水面的面的棱分别为长棱和宽棱，所述长棱平行于船体的行进方向，所述长方体船舱结构垂直于水面的棱为高棱；所述长棱和宽棱的长度大于所述高棱的长度；

所述破冰结构为左右对称的、水平截面为窄条状的拉伸体空腔结构，所述拉伸体空腔结构分别立于所述浮体的两条长棱上；

所述连桥结构为平行于所述浮体的长方体船舱结构，位于所述破冰结构上方，由所述破冰结构的两条拉伸体空腔结构支撑；

所述上层建筑位于所述连桥结构上，是船员的工作区和生活区。

所述浮体内部设置推进机舱，为船提供动力。所述破冰结构艏部设有破冰刃。

所述破冰刃由高强度合金钢制成。所述破冰刃的横向宽度需大于单个破冰结构的横向宽度。所述破冰结构的外壳采用高强度厚钢材板进行防护，所述破冰结构的内部采用型钢构件支撑。

本发明有益的技术效果在于： 

本申请的浮体是一整块扁平的长方体船舱结构。本申请的浮体不仅为整船提供浮力，在航行过程中始终处于冰层之下，可以减小破冰面积，提高破冰效率；而且在浮体内部设置推进机舱，使动力设备和船员工作生活区域相隔离，以有效的抑制设备的振动噪声对船员的影响，同时降低了整船的重心，提高整船的稳定性。浮体内动力设备的管路贯穿破冰结构，与上层连桥结构和上层建筑的燃油舱、通气装置、烟囱结构相连。

破冰结构是船体的关键部位，破冰结构将浮体和连桥结构牢固的连接，三者形成一个闭环结构，使得整船具有更高的抗弯和抗扭刚度。破冰结构艏部设有高强度合金钢制成的冰刃结构，冰刃结构的横向宽度需略大于单个破冰结构的横向宽度，以防止冰刃后面的破冰结构受到犁开的冰道侧面以及碎冰的挤压和摩擦。由于航行过程中破冰结构直接承受冰面的冲击，在破冰结构的外部采用高强度的厚钢材防护，内部采用密集的型钢构件支撑。破冰结构内部设置舷梯，以方便人员进入底舱进行主机及轴系的维护和检修。

传统的破冰船依靠螺旋桨推力、船艏重量压迫、反复冲撞等方式对冰层进行切割和破碎，以实现冰区航行的功能，这种破冰方式破冰效率较低，耗能较大，航行较慢。本船将传统的船头破冰方式改为采用两个薄刃状破冰结构破冰，大大减小了破冰区域的截面积，从而降低了冰区航行所需的主机功率。

连桥结构位于破冰结构以上、甲板下部，内部划分为各个舱室，主要用于存放各种补给物资，可方便的进行物资的装卸和转运。

上层建筑位于甲板以上，是船员主要的工作区和生活区。

附图说明

图1为本冰区工作船的船体主视图；

图2为本冰区工作船的船体右视图。

图3为单个破冰结构的截面图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进行具体描述。

从图1、图2可以看到，本新型破冰船的船体由下而上分为浮体1、破冰结构2、连桥结构3和上层建筑4四部分。

      浮体1为扁平的长方体船舱结构，长方体船舱结构平行于水面的面的八条棱分别为长棱14和宽棱12，其中长棱14定义为与船体的行进方向相同的那四条棱边，长方体船舱结构垂直于水面的四条棱为高棱13；长棱14和宽棱12的长度远大于高棱13的长度。

为了减少船体行进时水对浮体1的阻力，可将浮体1设计成上宽下窄的梯形结构，即高棱13与长棱14不垂直；也即长棱14的四条棱中，位于上边的棱长度大于下边的棱长度，在图2中表现出来的即为浮体1的右视图为一个梯形。

浮体1内部设置推进机舱，其内部的动力设备的管路贯穿破冰结构2，与上层的连桥结构3和上层建筑4的燃油舱、通气装置、烟囱结构相连。

破冰结构2为左右对称的两个，分别立于浮体的两条长棱14上。单个破冰结构的截面图如图3所示，其水平截面为窄长条状的；其右视图如图2所示，为拉伸平面。破冰结构2内部是空腔，其外壳6采用高强度的厚钢材防护，其内部垂向支撑构件7、纵向支撑构件8和横向支撑构件9采用型钢构件。在破冰结构2内部安装有人员通道10和主机通风管口11，主机通风管口11是与浮体1内的动力设备相连的。

破冰结构2的艏部设有高强度合金钢制成的破冰刃5，破冰刃5的横向宽度大于单个破冰结构2的横向宽度，以防止破冰刃5后面的破冰结构2受到犁开的冰道侧面以及碎冰的挤压和摩擦。

两个破冰结构2的上方支撑着连桥结构3。连桥结构3与浮体1类似，均为扁平的长方体船舱结构。破冰结构2将浮体1和连桥结构3牢固的连接，三者形成一个闭环结构，使得整船具有更高的抗弯和抗扭刚度。在连桥结构3的艏艉端各有一个调节水舱，用于调节船体破冰航行时的吃水和姿态。

上层建筑4是船员的工作区和生活区，其设计并没有一定的固化模式，可以灵活的根据船只的用途和需要进行设计和功能模块划分。

与传统破冰船对冰面的“带状破碎”相比，本新型冰区工作船是“线状切割”，可在不提高主机功率和燃油成本的条件下使船舶的破冰性能得到较大的提升，该种船舶形式可广泛应用于冰区的货物航运、科研勘探、旅游观光、军事用途。

Claims (6)

1.一种新型冰区工作船，其特征在于船体由下而上分为浮体、破冰结构、连桥结构和上层建筑四部分；

所述浮体为长方体船舱结构，所述长方体船舱结构平行于水面的面的棱分别为长棱和宽棱，所述长棱平行于船体的行进方向，所述长方体船舱结构垂直于水面的棱为高棱；所述长棱和宽棱的长度大于所述高棱的长度；

所述破冰结构为左右对称的、水平截面为窄条状的拉伸体空腔结构，所述拉伸体空腔结构分别立于所述浮体的两条长棱上；

所述连桥结构为平行于所述浮体的长方体船舱结构，位于所述破冰结构上方，由所述破冰结构的两条拉伸体空腔结构支撑；

所述上层建筑位于所述连桥结构上，是船员的工作区和生活区。

2.根据权利要求1所述的新型冰区工作船，其特征在于所述浮体内部设置推进机舱，为船提供动力。

3.根据权利要求1所述的新型冰区工作船，其特征在于所述破冰结构艏部设有破冰刃。

4.根据权利要求3所述的新型冰区工作船，其特征在于所述破冰刃由高强度合金钢制成。

5.根据权利要求3所述的新型冰区工作船，其特征在于所述破冰刃的横向宽度需大于单个破冰结构的横向宽度。

6.根据权利要求1所述的新型冰区工作船，其特征在于所述破冰结构的外壳采用高强度厚钢材板进行防护，所述破冰结构的内部采用型钢构件支撑。

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