CN1039689C - 破冰船 - Google Patents

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Abstract

本发明是为改进一种破冰船的机动性而提出的。所述破冰船的船前部设计成带有倾斜向前升高的底面的平底船形式，在其侧边设有破冰的装置，在船体两侧沿其全长设有凸台形式的侧壁，其凸台下侧向下倾斜并处在吃水线的水平上，使得凸台下侧在船作弧形航行时可破碎冰棱。此外，船艏下侧在破碎装置的区域设计成宽于紧接着的船体的在吃水线处的宽度，由此在冰棱与船体之间创造出一个间隙。

Description

破冰船
本发明涉及一种破冰船，其船前部(Vorschiff)设计成平底船结构，船艏底面(Bugunterseite)大致在船长的前三份之一处起始从船底经过吃水线倾斜地朝前方升起，其侧棱在吃水线区域内设有破碎或切割冰层的装置，其在吃水线区域的宽度大于紧接着的船体的在吃水线处的宽度，船体在两侧具有凸台形式的侧壁，凸台围栏(Balkonbrüstung)大致上是垂直的，与凸台围栏邻接的凸台下侧(Balkonunterseite)向下倾斜，与该凸台下侧邻接的凸台台脚(Balkonsockel)在过渡到基本上是平的船底前是大致垂直取向的，吃水线平行于凸台下侧伸展，最好是在凸台下侧半宽大约靠外一些的部位伸展。
在DE-PA4101034中公开的这种类型的破冰船中，在邻接着平底船形式的船前部两侧具有伸入船体内的呈腰身状的凹入。
此外，在这种公知的破冰船上，呈阳台状的凸台形式的侧壁邻接着所述凹入一直伸展到船艉。
这种呈腰身状的凹入在其深度与长度尺寸确定得合适的情况下，在船进行弧形航行时可提供比较小的回转圆半径，因而提供良好的机动性，但是由于需要在船体结构上作很大的改动，因此提高了制造成本。
此外，所述的凹入会对沿着船舷的水流造成干扰，从而特别在无冰的水域内的航行中对流阻带来不利影响。
本发明的目的在于克服上述的缺陷，对开头所述类型的破冰船作进一步改进，使其既不需要复杂的船体结构、又不存在阻碍水流的因素。
本发明的目的通过如下的技术方案得以实现，凸台形式的侧壁在船体的全长上或几乎全长上伸展，完全没有朝向船内部的凹入，并基本上平行于船的纵轴线伸展；此外，船艏底面在从船底起始的部位的宽度大致相当于凸台台脚之间的距离并从该起始部位向前连续地增大，直至到达在吃水线区域内的船艏底面的宽度；在两侧凸台围栏之间的距离以至上甲板的宽度大于船艏底面在吃水线区域内的宽度。
采取这些措施，除了带来前述的优点外，还产生意想不到的效果，设置在船艏侧棱上的破碎或切割冰层的装置，由于它们相对于船的纵向轴线带有朝外取向的角度，因此改进了破冰船在已被破碎的冰道中航行时的保持航迹的性能以及改进了破冰船在作弧形航行时的回转随意性。
迄今建造的破冰船都是用船艏或船艉来有效地破冰。为了达致回转性，这些破冰船制有扁豆状的吃水线，也就是说，没有或者只有很短的中间段是平行的。
由于具有这样的构形以及由此产生的不规则的被破碎的冰棱，加上在船艏上、可能也在船艉上、也进行在侧面上的结构改进，才使得这种破冰船能够借助于舵力沿弧形航行。
本发明的构思在于，破冰装置不只是存在在船艏和船艉上，而且还在破冰船的整个长度上在船侧伸展。这种按照本发明建造的破冰船在周缘上均具有破冰装置，也就是说，其吃水线的每个部位都配备有破冰装置。
借助于由操纵机构(舵)产生的横向力的作用下，这种破冰船在船前部区域以带曲线的内侧、而在船体中部及船艉区域则以带曲线的外侧来破碎冰层。这种破冰能力与操纵机构的横向力的大小、凸台下侧的倾斜度和诸如冰层的厚度和硬度的冰层性质有关。
迄今建造的破冰船的龙骨的相对于垂直线的偏角是从0°至最大约25°。这样的龙角偏角对于有足够厚度的冰层来说确是太小了，以至于不足以在进行弧线航行时借助于操纵机构的横向力通过船侧来破冰。上述的这种小的龙骨偏角应是基本上只用于避免冰在压向船身时所施加的力。
本发明的其它的结构发展形式将描述如下。
船艏底面的增宽方式选择成使得其侧棱形成一条直线或一条略带弯曲的曲线。
船艏底面在吃水线上方与下方均大致上垂直于船的纵向中线面并且是平坦的、略为凸起的或是弯曲的，这特征证明特别有利于破开直线形的冰槽。
船艏底面从其在船底的起始部位起直到吃水线之上分别从侧边向上弯折一个角度以形成沿纵向伸展的侧面，这使得船容易在冰槽内对中。
船艏底面的侧棱经过倒棱与/或倒圆，这使得冰块容易在凸台下侧与凸台台脚之间的通道或在船艏底面下面从破冰装置上滑开。
在船底上设有底楔(Bodenrumkeil)，该底楔处在吃水线下方，最好配置在船艏底面起始部位的区域内，并且其叉形凸肩过渡到凸台台脚或伸展入船底内，其目的在于引导到达船艏底面下方的冰块向两侧散开，使在船艉的驱动与操纵机构避免与冰块接触，从而提高其效率并使其免受损坏。
在平底船形式的船前部的区域内，两侧凸台围栏之间的距离以至两凸台下侧之间的距离设计成朝船艏方向连续地增大。凸台围栏之间的距离应大于船艏底面在吃水线区域内的宽度，因此，在这个区域内的凸台下侧之间的距离也相应增大。
该船配置有一个本身是公知的装置，该装置最好设有可用液动、机动或气动控制来产生并维持着一个基本上围绕其纵向中轴线的摆动运动，这样就改善了船的回转航行性能，因为通过摆动运动可以加强倾斜的凸台下侧特别作回转航行时破碎冰棱的效果。
以下将借助于附图进一步描述本发明的几个实施例。
图1所示为本发明的一种船体，其上带有在横向上是贯通的平面状的船艏底面和很大程度上是直线的侧棱。
图2所示为本发明的另一种船体，其上带有在横向上是平面状的船艏底面和向外凸起的侧棱；
图3所示为本发明的又一种船体，其沿船艏底面的侧棱带有在横向上朝向上方弯折的侧面；
在每个图中都以透视图方式借助于多个沿船体纵向分布的横截面线表示了船的结构。在所有图中，相同的部份用相同的标记表示。
R表示破冰船的船体，在所有图中，其右舷侧上示有多条在船的整个长度上分布的横截面线。根据这些线可以看出，船舷成形成阳台形状的的凸台形式，该凸台在整个船长上以及船艉上伸展，从船前部略宽的部位朝后看平行于船的纵轴线伸展。
此外还可以看出，凸台围栏1、1′大致竖直设置，与之邻接的凸台下侧2、2′向下倾斜30°左右，与凸台下侧邻接的凸台台脚3也是大致竖直设置的，该台脚同时也是船体侧壁，它过渡到基本上是平坦的船底4上。
总的用P表示的船前部设计成平底船结构，即，其船艏底面5大致上垂直于船的纵向中线平面，并从该中线面向两侧延伸，该船艏底面从船底4向船艏斜线上升。
船艏底面5从船底4起始的部位大致位于船长的前三份之一处，从船底4到船艏底面的过渡设计成连续过渡。
在该部位，船艏底面5的宽度即等于凸台台脚3的宽度，船艏底面的侧棱5′侧过渡到台脚3与船底4之间的倒圆9。船艏底面5自此处起向前逐渐加宽，直至其宽度与凸台围栏1′间的宽度相等。
在船艏底面5与吃水线、以下简称SWL、相关的区域内，侧棱5′设计成破冰的装置，其与船艏底面5一道在冰层表面破开一条具有直线冰棱的沟槽。船艏底面5的逐渐加宽的方式选择成使得在该吃水线区域内的两侧棱5′之间的距离略大于船体R处的吃水线处的宽度。
在图1所示实施例中，船艏底面5的侧棱5′在吃水线区域内呈直线形，而在图2所示实施例中该侧棱5′呈向外凸起的曲线。
在这两个实施例中，船艏底面5在吃水线区域内均设计成垂直于船的纵轴线的平面，而在下面的区域内则略向下弯折，以便平滑地过渡到连接在彼处的成叉形朝船艉方向展宽的底楔6，底楔6的叉形凸肩6′朝向凸台台脚3过渡。
在图3所示的实施例中，结构略有变化，在船艏底面5的两侧，沿其全长制有相对于其中线平面向上弯折的侧面5″。侧面5″通过边棱5与侧棱5′界定，该两棱在船底4上均过渡连接到倒圆9上。
在所有实施例中，如前面已提及的那样，在船前部P的区域内，凸台围栏1′之间的距离略有增大，因而上甲板7大致从船前部P的始端起向船艏逐渐加宽。
由此，凸台下侧2′之间的距离在此区域内也相应地增大。
因此，所有实施例的共性在于，船艏底面在冰层上破开的沟槽略宽于船体R处的吃水线的宽度，这样就使得船体与沟槽冰棱之间留有一定间隙，以防止冰棱挤压船体R。
另一实施例尽管没有进行描述，但仍属于本发明的范围，其要旨在于，附加装备一个本身是公知的装置，以使船体产生一个基本上围绕其纵轴线的摆动运动。
以此方式可以使凸台下侧2、2′向冰棱传递额外的破碎力，通过这样的破碎可加宽冰棱与船体R之间的间隙，从而提高船的冰中的回转航行性。

Claims (8)

1.一种破冰船，其船前部(P)设计成平底船结构，船艏底面大致在船长的前三份之一处起始从船底经过吃水线倾斜地朝前方升起，其侧棱在吃水线区域内设有破碎或切割冰层的装置，其在吃水线区域的宽度大于紧接着的船体的在吃水线处的宽度，船体在两侧具有凸台形式的侧壁，凸台围栏大致上是垂直的，与凸台围栏邻接的凸台下侧向下倾斜，与该凸台下侧邻接的凸台台脚在过渡到基本上是平的船底前是大致垂直取向的，吃水线平行于凸台下侧伸展，最好是在凸台下侧半宽大约靠外一些的部位伸展，其特征在于，凸台形式的侧壁在船体(R)的全长上或几乎全长上伸展，完全没有朝向船内部的凹入，并基本上平行于船的纵轴线伸展；此外，船艏底面(5)在从船底(4)起始的部位的宽度大致相当于凸台台脚(3)之间的距离并从该起始部位向前连续地增大，直至到达在吃水线区域内的船艏底面(5)的宽度；在两侧凸台围栏(1′、1′)之间的距离以至上甲板(7)的宽度大于船艏底面在吃水线(SWL)区域内的宽度。
2.按权利要求1所述的船，其特征在于，船艏底面(5)的增宽方式选择成使得其侧棱(5′)形成一条直线或一条略带弯曲的曲线。
3.按权利要求1或2所述的船，其特征在于，船艏底面(5)在吃水线上方与下方均大致上垂直于船的纵向中线面并且是平坦的、略为凸起的或是弯曲的。
4.按权利要求1或2所述的船，其特征在于，船艏底面(5)从其在船底(4)的起始部位起直到吃水线之上分别从侧边向上弯折一个角度以形成沿纵向伸展的侧面(5″)。
5.按权利要求1或2所述的船，其特征在于，船艏底面(5)的侧棱(5′)经过倒棱与/或倒圆。
6.按权利要求1或2所述的船，其特征在于，在船底(4)上设有底楔(6)，该底楔处在吃水线下方，最好配置在船艏底面(5)起始部位的区域内，并且其叉形凸肩(6′)过渡到凸台台脚(3)或伸展入船底内。
7.按权利要求1或2所述的船，其特征在于，在平底船形式的船前部(P)的区域内，两侧凸台围栏(1′、1′)之间的距离以至两凸台下侧(2′、2′)之间的距离设计成朝船艏方向连续地增大。
8.按权利要求1或2所述的船，其特征在于，该船配置有一个本身是公知的装置，该装置最好设有可用液动、机动或气动控制来产生并维持着一个基本上围绕其纵向中轴线的摆动运动。
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