CN105818926A - 一种极地两栖科学考察船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极地两栖科学考察船，包括船体和甲板，所述船体为流线型船体，所述船体的前部加固有钢板，所述船体的吃水线部位设有合金钢板，所述甲板将船体分为上船层和下船层，所述下船层从前到后依次设有艏尖舱兼压载水舱、淡水舱、第二压载水舱、泵舱、机舱、第一压载水舱、舵机舱和艉尖舱，所述上船层从前到后依次设有前传动轴舱、路上驾驶舱、工作舱、储物舱、水上驾驶舱和后传动轴舱，所述船体内的艏尖舱兼压载水舱和第一压载水舱通过水泵连接，所述船体内的第一压载水舱和第二压载水舱通过水泵连接。本发明由于其结构的特点可使其能够在极地地区多变的天气下出勤机会较多、速度快、容量大，母船上可多配置该船。

Description

一种极地两栖科学考察船

技术领域

本发明涉及极地两栖科学考察船技术领域，尤其涉及一种极地两栖科学考察船。

背景技术

近年来随着科学技术的日益发展，人类对于南极的考察也越加的深入。在极地的科考关系着全球变化和人类的未来，也是一个国家综合国力、高科技水平在国际舞台上的展显和角逐，在政治、科学、经济、外交、军事等方面都有其深远和重大的意义。南极这块无人居住的土地上存在的极大的政治价值、经济价值以及社会价值。南极有世界上最大的铁矿储藏地区。位于南极大陆的铁矿蕴藏丰富，含铁品位高，有“南极铁山”之称，可供世界开发利用200年，为世界之最。南极有世界上最大的煤田。南极大陆二叠纪煤层广泛分布于东南极洲的冰盖下，储藏量约达5000亿吨。南极的石油资源极为丰富。南极大陆的石油储量还未查清，但至少是非常有潜力的世界资源。南极的磷虾是南大洋的特殊水产资源，其蕴藏量约为4亿吨～6亿吨，从生态平衡观点来看，可以每年捕获5000万吨，它相当于当今世界总渔获量的一半。南极是世界最大的淡水资源库。仅南极大陆，就储存了人类可用淡水的72％。

目前，世界上有20个国家在南极洲建立了150多个科学考察基地，这些众多的考察站，根据其功能大体可分为：常年科学考察站、夏季科学考察站、无人自动观测站三类。从各国南极科学考察站的分布来看，大多数国家的南极站都建在南极大陆沿岸和海岛的夏季露岩区。只有美国、俄罗斯(前苏联)和日本在南极内陆冰原上建立了常年科学考察站。其中，阿根廷在南极共有14个考察站，为目前南极考察站数量最多的国家。其次是智利，共有9个考察站，此外，俄罗斯在南极建立了8个考察站，位居第三，英国在南极有5个考察站，美国有3个考察站。

现如今，随着我国经济发展的迅速进步，我国的科考装备也取得了重大进展，2012年6月28日，我国综合性能最先进的科考船“科学”号签字交船，该船综合布置、快速性指标、抗风稳性、电站负荷、船舶油耗、定位能力、动力系统的可靠性、生活环境舒适度均达到或超过国际同型船的水平。但总体上看，这些年来，我国海洋科考船舶的规划建造基本停滞不前，现役中，除“科学”号、“南峰”号、“海洋六号”、“实验1号”外，都是上世纪建造或改装的，其性能和数量远不能满足我国海洋和极地科考需求。我国海洋科考船存在以下几个主要问题：

一是理念落后，定位模糊。由于长期没有建造计划，我国对国外现代新型海洋科考船的发展理念和技术特点缺乏有计划、稳定、持续技术跟踪与研究，某些特定船型及船舶配套设备如极地破冰科考船还不能实现自主设计或建造；

二是数量不足，全球级偏少。从附表可以看到，现役的远洋科考船数量很少，加上在建或处于初步设计阶段的还不到20艘，如我国在南北两极建有4个极地科考站，却只有“雪龙”号1艘极地破冰科考运输船来回奔波运送人员和物资，这与我国海洋大国地位严重不符，远不能满足我国远洋科考任务要求；

三是船龄老化，技术落后。现役远洋科考船舶大部分为上世纪90年代中期以前建造，老化严重，不到10年船龄的新船(包括在建、基本设计中的)只占到4成。而且，大部分船舶性能及调查技术体系性能严重落后，不具备搭载ROV、AUV等高技术调查手段和控位性能要求高的海底探测与取样设备作业能力，不能实现海洋多参数实时同步观测和系统综合集成；

四是管理分散，效率不高。16艘海洋科考船分布在7个部门管理，科考任务和协调困难，不能满足海洋科考整体性、综合性要求，运行效率难以提高。

随着研究的深入，我们所需要面对的自然环境也就越发的恶劣，这也就要求我们对于我们自身的科技装备要更加完善以更好的应对随时可能到来的突发状况。就在今年的1月2日，我国南极科考船雪龙号在南极考察过程中由于受强大气旋影响浮冰范围迅速扩大，造成“雪龙”号船及船上101名人员被困。这次事件中，我们能够看出我国在科考装备方面的不足，无法应对来自于海上天气、地理等环境的挑战。

根据这次事件，我们小组拟设想一种水陆两用的工程船，配置在科考用途的工程船上，能够实现水陆两用的工作性能，使得在该船的帮助下能够使工程船能够在各种复杂地形以及天气突发状况进行工作。这种救生船参考了美国设计制造的水陆两用摩托艇，并且以救生艇为外观设计基础，为了使船在冰上的行动力以及负载能力可观，设想用轮胎作为冰上动力装置，这样既能提供摩擦，还能使其在冰上能够实现负载一定重量的重物。

拥有这样一种救生船能够使得在科学考察、工程需要中更加有保障，同时这也能够使科学考察等实际需要中更加深入，对于工程项目本身以及对于社会的考察能力的进步都是一种贡献。而提高了科考能力就是进一步的促进了自然科学的发展，从社会角度来看，这也是能够是国家综合实力提高的一种方面的进步。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种极地两栖科学考察船。

本发明提出的一种极地两栖科学考察船，包括船体和甲板，所述船体为流线型船体，所述船体的前部加固有钢板，所述船体的吃水线部位设有合金钢板，所述甲板将船体分为上船层和下船层，所述下船层从前到后依次设有艏尖舱兼压载水舱、淡水舱、第二压载水舱、泵舱、机舱、第一压载水舱、舵机舱和艉尖舱，所述上船层从前到后依次设有前传动轴舱、路上驾驶舱、工作舱、储物舱、水上驾驶舱和后传动轴舱，所述船体内的艏尖舱兼压载水舱和第一压载水舱通过水泵连接，所述船体内的第一压载水舱和第二压载水舱通过水泵连接，所述船体的尾部设有螺旋桨，所述船体的下端设有车轮收放装置，所述车轮收放装置包括主副车架和液压装置，所述主副车架包括外壳、第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆平行设置，所述第一连接杆和第二连接杆的同侧一端通过第一横杆转动连接，所述第一连接杆和第二连接杆上转动连接有第二横杆，所述第二横杆和第一横杆平行设置，所述第一连接杆远离第一横杆的一端设有第一U型凹槽，所述第一U型凹槽内设有第一固定杆，所述第一固定杆通过第一转轴和第一连接杆转动连接，所述第一固定杆远离第一转轴的一端安装在外壳上，所述外壳上设有两个弧形通孔，所述第一转轴贯穿弧形通孔且第一转轴的两端均设有第一车轮，所述第二连接杆远离第一横杆的一端设有第二U型凹槽，所述第二U型凹槽内设有第二固定杆，所述第二固定杆通过第二转轴和第二连接杆转动连接，所述第二固定杆远离第二转轴的一端安装在外壳上，所述第二转轴贯穿弧形通孔且第二转轴的两端均设有第二车轮，所述第一横杆上设有第一传动轴，所述第一传动轴贯穿外壳并连接动力装置，所述外壳的内部设有第二传动轴，所述第二传动轴和第一横杆平行设置，所述第一传动轴、第二传动轴、第二横杆和第二转轴上均设有传动齿轮，所述第一传动轴、第二传动轴和第二转轴通过齿轮传递动能。

优选地，所述船体的尾部设有若干水舱，所述水舱调整船体在陆地上行驶的重心。

优选地，所述水上驾驶舱的高度大于路上驾驶舱的高度。

优选地，所述船体的重量为10-100吨。

优选地，所述船体采用轻型铝合金材料制成。

优选地，所述船体的长为9-11米，宽为2.5-3.5米。

优选地，所述钢板的厚度为5-10㎝。

优选地，所述工作舱内放置有科研设备和生活用具。

本发明中，根据极地地区地形特点，提出了一种专门适用于极地地区、可以配置在极地科考船上、并且能够实现极地水陆两栖运输的救生船，船体船身短，因而进退和变换方向灵活，操纵性好，吃水深，马力大、航速高，这样向冰层猛冲时，冲击力大，船头造成折线型，船头可以“爬”到冰面上；它的船头、船尾和船腹两侧，都备有很大的水舱，作为上冰设备。该船结合了履带式雪地车辆和救生船的特点，通过主副车架的自由切换，使其实现了极地水陆两用功能，通过驱动且由于其结构的特点可使其能够在极地地区多变的天气下出勤机会较多、速度快、容量大，母船上可多配置该船。

附图说明

图1为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的上船层结构示意图；

图2为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的下船层结构示意图；

图3为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的船体结构示意图；

图4为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的船体的船中强肋板处截面图；

图5为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的船体的船尾肋位处截面图；

图6为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的船体的船首肋位处截面图；

图7为本发明提出的一种极地两栖科学考察船的船体的主副车架结构示意图。

图中：1船体、2淡水舱、3第二压载水舱、4泵舱、5机舱、6第一压载水舱、7舵机舱、8艏尖舱兼压载水舱、9艉尖舱、10路上驾驶舱、11工作舱、12储物舱、13水上驾驶舱、14前传动轴舱、15后传动轴舱、16合金钢板、17第一车轮、18第一固定杆、19第二横杆、20第二车轮、21第二固定杆、22第二传动轴、23第二连接杆、24第一传动轴、25第一横杆、26外壳、27第一连接杆。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

参照图1-7，本发明提出了一种极地两栖科学考察船，包括船体1和甲板，船体1为流线型船体，船体1的前部加固有钢板，钢板的厚度为5-10㎝；船体1的吃水线部位设有合金钢板16，甲板将船体1分为上船层和下船层，下船层从前到后依次设有艏尖舱兼压载水舱8、淡水舱2、第二压载水舱3、泵舱4、机舱5、第一压载水舱6、舵机舱7和艉尖舱9，上船层从前到后依次设有前传动轴舱14、路上驾驶舱10、工作舱11、储物舱12、水上驾驶舱13和后传动轴舱15，船体1内的艏尖舱兼压载水舱8和第一压载水舱6通过水泵连接，船体1内的第一压载水舱6和第二压载水舱3通过水泵连接，用来保持船体1平衡，使船体1在下水过程中保证船体1不侧翻，同时使船吃水更深，保持船体1的稳定性，位于船体1后部的第二压载水舱3可以利用破冰船原理，将第二压载水舱加满水，使船体的重心后移，让船头翘起，减少上岸时与陆地之间的冲撞，船体1的尾部设有螺旋桨，船体1的下端设有车轮收放装置，车轮收放装置包括主副车架和液压装置。

主副车架包括外壳26、第一连接杆27和第二连接杆23，第一连接杆27和第二连接杆23平行设置，第一连接杆27和第二连接杆23的同侧一端通过第一横杆25转动连接，第一连接杆27和第二连接杆23上转动连接有第二横杆19，第二横杆19和第一横杆25平行设置，第一连接杆27远离第一横杆25的一端设有第一U型凹槽，第一U型凹槽内设有第一固定杆18，第一固定杆18通过第一转轴和第一连接杆27转动连接，第一固定杆18远离第一转轴的一端安装在外壳26上，外壳26上设有两个弧形通孔，第一转轴贯穿弧形通孔且第一转轴的两端均设有第一车轮17，第二连接杆23远离第一横杆25的一端设有第二U型凹槽，第二U型凹槽内设有第二固定杆21，第二固定杆21通过第二转轴和第二连接杆23转动连接，第二固定杆21远离第二转轴的一端安装在外壳26上，第二转轴贯穿弧形通孔且第二转轴的两端均设有第二车轮20，第一横杆25上设有第一传动轴24，第一传动轴24贯穿外壳26并连接动力装置，外壳26的内部设有第二传动轴22，第二传动轴22和第一横杆25平行设置，第一传动轴24、第二传动轴22、第二横杆19和第二转轴上均设有传动齿轮，第一传动轴24、第二传动轴22和第二转轴通过齿轮传递动能，进而带动船体1移动。

本发明中船体1的尾部设有若干水舱，在上岸时，利用破冰船原理，使船体的重心后移，让船头翘起，减少上岸时与陆地之间的冲撞，同时，水舱能够使船体1在陆地上行驶更好的调解重心，能够提高行驶速度。

本发明中水上驾驶舱13的高度大于路上驾驶舱10的高度，大风浪时，水上驾驶舱13在后不容易被水浸，而且便于驾驶人员观察，并且在实行水陆切换的时候将水上驾驶舱13设计在船体1的尾部可以更好地实现上岸，所以将水上驾驶舱13安装在尾部，并且在水上时船体1的转向动力装置是安排在船尾的舵板，水上驾驶舱13应该尽量靠近转向装置，同理，路上驾驶舱10也以靠近前轮为目的。将两个驾驶舱设计高度差的原因主要是为了相互提供视野，实现前后远近的瞭望作用。

本发明中船体1的重量为10-100吨，该船设计的目的为科考工具船，配备于科考主船上，所以该船的吨位级别相对较小，可以在主船上配备1-2艘。

本发明中船体1采用轻型铝合金材料制成，方便救生、运输以及科学考察。

本发明中船体1的长为9-11米，宽为2.5-3.5米，“长宽比”较小，船身短粗，船体吃水较深，利于保持船体1的稳定性，同时降低了重心高度，为了使船体1上岸过程中更加方便，将船体1的前部设计的相对于普通船更加上翘，目的是为了在上岸过程中减少由于船体1原因造成的阻碍，并且也使船体1在陆地上行驶时减少船首与地面的摩擦。

本发明中钢板的厚度为5-10㎝。

本发明中工作舱11内放置有科研设备和生活用具，由于科考需要，该科考两栖船可能会离开主船较长时间，所以该船必须具有一定的自我生存能力。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种极地两栖科学考察船，其特征在于，包括船体(1)和甲板，所述船体(1)为流线型船体，所述船体(1)的前部加固有钢板，所述船体(1)的吃水线部位设有合金钢板(16)，所述甲板将船体(1)分为上船层和下船层，所述下船层从前到后依次设有艏尖舱兼压载水舱(8)、淡水舱(2)、第二压载水舱(3)、泵舱(4)、机舱(5)、第一压载水舱(6)、舵机舱(7)和艉尖舱(9)，所述上船层从前到后依次设有前传动轴舱(14)、路上驾驶舱(10)、工作舱(11)、储物舱(12)、水上驾驶舱(13)和后传动轴舱(15)，所述船体(1)内的艏尖舱兼压载水舱(8)和第一压载水舱(6)通过水泵连接，所述船体(1)内的第一压载水舱(6)和第二压载水舱(3)通过水泵连接，所述船体(1)的尾部设有螺旋桨，所述船体(1)的下端设有车轮收放装置，所述车轮收放装置包括主副车架和液压装置，所述主副车架包括外壳(26)、第一连接杆(27)和第二连接杆(23)，所述第一连接杆(27)和第二连接杆(23)平行设置，所述第一连接杆(27)和第二连接杆(23)的同侧一端通过第一横杆(25)转动连接，所述第一连接杆(27)和第二连接杆(23)上转动连接有第二横杆(19)，所述第二横杆(19)和第一横杆(25)平行设置，所述第一连接杆(27)远离第一横杆(25)的一端设有第一U型凹槽，所述第一U型凹槽内设有第一固定杆(18)，所述第一固定杆(18)通过第一转轴和第一连接杆(27)转动连接，所述第一固定杆(18)远离第一转轴的一端安装在外壳(26)上，所述外壳(26)上设有两个弧形通孔，所述第一转轴贯穿弧形通孔且第一转轴的两端均设有第一车轮(17)，所述第二连接杆(23)远离第一横杆(25)的一端设有第二U型凹槽，所述第二U型凹槽内设有第二固定杆(21)，所述第二固定杆(21)通过第二转轴和第二连接杆(23)转动连接，所述第二固定杆(21)远离第二转轴的一端安装在外壳(26)上，所述第二转轴贯穿弧形通孔且第二转轴的两端均设有第二车轮(20)，所述第一横杆(25)上设有第一传动轴(24)，所述第一传动轴(24)贯穿外壳(26)并连接动力装置，所述外壳(26)的内部设有第二传动轴(22)，所述第二传动轴(22)和第一横杆(25)平行设置，所述第一传动轴(24)、第二传动轴(22)、第二横杆(19)和第二转轴上均设有传动齿轮，所述第一传动轴(24)、第二传动轴(22)和第二转轴通过齿轮传递动能。

2.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述船体(1)的尾部设有若干水舱，所述水舱调整船体(1)在陆地上行驶的重心。

3.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述水上驾驶舱(13)的高度大于路上驾驶舱(10)的高度。

4.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述船体(1)的重量为10-100吨。

5.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述船体(1)采用轻型铝合金材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述船体(1)的长为9-11米，宽为2.5-3.5米。

7.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述钢板的厚度为5-10㎝。

8.根据权利要求1所述的一种极地两栖科学考察船，其特征在于，所述工作舱(11)内放置有科研设备和生活用具。