CN1081152A - 破冰船 - Google Patents

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Abstract

本发明是为改进一种破冰船的操纵性而提出 的。该破冰船的船前部为平底形，基底面沿斜线向前 逐渐升高，在其侧棱处安装有破冰工具，改进在于，在 船体的两侧沿船体全长制有凸台状侧壁，其凸台下侧 壁向下倾斜并位于吃水线的水平，从而在船转向时， 凸台下侧壁可切削冰棱。此外在安有破冰工具的区 域内的船艏底面宽于船体的吃水线处宽度，由此可在 冰棱与船体之间形成一定间隙。

Description

本发明涉及一种破冰船，其船前部（P）是由船艏底面构成的，呈平底形，该船艏底面从船体底板向前延伸，并且船艏底面从前三分之一处起、经过吃水线向上倾斜，在处于吃水线区域内的船艏底面侧棱上，安装可破碎或可切削冰块的工具（铰刀），船艏底面在吃水线区域内的宽度大于其下方的船体的吃水线宽度，该船体的两侧壁呈凸台状，其凸台栏杆基本上是铅垂的，与该栏杆邻接的凸台下侧壁向下倾斜，与该凸台下侧壁邻接的凸台墙基在到达向基本平直的船体底板的过渡区前大至为铅垂的，吃水线与凸台下侧壁的宽度线大致平行，最好稍向外扩展。
在DE-PA4101034中所公开的这类破冰船上，在邻接于平底形船底部处，其两侧均有向船体内凹入的尾状的沟槽。
此外，在这种已知破冰船上，呈凸台状的侧壁从上述沟槽相接处起一直延至船艉。
这种艉状的沟槽在其深度和长度选择适当的情况下，可使船在运转行驶时获得较小的回转半径，从而获得较好的操纵性。尽管如此，由于它要求在船体结构上作很大的结构改动，因而成本较高。
此外，上述沟槽会对甲板壁周缘处的水流走向产生扰动作用，从而产生流阻，这在船只行驶在无冰水域内时特别不利。
本发明的目的在于克服上述缺陷，对本文开头就提及那类破冰船作进一步改进，使其既不需要复杂的结构又不会对水流产生阻流因素。
本发明目的是通过如下方案实现的，凸台状侧壁延伸于船体的全长或近似于全长范围内，在船内不设置任何沟槽，凸台状侧壁与船体纵向轴线基本平行，此外，在船艏底面与船体底板相接处，船艏底面的宽度大至对应于两凸台墙基之间的距离并由该处起向前逐渐增宽，直至达到吃水线区域内船艏底面的宽度。两凸台栏杆之间的距离大于船艏底面在吃水线区域内的宽度。
这些措施除了可带来已提及的优点外，还可以产生如下意想不到的效果，即安装在船艉侧壁边棱上的破冰或削冰装置由于其处于与船体纵轴线成向外的角度的位置上，在行驶在被破开的冰道中时可感觉性高，而在沿弧线行驶时破冰船的回转随意性较好。
迄今建造的破冰船都是用船艏或船艉（主动地）来破冰。为了获得回转性，破冰船上制有扁豆状的吃水线，即没有或仅有很短的中间段是平行。
由于这种形状以及由此产生的不规则的被破冰棱，加上对船艏或加上在船艉进行结构上的部分改进，才使得这种破冰船在舵力的作用下回转行驶。
本发明所基于的出发点在于，破冰工具不仅安在船艏和船艉，而且在船侧壁上延至破冰船全长。本发明破冰船的周缘上均安有破冰工具，即在吃水线的每处都安有破冰工具。
在由操纵机构（舵）产生的横向力的作用下，船侧壁在船艏部以内凹曲面形式，在船舯部船艉部以外凸曲面形式破碎冰块。这种性能有赖于操纵机构的横向力大小，凸台下侧壁的倾斜度以及冰块性质如冰的厚度、刚度等影响因素。
迄今建造的破冰船的骨架与铅垂线的夹角为0°～25°。这种骨架夹角对于足够厚的冰而言的确太小，以至于不足以在曲线行驶时借助操纵机构的横向力在船侧壁产生破冰力。上述的这种较小的骨架夹角的作用基本上只是为了避免压向冰船时所产生的对船的作用力。
本发明的船艏底面（5）的宽度是这样变大的，使其侧棱（5'）为直的或略有弯曲的形状。
本发明的船艏底面（5）的上部与下部为垂直于吃水线（S    WL）的平面或略呈弯曲的曲面。从而有利于产生直线形冰槽。
本发明的船艏底面（5）自其与船体底板（4）交界处起，直至经过吃水线（S    WL）处，每段边棱都向上卷一定的角度，由此产生了一个沿纵向形成的侧壁平面（5”），（见图3）。这使船在冰中易于对中。
本发明的船艏底面（5）的侧棱（5'）都是经过加工处理或圆角处理的。这使冰块易于从凸台下侧壁与墙基之间的通道或从船艏底面下面脱离开破工具。
本发明在船体底板（4）处设置有一个底板脊（6），该底板脊位于吃水线（S    WL）下方，最好位于与船艏底面（5）交界处，其凸肩（6'）过渡连到凸台墙基（3）处或在船体底板上延伸。其目的是引导位于船艏底面下方的冰块向两侧滑动，从而防止位于船艉部的驱动和操纵机构与冰块接触，从而可提高功率并可防止驱动和操纵机构被损坏。
本发明破冰船上两凸台栏杆（1'）之间的距离以及两凸台下侧壁（2'）之间的距离在平底式船前部（P）区域内沿指向船艏方向逐渐增宽。两凸台栏杆间的距离应大于船艏底面在吃水线区域内的宽度，与之相适应，两凸台下侧壁间的距离也以此方式逐渐增加。
本发明破冰船上还设有一装置（装置本身已知），该装置上最好备有可用液力、机械或气动方式控制的设备，该装置根据需要产生一个基本上绕纵向中轴的摆动，并可以保持直线行驶。这样可间接地改善船的回转特性，因为通过摆动可以加强由倾斜的凸台下侧壁产生的破冰效果，这在回转运动时特别有利。
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，其上有沿横向贯穿并且为平面状的船艏底面，其侧棱总为直线;
图2所示为本发明的另一种船体，其上有沿横向为平面状的船艏底面，其侧棱向外卷曲;
图3所示为本发明的又一种船体，其沿船首底面侧棱形成的侧壁在横向上为窿起状;
在每个图中都以透视的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，相同的部分用相同的标记表示。
R表示破冰船的船体，在所有图中R所示标志的控制船舷侧壁均用沿船长分布的横截面线来表示。根据这些线可以看出，船舷侧壁的形状如同一个凸台，该凸台沿整个船长延伸，直至船艉部，从船前部略宽的部位到船艉都平行于船纵向轴。
此外还可以看出，凸以栏杆1，1'大至为铅垂状，与之邻接的凸台下侧壁2，2'向下倾斜30°左右，与凸台下侧壁邻接的凸台墙基3也是大至为铅垂的，该墙基同时也表示船体侧壁，它与基本上为平面的船体底板4过渡连接。
用P表示的船前部为平底状，即，其船艏底面5与船的纵向中性面基本垂直，并由该中性面向两侧延伸，该底面由船体底板4向船艏斜线上升。
船艏底面5与船体底板4相交界处位于船长的前约三分之一处，船艏底面5沿一定走向过渡到船体底板4。
在该区域内，船艏底面5的宽度即等于凸台墙基3的宽度，船艏底面的侧棱5'则过渡到墙基3与船体底板4之间的圆角9。船首底面与自此处起向前逐渐加宽，直至其宽度与凸台栏杆1'的宽度。
在船艏底面5与吃水线、以下简称S    WL相关的区域内，侧棱5'制成破冰的工具，其与船艏底面5一道在冰块表面切出具有直线形状冰棱沟槽。船艏底面5是以这样方式逐渐加宽的，即在该吃水线区域内的两侧棱5'间距离略大于船体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'则向外弯曲。
在这两个实施例中，船艏底面5'在吃水线区域内均力垂直于船体纵轴线的平面，而在下面的区域内则略向下弯曲，以便平滑地过渡到位于彼处的一个叉形的，沿八字展宽的底板脊6处，底板脊的叉形凸肩6'向凸台墙基3过渡。
在图3所示的实施例中，建造方式略有变化，在船艏底面5的两侧，沿其全长制有相对于其中间平面向上卷曲的侧面5”。侧面5”是由边棱5”与侧棱5'界定的，该两棱在底板处均过渡连接到圆角9处。
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，凸台栏杆1'之间的距离略有增中，因而上边缘7大至以船前部P的始端起向船艏逐渐加宽。
故此，凸台下侧壁2'之间的距离在此区域内也相应地增加。
因此，所有实施例的共性在于，船艏底面在冰壳上切出的沟槽略宽于船体R处的吃水线宽度，这样使得船体与沟槽冰棱之间留有一定间隙，以防挤压船体R。
另一实施例尽管在图中没有表示，但仍属于本发明的范围，其要旨在于，安装一个本身已知的装置，以产生船体基本上绕其纵轴的摆动运动。
以此方式可以使凸台下侧壁2，2'向冰棱传递额外的切削力，通过切削可加宽冰棱与船体R之间的间隙，从而提高船在冰中的回转行驶性。

Claims (8)

1、一种破冰船，其船前部(P)是由平底船艏底面构成的，该船艏底面从船体底板向前延伸，并且船艏底面处自前三分之一处起，经过吃水线向上倾斜，在处于吃水线区域内船艏底面侧棱上，安装可破碎或可切削冰块的工具(铰刀)，船艏底面在吃水线区域内的宽度大于其下方的船体在吃水线处的宽度，该船体的两侧壁呈凸台状，其凸台栏杆基本上是铅垂的，与该栏杆邻接的凸台下侧壁向下倾斜，与该凸台下侧壁邻接的凸台墙基在到达向基本平直的船体底板的过渡区前大至为铅垂的，吃水线与凸台下侧壁的宽度线大致平行，最好稍向外扩展，其特征在于，凸台状侧壁延伸在船体(R)的全长或近似于全长的范围内，在船内不设置任何沟槽，凸台状侧壁与船体纵轴线基本平行，此外，在船艏底面在与船体底板交界处的宽度大致对应于两凸台墙基之间的距离并由该处起向前逐渐增宽，直至达到吃水线区域内船艏底面的宽度。两凸台栏杆之间的距离大于船艏底面在吃水线区域内的宽度。
2、如权利要求1所述的船，其特征在于，船艏底面（5）的宽度是这样增加的，其侧棱（5'）为直的或略有弯曲。
3、如权利要求1或2所述的船，其特征在于，船艏底面（5）的上部与下部为垂直于吃水线（S  WL）的平面或略有卷曲的曲面。
4、如权利要求1至3之一所述的船，其特征在于，船艏底面（5）自其与船体底板（4）交界处起，直至经过吃水线（S  WL）处，每段边棱都向上卷曲一定角度，由此产生了一个沿纵向形成的侧壁平面（5”）。
5、如权利要求1至4之一所述的船，其特征在于，船艏底面（5）的侧棱（5”）都是经过加工处理或圆角处理的。
6、如权利要求1至5之一所述的船，其特征在于，在船体底板（4）处设置有一个底板脊（6），该底板脊位于吃水线（S  WL）下方，最好位于与船艏底面（5）交界处，其凸肩（6'）过渡连到凸台墙基（3）处或在船体底板上延伸。
7、如权利要求1至6之一所述的船，其特征在于，两凸台栏杆（1'）之间的距离以及两凸台下侧壁（2'）之间的距离在平底船前部（P）区域内沿指向船艏方向逐渐增宽。
8、如权利要求1至7之一所述的船，其特征在于，其上设有一装置（装置本身是已知的），该装置上最好有可用液力，机械或气动方式控制的设备，该装置可根据需要产生一个基本上绕纵中轴的摆动并保持直线行驶。
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