CN110466698B - 破冰船 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种破冰船，其船首一端具有位置一、位置二和位置三的三个特征位置，位置一为破冰船45％至55％宽位置处，位置二为破冰船70％至80％宽位置处，位置三为破冰船90％至95％宽位置处，其船首具有球鼻艏；位置一处的半进流角小于30°；位置二处的半进流角小于20°；位置三处距船首的水平距离大于40米。本发明提供的破冰船通过在船首部分设置球鼻艏和相对应的便于破冰的船首规格，使船首具备破冰能力，并且在船尾部分同样设计了一系列用于破冰的结构，使该破冰船在船首具有破冰能力的前提下，船尾部分也具有破冰能力，便于该破冰船满足极地航行的要求，并且能够适应不同航行需求，提高其经济性和多用途性。

Description

破冰船

技术领域

本发明涉及船舶制造领域，特别涉及一种破冰船。

背景技术

随着全球气候变暖，海水融化，资源和航道从潜在利益变成了现实利益。就目前趋势来看，全球航道正逐步将重心转向北极航道。北极航道受到人们的重视，一方面是由于世界发达国家大多数处于北纬30度以北，这个地带生产了当今世界80％的工业产品，占据70％的国际贸易。北极航道畅通后将使这些地区的国际贸易航线缩短大约6000～8000公里的航程，节省40％的航运成本，从而带来巨大的经济利益。另一方面，北极航道一旦开通，还可减轻马六甲海峡、苏伊士运河日益严重的拥堵，避开日益猖獗的索马里海盗的威胁。因此，新型极地冰区船舶将在世界船舶订单中占据举足轻重的地位，及早开发极地航行船型，有利于公司打入极地船型市场。

阿芙拉型油船广泛的应用于黑海盆地，北海，加勒比海，中国海和地中海。因为港口设施的限制，很多非欧佩克石油出口国的港口，难以适应超大型油轮，超巨型油轮，所以对阿芙拉型船有很大的需求。阿芙拉型船符合平均运费指数，也被称为“运费型船”，一般以运费收入与成本开支的最佳收益点为核心设计，其载重一般在80000-100000吨，可以方便的进入北美的大多数港口，经济性良好，并且对冰区有很好的适应性。但是，如今所使用的阿芙拉油船一般均不具备极地破冰型油船对船舶的要求，从而无法将阿芙拉油船应用在极地运输的航线上，所以，制造出一种具有极地运输能力的阿芙拉型破冰船，是目前船舶发展的必然趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的传统阿芙拉油船不具备极地运输能力，不满足Polar Class(指极地航行等级,简称PC)规范A级船舶的要求的缺陷，提供一种破冰船。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种破冰船，所述破冰船的船首一端具有位置一、位置二和位置三的三个特征位置，所述位置一为所述破冰船的45％至55％宽位置处，所述位置二为所述破冰船的70％至80％宽位置处，所述位置三为所述破冰船的90％至95％宽位置处，其特点在于，所述破冰船的船首具有球鼻艏；所述位置一处的半进流角小于30°；所述位置二处的半进流角小于20°；所述位置三处距船首的水平距离大于40米。球鼻艏的设置使所述破冰船的船首具有破冰能力；所述破冰船在上述三个特征位置处的半进流角的设置使该破冰船相对于常规阿芙拉游船角度更小，呈现更加锐利的角度。位置三处的设置也使该破冰船与常规阿芙拉船相比，有更长的首部进流段，有利于破冰船在极地冰面上的航行。

较佳地，所述位置一为所述破冰船的50％宽位置处，所述位置二为所述破冰船的75％宽位置处，所述位置三为所述破冰船的95％宽位置处。

较佳地，所述位置一处的半进流角为20°至25°，所述位置二处的半进流角为10°至15°。所述破冰船的角度设置使其与传统阿芙拉油船相比，线型更削瘦，其对冰面的压强也会更大，所以使其破冰能力更强。

较佳地，所述位置一处的半进流角为23°，所述位置二处的半进流角为13°。

较佳地，所述破冰船的船尾包括三个部分，部分一为主船体部分；部分二为破冰部分，用于破冰及形成排冰通道；部分三为呆舵部分，用于保持船舶航行时航向的稳定性。

较佳地，所述主船体部分的尾部下边缘与水平线之间的夹角为18°至22°之间。

较佳地，所述破冰部分位于所述主船体部分的底部一端两侧，所述破冰部分为轴对称结构，所述破冰部分包括推进器安装平台部分和前进作用部分，所述前进作用部分的横截面为“V”形，所述前进作用部分的下边缘为所述破冰部分的母线，所述母线与水平线的夹角为15°至25°之间，位于所述主船体部分的底部一端两侧的所述破冰部分与所述主船体部分之间形成一凹槽，所述凹槽用于将船体下方的碎冰排出。所述破冰部分不仅起到破冰的作用，还可以给传播的推进器提供安装空间，并且还与所述主船体部分配合形成一排冰通道，使船底的碎冰得以尽快排至船后方。所述母线的倾斜角度范围可以保证所述破冰部分既能同时对冰层进行冲撞破冰，同时也可以利用船尾的重力对冰层形成压弯破冰。提高了破冰的效率。

较佳地，所述破冰部分的两条所述母线之间的水平距离为18至22米之间。

较佳地，所述破冰部分的水平长度为15米至25米之间。

较佳地，所述推进器安装平台部分的下表面为一水平面，所述水平面与所述破冰船的最低点的垂直距离大于8米。所述水平面可以满足安装吊舱推进器的要求，并且保证了当所述破冰船处于最浅吃水的情况下，在船尾向航行时，可以保证吊舱推进器的螺旋桨工作于冰面之下，起到保护螺旋桨桨叶的作用。

较佳地，所述推进器安装平台部分的下表面为一圆形，所述圆形的半径大于5米。

较佳地，所述破冰船的船尾一端设置有一尾封板，所述尾封板垂直固定于所述破冰船的尾部，所述破冰部分的一端连接于所述尾封板的下边缘，所述尾封板的下边缘与所述破冰船的最低点的垂直距离大于15米，所述尾封板的下边缘高于所述破冰船的结构吃水线1米。所述破冰部分位于所述破冰船的位置设置可以使所述破冰船在尾向航行的时候，由于尾封板下缘高于设计冰层厚度，将避免船体结构和冰层的直接撞击。

较佳地，所述呆舵部分位于所述主船体部分的下表面，所述呆舵部分为轴对称结构，其剖面为机翼形，所述呆舵部分从两个所述推进器安装平台部分的中间位置处延伸至所述破冰船的船底中部。

本发明的积极进步效果在于：

本发明提供的破冰船通过在船首部分设置球鼻艏和相对应的便于破冰的船首尺寸规格，使该破冰船的船首具备破冰能力，并且在该破冰船的船尾部分同样设计了一系列用于破冰的船尾结构，使该破冰船在船首具有破冰能力的前提下，其船尾部分也具有破冰能力，便于该破冰船能够满足极地航行的要求，并且能够适应不同的航行需求，提高其使用的经济性和多用途性。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的破冰船的船首的横向半截面的结构示意图。

图2为本发明较佳实施例的破冰船的结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的破冰船的结构示意图。

附图标记说明：

破冰船的船首 1

位置一 11

位置二 12

位置三 13

位置一处的半进流角 a

位置二处的半进流角 b

球鼻艏 2

破冰船的船尾 3

主船体部分 31

破冰部分 32

呆舵部分 33

尾封板 4

具体实施方式

下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

如图1至图3所示，本发明提供一种破冰船，该破冰船的船首1一端具有位置一11、位置二12和位置三13的三个特征位置，位置一11为破冰船的45％至55％宽位置处，位置二12为破冰船的70％至80％宽位置处，位置三13为破冰船的90％至95％宽位置处，且该破冰船的船首1具有球鼻艏2，球鼻艏2的上缘尖锐且呈直线向下，整个球鼻艏2较为削瘦，能有效排开碎冰前进，所以球鼻艏2的设置能使该破冰船的船首1具有破冰能力。在上述三个特征位置处，位置一11处的半进流角a小于30°，位置二12处的半进流角b小于20°，位置三13处距破冰船的船首1的端部的水平距离大于40米。半进流角指在船体的设计水线处的切线与船体中线面的夹角。这三个特征位置处的设置能够使该破冰船相对于常规阿芙拉游船角度更小，呈现更加锐利的角度，并且位置三13处的设置也使该破冰船与常规阿芙拉船相比，有更长的首部进流段，有利于破冰船在极地冰面上的航行。

在本实施例中，选取位置一11为破冰船的50％宽位置处，位置二12为破冰船的75％宽位置处，位置三13为破冰船的95％宽位置处。并且位置一11处的半进流角a为20°至25°，位置二12处的半进流角b为10°至15°。该破冰船的角度设置使其与传统阿芙拉油船相比，线型更削瘦，其对冰面的压强也会更大，使其破冰能力更强。为了能够使用更好的船型以达到对破冰能力的更佳的影响，选取位置一11处的半进流角a为23°，位置二12处的半进流角b为13°，以达到更优的船型用于增强该破冰船的破冰效果。

对于Polar Class(即极地航行等级，简称PC)6冰级要求的船舶，可以使用球鼻艏来进行破冰活动。在此冰级要求下的冰层较薄，破冰采用“连续式”破冰法，主要靠螺旋桨的力量和船头(船尾)将冰层劈开撞碎。所以可以尝试使用常规阿芙拉型油船船首并设置球鼻艏作为此PC 6级冰区航行油船的线型。但是，对于常规型油轮船首来说，船舶与冰碰撞区域主要集中于球鼻艏出及船舶肩部(首部向肩部过度区域)。因常规型油轮的艏部较为臃肿，肩部线性变化较大，导致其与冰面发射碰撞时，可能会割伤船体外板和舷侧结构。线型的设计要有利于减小冰面和碎冰对船体的压力，所以需要适当依据上述的该破冰船的线型设计来改变常规船体的线型结构，通过控制线型来达到减少冰面碰撞面积，同时控制碎冰向船舶两侧移动而非船底。

该破冰船的船尾3包括三个部分，部分一为主船体部分31；部分二为破冰部分32，用于破冰及形成排冰通道；部分三为呆舵部分33，用于保持船舶航行时航向的稳定性。主船体部分31的尾部下边缘与水平线之间的夹角为18°至22°之间，在本实施例中设置为20°。破冰部分32位于主船体部分31的底部一端两侧，其为轴对称结构，破冰部分32包括推进器安装平台部分和前进作用部分。前进作用部分的横截面为“V”形，其下边缘为破冰部分32的母线，母线与水平线的夹角为15°至25°之间，在本实施例中设置为25°。位于主船体部分31的底部一端两侧的破冰部分32与主船体部分31之间形成一凹槽，该凹槽用于将船体下方的碎冰排出。破冰部分32不仅起到破冰的作用，还可以给船舶的推进器提供安装空间，并且还能够与主船体部分31配合形成一排冰通道，使船底的碎冰得以尽快排至船舶的后方。母线的倾斜角度范围可以保证破冰部分32既能同时对冰层进行冲撞破冰，同时也可以利用破冰船的船尾3的重力对冰层形成压弯破冰，提高了破冰的效率。

破冰部分32的两条母线之间的水平距离为18至22米之间，破冰部分32的水平长度为15米至25米之间，在本实施例中，设置为左右母线之间的水平距离为20米，破冰部分32的水平长度为25米。

推进器安装平台部分的下表面为一水平面，该水平面与破冰船的最低点的垂直距离大于8米。水平面的设置可以满足在该破冰船的底部安装吊舱推进器的要求，并且保证了当破冰船处于最浅吃水的情况下，在船尾向航行的时候，保证吊舱推进器的螺旋桨工作于冰面之下，起到保护螺旋桨桨叶的作用。为了达到更好的安装固定效果，将推进器安装平台部分的下表面设置为为一圆形，且该圆形的半径大于5米。

破冰船的船尾3一端设置有一尾封板4，尾封板4垂直固定于破冰船的船尾3，破冰船的破冰部分32的一端连接于尾封板4的下边缘，尾封板4的下边缘与破冰船的最低点的垂直距离大于15米，并高于破冰船的结构吃水线1米。该船舶的结构吃水线指的是该破冰船的夏季载重线，即夏季区域的最大吃水深度线。破冰部分32在破冰船上的位置设置可以使破冰船在尾向航行的时候，由于尾封板4下缘高于设计冰层厚度，将避免船体结构和冰层的直接撞击。

呆舵部分33位于主船体部分31的下表面，呆舵部分33为轴对称结构，其剖面为机翼形，呆舵部分33从两个所述推进器安装平台部分的中间位置处延伸至所述破冰船的船底中部。便于稳定船舶航行过程，保持航向的稳定性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种破冰船，所述破冰船的船首一端具有位置一、位置二和位置三的三个特征位置，所述位置一为所述破冰船的45％至55％宽位置处，所述位置二为所述破冰船的70％至80％宽位置处，所述位置三为所述破冰船的90％至95％宽位置处，其特征在于，所述破冰船的船首具有球鼻艏；所述位置一处的半进流角小于30°；所述位置二处的半进流角小于20°；所述位置三处距船首的水平距离大于40米；

所述破冰船的船尾包括三个部分，部分一为主船体部分；部分二为破冰部分，用于破冰及形成排冰通道；部分三为呆舵部分，用于保持船舶航行时航向的稳定性；

所述破冰部分位于所述主船体部分的底部一端两侧，所述破冰部分为轴对称结构，所述破冰部分包括推进器安装平台部分和前进作用部分，所述前进作用部分的横截面为“V”形，所述前进作用部分的下边缘为所述破冰部分的母线，所述母线与水平线的夹角为15°至25°之间，位于所述主船体部分的底部一端两侧的所述破冰部分与所述主船体部分之间形成一凹槽，所述凹槽用于将船体下方的碎冰排出。

2.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述位置一为所述破冰船的50％宽位置处，所述位置二为所述破冰船的75％宽位置处，所述位置三为所述破冰船的95％宽位置处。

3.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述位置一处的半进流角为20°至25°，所述位置二处的半进流角为10°至15°。

4.如权利要求3所述的破冰船，其特征在于，所述位置一处的半进流角为23°，所述位置二处的半进流角为13°。

5.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述主船体部分的尾部下边缘与水平线之间的夹角为18°至22°之间。

6.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述破冰部分的两条所述母线之间的水平距离为18至22米之间。

7.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述破冰部分的水平长度为15米至25米之间。

8.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述推进器安装平台部分的下表面为一水平面，所述水平面与所述破冰船的最低点的垂直距离大于8米。

9.如权利要求8所述的破冰船，其特征在于，所述推进器安装平台部分的下表面为一圆形，所述圆形的半径大于5米。

10.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述破冰船的船尾一端设置有一尾封板，所述尾封板垂直固定于所述破冰船的尾部，所述破冰部分的一端连接于所述尾封板的下边缘，所述尾封板的下边缘与所述破冰船的最低点的垂直距离大于15米，所述尾封板的下边缘高于所述破冰船的结构吃水线1米。

11.如权利要求1所述的破冰船，其特征在于，所述呆舵部分位于所述主船体部分的下表面，所述呆舵部分为轴对称结构，其剖面为机翼形，所述呆舵部分从两个所述推进器安装平台部分的中间位置处延伸至所述破冰船的船底中部。

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