CN111332272A - 一种破冰气垫船 - Google Patents

Abstract

一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4‑12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5‑3倍，垫升风机叶片为勺形。本发明结构简单，破冰效率高而快，很适合用于冰上和北极。

Description

一种破冰气垫船

【技术领域】

本发明涉及一种气垫船，具体涉及一种用于冰面航行或破冰的气垫船。

【背景技术】

破冰船是用于破碎水面冰层，开辟航道，保障舰船进出冰封港口、锚地，或引导舰船在冰区航行的勤务船。分为江河、湖泊、港湾或海洋破冰船。船身短而宽，长宽比值小，底部首尾上翘，首柱尖削前倾，总体强度高，首尾和水线区用厚钢板和密骨架加强。推进系统多采用双轴和双轴以上多螺旋桨装置，以柴油机为原动力的动力推进。螺旋桨和舵有防护和加强。破冰时，首部压挤冰层在行进中连续破冰或反复突进破冰。

现有破冰船因为其破冰原理，所需采用碰撞或者螺旋桨破碎冰面方式，因此均为大型船舶。一般超过8000吨以上。而小型船舶包括气垫船在破冰船破冰后形成航道后通行。现有小型船舶尤其是气垫船并不具备破冰能力。

【发明内容】

为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种破冰气垫船，通过在气垫船底部气垫区设置主动轮和导向轮，利用风机控制气垫压力，从而利用主动轮、导向轮以及气垫船体自重原理进行破冰。

本发明所要解决的问题是：如何满足小型船舶尤其是气垫船具备传统航行功能同时具备破冰能力，以便自身以及其他小型船舶通行冰道。

本发明所采用的技术方案是：一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。

作为优选，所述的主动轮和从动轮对应船底设置开口，开口宽度与主动轮和从动轮宽度一致，开口长度与主动轮和从动轮半径一致，主动轮和从动轮外设隔水罩套接开口四边。

作为优选，所述的主动轮和导向轮为低速明轮，其转轴安装于船体甲板之下的升降座，升降座连接气泵升降杆，升降座行程为主动轮和导向轮的半径。

作为优选，所述的围裙为耐低温抗割划材料锦纶橡胶布，围裙安装于船舷下摆，其高度为大于主动轮或从动轮的半径，且小于船舷高度。

作为优选，所述的船体选择表面涂层、窗户加热和驱水镀膜、现场喷涂提高抗寒性。

本发明是一种全球创新的冰上低速破冰气垫船，接受了气垫船和明轮船的优点，而又取消了上述缺点，用低速轮子代替了航空空气螺旋桨，并和气垫技术相结合，成为明轮气垫破冰船，其基本原理如下.

即在气垫平台的基础上，取消推进空气螺旋桨，在重心稍后加装主动轮，此主动轮可装在周边围裙内部，即气垫中，因此为低速驱动轮，其水花对围裙影响不大，但布置紧凑，同时，在气垫前端加装一个导向轮.将主机作为驱动飞升风机，和带动主动轮的动力，由于在水上和冰上航行，因此，围裙高度不必太高，使轮子直径减小，便于布置设计，而且为简单而方便起见，和破冰作业，围裙可采用囊式和指式结合的折角指形式，并取消纵向和横向稳定围裙.这样其设计原理和工作步骤如下：

如用作为破冰船，则此气垫破冰船，先在水上或冰上航行，到达破冰位置时，逐渐将垫升风机降低转速，气垫压力减小，使船重由主动轮和导向轮承受，以此作为破冰工具，将冰层压碎，而当船着陆垫触底时，将造成大面积破冰；再将飞升压力加大，使船再度浮起，在水、冰上移动，再进行下一步的破冰。

主动轮为低速明轮，和高速飞轮不同，只提供推力，不提供升力，为简化设计，安置在气垫内，而为适应各种不同的航态，可将明轮设计成小范围可收缩上下移动式，根据冰层的厚度和明轮的吃水要求而决定收缩的行程。

因此，应根据冰层的厚度，而决定艇的排水量，和调节风机转速，而垫升风机轮叶叶片的设计应只提供推力而不提供升力，因此叶片应设计成勺形，和飞轮艇的叶片完全不同以减小入水角和提高推进效率；

围裙为耐低温抗割划围裙材料和结构形式，拟采用锦纶橡胶布材料，根据气垫船航行可能遭遇的冰凌冲击，通过增强锦纶织物，研制专用的围裙材料，提高抗割划能力；围裙结构拟采用囊式和指状相结合的结构形式，结合两者的优点，减少水花喷溅，提高高速航行安全性。

主体结构局部加强措施，拟在船底、舷侧、甲板、等船体部位进行局部加强，提高抗冲击能力。船体关键部位形状优化，重点改进主动轮和导向轮的结构加强，和船底的加强。

船艇防冰冻措施，选择表面涂层、窗户加热和驱水镀膜、现场喷涂等防冰冻技术，解决现有船艇在流冰期航行时存在的技术问题。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，不用常规气垫船的航空空气螺旋桨，燃气轮机，航空标准的液压系统和设备，不用铝质材料，而用钢材料，因此造价和维护价很低；可破冰和运输两用；有较好的两栖性；在冰上运动时，操纵性好，抗侧漂能力和爬坡能力强；易于大型化，故可设计建造大小不同的船，破不同厚度的冰层；因此为低速明轮气垫船，而且航行在厚冰上，为减小船的面积，气垫压力可大大增加，流量减小，而且动力装置的也可减小；破冰效率高而快，很适合用于冰上和北极。

为使更进一步了解本发明的特征和技术内容，详见本发明附图和实施方式，然而所附图式仅供参考与说明用，并非是对本发明加以限制。

【附图说明】

附图1本发明的结构示意图；

附图2本发明甲板下部结构示意图；

图中，1-机舱；2-控制舱；3-船舷；4-围裙；5-导向轮；6-主动轮；7-主机；8-甲板；9-垫升风机；10-着陆垫；11-船底；12-风管；13-风口。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：

实施例1，一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。

实施例2，一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。主动轮和从动轮对应船底设置开口，开口宽度与主动轮和从动轮宽度一致，开口长度与主动轮和从动轮半径一致，主动轮和从动轮外设隔水罩套接开口四边。

实施例3，一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。所述的主动轮和导向轮为低速明轮，其转轴安装于船体甲板之下的升降座，升降座连接气泵升降杆，升降座行程为主动轮和导向轮的半径。

实施例4，一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。所述的围裙为耐低温抗割划材料锦纶橡胶布，围裙安装于船舷下摆，其高度为大于主动轮或从动轮的半径，且小于船舷高度。

实施例5，一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。所述的船体选择表面涂层、窗户加热和驱水镀膜、现场喷涂提高抗寒性。

本发明结构简单，不用常规气垫船的航空空气螺旋桨，燃气轮机，航空标准的液压系统和设备，不用铝质材料，而用钢材料，因此造价和维护价很低；可破冰和运输两用；有较好的两栖性；在冰上运动时，操纵性好，抗侧漂能力和爬坡能力强；易于大型化，故可设计建造大小不同的船，破不同厚度的冰层；因此为低速明轮气垫船，而且航行在厚冰上，为减小船的面积，气垫压力可大大增加，流量减小，而且动力装置的也可减小；破冰效率高而快，很适合用于冰上和北极。

然而上述仅本发明较佳可行的实施例而已，非因此局限本发明保护范围，依照上述实施例所作各种变形或套用均在此技术方案保护范围之内。

Claims (5)

1.一种破冰气垫船，其船体甲板上分设机舱和控制舱，其特征是，船舷下摆安装有囊式或指式相结合折角指形式的围裙，在机舱安装有主机，船体中部安装一垫升风机，垫升风机连接风管，船体前端中部设置风口，风管连接风口，在船底气垫区对应主机一侧安装有主动轮，电机中轴连接主动轮转轴，在气垫前端安装有一导向轮，船底设有4-12个着陆垫，船底、甲板、船舷、船体主体结构加强厚度为普通气垫船1.5-3倍，垫升风机叶片为勺形。

2.根据权利要求1所述的一种破冰气垫船，其特征是，所述的主动轮和从动轮对应船底设置开口，开口宽度与主动轮和从动轮宽度一致，开口长度与主动轮和从动轮半径一致，主动轮和从动轮外设隔水罩套接开口四边。

3.根据权利要求1或2所述的一种破冰气垫船，其特征是，所述的主动轮和导向轮为低速明轮，其转轴安装于船体甲板之下的升降座，升降座连接气泵升降杆，升降座行程为主动轮和导向轮的半径。

4.根据权利要求1所述的一种破冰气垫船，其特征是，所述的围裙为耐低温抗割划材料锦纶橡胶布，围裙安装于船舷下摆，其高度为大于主动轮或从动轮的半径，且小于船舷高度。

5.根据权利要求1所述的一种破冰气垫船，其特征是，所述的船体选择表面涂层、窗户加热和驱水镀膜、现场喷涂提高抗寒性。

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