DE2135826A1

DE2135826A1 - Underwater cargo transportation system

Info

Publication number: DE2135826A1
Application number: DE19712135826
Authority: DE
Inventors: J F Schirzinger
Original assignee: Air Logistics Corp
Current assignee: Air Logistics Corp
Priority date: 1970-09-23
Filing date: 1971-07-17
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FI52191C; SU544362A3; CA951182A; FI52191B; JPS55132383A; JPS5543958B1; SE374665B; JPS5715036B2

Description

Unterwasserfracht-Transportsystem-Die Erfindung betrifft Transport-Systeme fürarktische Gewässer, insbesondere ein Unterwasser-Frachtschiff für den ganzJährigen Transport von Rohöl, Mineralien o.dg).. unterhalb einer Eisschicht.Underwater Cargo Transportation System - The invention relates to transportation systems for arctic waters, especially a year-round underwater cargo ship Transport of crude oil, minerals, etc.) .. below a layer of ice.

An den arktischen Kästen Alaskas und den davorliegenden Inseln lassen sich große Mengen Mineralien und Erdöl fördern. Bisher exsistiert jedoch kein das ganze Jahr über zur Verfügung stehendes Transportsystem, um die geförderten Erdschätze zu den Märkten zu transportieren.Leave at the arctic boxes of Alaska and the islands in front of it extract large amounts of minerals and petroleum. So far, however, there is no such thing Transport system available all year round to transport the mined earth's resources to transport to the markets.

Üblicherweise sind Rohrleitungen eines der geeignetsten Mittel, um Plüssigkeiten oder fluidisierbare Materialien zu transportieren. Unter arktischen Bedingungen jedoch sind ihre Installation und ihr Betrieb schwierig und unwirtschaftlich; ferner sind sie eine potentielle Quelle der Umweltverschmutzung.Usually, one of the most suitable means of getting around To transport fluids or fluidizable materials. Under arctic However, conditions are difficult and uneconomical to install and operate; they are also a potential source of environmental pollution.

Der nördliche Teil von Alaska, in dem sich die meisten Erdölquellen befinden, besteht aus einer Schicht langsam wachsender Vegetation, der sogenannten lundra, auf der Oberflache eings teilweise gefrorenen Bodens oder einer I)auerfrostschicht aus Kies und Eis.The northern part of Alaska where most of the oil wells are located consists of a layer of slowly growing vegetation, the so-called lundra, on the Surface of a partially frozen ground or an I) frost layer of gravel and ice.

Durch Jede Zerstörung der schützenden Vegitationsschicht wird die Dauerfrostschicht im Sommer dem Tauwetter ausgesetzt. Dadurch entstehen tiefe Erosionstäler, deren Tiefe sich Jeden Sommer vergrößert. Bisher ist kein zufriedenstellendes Verfahren bekannt, das die Installation isolierter oder blanker Rohrleitungen in diesem gefrorenen und unstabilen Boden gestattet, in denen sich Öl bei Temperaturen transportieren läßt, die hoch genug liegen, damit das Öl frei fließt.Every destruction of the protective vegetation layer becomes the Permafrost layer exposed to the thaw in summer. This creates deep erosion valleys, the depth of which increases every summer. So far is not a satisfactory procedure known that the installation of insulated or bare piping in this frozen and unstable soil in which oil can transport at temperatures high enough for the oil to flow freely.

Der Einsatz stark bewährter eisbrechender Tanker ist auch bereits unter der Verwendung von Ballastwasser experimentell erprobt worden. Wenn bei diesem Versuch der Tanker anstelle des Wassers mit Rohöl beladen worden wäre, hätte eine Beschädigung der Außenhaut des Tankers ein verherendes Unglück zur Folge gehabt. Darüber hinaus gibt es keine Anzeichen dafür, daß eisbrechende Tanker das ganze Jahr über einen ausreichenden Transportdienst sicherstellen können.The use of well-proven ice-breaking tankers is also already has been tested experimentally using ballast water. If at this Attempting to load the tanker with crude oil instead of the water would have had one Damage to the shell of the tanker resulted in a catastrophic accident. In addition, there is no evidence that tankers are icebreaking the whole thing Be able to ensure a sufficient transport service for a year.

Damit ist bisher kein wirklich praktisches Transportmittel bekannt, mit dessen Hilfe sich Rohöl oder andere Mineralien von den arktischen Küsten zu den Verbrauchsgebieten in den USA oder anderen Teilen der Welt transportieren lassen.So far no really practical means of transport is known, with the help of which crude oil or other minerals are obtained from the Arctic coasts the consumption areas in the USA or other parts of the world.

Erfindungsgemäß wird ein das ganze Jahr über verfügbares Unterwasser-Transportsystem für den sicheren und wirtschaftlichen Transport von Fracht unterhalb einer Eisschicht vorgeschlagen.According to the invention, an underwater transport system that is available all year round is provided for the safe and economical transport of cargo beneath a layer of ice suggested.

Das Untrwassertransportsystem besteht aus einem Unterwasserschiff mit einem Navigationsteil, einem Frachtteil und Einrichtungen zum Antrieb des Schiffes unter der Oberflächen-Eisschicht. Die Antriebseinrichtungen bestehen aus einem Unterwasser-Antriebsteil, einer Uberwasser-BrUcke und einem verbindenden, eisbrechenden, bzw. eisfräsenden Mast.The underwater transport system consists of an underwater hull with a navigation part, a freight part and facilities for Propulsion of the ship beneath the surface ice sheet. The drive devices consist of an underwater propulsion part, an overwater bridge and a connecting, ice-breaking or ice-milling mast.

Der üblicherweise im Bug des Schiffes angeordnete Navigationsteil besitzt Vorrichtungen zur Einstellung der Fahrtiefe und Vorrichtungen zur Überwachung der Untereisfahrt des Schiffes. Der Frachtteil besitst mehrere Frachtabteile und Vorrichtungen zur Einstellung des Ballastes, so daß sich das Schiff immer mit einem leicht positiven Auftrieb betreiben läßt.The navigation part usually arranged in the bow of the ship has devices for setting the driving depth and devices for monitoring the under-ice travel of the ship. The freight part has several freight compartments and Devices for adjusting the ballast, so that the ship is always with a can operate slightly positive buoyancy.

Der Unterwasser-Antriebsteil besitzt Einrichtungen zum Antrieb des Schiffes, zur Bevorratung von Brennstoff und vorzugsweise mindestens einen Teil der Primärenergiequelle; er ist vorzugsweise ein integraler Teil des Schiffes.The underwater drive part has devices for driving the Ship, for the storage of fuel and preferably at least a part the primary energy source; it is preferably an integral part of the ship.

Die Oberwasserbrüdce besitzt Einrichtungen zur Uberwachung und Steuerung des Betriebes des Systemes und Quartiere für die Betriebsmannschaft.The Oberwasserbrüdce has facilities for monitoring and control the operation of the system and quarters for the operating team.

Der verbindende Eisfräsemast besitzt einen schmalen Pfad durch die Eis schicht fräsende Vorrichtungen und Verbindungskanäle zwischen der Uberwasserbrücke und dem Unterwasserantriebsteil.The connecting ice cutter mast has a narrow path through the Ice-layer milling devices and connecting channels between the overwater bridge and the underwater drive part.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind der Navigationsteil und die Frachtteile mit elastischen, polsterartigen laufleisten entlang der Oberseite des Schiffes ausgerüstet, so daß das Schiff entlang der Unterseite der Eis schicht gleiten kann; sie besitzen ferner mindestens längsangeordnete obere SchwimmiFracht-Rohre und längsangeordnete untere Fracht/Ballast-Rohre zur Einstellung des Auftriebes und zur Aufrechterhaltung eines leicht positiven Auftriebes. Die Frachtabteile können längsangeordnete Rohre sein; sie sind vorzugsweise durch flexible Membranen gegeneinander abgetrennt. Dadurch lassen sich miteinander unverträgliche Fracht- oder Ballast-Arten in den einzelnen Abteilen ftthren.In a preferred embodiment, the navigation part and the cargo parts with elastic, cushion-like runner strips along the top of the ship so that the ship strata along the bottom of the ice can slide; they also have at least longitudinally arranged upper floating cargo pipes and longitudinally arranged lower cargo / ballast tubes for adjusting the buoyancy and to maintain a slightly positive buoyancy. The cargo compartments can be longitudinally arranged pipes; they are preferably against each other by flexible membranes severed. This allows incompatible types of cargo or ballast in the individual compartments.

Ferner ist der Navigationsteil des Schiffes mit horizontalen und vertikalen Strahirohren ausgerüstet, die zum Heben und Senken des Schiffes und zur Durchführung von Eindock-Operationen dienen.Furthermore, the navigation part of the ship is horizontal and vertical Jet pipes equipped for raising and lowering the ship and for carrying out serve for docking operations.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Mastes werden die Eisfräsevorrichtungen von dem Antriebsteil aus angetrieben; sie bestehen aus einem Paar benachbart zueinander angeordneter Wellen. Jede Welle trägt mehrere parallel zueinander angeordnete mit Eischneidzähnen ausgerüstet te Eisschneidscheiben. Die Schneidscheiben überlappen einander parallel in der vertikalen Schnittebene des Mastes.In a preferred embodiment of the mast, the ice cutting devices driven by the drive part; they consist of a pair adjacent to each other arranged waves. Each shaft carries several parallel to one another Ice cutting disks equipped with egg cutting teeth. The cutting discs overlap parallel to each other in the vertical sectional plane of the mast.

Die Wellen rotieren in entgegengesetzten Richtungen, wobei der vordere Umfang jeder Scheibe sich in AuSenbordrichtung bewegt. Dadurch werden die Eisspäne nach außen und hinten entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Schiffes ausgeworfen.The shafts rotate in opposite directions, with the front one The circumference of each disk moves in the outboard direction. This will remove the ice chips ejected outward and rearward opposite to the direction of movement of the ship.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Drucke besitzt eine Plattform als landeplatz für der Mannschaft zur Verfügung stehende Hubschrauber.A preferred embodiment of the prints has a platform helicopters available as landing sites for the crew.

Bei einer alternativen Äusfüiiruiigsform bilden der Unterwasserantriebsteil2 die Überwasserbrücke und der verbindende Eisfräsemast eine vom restlichen Unterwasserschiff getrennte separate, das Unterwasserscbiff ziehende oder schiebende Schlepp- bzw Schub-Einheit. In dieser AusfüNrungsform besitzt die Schub- bzw, Schlepp-Einheit ein eigenes Navigationssystem zur Überwachung der Fabrt des Systems und der Position des Systems unter der Eisfläche.In an alternative outer shape, the underwater propulsion part 2 the overwater bridge and the connecting ice cutter mast one from the rest of the underwater hull separate separate, the underwater ship pulling or pushing towing or Thrust unit. In this AusfüNrungsform has the push or towing unit its own navigation system to monitor the factory of the system and the position of the system under the ice surface.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen ausführlich beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 eine Darstellung der relativen Größe und der Fahrtposition einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Unterwasser - Frachttransportsystemes; Fig. 2 eine detailliertere Darstellung des Unterwasser-Transportsystemes gemäß Fig. 1 Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des zum Manövrieren des Schiffes dienenden Bugstrahlruer-Systems; Fig. 4 eine detaillierte Darstellung der Überwasserbrücke und des Eisfräsemastes des Schiffes gemäß Fig. 1; Fig. 5 eine detailliertere Darstellung des geneigten Eisfräsemastes gemäß Fig. 4, aus der seine verschiedenen Funktionen ersichtLich sind; Fig. 6 eine detailliertere Darstellung der Anordnung der Eisschneidscheiben des Mastes gemäß Fig. 5; Fig. 7 eine perspektivische Darstellung des Unterwassertransportsystemee3 gemäß Fig. 1 in Fahrt; Fig. 8 eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform (leS erfindungsgemäßen Un terwaer-Transpor t-Systemes, bei der das nterwasserfrachtschiff von einem Unterwasserschlepper mit Uberwasserbrücke gezogen wi@@; Fig. 9 eine weitere alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterwasser-Transportsystemes, bei der das Unterwasserfrachtschiff von einer Unterwasserschubeinheit mit Uberwasserbrücke geschoben wird; Fig. 10 eine Darstellung eines im Eis angeordneten Lade-und Service-Hafens für die erfindungsgemäßen Unterwasser-Transportsysteme.The invention is illustrated below with reference to the drawings Embodiments described in detail. It shows: FIG. 1 an illustration of the relative size and the driving position of an embodiment of an inventive Underwater cargo transport system; Fig. 2 shows a more detailed representation of the Underwater transport system according to FIG. 1, FIG. 3 shows a detailed illustration the bow thruster system used to maneuver the ship; Fig. 4 is a detailed one Representation of the overwater bridge and the ice cutter mast of the ship according to Fig. 1; FIG. 5 shows a more detailed illustration of the inclined ice milling mast according to FIG. 4, which shows its various functions; 6 shows a more detailed one Representation of the arrangement of the ice cutting disks of the mast according to FIG. 5; Fig. 7 a perspective view of the underwater transport system 3 according to FIG. 1 in motion; 8 shows an illustration of an alternative embodiment (leS according to the invention Underwater transport system in which the underwater cargo ship is driven by an underwater tug pulled with overwater bridge wi @@; 9 shows a further alternative Embodiment of the underwater transport system according to the invention, in which the Underwater cargo ship pushed by an underwater pusher unit with an overwater bridge will; 10 shows a representation of a loading and service port arranged in the ice for the underwater transport systems according to the invention.

Erfindungsgemäß dient ein ganzjährig verfügbares Unterwassertransportsystem dem sicheren und wirtschaftlichen Transport von Fracht aus vereisten Gebieten, z.B. der Arktis.According to the invention, an underwater transport system that is available all year round is used the safe and economical transport of cargo from icy areas, e.g. the arctic.

Das erfindungsgemäße Transportsystem besteht im wesentlichen aus einem volltauchfähigen Unterwasserschiff mit einem Navigations- und einem Fracht-Teil und Einrichtungen zum Antrieb des Schiffes unter der Eisfläche. Die Antriebseinrichtungen bestehen aus einem durch einen halbeingetauchten Eisfräsemast mit einer Überwasserbrücke verbundenen Antriebs teil. Obwohl der Antriebsteil vorzugsweise ein integraler Teil des Schiffes ist, läßt er sich bei einer alternativen Ausführungsform als mit dem Frachtschiff kuppelbare, separate Schub- bzw. Schlepp-Einheit betreiben.The transport system according to the invention consists essentially of one fully submersible underwater ship with a navigation and a cargo part and means for propelling the ship under the ice surface. The drive devices consist of a half-submerged ice cutter mast with an overwater bridge connected drive part. Although the drive part is preferably an integral part of the ship, it can be in an alternative embodiment as with the Freight ship operate detachable, separate pushing or towing unit.

Das Unterwassertransportsystem läßt sich mit einem leicht positiven Auftrieb betreiben. Der Navigationsteil dieses Systemes ist vor dem Frachtteil angeordnet; er besitzt Vorrichtungen zur Einstellung der relativen Reisetiefe des Schiffes; ferner besitzt er üblicherweise Vorrichtungen zur Uberwachung ;1es Reiseweges unter dem Eis.The underwater transport system can be rated with a slightly positive Operate buoyancy. The navigation part of this system is arranged in front of the freight part; he has devices for adjusting the relative travel depth of the ship; Furthermore, he usually has devices for monitoring the route under the ice.

Der Frachtteil besitzt mehrere Abteile, die vorzugsweise mit fLexiblen Membranen ausgerüstet sind, so bo daß sich mit einander anvertragLiehe Fracht- oder Ballast-Arten in dem gleichen Abteil transportieren lassen. Ferner ist Jedes Abteil vorzugsweise mit mehreren Schwimm/Fracht-Rohren und Fracht/Ballst-Rohren ausgerüstet, mit deren Hilfe sich der Auftrieb des Schiffes einstellen läßt.The freight part has several compartments, which are preferably flexible Diaphragms are equipped so that they can be contracted with each other, borrow freight or Ballast species in that have the same compartment transported. Further Each compartment is preferably with multiple float / cargo tubes and cargo / ballst tubes equipped, with the help of which the buoyancy of the ship can be adjusted.

Schließlich ist das Schiff entlang seiner Oberseite mit polsterartigen Stoßleisten ausgerüstet, die zulassen, daß es ohne Beschädigung auf Hinternisse auftreffen und entlang der Unterseite der Eisachicht gleiten kann.Finally, the ship is cushioned along its top Fitted bumper strips that allow it to hit obstacles without damage can hit and slide along the underside of the Eisachicht.

Der Antriebsteil enthält den Brennstoff und Vorrichtungen für den Antrieb. Die Primärenergiequelle, vorzugsweise Gasturbinen, ist in dem Antriebsteil und/oder der Überwasserbrücke angeordnet.The drive part contains the fuel and devices for the Drive. The primary energy source, preferably gas turbines, is in the drive part and / or the overwater bridge.

Die Uberwasserbrücke enthält Einrichtungen zur Uberwachung und Steuerung des Betriebes des Transportsystemes und Quartiere für die Betriebsmannschaft.The overwater bridge contains facilities for monitoring and control the operation of the transport system and quarters for the operating team.

Der die Brücke mit dem Antriebsteil verbindende Eisfräsemast besitzt ferner Verbindungskanäle für den Transport von Brennstoff und Energie zwischen der Brücke und dem Antriebsteil sowie von Luft, wenn die Primärenergiequelle in dem Antriebsteil untergebracht ist.The ice cutter mast connecting the bridge to the drive part has also connecting channels for the transport of fuel and energy between the Bridge and the drive part as well as air if the primary energy source is in the Drive part is housed.

Gemäß Fig. 1 besteht ein erfindungsgemäßes Unterwasser-Frachttransportsystem 10 aus einem Navigationsteil 12, einem Frachtteil 14 urid integrierten oder separaten Antriebseinrichtungen 15. Die Unterwasserantrebse:tnrichtungen 15 bestehen aus einem voll eingetau(lltell tJnterwasserantriebsteil 16, einem halbeingetauchten Eisfräsemast 18 und einer oberhalb einer Eis8ellicht 22 angeordlle1en Überwasserbrücke 20. Der Mast 18 ist mit Eisfräsevorrichtungen ausgerüstet, mit deren Hilfe sich ein Weg durch die Eisschicht 22 schneiden läßt.According to FIG. 1, there is an underwater cargo transport system according to the invention 10 from a navigation part 12, a freight part 14 and integrated or separate Propulsion devices 15. The underwater propulsion devices 15 consist of one fully submerged (lltell the underwater drive part 16, a half-submerged ice cutter mast 18 and an overwater bridge 20 arranged above an Eis8ellicht 22 Mast 18 is equipped with ice milling devices, with the help of which a path can be found can cut through the layer of ice 22.

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 ist das Frachtschiff des Unterwassertransportsystemes 10 langgestreckt und besitzt einen stromlinienförmigen Bug 24, und Stoßleisten 26, die es dem Schiff gestatten, wenn erforderlich, entlang der Unterseite der Eisschicht zu gleiten. Die Stoßleisten 26 besitzen vorzugsweise Schaumstoff gefüllte Schichten zur Schockabsorbtion; sie lenken den Bug an nach unten ragenden Vorsprüngen der Eisschicht nach unten aus.1, 2 and 3, the cargo ship is the underwater transport system 10 elongated and has a streamlined bow 24, and bumper strips 26, allowing the ship, if necessary, along the bottom of the ice sheet to slide. The bumper strips 26 preferably have foam-filled layers for shock absorption; they direct the bow to downwardly protruding projections of the Layer of ice down.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Schiffes bestehen die Leisten 26 aus Schaumstoffschichten mit offenen Zellen, deren Dichte in vertikaler Richtung zunimmt. Der Schaumstoff ist mit einer porösen Nylonhaut überzogen und an der Oberseite mit einem verschleißfesten Material, z.B. UrethanS oder Epoxy-Harz, beschichtet. Die poröse Nylonhaut gestattet den Eintritt von Wasser in die Schaumstoffzellen. Wenn die Leiste 26 an ein Hinterniss stößt, wird das Wasser aus den Zellen herausgedrückt, wodurch Energie absorbiert wird. Die verschleißfeste Beschichtung der Oberseite schützt ihrerseits den Schaumstoff und die Nylonhaut vor Verschleißkräften. Der Schaumstoff- besitzt einen Dichte-Gradienten, durch den Kopressionskräften mit wachsender Kompression ein wachsender Widerstand entgegengesetzt und Energie absorbiert wird.In the preferred embodiment of the ship, the ledges are made 26 made of foam layers with open cells, their density in the vertical direction increases. The foam is covered with a porous nylon skin and on top coated with a wear-resistant material, e.g. urethane S or epoxy resin. The porous nylon skin allows water to enter the foam cells. When the bar 26 hits a rupture, the water is forced out of the cells, whereby energy is absorbed. The wear-resistant coating on the top in turn protects the foam and the nylon skin from wear and tear. Of the Foam has a density gradient, which increases the pressure forces Compression is opposed to an increasing resistance and energy is absorbed.

Das Unterwasserschiff ist ferner zur Kompensation von Dickeänderungen der Eisschicht mit Tauchflossen 28 zur Steuerlmg der Tauchtiefe im Wasser ausgerüstet. Das System besitzt ferner vorzugsweise zusätzliche Hecktauchflossen 30, damit sich Änderungen der Tauchtiefe während der Fahrt ohne eine wesentliche Anderung der Schwimmlage verwirklichen lassen.The underwater hull is also used to compensate for changes in thickness the ice layer equipped with diving fins 28 to control the diving depth in the water. The system also preferably has additional tail fins 30 to accommodate Changes in the diving depth during the journey without a significant change in the swimming position make it come true.

Gemäß Fig. 3 ist der Navigationsteil 12 zusätzlich mit einem aus miteinander verbundenen Strahlrohren 34,36, und 38 bestehenden Strahlsystem 32 ausgerüstet. Mindestens die Rohre 34 und 36 enthalten durch Wellen oder elektrisch angetriebene Propeller 40 oder Wasserturbinen.Die Strahlrohre 34 werden zum Heben oder Senken des Schiffes verwendet, insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten.According to FIG. 3, the navigation part 12 is additionally connected to one another connected jet pipes 34,36, and 38 existing jet system 32 equipped. At least tubes 34 and 36 are contained by waves or electrically powered propellers 40 or water turbines. The jet pipes 34 are used for lifting or lowering the ship, especially at low speeds.

Die horizontal ausgerichteten Strahlrohre 36 dienen zur Anderung der Seitenbewegung des Schiffes; sie sind insbesondere bei Eindock-Operationen von Nutzen. Das Rohr 38 wird als Gegenstrahtrohr zur Änderung der Vorwärtsbewegung des Schiffes verwendet, d.h. es dient als Bremse; es kann mit einem eigenen Propeller ausgerüstet sein, vorzugsweise ist es jedoch mit einer Rückschlagklappe oder einem Rückschlagventil 42 ausgerüstet. Wenn die Propeller der Rohre 34 und 36 so betrieben werden, daß sie Wasser in das Zentrum des Strahlsystems drücken, öffnet die Rückschlagklappe 42 so daß aus dem Rohr 36 entgegen der Vorwärtsbewegung des Transportsystemes ein Strahl austritt.The horizontally aligned jet pipes 36 are used to change the Lateral movement of the ship; they are particularly useful in docking operations. The tube 38 is used as a counter-jet tube to change the forward movement of the ship used, i.e. it serves as a brake; it can be equipped with its own propeller but preferably it is with a check valve or check valve 42 equipped. When the propellers of the tubes 34 and 36 are operated so that if you press water into the center of the jet system, the non-return valve opens 42 so that from the tube 36 against the forward movement of the transport system Beam emerges.

Die vertikal ausgerichteten Strahlrohre 34 sind für den Betrieb des Schiffes von wesentlicher Bedeutung. Wie bereits erwähnt, wird das Schiff mit einem leicht positiven Auftrieb betrieben, damit, wenn es zum Stillstand kommt, nicht sinkt, wodurch es Kompressionskräften ausgesetzt werden würde. Die Auf triebstendenz des Schiffes wird bei normalen Betriebsgeschwindigkeiten durch eine durch die Anstellung der Tauchflossen 28 und 30 erzeugte geringe abwärts gerichtete Kraftkomponente kompensiert.The vertically aligned jet pipes 34 are for the operation of the Ship essential. As mentioned earlier, the ship comes with a slightly positive buoyancy operated so that when it comes to a standstill, no drops, which would subject it to compressive forces. The buoyancy trend The ship is being hired at normal operating speeds by one of the diving fins 28 and 30 generated slight downward force component is compensated.

Wenn die Geschwindigkeit jedoch reduziert wird, überwiegt die Auftriebskraft die von den Tauchflossen erzeugte Gegenkraft, so daß das Schiff zum Auftauchen neigt. Dies kann z.B. dann auftreten, wenn eine drückende Eismasse die Fahrt des Schiffes infolge der zu fräsenden Eismenge verlangsamt. In solchen lällen werden die Strahlrohre 4 in Betrieb genommen, lim einen aufwärts gerichteten Strahl zu erzeugen, der das Schiff in der gewünschten Liefe halt.However, when the speed is reduced, the buoyancy predominates the opposing force generated by the diving fins, so that the ship tends to surface. This can occur, for example, when an oppressive mass of ice is driving the ship slowed down due to the amount of ice to be milled. In such lalls the nozzles are used 4 put into operation, lim to generate an upward beam, which the Ship stops in the desired delivery.

Die Strahlrohre 34 spielen ferner bei Startmanövern eine bedeutende Rolle. Das Frachschiff kann aus verschiedenen Gründen von Zeit zu Zeit unter der Eisschicht zum Stillstand kommen, Z.Ba bei Reparaturen, Wartungen durch die Mannschaft oder Be- und Entlade- oder Ubernahme-Operationen. Das Startmanöver des Schiffes kann durch Vorsprünge oder bloß durch die Reibung der Unterseite der Eis schicht behindert werden. Die Strahlrohre 34 sind eine wirksame Einrichtung, um das Schiff bei Beginn der Startoperation nach unten zu drücken.The jet pipes 34 also play an important role in take-off maneuvers Role. The cargo ship may from time to time for various reasons under the The ice layer comes to a standstill, e.g. during repairs, maintenance by the team or loading and unloading or takeover operations. The starting maneuver of the ship can be caused by protrusions or simply by rubbing the underside of the ice be hindered. The jet pipes 34 are an effective means of getting around the ship to press down at the beginning of the start operation.

Die horizontalen Strahlrohre 36 spielen eine wichtige Rolle beim manövrieren des Schiffes während der Eindock-Operationen; bei der Annäherung des Schiffes an ein Dock oder einen Hafen lassen sie sich zur Erzeugung einer seitwärts gerichteten Bewegungskomponenten einsetzen, um das Schiff exakt zu den dockseitigen oder hafenseitigen Einrichtungen auszurichten.The horizontal jet pipes 36 play an important role in maneuvering of the ship during docking operations; when the ship is approaching A dock or port can be used to generate a sideways Use movement components to bring the ship exactly to the dock-side or port-side Align facilities.

Der Navigationsteil kann ferner mit Höhen- und Tiefensensoren, z.B. Sonar-Geräten, (nicht dargestellt) ausgerUstet sein, nach deren Anzeige die Einstellung der Tauchflossen 28 und 30 und, wenn erforderlich, der Betrieb der Strahlrohre 34- und 36 automatisch oder von der Bedienungsmannschaft gesteuert werden, um die Position des Schiffes relativ zur Unterseite der Eisschicht, dem Meeresgrund, oder einer Service-Plattform, einem Schiff oder einem Hafen zu verändern Zur Überwachung der Fahrt des Transportsystems unter der Eisschicht ist der Navigationsteil 12 ferner mit einer Fernsehkamera 44 und Lampen 46 ausgerüstet.The navigation part can also be equipped with height and depth sensors, e.g. Sonar devices (not shown) be equipped, after their display the setting the immersion fins 28 and 30 and, if necessary, the operation of the jet pipes 34- and 36 automatically or operator controlled to the position of the ship relative to the bottom of the ice sheet, the ocean floor, or a Service platform, ship or port to change To monitor the The navigation part 12 is also driving the transport system under the ice layer equipped with a television camera 44 and lamps 46.

Um eine maximal vielseitige Verwendbarkeit sicherzustellen, ist der Frachtteil 14 vorzugsweise mehrfach unter teilt; wobei jedes Abteil 48 seinerseits durch eine flexihle Membrane 50 unterteilt ist, die sich beim Einpumpen von Flüssigkeiten in das Abteil 48 durch den auftretenden Differenzdruck von einer Seite des Abteiles auf die andere Seite bewegen läßt. Dadurch läßt sich z.B. ein Reinwasserballafit auf einer Seite der Membrane 50 transportieren, ohne die Ladung auf der anderen Seite zti verschmuzen.In order to ensure maximum versatility, the Freight part 14 preferably divides several times; each compartment 48 in turn is divided by a flexible membrane 50, which is when pumping from Liquids in the compartment 48 due to the differential pressure occurring from one side of the compartment can be moved to the other side. This enables a pure water ballafit, for example on one side of the membrane 50 without the load on the other Merge side zti.

Beim Aufnehmen von Ladung, z.B. Rohöl, in eine Seite des Abteiles läßt sich Ballastwasser am Liegeplatz entladen, ohne das umgebende Seewasser zu verschmutzen. Ferner verhindern die flexiblen Membranen die Vermischung von miteinander unverträglichen Flüssigkeiten, wenn gemischte Ladungen im gleichen Abteil transportiert werden.When picking up cargo, e.g. crude oil, in one side of the compartment ballast water can be discharged at the berth without admitting the surrounding seawater pollute. Furthermore, the flexible membranes prevent mixing with one another incompatible liquids if mixed cargoes are transported in the same compartment will.

Der Frachtteil 14 ist vorzugsweise mit mehreren längsangeordneten Schwimm/Fracht-Rohren 52 und Ballast/Frachtrohren 54 ausgerüstet. Die Rohre 52 und 54 lassen sich als Behälter für Frachtgut und schweren Schlammballast verwenden, wenn die Hauptladung Rohöl oder ein anderes Frachgut leichter als Seewasser ist; oder sie lassen sich als luftgefüllte Schwimmkammern verwenden, wenn die Ladung eine höhere Dichte als das umgebende Seewasser besitzt. Der Auftrieb des Systemes 10 wird normalerweise durch ein geregeltes Verhältnis von Luft und/oder Seewasser in den oberen Rohren 52 und von Ballast in den unteren Rohren 54 gesteuert, d.h. die Rohre und die Abteile werden derart beladen, daß immer ein leicht positiver Auftrieb des Systemes 10 aufrecht erhalten wird. Dadurch ist sichergestellt, daß das System 10 immer an der Unterseite der Eisschicht zum Stillstand kommt, um in der Tiefe zunehmende hydraulische Drücke zu vermeiden, und daß das Schiff bei offener See an der Wasseroberfläche laufen kann. Die Frachtabteile 48 und die Rohre 52 und 54 werden durch Service-Öffnungen 56 beladen. Service-Öffnungen 56 sind an einer oder mehreren Stellen an jeder Seite der Außenhaut und auch am Bug und am Heck des Frachtteiles 14 angeordnet.The freight part 14 is preferably arranged longitudinally with several Float / cargo tubes 52 and ballast / cargo tubes 54. The tubes 52 and 54 can be used as a container for cargo and heavy sludge ballast, if the bulk cargo is crude oil or other cargo lighter than seawater; or they can be used as air-filled flotation chambers when the cargo has a higher density than the surrounding lake water. The buoyancy of the system 10 is normally a regulated ratio of air and / or sea water in the upper tubes 52 and controlled by ballast in the lower tubes 54, i. the pipes and compartments are loaded in such a way that there is always a slight positive Buoyancy of the system 10 is maintained. This ensures that the system 10 always comes to a standstill at the bottom of the ice sheet to get in to avoid increasing hydraulic pressures with the depth, and to keep the ship open Lake can run on the surface of the water. The cargo compartments 48 and pipes 52 and 54 are loaded through service openings 56. Service openings 56 are on one or several places on each side of the outer skin and also on the bow and stern of the Freight part 14 arranged.

Obwohl die Frachtabteile einerseits recht groß sein können, können sie andererseits aus den Rohren 52 und 54 ähnlich oder identischen' längs angeordneten Rohren gemäß Fig. 9 bestehen. Vorzugsweise sind sie und die Rohre 52 und 54 dann ebenfalls durch flexible Membranen unterteilt, so daß sich miteinander unverträgliche Ladungen in einem Rohr transportieren lassen. Jeder Behälter bzw.Although the cargo compartments on the one hand can be quite large, they can they on the other hand from the tubes 52 and 54 similar or identical 'arranged longitudinally Pipes according to FIG. 9 exist. Preferably they and tubes 52 and 54 are then also divided by flexible membranes, so that mutually incompatible Have loads transported in a tube. Each container or

jedes Rohr ist mit einem geeigneten Entlüftungssystem ausgerüstet, daß Luft- und/oder Wasser-Verdrängungen während des Be- und Entladens gestattet.each pipe is equipped with a suitable ventilation system, that allows air and / or water displacements during loading and unloading.

Der Frachtteil 14 kann die vielfältigsten Produkte aufnehmen, unter anderem Rohölprodukte, Chemikalien, Gase, fluidisierbare Mineralien, Schlamm z.B. gemahlene Erze, Lebensmittel o.dgl. Er läßt sich z.B. zum Transport von Rohmaterialien aus arktischen Gebieten und auf dem Rückweg zum Transport von in diesen Gebieten benötigten Gütern benutzen.The freight part 14 can accommodate a wide variety of products, under other crude oil products, chemicals, gases, fluidizable minerals, sludge e.g. ground ores, food or the like. It can be used e.g. for the transport of raw materials from arctic areas and on the way back for transport from in these areas use required goods.

Das Unterwasserschiff kann eine steife oder halbsteife Konstruktion sein. Die steife Konstruktion ist bei der integrierten Ausführungsform anwendbar; sie läßt sich durch die Verwendung von Stahl, Aluminium, glasfaserverstärkter Kunstharze o.dgl. erreichen. Die halbsteife Konstruktion ist anwendbar, wenn der Frachtteil geogen wird.The underwater hull can be of a rigid or semi-rigid construction be. The rigid construction is applicable to the integrated embodiment; it can be achieved through the use of steel, aluminum and glass fiber reinforced synthetic resins or the like. reach. The semi-rigid construction is applicable when the cargo part is geogen.

Das gezogene Schiff kann weitgehend der im US-Patent 3.The towed ship can be largely similar to that described in U.S. Patent 3.

296.994 beschriebenen Struktur entsprechen und erweiterbar sein. Diese Konstruktion ist insbesondere dann günstig einsetzbar, wenn die Frachtabteile langgestreckte Rohre sind, die sich gemäß dem Frachtbedarf hinzufügen oder entfernen lassen.296.994 and be expandable. These Construction can be used particularly favorably when the freight compartments are elongated Are pipes that can be added or removed according to freight needs.

Der Unterwasserantriebsteil 16 der Antriebseinrichtungen 15 ist an dem Eisfräsmast 18 befestigt, der seinerseits mit der Überwasserbrücke 20 verbunden ist. Der Antriebsteil 16 enthält in seinem Heck die Hauptantriebsvorrichtung, typischer Weise zwei Schraubenpropeller oder eine Wasserturbine, und beherbergt den Brennstofftank; wenn erforderlich, ist er zusätzlich mit einem Ballastabteil und, wenn gewünscht, mit einem Wasservorratstank für die Mannschaft in der Brücke 20 ausgerüstet. Der Brennstoff-und der Wasser-Tank bestehen vorzugsweise aus flexiblen Membranen oder aus einer Blasenkonstruktion die die Substitution des verbrauchten Wassers und des verbrauchten Brennstoffs ohne eine Verschmutzung der Restbestände durch Seewasserballast gestattet. Dadurch läßt sich der Gesamtauftrieb während einer Reise weitgehend konstant halten. Der Antriebsteil 16 wird mittels eines Ruders 57 gesteuert und läßt sich zusätzlich mit Stabilisierungsflossen 59 ausrüsten. Als Primärenergiequelle sind Gasturbinen, Dampferzeuger, Verbrennungskraftmaschinen, Kernreaktoren o.dgl. einsetzbar. Gasturbinen werden wegen des einfachen Betriebes bevorzugt. Obwohl sich die Primärenergiequelle in dem Unterwasser-Antriebsteil 16 und/oder der Brücke 20 unterbringen läßt, wird sie vorzugsweise in dem Unterwasser-Antriebsteil 16 angeordnet, wobei die Verbrennungsluft durch den Mast 18 angesaugt wird, der gleichzeitig den Auspuffkanal beherrbergt.The underwater drive part 16 of the drive devices 15 is on attached to the ice milling mast 18, which in turn is connected to the overwater bridge 20 is. The drive part 16 contains the main drive device in its rear, more typical Way two screw propellers or a water turbine, and houses the fuel tank; if necessary, it is also equipped with a ballast compartment and, if desired, equipped with a water storage tank for the crew in bridge 20. Of the Fuel and the water tank are preferably made of flexible membranes or from a bladder construction that allows the substitution of the water used and the used fuel without pollution of the remaining stocks by seawater ballast allowed. As a result, the total lift can be largely constant during a trip keep. The drive part 16 is controlled by means of a rudder 57 and can Equip with stabilizing fins 59 as well. As the primary energy source are Gas turbines, steam generators, internal combustion engines, nuclear reactors or the like. applicable. Gas turbines are preferred because of their ease of operation. Although the primary energy source can be accommodated in the underwater drive part 16 and / or the bridge 20 they are preferably arranged in the underwater propulsion part 16, with the combustion air is sucked in through the mast 18, which simultaneously dominates the exhaust duct.

Zusätzlich zur Bereitstellung der Antriebsleistung, die üblicherweise oberhalb 40 000 PS liegt, liefert die Primärenergiequelle die Antriebsleistung für die Eisfräse, die üblicherweise in der Größenordnung von 6 000 PS liegt, und Energie zur Elektrizitätserzeugung für den Betrieb des gesamten Transportsystems.In addition to providing the drive power, the usual is above 40,000 PS, the primary energy source provides the drive power for the ice cutter, which is typically on the order of 6,000 horsepower, and power to generate electricity for the operation of the entire transport system.

Wenn die Primärenergiequelle in der Brücke angeordnet ist, wird die Energie über Wellen im Mast 18 übertragen.If the primary energy source is located in the bridge, the Transferring energy via waves in the mast 18.

Alternativ kann die mechanische Energie in elektrische Energie umgeformt werden, die dann zu Elektromotoren im Antriebs teil 16 übertragen wird.Alternatively, the mechanical energy can be converted into electrical energy which is then transmitted to electric motors in the drive part 16.

In der Überwasserbrücke 20 sind die Mannschaft und das Betriebssystem zur Überwachung und Steuerung des Frachtsystems untergebracht; sie ist üblicherweise mit einer Landeplattform 58 für das Transportsystem versorgende Hubschrauber oder Senkrechtstarter ausgerüstet. Die Unterseite der Brücke 20 besitzt vorzugsweise eine wasserdichte Außenhaut, so daß sie sich im offenen Wasser betreiben läßt. Die wasserdichte Außenhaut dient als Sicherheitseinrichtung im Fall eines Versagens der Auftriebs regelnden Ballastventile des Systems.The crew and the operating system are in the overwater bridge 20 housed to monitor and control the freight system; it is common with a landing platform 58 for the transport system supplying helicopters or Equipped for a whiz kid. The underside of the bridge 20 preferably has a waterproof outer skin so that it can be operated in open water. the waterproof outer skin serves as a safety device in the event of failure the system's buoyancy regulating ballast valves.

Der den Unterwasser-Antriebsteil 16 mit der ttberwasserbrücke 20 verbindende Mast 18 ist mit einem Eisfrässystem ausgerüstet und dient als Transportkanal für Verbrauchsmaterialien von dem Unterwasserteil zur Überwasserbrücke.The one connecting the underwater drive part 16 to the surface bridge 20 Mast 18 is equipped with an ice milling system and serves as a transport channel for Consumables from the underwater part to the overwater bridge.

Wenn die Primärenergiequelle im Unterwasserteil des Antriebsteiles angeordnet ist, enthält der Mast 18 einen Luftansaugkanal und einen Auspuffkanal.When the primary energy source is in the underwater part of the drive part is arranged, the mast 18 includes an air intake duct and an exhaust duct.

In Fig. 4, 5 und 6 sind die Brücke 20 und der vorzugsweise geneigt angeordnete Mast 18 des erfindungsgemäßen Transportsystemes detaillierter dargestellt und die Funktion der Eisfräsemechanik veranschaulicht.In Figures 4, 5 and 6, the bridge 20 and 13 are preferably inclined arranged mast 18 of the transport system according to the invention shown in more detail and illustrates the function of the ice cutter mechanism.

Die Brücke 20 beherrbergt die Mannschaft und das Steuersystem. Sie beherrbergt ferner, falls gewünscht, die gesamte oder einen Teil der Primärenergiequelle; normalerweise beherrbergt sie Jedoch nur die zur Deckung des Eigenbedarfs der Brücke erforderliche Energiequelle. Dies kann eine unterhalb der Brücke angeordnete und von dem Mast 18 getragene Gasturbine sein; falls gewünscht kann dies Jedoch auch ein Elektromotor sein, der über Leitungen 26 im Mast 18 von der im Unterwasser-Antriebsteil 16 angeordneten Primärenergiequelle mit elektrischer Energie versorgt wird. Wie bereits erwähnt, besitzt die Brücke 20 ein Landedeck 58 ftlr die Betriebsmannschaft versorgende Hubschrauber 60 oder Senkrechtstarter.The bridge 20 houses the crew and the control system. she also controls all or part of the primary energy source, if desired; Normally, however, it only contains those to cover the bridge's own needs required energy source. This can be arranged below the bridge and be a gas turbine carried by the mast 18; however, this can also be done if desired be an electric motor, which via lines 26 in the mast 18 from that in the underwater drive part 16 arranged primary energy source is supplied with electrical energy. As already mentioned, the bridge 20 has a landing deck 58 ftl for the operations crew supplying Helicopter 60 or whiz.

Zusätzlich zu einem normalen Beobachtungsraum 64 ist die Brücke 20 mit Navigationshilfen, z.B. Radar 66, Antennen 70 und Fernsehempfänger 72, Lampfen 74, Nebelhörnern o.In addition to a normal observation room 64, the bridge 20 is with navigation aids, e.g. radar 66, antennas 70 and television receivers 72, lamps 74, fog horns etc.

dgl. ausgerüstet.Equipped.

Gemäß Fig. 5 und 6 bricht und zerspahnt das Eisfräsesystem 76 das Eis in der Bewegungsrichtung der Schub-bzw. Schlepp-Einheit und wirft die Eisspähne nach hinten außen aus. Da die nach hinten gerichtete Komponente des Schneidvorganges in Richtung der Antriebskraft gerichtet ist, unterstützt sie die Vorwärtsbewegung der Schub- bzw.5 and 6, the ice milling system 76 breaks and cuts the Ice in the direction of movement of the thrust or. Towing unit and throws the ice flakes to the rear outside. Because the backward component of the cutting process is directed in the direction of the driving force, it supports the forward movement the thrust or

Schlepp-Einheit.Towing unit.

Gemäß Fig. 5 ist der Mast 18 mit mehreren Leitungskanälen 62 ausgerüstet, die zwischen der Brücke 20 und dem Unterwasser-Antriebsteil eine Verbindung herstellen. Durch diese Kanäle lassen sich Brennstoff, Energie, Verbrennungsluft oder Abgase leiten, je nach Art und Anordnung der Energiequelle.According to FIG. 5, the mast 18 is equipped with several conduits 62, which establish a connection between the bridge 20 and the underwater propulsion part. Fuel, energy, combustion air or exhaust gases can pass through these channels conduct, depending on the type and arrangement of the energy source.

Ein Kanal kann z.B. mit einer Leiter als Zugang zum Maschinenraum ausgerüstet sein, wenn er im Unterwasserteil angeordnet ist. Die Kanäle können auch mit Fördersystemen oder Rohrleitungen zum Transport von Versorgungsgütern oder Wasser zur Brücke ausgerüstet sein, wenn der Bedarf der Mannschaft im Unterwasserteil gelagert wird. Wenn die Maschinen im Unterwasserteil angeordnet sind, wird Luft durch einen Ansaugkanal 80 in der Brücke 20 oder einen vergleichbaren Ansaugkanal im Mast 18 angesaugt. Die Abgase können in das Wasser ausgestossen werden, vorzugsweise werden sie jedoch durch isolierte Leitungen zur Brücke 20 geführt, um als indirekte Heizung für die Kabine zu dienen. Das Abgas läßt sich auch durch steuerbare Entlüftungen abgeben, um die Stabilisierung zu unterstützen.A channel can e.g. with a ladder as access to the engine room be equipped if it is located in the underwater part. The channels can too with conveyor systems or pipelines for transporting supplies or water be equipped to the bridge if the needs of the crew are stored in the underwater part will. If the machines are located in the underwater part, air is passed through a Suction channel 80 in the bridge 20 or a comparable suction channel in the mast 18 sucked in. The exhaust gases can be expelled into the water, preferably be however, they are led through insulated lines to the bridge 20 to act as indirect heating for the cabin to serve. The exhaust can also through controllable Release vents to aid in stabilization.

Gemäß Fig. 5 und 6 besitzt das bevorzugte Eisfräsesystem 76 Wellen 82, auf denen parallel zueinander mehrere Scheiben 84 angeordnet sind. Jede Scheibe 84 besitzt mehrere Schneidzähne 86. Die Scheiben 84 sind vorzugsweise so angeordnet, daß der Weg der Zähne jeder Scheibe den Weg der Zähne der auf der benachbarten Welle angeordneten Scheiben überlappt, Jedoch. in verschiedenen parallelen Ebenen.Referring to Figures 5 and 6, the preferred ice cutter system 76 has shafts 82, on which several disks 84 are arranged parallel to one another. Every slice 84 has several cutting teeth 86. The disks 84 are preferably arranged so that that the path of the teeth on each disc is the path of the teeth on the adjacent shaft arranged disks overlapped, however. in different parallel planes.

Die Scheiben rotieren in entgegengesetzten Richtungen, so daß sie das Eis derart schneiden, daß die Eisspähne beim Schneiden eines Weges durch das Eis nach außen und hinten ausgeworfen werden.The disks rotate in opposite directions so they cut the ice in such a way that the flakes of ice when cutting a path through the Ice can be ejected outwards and backwards.

Entlang des Mastes 18 sind in regelmäßigen Abständen Lagerstege 88 angeordnet, die die unter der Schneidbelastung stehenden Wellen lagern. Ein Mantel 90 deckt die Eisfräsemechanik ab, wenn das Schiff im offenen Wasser betrieben wird.Bearing webs 88 are arranged along the mast 18 at regular intervals arranged, which support the shafts standing under the cutting load. A coat 90 covers the ice cutter mechanics when the ship is operated in open water.

Obwohl die Vorrichtung zum Zerspahnen des Eises als Schneidsystem mit gezahnten Scheiben, deren Zähne einander in einer gemeinsamen Ebene überlappen beschrieben worden ist, ist offensichtlich, daß auch andere Schneidmechaniken anwendbar sind. Es lassen sich z.B. schraubenförmig miteinander kämmende, in entgegengesetzter Richtung rotierende Schneidklingen verwenden, um die gleiche Eisbrecherfunktion auszuüben. Alternativ lassen sich auch hin- und hergehende sägenartige Schneidwerkzeuge einsetzen, die das Eis zerspahnen und die Eisspähne aus dem Weg der Schub- bzw. Schlepp-Einheit heben.Although the device for cutting the ice as a cutting system with toothed discs, the teeth of which overlap each other in a common plane has been described, it is obvious that other cutting mechanisms can also be used are. It can e.g. Use direction rotating cutting blades to do the same ice breaker function exercise. Alternatively, reciprocating saw-like cutting tools can also be used use, which cut the ice and the ice flakes out of the way of the thrust or Lifting the towing unit.

Es ist ferner offensichtlich, daß im Mast 18 die größten Spannungen auftreten. Er muß nicht nur die Last der Brücke tragen, sondern auch den Eiskräften widerstehen. Er muß daher als extra schwere, versteifte Konstruktion ausgeführt werden. Es ist Jedoch auch offensichtlich, daß, da der zu räumende Weg schmal ist und der Mast sich nach hinten verjüngt, um ein Klemmen zu vermelden, die Belastung relativ zu der eines konventionellen eisbrechenden Frachtschiffes kleiner ist. Dadurch wird auch die zum Eisbrechen erforderliche Kraft reduziert.It is also evident that in the mast 18 the greatest stresses appear. He not only has to bear the burden of the bridge, but also the forces of the ice resist. He must therefore as an extra heavy, stiffened construction are executed. However, it is also evident that there is the path to be cleared is narrow and the mast tapers to the rear to report jamming, the load relative to that of a conventional ice-breaking cargo ship is smaller. This also reduces the force required to break the ice.

Gemäß Fig. 4 und 5 läßt sich der Mast 18 mit einem Ruder 92 ausrüsten, das sich manuell oder durch ein Impulssignal eines Sensors, z.B. dem Gyroskop eines Trägheitssensorsystemes betätigern läßt. Mit dem Ruder 92 läßt sich eine Torsionskraft um die Längsachse des Schiffes ausüben, um jeder Rollneigung des Schiffes entgegenzuwirken.According to FIGS. 4 and 5, the mast 18 can be equipped with a rudder 92, that can be activated manually or by a pulse signal from a sensor, e.g. the gyroscope of a Inertia sensor system can operate. With the rudder 92 can be a torsional force exercise around the longitudinal axis of the ship to counteract any roll tendency of the ship.

Die Punktion des erfindungsgemäßen Frachttransportsystemes und seine Vorteile sind aus Fig. 7 leicht zu ersehen. Im Betrieb fährt das Unterwassertransportsystem 10 teilweise durch die und unter der Eisschicht 22. Wie dargestellt ragen nur die Brücke 20 und ein Teil des Mastes 18 über die Oberfläche der Eisschicht 22 hinaus. Die Unterwasserteile können sich frei im Wasser bewegen; sie sind weder Wellenbewegungen noch Eisflüssen o.dgl. ausgesetzt. Wie bereits erwähnt ist der Mast 18 relativ schmal, folglich ist die Eismenge, die zu zerspahnen ist, um einen Pfad durch das Eis 22 zu erzeugen, klein. Da sich der Mast 18 ferner nach hinten verjüngt,ist die Möglichkeit eines Verklemmens gering.The puncture of the freight transport system according to the invention and its Advantages can easily be seen from FIG. 7. The underwater transport system moves during operation 10 partially through and under the ice sheet 22. As shown, only those protrude Bridge 20 and part of mast 18 beyond the surface of ice sheet 22. The underwater parts can move freely in the water; they are neither wave motions nor ice rivers or the like. exposed. As already mentioned, the mast 18 is relatively narrow, consequently, the amount of ice that is to be cut is to create a path through the ice 22 to produce, small. Further, since the mast 18 tapers rearward, the possibility is of jamming is low.

Tatsächlich ist nur die Brücke 20 frei zu sehen, die Ln Kriegszeiten nur ein kleines unauffälLiges Ziel bildet.In fact, only bridge 20 can be seen freely, the Ln wartime is just a small, inconspicuous target.

Dagegen Ist in Kriegszeiten die VerletSzbarkeit von Ankern wnd Pipelines extrem hoch. Ferner ist das System gegen Kompressionskräfte infolge fließenden EiR unverletzlich, da das Eis kontinuierlich weggeschnitten wird.On the other hand, anchors and pipelines are vulnerable in times of war extremely high. Furthermore, the system is against compression forces due to flowing EiR invulnerable, as the ice is continuously cut away.

Dadurch wird die Verschmutzungsgefahr des Meeres eliminiert, die bei einem konventionellen Transportsystem besteht.This eliminates the risk of marine pollution, the with a conventional transport system.

Das System braucht Seitentrifften infolge von Windkräften oder Strömungen nicht zu kompensieren, wodurch sich ein weiterer in einer Reduktion der erforderlichen Leistung und der Gesamtbetriebskosten bestehender Vorteil ergibt.The system needs side hits due to wind forces or currents not to compensate, which results in a further reduction in the required Performance and total cost of ownership gives existing benefit.

Bei konventionellen eisbrechenden ankern treten die Hauptkorrosion und die Verschleißschäden an der Wasser/Luft-Trennfläche auf; relativ betrachtet, lassen sich daher die Wartungs- und Reparaturprobleme durch die Erfindung wesentlich reduzieren. Da nur ein Teil des Transportsystemes die Trennfläche durchstößt und da ein Weg durch das Eis geschnitten wird, wird der Verschleiß auf ein Minimum herabgedrückt.Conventional ice-breaking anchors are where the main corrosion occurs and the wear damage to the water / air interface; in relative terms, the maintenance and repair problems can therefore be significantly reduced by the invention to reduce. Since only part of the transport system penetrates the interface and since a path is cut through the ice, wear and tear is kept to a minimum.

Fig. 8 zeigt eine modifizierte alternative Ausfiihrungsform der Erfindung. Die Modifikation besteh-t im wesentlichen darin, daß der durch den Mast 18 mit der Brücke 20 verbundene Antriebsteil 16 von dem Frachtteil 14 getrennt ist und als Schlepper das Frachtschiff 14 über eine "Nabel"-rosse 96 zieht, über die die in dem gezogenen Navigationsteil 12 angeordneten Navigationshilfsmittel mit Energie versorgt werden. Da der Frachtteil 14 auch bei diesem Betrieb noch mit einigen Steuerungen zur Einstellung der Tauchtiefe und zum Abbremsen der Vorwärtsbewegung ausgerüstet sein muß, werden die meisten Navigationehilfemittel, die be-i der integrierten Ausführungsform im Navigationsteil 14 enthalten sind, ach bei die ser Ausführamgsform im Navigationsteil 14 beibehalten, nämllch die TauchfLossen, die Strahrohre und die Sensoren, die zum Messen und Steuern der Tauchtiefe durch die Betätigung der Tauchflossen und der Strahlrohre dienen.8 shows a modified alternative embodiment of the invention. The modification consists essentially in the fact that the through the mast 18 with the Bridge 20 connected drive part 16 is separated from the freight part 14 and as The tugboat pulls the cargo ship 14 over a "navel" line 96 over which the in the dragged navigation part 12 arranged navigation aids with power are supplied. Since the freight part 14 still has some controls in this operation equipped to adjust the diving depth and to slow down the forward movement must be, most of the navigation aids that be-i of the integrated embodiment are contained in the navigation part 14, alas with this embodiment in the navigation part 14, namely the immersion rafts, the jet tubes and the sensors that are used for the Measure and control the diving depth by operating the diving fins and the Beam pipes are used.

Die Fernsehkamera und die Lampen zur Überwachung der Vorwärtsbewegung des Systems können eliminiert werden und statt dessen an- dem angekuppelten Antriebsteil 16 angeordnet werden.The television camera and lights to monitor forward movement of the system can be eliminated and instead, to the coupled one Drive part 16 are arranged.

Diese Ausführungsform des Systems funktioniert auf die gleiche Art wie die integrierte Ausführungsform; während der Fahrt des Systemes müssen jedoch einige zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen beachtet werden. Wenn z.B. durch ungewöhnliche Eisbedingungen das Eisfräsesystem überlastet wird, wird die Vorwärtsbewegung des Schleppers beträchtlich reduziert. In diesem Fall wird die Trosse 96 durchhängen; das Frachtschiff wird durch den leicht positiven Auftrieb auftauchen, um an der Unterseite der Eisschicht 22 zum Stillstand zu kommen. Um eine überschüssige Bewegung infolge der Trägheit abzubauen, läßt sich ein Strahl durch das Rohr 34 nach unten und durch das Rohr 38 ein Strahl entgegengesetzt der Bewegungsrichtung richten, während gleichzeitig die Tauchflossen 28 und 30 so betätigt werden, daß das Frachtschiff an die Unterseite der Eisschicht 22 gesteuert wird. Da das Frachtschiff in geeigneter Weise durch die Stoßleisten geschützt ist, wird es beim Erreichen der Unterseite der Eisfläche infolge der Reibung mit der Eisschicht dem größten Teil seiner trägen Bewegung verlieren.This embodiment of the system works in the same way like the integrated embodiment; however, while the system is in motion some additional precautions should be observed. If, for example, due to unusual Ice conditions the ice cutting system is overloaded, the forward movement of the Tractor considerably reduced. In this case the hawser 96 will sag; the cargo ship will surface due to the slightly positive buoyancy in order to at the Underside of the ice layer 22 to come to a standstill. To an excess movement As a result of the inertia, a jet can be passed down through the tube 34 and direct a jet through the pipe 38 opposite to the direction of movement, while at the same time the fins 28 and 30 are operated so that the cargo ship to the bottom of the ice layer 22 is controlled. Because the cargo ship in more suitable Way is protected by the bumper strips, it will when reaching the bottom the ice surface due to the friction with the ice layer most of its sluggish Lose movement.

Fig. 9 zeigt eine weitere modifizierte Ausführungsform der Erfindung, bei der der Antriebsteil 16 und der Frachtteil 14 ebenfalls getrennt sind; das funktionelle Zusammenspiel dieser beiden Teile wird im folgenden im Detail beschrieben.Fig. 9 shows a further modified embodiment of the invention, in which the drive part 16 and the cargo part 14 are also separated; the functional The interaction of these two parts is described in detail below.

Die angekuppelte Schubeinheit 16 besitzt einen zum Heck des Frachtteiles 14 passenden stumpfen Bug 98. Die Schleppeinheit ist ferner mit mehreren Kupplungshaken 100 ausgerüstet, die sich mit dem Frachtschiff 10 zum Eingriff bringen lassen. Einer der Kupplungshaken 102 ist an einem ausziehbaren Kabel 104 befestigt, das die Verbindung aufrecht erhält, wenn die Schubeinheit 16 in ihrer Bewegung behindert wird. Das Kabel 104 wird freigegeben und läuft dann aus bis das Frachtschiff seine träge Bewegung verliert. Nach dem Durchfahren des Eishinternisses wickelt die Schubeinheit 16 das Kabel 104 auf und bewegt sich dadurch zum Frachtschiff 10 und kuppelt sich wieder an dieses an. Während einer solchen Freigabe muß die Schubeinheit 16 in der Lage sein, die Position des Frachtschiffes 10 festzustellen. Die Schubeinheit 16 ist daher mit einer Fernsehkamera 106 und Lampen 108 ausgerüstet, um visuell die Position des Frachtschiffes 10 unter der Eisschicht 22 zu ermitteln.The coupled thrust unit 16 has one to the rear of the freight part 14 matching blunt bow 98. The towing unit is also equipped with several coupling hooks 100 equipped, which can be brought into engagement with the cargo ship 10. One the coupling hook 102 is on one extendable cable 104 attached, that maintains the connection when the thrust unit 16 hinders its movement will. The cable 104 is released and then runs out until the cargo ship its loses sluggish motion. After driving through the ice interior, the thrust unit wraps around 16 opens the cable 104 and thereby moves to the cargo ship 10 and couples itself at this again. During such a release, the thrust unit 16 must be in the Be able to determine the position of the cargo ship 10. The thrust unit 16 is therefore equipped with a television camera 106 and lamps 108 to visualize the To determine the position of the cargo ship 10 under the layer of ice 22.

Da sich bei dieser Ausführungsform der Frachtteil 14 an sorderster Stelle im Transportsystem bewegt, ist er ebenfalls mit einer Fernsehkamera 44 und mit Lampen 46 ausgerüstet, mit deren Hilfe sich die Vorwärtsbewegung unter der Eisschicht 22 beobachten läßt. Sowohl diese Navigationshilfsmittel als auch die zum Betrieb der Tauchflossen und der Strahlrohre erforderlichen Elektromotoren werden über elektrische Verbindungen im Heck des Frachtteiles versorgt, die mit dazu passenden Verbindungen 110 im Bug der Antriebseinheit 16 zum Eingriff kommen.Since in this embodiment the freight part 14 is at the front Moved place in the transport system, he is also with a television camera 44 and equipped with lamps 46, with the help of which the forward movement under the ice sheet 22 can be observed. Both these navigation aids and those for operation the submersible fins and the jet pipes required electric motors are via electric Connections in the rear of the freight part supplied with the appropriate connections 110 come into engagement in the bow of the drive unit 16.

Diese Verbindungen können z.B. aus mehreren durch ein elastomerisches Material voneinander getrennten ringförmigen Leitern besKiEn. Sie sind kegelförmig und werden beim Zusammentreffen mit zugeordneten kegelförmigen Verbindungen des Frachtteiles 16 zusammengedrückt; wenn sie vollständig zusammengedrückt sind, ist die wasserdichte elektrische Verbindung hergestellt.These connections can, for example, consist of several by an elastomeric Save material that is separate from each other in the form of ring-shaped conductors. They are cone-shaped and when they meet with associated conical connections of the Cargo part 16 compressed; when fully compressed is the watertight electrical connection is established.

Fig. 10 zeigt das Be- und Entladen des erfindungsgernäßen Transportsystemes in vereisten Gebieten. Gemäß Fig. 10 besitzt ein Service-Hafen 112 einen Hauptleitstand 114 und üblicherweise eine Landeplattform 116 für Versorgungshubschrauber. Der Leitstand 114 steht auf einem Fuß L18, der im Meeresboden verankert ist. Der Verladehafen 118 ist mit Rohrleitungen zum Be- und Entladen von Frachtgut mit der Küste verbunden. Zum Schutz des Verladehafens 112 ist ein Eisfräsesystem 120 vorgesehen, daß das fliessende Eis zerspahnt, das den Fuß 118 des Verladehafens 112 zu beschädigen oder umzukippen droht. In Fig. 10 ist dargestellt, wie während ein Frachtschiff be- oder entladen wird, sich ein geschlepptes Frachtschiff dem Verladehafen 112 nähert.Fig. 10 shows the loading and unloading of the inventive transport system in icy areas. According to FIG. 10 owns a service port 112 a main control station 114 and usually a landing platform 116 for supply helicopters. The control station 114 stands on a foot L18 which is anchored in the sea floor. Of the Loading port 118 is equipped with pipelines for loading and unloading freight with the Coast connected. An ice milling system 120 is provided to protect the loading port 112, that the flowing ice cogs that damage the foot 118 of the loading port 112 or threatens to tip over. In Fig. 10 it is shown how during a cargo ship is loaded or unloaded, a towed cargo ship to the loading port 112 approaching.

Dadurch wird ein Vorteil der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transportsystemes mit separater Schub- oder Schlepp-Einheit dargestellt, nämlich, daß eine Schub- bzw.This becomes an advantage of the embodiment of the invention Transport system shown with a separate pushing or towing unit, namely, that a push or

Schlepp-Einheit mehrere Frachtschiffe verholen kann. Wenn ein Frachtschiff be- oder entladen wird, kann an einem Bestimmungshafen, z.B. einem Verladehafen im Eisgebiet, die separate Schub- oder Schlepp-Einheit ein gefülltes Frachtschiff zu einem Hafen im Landgebiet oder zu einer Stelle im offenen Wasser verholen, von wo aus es von einem ttberwasserschiff zu einem eisfreien Hafen geschleppt wird.Towing unit can move several cargo ships. If a cargo ship can be loaded or unloaded at a port of destination, e.g. a port of loading in the ice area, the separate pushing or towing unit is a full cargo ship hauled to a port in the land area or to a place in the open water, from where it is towed from a surface ship to an ice-free port.

Sie kann dann ein leeres Frachtschiff oder ein mit für den Hafen im Eisgebiet bestimmter Fracht beladenes Schiff unter dem Eis verholen. Nach dem Erreichen des Verladehafens 112 wird das zurückgebrachte Frachtschiff entladen und anschließend wieder beladen, während die Schub- bzw.You can then use an empty cargo ship or one for the port in Move the loaded ship under the ice for certain cargo. After reaching of loading port 112, the returned cargo ship is unloaded and then reload while the push or pull

Schlepp-Einheit ein bereits beladenes Frachtschiff in einen eisfreien Hafen verholt.Towing an already loaded cargo ship into an ice-free one Port shifted.

Die Erfindung besteht also im wesentlichen in einem Unterwasserfrachtsystem für den Transport von Frachtgut unter einer Eisschicht. Das Transportsystem besitzt ein Unterwasserschiff mit einem Navigationsteil, einem Frachtteil und einem Antriebsteil; der Antriebsteil ist über einen Eisfräsemast mit einer Überwasserbrücke für die Mannschaft und den Leitstand verbunden. Der Antriebsteil treibt das Frachtschiff unter der Eisschicht an. Obwohl der Antriebsteil vorzugsweise mit dem restlichen Schiff integriert ist, kann er jedoch eine separate Einheit zum Schieben oder Schleppen des Schiffes bilden.The invention thus essentially consists in an underwater cargo system for the transport of cargo under a layer of ice. The transport system has a submarine with a navigation part, a cargo part and a drive part; the drive part is via a Ice cutter mast with an overwater bridge for the team and the control center. The drive part drives the cargo ship under the ice. Although the drive part is preferably with the rest The ship is integrated, but it can be a separate unit for pushing or towing of the ship.

Claims

Expectations

================= C underwater transport system for transportation of cargo under a surface ice layer characterized by an underwater cargo ship (10) with one with devices (28, 30, 34) for controlling the diving depth of the ship (10) equipped navigation part (12) and with one in several freight compartments (48) divided and with devices (56) for loading the freight compartments (48) and with devices maintaining a slight positive buoyancy of the ship (52) equipped cargo part (14); and by a primary energy source Devices (15) for propelling the ship with an underwater propulsion part (16), with at least one device for monitoring and controlling the operation of the transport system and quarters for the overwater bridge (20) and containing the operating crew with a drive part (16) connecting to the bridge (20) and on its front side equipped a path through the ice sheet (22) cutting devices (76) Mast (18).

2. Transport system according to claim 1, characterized in that the Drive devices (15) are an integral part of the cargo ship (10).

3. Transport system according to claim 1, characterized in that the Drive devices (16) are detachably connected to the cargo ship (10).

4. Transport system according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the cargo ship (19) with several longitudinally arranged upper floating / cargo Pipes (52) to increase buoyancy and several longitudinally arranged lower cargo / ballast tubes (54) is equipped to reduce the buoyancy.

5. Transport system according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the cargo compartments (48) are divided by flexible membranes (50).

6. Transport system according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the cargo compartments (48) are longitudinally arranged tubes.

7. Transport system according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the cargo ship (10) with at least one elastic shock-absorbing, itself over at least part of its upper side in the longitudinal direction extending bar (26) is equipped.

8. Transport system according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the devices for controlling the diving depth from at least one set of diving fins (28, 30) and at least one vertically arranged, the bottom with the top the jet pipe (34) connecting the navigation part (12); and that the jet pipe (34) with devices for generating a water flow through the jet pipe (34) is equipped.

9. Transport system according to one of claims 1 to 8, characterized in that that a horizontal jet pipe (36) from one side of the navigation part (12) extends to its opposite side; that the horizontal jet pipe (36) the vertical jet pipe (34) cuts and with devices (40) for generating is equipped with a current of water; and it is a lengthways orderly Jet pipe (38) extends rearward from the bow of the navigation part (12) and with the intersection between the vertical jet pipe (34) and the horizontal one Jet pipe (36) is in communication.

10. Transport system according to one of claims 1 to 9, characterized in that that the ice cutting devices (76) have a pair of inclined vertically arranged shafts (82) included; that each shaft (82) is equipped with several ice cutting disks (84) is; that the shafts (82) rotate in opposite directions of rotation; and that the Movement of the front periphery of each disc (84) is directed outboard.

11. Transport system according to one of claims 1 to 10, characterized in that that at least part of the primary energy source in the underwater drive part (16) is housed.

12. Transport system according to one of claims 1 to 11, characterized in that that the primary energy source is gas turbines.

13. Transport system according to one of claims 7 to 12, characterized in that that the bumper strip (26) has a flexible foam core with open cells, a the foam core with the top of the cargo ship 1 fes (10) connecting flexible permeable jacket and a wear-resistant coating on top of the jacket owns.

14. Transport system according to claim 13, characterized in that the The density of the foam core decreases in a vertical direction.

15. Transport system according to one of claims 1 to 14, characterized in that that the navigation part (12) is arranged on the bow of the cargo ship (10).

16. Underwater pushing or towing unit for pushing or towing an underwater reef under a layer of ice (22) according to claim 3, characterized by a submersible drive part (16) with coupling devices (96, 100, 104) for the underwater hull (10); by at least one monitoring facility the position of the underwater hull (10), devices for controlling the operation the thrust or. The towing unit and quarters for the operating crew Overwater bridge (20); - by a drive part (16) with the overwater bridge (20) connecting and at its front with a path through the ice layer (22) cutting devices (76) equipped mast (18); and by a primary energy source for propulsion of the ship under the ice.

17. Push or tow unit according to claim 16, characterized in that that at least a part of the primary energy source is housed in the drive part (16) is.

18. Pushing or towing unit according to claim 17, characterized in that that the primary energy source is gas turbines.

19. Push or tow unit according to claim 16, characterized in that that the ice cutting devices (76) have a pair of inclined vertically arranged shafts (82) included; that each shaft (82) is equipped with several ice cutting disks (84) is; that the shafts (82) with rotate in opposite directions of rotation; and that movement of the forward periphery of each disc (84) is outboard is.

20. System for controlling the diving depth of an underwater ship according to one of claims 1 to 19, characterized by at least one underside jet pipe (34) connecting to the top of the ship (10); and through in that Jet pipe (34) arranged devices (40) for generating a water flow through the jet pipe (34).

21. System according to claim 20, characterized in that there is a horizontal Jet pipe (36) from one side of the ship (10) to its opposite side extends; that the horizontal jet pipe (36) intersects the vertical jet pipe (34) and means (40) for creating a flow of water through the horizontal Jet pipe (36) is equipped; and that there is a longitudinally arranged jet pipe (38) extends rearward from the bow of the ship (10) and with the point of intersection between the vertical jet pipe (34) and the horizontal jet pipe (36) in Connection.

L e r s e i t e