DK168815B1 - Skib, som kan sejle i isfyldte farvande - Google Patents

Description

i DK 168815 B1

Opfindelsen angår et skib, af den i krav l's indledning angivne art.

Isen, der nogle steder på vor klode permanent og andre 5 steder jævnligt tilbagekommende lukker vandene, har altid voldt den søgående trafik store vanskeligheder. Dette har ført til, at skibe, der også må sejle i sådanne isfyldte farvande, er blevet forstærket på forskellig vis, og især i nyere tid til bygning af egentlige isbrydere, som er i 10 stand til at bryde en mere eller mindre åben rende for efterfølgende almindelige skibe. For at mindske modstanden og hermed energiforbruget ved forcering af isdækket udformes sådanne skibe med så lille bredde som muligt, hvorved rulningsstabiliteten imidlertid nedsættes i væ-15 sentlig grad.

Fra det tyske offentliggørelsesskrift 3 514 555 kendes en speciel bygget isbryder med en iskanal og en skrogpart på hver side af denne. Hver af disse skrogparter har plane 20 stævne til at løbe isbryderen op på isen, hvorefter denne kløves af skarpe V-formede stævnafsnit, der slutteligt går over i skrog med plane bunde. Formålet med denne konstruktion er under isbrydningen at holde isen væk fra skruerne ved dels at skyde isen ud til siden, dels ud i 25 iskanalen. I denne kan der imidlertid herved opstå ophobninger og sammenpakninger af is, som kan være til alvorlig gene for isbryderens videre fremdrift. Hertil kommer, at isen brydes langs ialt seks brudlinier, hvilket kræver et stort kraft- og energiforbrug. Ovennævnte kon-30 struktive opbygning, der yder meget stor fremdriftsmodstand, medfører desuden, at isbryderen i almindelighed må anses for at være uøkonomisk til opgaver under sejlads i isfrit vand.

35 Det er derfor formålet med opfindelsen at anvise et skib af den indledningsvis nævnte art, hvor fremdrivningsmod-standen ved isfri sejlads svarer til eller er mindre end 2 DK 168815 B1 for et tilsvarende konventionelt en-skrogets skibs vedkommende, som kan forcere et isdække på vandet med mindre kraft og energiforbrug end hidtil kendt.

5 Dette opnås, idet skibet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved det i krav l's kendetegnede del angivne. Isen ud for iskanalen kan herved passerer gennem denne uden at blive brudt, medens isen ud for skrogparterne brydes og skubbes ind under den omgivende is som følge af kølvæg-10 gens særlige forløb, hvor angrebspunktet successivt flyttes udefter under brydningen. Isen hobes således ikke op i iskanalen, hvor den kunne pakke sammen og nedsætte skibets fremdrift og evne til at kunne gå gennem isen. Samtidigt opnås, at isen kun brydes langs fire brudlinier, 15 hvorved der finder en betydelig nedsættelse af kraft- og energiforbruget sted i forhold til ovennævnte kendte isbryder, som må bryde isen op langs ialt seks brudlinier. Denne udformning af skrogparterne bibringer endvidere skibet ifølge opfindelsen en til et konventionelt en-20 skroget skib svarende ydre strømiinieform, der medfører, at skibet er særdeles velegnet til normal sejlads i isfrit vand. Da skibet samtidigt under bibeholdelse af rulningsstabiliteten kan udformes med en relativt lille dybgang i forhold til bredden, kan skibet ifølge opfindelsen 25 endvidere forbedre dets rulningsstabilitet.

I underkravene er angivet fordelagtige udførelsesformer for skibet ifølge opfindelsen. Det har således vist sig, at den isbrydende effekt kan forstærkes i væsentligt grad 30 ved hjælp af det i krav 3-4 angivne, idet brudbelastningerne på isen herved fordeles ligeligt, således at skibets fremdriftmaskineri bliver optimalt udnyttet.

En yderligere fordel i denne forbindelse kan opnås ved 35 hjælp af det i krav 5 angivne, idet de brudte isflager herved kommer til at glide lettest muligt henover skrogets vægge, samtidigt med, at de skarpe kanter virker som 3 DK 168815 B1 knive, der trænger ind i isen og danner brudanvisere, som reducerer den kraftpåvirkning, som er nødvendig for at kunne bryde isen.

5 Ved hjælp af det i krav 6 angivne opnås fuld frigang for den is, der skal passere gennem iskanalen, således at isen ikke forklemmer mellem dennes sider.

Opfindelsen forklares nedenfor under henvisning til teg-10 ningen, hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem en udførelsesform for et skib med iskanal ifølge opfindelsen, 15 fig. 2 samme set oppe fra, fig. 3 samme set forfra i større målestok, fig. 4 et brudstykke af stævnen, hvor et indadvendende 20 fremspring i iskanalen ses, fig. 5 samme set oppe fra, fig. 6 samme set forfra, og 25 fig. 7-8-9-10 forskellige stadier af isbrydningsprocessen.

Fig. 1, 2 og 3 viser et skib ifølge opfindelsen, som i 30 sin helhed er angivet med henvisningstallet 1. Dette skib har et skrog 2, i hvis fulde udstrækning der fra forskrog 3 til agterskrog 4 forløber en iskanal 5, som i skroget 2's tværretning har en sådan udformning og placering, at en isflage, der flyder på vandet er i stand til uhindret 35 via iskanalen 5 at passere tværs gennem skroget 2, når skibet 1 sejler i et isfyldt farvand. Skibet skal derfor ikke bruge kraft og energi til at flytte og yderligere 4 DK 168815 B1 sønderdele denne del af isdækket, og skroget kan derfor udformes med en betydelig større bredde end tilsvarende konventionelle skibe og herved opnå en langt større stabilitet mod rulning.

5

Iskanalen 5 tjener til passage for is, der brydes op ud for skibets stævn. For at lette denne brydning og isens uhindrede passage gennem kanalen 5, strækker denne sig fortrinsvist både højere op og længere ned end henholds-10 vis over- og underside af det isdække, som gennemsejles.

Som vist i fig. 2 forløber skæringslinierne 7 mellem horisontale snit gennem iskanalen 5 og skroget 2 parallelt med hinanden eller konvergerende mod skibets forstævn 8.

15 Herved kan isflager, som ud for iskanalen brydes op med en omtrent til denne svarende bredde frit passere iskanalen uden at komme til at forklemme mellem dens sider.

Som vist er iskanalen 5 opad til afgrænset af en øvre væg 20 9, som i tværretningen forløber i hovedsagen vandret.

Langs siderne er iskanalen 5 afgrænset af en venstre- og højre kanalvæg 11a, 11b, som fra den øvre væg 9’s sidekanter 10a, 10b strækker sig i hovedsagen parallelt i retning fortrinsvis lodret nedefter. Hver af skrogparter-25 nes bund omfatter en første væg 13a, 13b som strækker sig fra den venstre- og højre kanalvægs 11a, 11b respektive nederste kanter 12a, 12b i et skråt ned- og udefter rettet forløb, som danner en spids vinkel a (fig. 9) med et vandret plan. Nedadtil har kanalen 5 ved den viste udfø-30 relsesform en åbning 6, og ved enderne 19a, 19b udmunder den i henholdsvis for- og agterskroget 3, 4. Herved bliver isbrydningsfunktionen meget effektiv, og samtidigt sikres det, at brudte isflager heller ikke ved lodrette bevægelser i iskanalen vil kunne komme til at forklemme 35 mellem dennes sider.

5 DK 168815 B1 På begge sider af iskanalen 5 har skrogparterne 2 hver en kølvæg 15a, 15b, som i tværretningen strækker sig i hovedsagen vandret udefter fra den første vægs 13a, 13b respektive nederste kanter 14a, 14b. Denne kølvæg 15a, 15b 5 forløber fra et område over vand-/isplanet 20 ved stævnen 8 skråt nedefter til et område 21, hvor skroget har sin største dybgang. Samtidig øges kølvæggens 15a, 15b afstand til den i samme side af skroget 2’s liggende kanalvæg 11a, 11b gradvist. Når skibet 1 går gennem isen, vil 10 denne først blive mødt af kølvæggene 15a, 15b ved forstævnen og påført deformationsforskydninger, der tillader skibet 1 at trænge længere frem i isen. På grund af kølvæggenes 15a, 15b særlige forløb flyttes angrebsområdet på isen derefter successivt udefter, hvorved isen yderli-15 gere bliver tilføjet stadigt voksende bøjningsspændinger, der slutteligt udløser det endelige brud og efterlader en udskåret isflage 22 i iskanalen 5.

Som vist har hver af skrogparterne 2 en anden væg 17a, 20 17b. Denne strækker sig fra kølvæggens 15a, 15b respekti ve yderkanter 18a, 18b i et skråt ud- og opefter rettet forløb, som fortrinsvis danner samme spidse vinkel 0 (fig. 9) med det vandrette plan som den anden venstre- og højre kanalvæg 11a, 11b. Kølvæggen 15a, 15b forløber her-25 under i hovedsagen midt mellem de fra kølvæggen 15a, 15b fjernest liggende kanter 18a, 18b og 14a, 14b på hen holdsvis den anden væg 17a, 17b og den første væg 13a, 13b. Herved fordeles kraftpåvirkningen på isen ligeligt mellem bruddene ved iskanalen og bruddene ved skrogets 30 yderside. Dette medfører, at den disponible fremdriftskraft bliver optimalt udnyttet.

I fig. 4, 5 og 6 ses et indadvendende fremspring 23a, 23b, som er anbragt på iskanalens venstre- og højre ka-35 naivæg 11a, 11b. Dette fremspring 23a, 23b strækker sig et passende stykke i retning mod skibets agterstævn. Fremspringene 23a, 23b har fortrinsvis en skarp kant 24, 6 DK 168815 B1 der vender frem mod isen, og som tjener til at høvle den brudte isflage ned til en lidt mindre bredde end den efterfølgende kanal har og til at fjerne hindrende ujævnheder langs isflagens kanter. Dette sikrer fuldstændigt, at 5 den brudte isflage får fuld frigang i den efterfølgende iskanal, således at risikoen for, at en isflage forklem-• mer mellem kanalvæggene, elimineres. Fremspringene 23a, 23b øger sejlmodstanden ved fart i åbent vand og kan derfor fordelagtigt være løsbart fastgjort på skroget 2, så-10 ledes at de kun behøver at være påmonteret i den tid af året, hvor der må sejles i is.

Ved den viste udførelsesform er iskanalens 5 og skrogparternes 2 vægge tildannet som enkeltkrumme flader 9; 11a, 15 11b; 13a, 13b; 15a, 15b; og 17a, 17b, der er forbundet med hinanden langs i hovedsagen skarpe kanter 12a, 12b; 14a, 14b; 16a, 16b og 18a, 18b. Dette bevirker, at skroget let kan glide henover brudt is, som holdes ind mod skroget med en linieberøring i stedet for som ved dob-20 beltkrumme flader med en mere koncentreret punktberøring, som yder større modstand mod glidende forskydning langs skibssiden, og som desuden er tilbøjelige til at knække isflagen op i flere småstykker med yderligere energitab til følge. De skarpe kanter, der forbinder de enkeltkrum-25 me flader, virker endvidere som knive, der let trænger ind i og danner forskydningsbrud i isen.

Fig. 7-10 viser, hvorledes skibet baner sig vej gennem isen. Figurerne viser med normalt optrukket streg skibet 30 set forfra og med kraftigt optrukket streg skrogprofilet efter de respektive linier I-I, II-II, III-III og IV-IV i fig. 1.

Fig. 7 viser den situation, hvor skibsskroget 2 med sin 35 kølvæg 15a, 15b netop berører isen 30, uden at der endnu herved er opstået brud i denne. Når skibet fortsætter fremefter, vil skroget på grund af stævnvinklen r (fig.

7 DK 168815 B1 1) trænge op over iskanten og påføre isen forskydningsspændinger på tværs af isplanet. Herved skærer skroget som en kniv ned i isen, således at det tillades at fortsætte længere frem.

5 I fig. 8 er situationen nu den, at isen netop er klippet over ved iskanalens kanter, og samtidigt er angrebsområdet på isen rykket længere udefter som følge af kølvæggens 15a, 15b ned- og udadrettede forløb fra stævnen 8.

10 Herved belastes isen med en kombineret bøjnings- og forskydningspåvirkning, der trykker den under skroget liggende del af isdækket længere og længere ned i vandet, til isen slutteligt også ved skrogets yderside knækker. I den i fig. 8 viste position for skibet er dette netop 15 sket.

Skibet kan nu let komme videre frem i det område, hvor isdækket 30 er brudt, og herunder trykkes de under skroget liggende brudte isflager endnu længere nedefter, men 20 da skroget ved ydersiden i tværretningen forløber skråt ud- og opefter med vinklen 0, vil isflagerne herved kæntre som vist i fig. 9 og glide skråt ud- og opefter for til sidst at blive ført helt ind under det ikke brudte omgivende isdække 30.

25

Denne situation er vist i fig. 10. Her ligger isflagerne 32a, 32b nu inde under det omgivende isdække 30, således at de er fjernet helt fra skibets sejlbane og ikke længere udgør nogen hindring for skibets videre fremfærd. Den 30 ud for iskanalen 5 brudte isflage 22 flyder samtidigt frit i iskanalen 6 og bliver i det væsentlige liggende på sin oprindelige plads uden at lægge beslag på yderligere kraftforbrug. Selv om skibet derfor har en stor bredde og hermed følgende stor rulningsstabilitet, vil energifor-35 bruget til forcering af isen således ved anvendelse af skibet ifølge opfindelsen være langt mindre end ved de kendte konventionelle skibe med samme eller endog mindre bredde.

Claims (6)

8 DK 168815 B1

1. Skib til sejlads i isfyldte farvande, især et skib med 5 stævne (4, 8), og med relativ lille dybgang og i forhold hertil stor bredde, og som har et skrog (2), der fra et passende stykke over vandlinien og nedefter totalt i længderetningen er opdelt i henholdsvis en venstre- og en højre skrogpart af en iskanal (5), som er afgrænset på 10 tværs af to lodrette kanalvægge (11a, llb), og hvor hver af skrogparternes bund omfatter et langsgående kølområde (15a, 15b), en fra kølområdet til kanalvæggen (11a, llb) under en i forhold til vandret plan spids vinkel (a), skråt opefter og mod skibets centerplan forløbende første 15 væg (13a, 13b), samt en fra kølområdet til skrogets yderkontur under en i forhold til vandret plan spids vinkel (0) forløbende anden væg (17a, 17b), kendetegnet ved, at kølområdet omfatter en relativ smal, i hovedsagen vandret kølvæg (15a, 15b), som på langs strækker 20 sig ned til sit dybest liggende afsnit fra et i hovedsagen over vandlinien/isplanet liggende område på forstavnen (8) under successiv forøgelse af afstanden til den respektive kanal væg (11a, llb).

2. Skib ifølge krav 1, kendetegnet ved, at skæ ringslinierne mellem skroget (2) kanalvægge (11a, llb) og ethvert horisontalt snit gennem iskanalen (5) forløber indbyrdes parallelle eller konvergerende mod skibets forstavn (8). 30

3. Skib ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at de vinkler (a, 0), som henholdsvis den anden kanalvæg (13a, 13b) og skrogvæggen (17a, 17b) danner med et horisontalt plan, i hovedsagen er lige store. 35

4. Skib ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at kølvæggens (15a, 15b) dybest liggende afsnit lig- DK 168815 B1 9 ger fortrinsvis midt mellem iskanalens (5) kanalvæg (11a, 11b) og skrogets yderkontur.

5. Skib ifølge ét eller flere af kravene 1-4, kende-5 tegnet ved, at iskanalens (5) og skrogets (2) vægge (9; 11a, 11b; 13a, 13b; 15a, 15b; 17a, 17b) er udformet som enkeltkrumme flader, som er indbyrdes forbundne langs i hovedsagen skarpe kanter (12a, 12b; 14a, 14b; 16a, 16b; 18a, 18b).

6. Skib ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at der på hver af kanalvæggenes (Ha, 11b) ydre side er indrettet fremspring (23a, 23b), som fra forstavnen strækker sig i hvert fald delvis hen mod 15 skibets hæk. 20 25 30 35