FI74673C

FI74673C - BOTTENFORM FOER FARTYG.

Info

Publication number: FI74673C
Application number: FI860697A
Authority: FI
Inventors: Torsten Heideman; Gustav Lindqvist; Henrik Segercrantz; Christian Blomstedt
Original assignee: Waertsilae Oy Ab
Priority date: 1986-02-17
Filing date: 1986-02-17
Publication date: 1988-03-10
Also published as: CA1309303C; FI860697A0; FI74673B; FI860697A

Description

7467374673

LAIVAN POHJAMUOTO - BOTTENFORM FÖR FARTYGSHIP BOTTOM SHAPE - BOTTENFORM FÖR FARTYG

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen jäisissä vesissä kulkemaan tarkoitetun laivan pohjamuotoon .The invention relates to the bottom shape of a ship for navigation in icy waters according to the preamble of claim 1.

Huomattava osa jäätämurtavan laivan kulkuvastuksesta jää-ajossa johtuu murrettujen jäälohkareiden laivan kylkeen ja pohjaan kohdistuvasta kitkatyöstä. Ohjaamalla ainakin suuri osa jäälohkareita pois ajorännistä kiintojään reunojen alle tämä kitka pienenee. Samalla saavutetaan myös se etu, että laivan potkurit suojataan murretuilta jäälohkareilta, sekä helpotetaan murretussa uomassa eli ajorännissä jäijessätule-vien laivojen kulkua.A significant part of the running resistance of an icebreaking ship in ice driving is due to frictional work on the side and bottom of the ship by broken ice blocks. By guiding at least a large portion of the ice blocks out of the roadway below the edges of the solid ice, this friction is reduced. At the same time, the advantage is achieved that the ship's propellers are protected from broken ice blocks, and the passage of ships coming in an broken channel, i.e. in the chute, is facilitated.

Jäälohkareiden ohjaamiseksi pois laivan alta on ehdotettu erilaisia laivan rungon muotoja. Suomalaisessa patenttihakemuksessa nro 850862 on esimerkiksi esitetty alus, jossa laivan keulaviivan pohjasta alkava kiilanmuotoinen, taaksepäin laajeneva aura siirtää jääpalat pois laivan potkurien ulottuvilta ja suurelta osin ajorännin jääreunojen alle. Tällaisen runkorakenteen heikkoutena on kuitenkin sen tavanomaiseen laivan runkoon verrattuna huonompi merikelpoi-suus ja suurempi ajovastus avovedessä. Kiinteä umpinainen aurarakennelma myöskin pysyvästi lisää aluksen syväystä sekä pienentää sen uppoumaa.To guide the ice blocks away from under the ship, various shapes of the ship's hull have been proposed. Finnish patent application No. 850862, for example, discloses a vessel in which a wedge-shaped, backward-expanding plow starting from the bottom of the ship's bow line moves the ice cubes away from the ship's propellers and largely below the ice edges of the gutter. However, the weakness of such a hull structure is its inferior seaworthiness and higher running resistance in open water compared to its conventional ship hull. The fixed closed plow structure also permanently increases the ship's draft and reduces its draft.

Toinen tapa ratkaista yllämainittu ongelma on esitetty saksalaisessa hakemusjulkaisussa DE-OS 2112 33^, jonka mukaisesti laivan pohjaan asennetaan teräväkulmainen, avonainen, listamaisista elimistä muodostettu aura. Kun tällaisen auran kylkien korkeus on riittävän suuri, esim. vähintään 80¾ laivan jäänmurto-ominaisuuden rajapaksuudesta, saavutetaan kohtalaisen hyvä jäälohkareiden siirtyminen sivuille. Haittapuolena on toisaalta merkittävästi suurentuva ajovastus, sekä pysyvästi lisääntyvä aluksen syväys. Lisäksi tällaisessa ratkaisussa esiintyy varsin voimakas vesivirtaus auran kylkien alitse laivan pohjan alle, mikä virtaus on omiaan 74673 z myöskin ohjaamaan jäälohkareita laivan pohjan alle. Suomalaisessa patenttihakemuksessa 851312 on esitetty pohjarakenne, jossa auran kyljet ovat käännettävissä sisään laivan pohjaosaan siten, että avovedessä liikuttaessa ajovastus on pienempi, merikelpoisuus ja ohjattavuus parempi, sekä laivan syväys pienennettävissä. Kun auran kärki lisäksi on avonainen tai auran kylkien sisäpuoli kalteva, pienenee haitallinen virtaus auran kylkien alitse edullisesti. Toisaalta tässäkin ratkaisussa on haittapuolena varsin merkittävästi lisääntyvä ajovastus jääolosuhteissa, sekä vaikeasti ratkaistavat lujuusopilliset ongelmat, sillä jäälohkareiden kohti auraa suuntaama voimavaikutus on varsin suuri. Tällaisen rakennelman soveltaminen jo rakennettuihin runkoihin on myös hankala toteuttaa.Another way of solving the above-mentioned problem is disclosed in German application DE-OS 2112 33 ^, according to which a sharp-angled, open plow formed of strip-like members is mounted on the bottom of the ship. When the height of the sides of such a plow is high enough, e.g. at least 80¾ of the limit thickness of the icebreaking property of the ship, a relatively good displacement of the ice blocks to the sides is achieved. The disadvantages, on the other hand, are the significantly increasing running resistance, as well as the permanently increasing draft of the vessel. In addition, in such a solution there is a rather strong flow of water under the sides of the plow under the bottom of the ship, which flow is also capable of guiding the ice blocks under the bottom of the ship. Finnish patent application 851312 discloses a bottom structure in which the sides of the plow can be folded into the bottom part of the ship so that when moving in open water the running resistance is lower, seaworthiness and maneuverability are better, and the ship's draft can be reduced. In addition, when the plow tip is open or the inside of the plow sides is inclined, the detrimental flow under the plow sides is advantageously reduced. On the other hand, this solution also has the disadvantage of a significantly significant increase in driving resistance in ice conditions, as well as difficult-to-solve strength problems, as the force of the ice blocks towards the plow is quite large. Applying such a structure to already constructed frames is also difficult to implement.

Keksinnön tarkoituksena on luoda uusi ja entistä taloudellisempi järjestelmä murrettujen jäälohkareiden ohjaamiseksi sivuille pois jäätämurtavan laivan pohjan alta. Tarkoituksena on myös sellaisen järjestelmän luominen, jonka laivan merikelpoisuutta huonontava sekä ajovastusta suurentava vaikutus on mahdollisimman pieni. Tarkoituksena on lisäksi luoda järjestelmä, joka edullisesti tarjoaa mahdollisimman pienen syväyksen lisäämisen tavanomaiseen laivan runkoon verrattuna, sekä mahdollistaa edulliset lujuusopilliset ratkaisut vähentämällä jäälohkareiden kohti järjestelmää kohdistamaa voimavaikutusta. Keksinnön tarkoituksena on edellisen lisäksi luoda järjestelmä, joka on helposti sovellettavissa jo olemassaolevien laivojen yhteyteen. Keksinnön tunnusmerkit käyvät ilmi patenttivaatimuksesta 1.The object of the invention is to create a new and more economical system for guiding broken ice blocks to the sides away from under the bottom of an icebreaking ship. The aim is also to create a system that has the least possible effect on the seaworthiness of the ship and on the increase in drag. It is a further object to provide a system which advantageously offers the smallest possible increase in draft compared to a conventional ship's hull, as well as enabling inexpensive strength theory solutions by reducing the force exerted by the ice blocks towards the system. The object of the invention is, in addition to the above, to create a system which is easily applicable to existing ships. The features of the invention appear from claim 1.

Seuraavassa tarkoitetaan jäätämurtavan laivan jäänmurto-ominaisuuden rajapaksuudella paksuinta tasaista jääkerrosta, jota alus jatkuvalla etenemisellä pystyy murtamaan. Tämä käsite viittaa siis laivaominaisuuteen, joka yleensä on uuden jäänmurtajan suunnittelun lähtökohtana. Jäätä edullisesti murtavalla keulalla tarkoitetaan sellaista keulaa, joka murtaa jäätä pääasiallisesti alaspäin taivuttamalla.In the following, the boundary thickness of the ice-breaking property of an icebreaking vessel means the thickest flat layer of ice that the vessel is capable of breaking with continuous advancement. This concept thus refers to the ship feature, which is usually the starting point for the design of a new icebreaker. An ice-breaking bow preferably means a bow which breaks the ice mainly by bending it downwards.

Il, 3 74673 Tällainen keulamuoto on esitetty esim. suomalaisessa patenttihakemuksessa nro 850862. Kun keulaviivan kulma horisontaa-litasoon nähden on mahdollisimman pieni keulaviivan alaosassa, murrettujen jäälohkareiden alaspäin suuntautuva liike on edullisen pieni, mikä edesauttaa pohjassa sijaitsevien ohjauselinten tai aurojen toimintaa. Käsitteellä pääasiallisesti vaakasuora pohjaosa tarkoitetaan edullisimmassa muodossa täysin tasaista pohjaa laivan kylkien välissä, sulkematta kuitenkaan pois mahdollisuutta koota aluksen pohja kahdesta pohjaosasta, jotka ovat pienessä kulmassa toisiinsa nähden pitkin laivan keskiviivaa.Il, 3 74673 Such a bow shape is disclosed, for example, in Finnish Patent Application No. 850862. When the angle of the bow line with respect to the horizontal is as small as possible at the bottom of the bow line, the downward movement of the broken ice blocks is preferably small. The term substantially horizontal bottom means, in the most preferred form, a perfectly flat bottom between the sides of a ship, without excluding the possibility of assembling the bottom of the ship from two bottom parts which are at a small angle to each other along the center line of the ship.

Keksinnön mukaisesti asennetaan laivan pohjaan keskiviivan kummallekin puolelle kaksi tai useampi listamaista ohjaus-elintä, jotka ohjaavat keulan murtamat jäälohkareet sivuille pois laivan alta. Kun tunnetussa tekniikassa yksi ainut auraelin vastaanottaa murrettujen jäälohkareiden virtauksen, keksinnön mukaisessa ratkaisussa useampi peräkkäinen ohjaus-elin osallistuu toimintaan. Tällöin sallitaan osan jäälohka-reista luisua edessä olevien ohjauselinten kylkien alta, eli ohjauselinten vertikaalinen korkeus voidaan pitää huomattavasti pienempänä kuin siinä tapauksessa, että pelkästään ainoan jäälohkareita vastaanottavan elimen olisi kyettävä ohjaamaan kaikki lohkareet pois laivan alta. Keksinnön mukaisesti jo törmätessään ensimmäiseen ohjauselimeen jäälohkareet saavat sivusuuntaisen liikekomponentin, joka edesauttaa työntymistä sivuille pois ajorännistä seuraavan ohjauseliraen kohdalla.According to the invention, two or more strip-shaped guide members are mounted on the bottom of the ship on each side of the center line, which guide the ice blocks broken by the bow to the sides away from under the ship. When in the prior art a single plow member receives the flow of broken ice blocks, in the solution according to the invention several successive control members participate in the operation. In this case, some of the ice blocks are allowed to slide under the sides of the front control members, i.e. the vertical height of the control members can be kept considerably lower than if only the ice block receiving member alone should be able to guide all the blocks out from under the ship. According to the invention, already on impact with the first guide member, the ice blocks receive a lateral movement component which facilitates the protrusion to the sides away from the driving chute at the next guide groove.

Keksinnön etu tunnettuun tekniikkaan perustuu siis siihen, että jäätä ohjaavien elinten syväystä voidaan oleellisesti pienentää entisestään. Varsinkin jokijäänmurtajille on aluksen kokonaissyväyksen minimoiminen ensiarvoisen tärkeä tavoite. Ohjauselinten pieni vertikaalinen ulottuvuus pienentää myös olellisesti toimintaa haittaavan vesivirtauksen suuntautumista ohjauselinten takasivulle, jossa laivan edetessä vallitsee alipaine etusivuun verrattuna. JosThe advantage of the invention over the prior art is thus based on the fact that the draft of the ice guiding members can be substantially reduced further. For river icebreakers in particular, minimizing the overall draft of the vessel is a paramount goal. The small vertical dimension of the steering members also substantially reduces the direction of the flow of water that impedes the operation to the rear side of the steering members, where there is a vacuum compared to the front side as the ship progresses. If

Il 74673 käytössä olisi yksi ainoa ohjauselin tai aura, jäälohkarei-den törmäys elimeen on huomattavasti voimakkaampi, ja voimavaikutuksen momenttivarsi elimen kiinnityskohtaan nähden olisi haitallisesti pidempi. Tunnettuun tekniikkaan verrattuna on keksinnön mukaista ratkaisua sovellettaessa konstruktiiviset ja lujuusopilliset ongelmat huomattavasti helpommin, yksinkertaisemmin ja taloudellisemmin hallittavissa. Jos kyseessä on suomalaisen patenttihakemuksen nro 851312 mukaisten käännettävien auraelinten käyttäminen, ovat lujuutta ja kestävyyttä koskevat näkökohdat erityisen tärkeät.If 74673 were to have a single guide member or plow, the impact of the ice block holes with the member would be considerably stronger, and the torque arm of the force effect with respect to the attachment point of the member would be adversely longer. Compared to the prior art, when applying the solution according to the invention, the constructional and strength problems are much easier, simpler and more economically manageable. In the case of the use of reversible plow members according to Finnish patent application No. 851312, the aspects concerning strength and durability are particularly important.

Sovellettaessa keksinnön mukaista ratkaisua on ohjauselinten sijoittelussa aluksen pohjassa mahdollista käyttää edullisempia ratkaisuja kuin tunnetussa tekniikassa. Käytettäessä yhtä auraelintä on auran kärjen oltava sekä terävä että olennaisesti umpinainen. Kun keksinnön mukaisen ohjauselimen ei ole yksin kannettava koko jäälohkareiden siirtymisvastus-ta, voidaan esim. etummaiset ohjauselimet sijoittaa lähemmäksi aluksen etuosaa, ehkä osittain jopa keulaosan tuntumaan, siten että kahden vastakkaisen ohjauselimen väliin jää laajahko aukko. Vastakkaiset ohjauselimet voidaan niinikään sijoittaa lomittain siten, että elinten kärkien väliin jää vesivirtausta edesauttava rako aluksen pituussuunnassa, koska raon kautta mahdollisesti luisuvat jäälohkareet kohtaavat kuitenkin taaempana olevia ohjauselimiä.When applying the solution according to the invention, it is possible to use cheaper solutions than in the prior art in the placement of the control members on the bottom of the ship. When using a single plow member, the plow tip must be both sharp and substantially closed. When the control member according to the invention is not alone to bear the entire resistance of the ice blocks, e.g. the front control members can be placed closer to the front of the ship, perhaps partly even near the bow, so that a wide gap is left between two opposite control members. Opposite guide members can also be interleaved so that a water-promoting gap is left between the tips of the members in the longitudinal direction of the vessel, since any ice blocks that may slip through the gap meet the rear guide members.

Suoritetuissa käytännön pienoismallikokeissa jäälaborato-riossa on keksinnön toimivuus koettu varsin hyväksi. On esimerkiksi osoittautunut, että neljän peräkkäisen ohjaus-elimen kyky siirtää murrettuja jäälohkareita sivulle vastaa yhden auraelimen toimintaa, kun ohjauselinten korkeus on 1/8 ja auraelimen korkeus 1/2 jäänmurto-ominaisuuden rajapaksuu-desta. Peräkkäisiä ohjauselimiä käytettäessä on kuitenkin aluksen eteenpäinajovastus sekä jäisissä vesissä että avovedessä huomattavasti pienempi.In the practical scale model experiments carried out in the ice laboratory in Rio, the functionality of the invention has been felt quite well. For example, it has been shown that the ability of four consecutive control members to move broken ice blocks to the side corresponds to the operation of one plow member when the height of the control members is 1/8 and the height of the plow member 1/2 of the ice breaking property boundary thickness. However, when successive steering members are used, the forward resistance of the vessel is considerably lower in both icy waters and open water.

li 5 74673li 5 74673

Keksinnön edullisessa sovellutuksessa ainakin osa ohjauseli-mistä, etenkin taaempana olevat, muodostavat yhdessä aluksen keskiviivan toisella puolella olevien vastakkaisten elinten kanssa teräväkärkisen, suunnassa taaksepäin laajenevan lis-tamaisen auran. Täten varmistetaan että ajoränni puhdistuu jäälohkareista mahdollisimman tehokkaasti. Ohjauselinten ulkopinta on edullisesti pystysuuntainen horisontaalitasoon nähden, jotta elinten tarttuminen jäälohkareisiin ja lohkareiden luisuminen sivuille elintä pitkin olisi mahdollisimman tehokasta. Sen sijaan ohjauselinten sisäpinta muodostaa edullisesti kaltevan tason aluksen pohjaosan suhteen. Tämä on edullinen ratkaisu sekä jouhevan vesivirtauksen kannalta myös konstruktiivisesti otollista lujuus- ja kestävyysominaisuuksien osalta. Lisäksi tällainen järjestely edesauttaa laivan irtautumista kantavasta jääkentästä kiinnijuuttumisen jälkeen. Omassa pituussuunnassaan ohjauselinten ulottuvuus on edullista järjestää laivan kylkiosaan saakka, jotta jää-lohkareet siirtyisivät aluksen sivuilla olevan jääkentän alle kyllin pitkälle. Ohjauselinten vertikaalinen korkeus voidaan vapaasti valita tavoitetun jäänsiirtokyvyn mukaisesti. Periaatteessa elinten korkeutta voidaan vähentää lisäämällä elinten lukumäärää. Kun ohjauselinten yhteenlaskettu korkeus on 50-120% aluksen jäänmurto-ominaisuuden rajapak-suudesta, saavutetaan yleensä parhaat tulokset. Alhaisella nopeudella ajettaessa voidaan tyydyttävä tulos saavuttaa ohjauselimillä joiden yhteenlaskettu korkeus on vain 20% rajapaksuudesta.In a preferred embodiment of the invention, at least some of the guide members, in particular the stern ones, together with the opposing members on the other side of the ship's center line, form a sharp-tipped, backward-expanding striped plow. This ensures that the gutter is cleaned of ice blocks as efficiently as possible. The outer surface of the guide members is preferably vertical with respect to the horizontal plane in order to maximize the adhesion of the members to the ice blocks and the sliding of the blocks to the sides along the member. Instead, the inner surface of the guide members preferably forms an inclined plane with respect to the bottom of the vessel. This is an advantageous solution, both in terms of smooth water flow and also constructively favorable in terms of strength and durability properties. In addition, such an arrangement facilitates the detachment of the ship from the load-bearing ice field after entrapment. In its own longitudinal direction, it is advantageous to arrange the extent of the guide members up to the side of the ship, so that the ice blocks move far enough under the ice field on the sides of the ship. The vertical height of the control members can be freely selected according to the achieved ice transfer capacity. In principle, the height of the organs can be reduced by increasing the number of organs. When the total height of the control members is 50-120% of the limit thickness of the ice-breaking property of the ship, the best results are usually obtained. When driving at low speeds, a satisfactory result can be achieved with controls with a total height of only 20% of the limit thickness.

Ohjauseliraet on asetettu viistosti laivan keskilinjaan nähden. Kulma ohjauseliraen ja keskiviivan välissä takaa katsottuna on otollisesti 15°.·.45°. Kun kaksi ohjauselintä muodostaa keskenään auran, tämän auran kylkien välinen kulma on vastaavasti 30°...90°.The guide grooves are set obliquely to the center line of the ship. The angle between the guide bar and the center line when viewed from the rear is preferably 15 °. When the two guide members form a plow with each other, the angle between the sides of this plow is 30 ° ... 90 °, respectively.

Eräässä sovellutuksessa on ohjauselinten sisälle järjestetty laivakoneiston jäähdytysjärjestelmän jäähdytysputkistoa. Tämä on jäähdytyksen kannalta tehokas järjestely, sillä , 74673 6 ohjauselinten tuntumassa on voimakas kylmä vesivirtaus. Tästä järjestelystä on lisäksi se hyöty, että aluksen ajautuessa kiinnijuuttumiseen saakka kantavan jääkentän päälle, lämmitetyt ohjauselimet aikaansaavat ohuen vesikerroksen aluksen ja jääkentän väliin, mikä on omiaan vähentämään kitkaa alusta irrotettaessa.In one application, the cooling piping of the marine engine cooling system is arranged inside the control members. This is a cooling-efficient arrangement, since, 74673 6 there is a strong cold water flow near the control members. A further advantage of this arrangement is that as the vessel drifts onto the load-bearing ice field until it becomes stuck, the heated guide members provide a thin layer of water between the vessel and the ice field, which tends to reduce friction when removing the vessel.

Ohjauselinten ulkopinta on edullista järjestää koveraksi laivan keulasta katsottuna. Tällöin ohjauselintä kohtaavan jäälohkareen kiihdytys sivusuunnassa on lähes vakio, mikä on omiaan edesauttamaan jäälohkareen luisumista ja pysymistä ohjauselimen etupuolella. Eräässä sovellutuksessa ohjauselimet on järjestetty sisäänpäin käännettäviksi suomalaisen patenttihakemuksen nro 851312 osoittamalla tavalla. Tällöin voidaan aluksen syväystä entisestäänkin pienentää tarvittaessa, sekä aikaansaada parempi ohjattavuus ja merikelpoi-suus avovedessä.The outer surface of the guide members is preferably arranged concave when viewed from the bow of the ship. In this case, the lateral acceleration of the ice block facing the control member is almost constant, which tends to help the ice block to slip and stay in front of the control member. In one application, the control members are arranged to be turned inwards as indicated in Finnish Patent Application No. 851312. In this case, the draft of the vessel can be further reduced if necessary, and better maneuverability and seaworthiness in open water can be achieved.

Keksinnön mukaisten ohjauselinten yhteydessä voidaan myös käyttää esim. suomalaisesta patentista nro 47061 tunnettuja paineilman puhallusaukkoja kulkuvastuksen pienentämiseksi ja jäistä irrottautumisen helpottamiseksi.In connection with the control members according to the invention, it is also possible to use, for example, compressed air blowing openings known from Finnish patent No. 47061 in order to reduce the resistance to travel and to facilitate the removal of ice.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviollisesti erästä keksinnön mukaista laivan pohjan muotoilua sivulta katsottuna ; kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista runkoa alta katsottuna ; kuvio 3 esittää erästä keksinnön sovellutusta alta katsottuna; kuvio 4 esittää erästä toista keksinnön sovellutusta alta katsottuna; ja kuvio 5 esittää kuvion 2 mukaista ohjauselintä tasossa A-A.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 schematically shows a side view of a ship's bottom design according to the invention; Fig. 2 is a bottom view of the body of Fig. 1; Figure 3 is a bottom view of an embodiment of the invention; Figure 4 is a bottom view of another embodiment of the invention; and Fig. 5 shows the control member according to Fig. 2 in the plane A-A.

Il 7 74673Il 7 74673

Piirustuksessa viite 1 tarkoittaa laivan keulaosaa, joka on muotoiltu jäätä edullisesti murtavaksi. Edullisessa ratkaisussa on keulan muoto vaakasuorissa leikkauksissa ympyränmuotoinen, ja keulaviivan kulma a vaakatasoon nähden jäänmurtovyöhykkeellä ja sen alapuolella on korkeintaan 40°, edullisesti korkeintaan 18°. Laivan kyljet 6 ovat pystysuoria tai kaltevia suunnassa ylöspäin-ulospäin, ja liittyvät edullisesti pyöristyksin laivan pääasiallisesti vaakasuoraan pohjaosaan 2. Laivan pohja 2 voi myöskin olla kaksiosainen siten, että pohjaosan 2 vasen ja oikea puoli muodostavat pienen kulman pitkin pituussymmetriatasoa eli keskiviivaa 5. Viite 4 tarkoittaa laivan konstruktiovesiviivatasoa.In the drawing, reference 1 denotes a bow of a ship which is shaped to break ice, preferably. In the preferred solution, the shape of the bow in the horizontal sections is circular, and the angle α of the bow line with respect to the horizontal in the ice-breaking zone and below is at most 40 °, preferably at most 18 °. The sides 6 of the ship are vertical or inclined in the upward-outward direction, and are preferably connected by rounding to the substantially horizontal bottom part 2 of the ship. The bottom 2 of the ship may also be divided so that the left and right sides of the bottom part 2 form a small angle along the ship's design waterline level.

Laivan pohjaan 2 on asennettu kummallekin puolelle keskiviivaa 5 peräkkäin joukko ohjauselimiä 3, jotka ovat viistossa kulmassa b keskiviivaan nähden. Kulma b on välillä 15°·· «45°. Kuvion 2 mukaisesti ohjauselimet 3 on eräässä sovellutuksessa asennettu symmetrisesti keskiviivan 5 molemmille puolille siten, että laivan pohjan alle muodostuu joukko peräkkäin olevia teräväkärkisiä auraelimiä.A series of guide members 3 are mounted on the bottom 2 of the ship 2 on each side of the center line 5 in succession, at an angle b to the center line. The angle b is between 15 ° ·· «45 °. According to Figure 2, in one embodiment the guide members 3 are mounted symmetrically on both sides of the center line 5 so that a number of successive sharp-tipped plow members are formed under the bottom of the ship.

Ohjauselimiä 3 on asennettu peräkkäin vähintään kaksi, edullisesti kolme tai useampi. Sivusuunnassa ohjauselimet ulottuvat pääasiallisesti kylkiosaan 6 saakka.At least two, preferably three or more control members 3 are arranged in succession. Laterally, the guide members extend mainly to the side portion 6.

Kuviossa 3 on esitetty vaihtoehtoinen tapa järjestää ohjaus-elimet 3 laivan pohjaan. Etummaiset ohjauselimet 3’ sijaitsevat etäisyydellä keskiviivasta 5, siten että kahden vastakkaisen ohjauselimen väliin muodostuu edestä katsottuna suurehko aukko 10. Tällä järjestelyllä saavutetaan mm. se etu, että ohjauselimet voidaan sijoittaa lähemmäksi laivan keulaa 1, lisäksi jäälohkareiden kohdistama rasitus etummaisiin ohjauselimiin edullisesti pienenee. Ohjauselinten 3' vertikaalisuuntainen korkeus voidaan edullisesti järjestää kasvamaan suunnassa taaksepäin. Ohjauselimet 3’’ on järjestetty pituussuunnassa eri tasoille siten, että keskiviivan 5 eri puolilla sijaitsevien ohjauselinten 3'* väliin syntyy 8 74673 pituussuuntainen aukko. Tällaisen järjestelyn ansiosta aikaansaadaan jouheva vesivirtaus ohjauselinten takasivulle, mikä on omiaan vähentämään vesivirtausta ohjauselinten kylkien alitse takasivulla vallitsevan alipaineen johdosta. Täten myöskin jäälohkareiden luisuminen ohjauselimen alitse vähenee. Ohjauselinten 3’’ välissä oleva aukko on kyllin pieni, jotta jäälohkareiden siirtymistä aukon kautta ei oleellisesti esiinny, kuitenkin on edullista järjestää ohjauselinten 3' ’ perään toistensa kanssa kosketuksessa olevia ohjauselimiä 3·Figure 3 shows an alternative way of arranging the guide members 3 on the bottom of the ship. The front guide members 3 'are located at a distance from the center line 5, so that a relatively large opening 10 is formed between the two opposite guide members when viewed from the front. the advantage that the steering members can be placed closer to the bow 1 of the ship, in addition, the stress exerted by the ice blocks on the front steering members is preferably reduced. The vertical height of the guide members 3 'can advantageously be arranged to increase in the rearward direction. The guide members 3 '' are arranged longitudinally in different planes so that a longitudinal opening 8 74673 is formed between the guide members 3 '* located on different sides of the center line 5. Such an arrangement provides a smooth flow of water to the rear side of the control members, which tends to reduce the water flow under the sides of the control members due to the vacuum on the rear side. Thus, the slipping of the ice blocks under the control member is also reduced. The opening between the guide members 3 '' is small enough so that the movement of the ice blocks through the opening does not occur substantially, however, it is advantageous to arrange the guide members 3 · in contact with each other behind the guide members 3 ''.

Kuviossa 4 on esitetty suorakaiteen muotoisten ohjauselinten sijasta kaarevia ohjauselimiä. Tällaisen järjestelyn etuna on jäälohkareiden sivusuuntaisen kiihtyvyyden saattaminen vakioksi, toisin sanoen jäälohkareen ja ohjauselimen välinen voimavaikutus pysyy vakiona pitkin ohjauselimen koko liukupintaa. Tällöin jäälohkareiden luisuminen ohjauselinten kylkien alitse on paremmin hallittavissa. Kuvion 4 mukaisten kaarevien ohjauselinten tapauksessa mainittu kulma h lasketaan ohjauselimen sivupinnan alku- ja loppupisteen muodostaman janan perusteella.Figure 4 shows curved guide members instead of rectangular guide members. The advantage of such an arrangement is to make the lateral acceleration of the ice blocks constant, i.e. the force effect between the ice block and the guide member remains constant along the entire sliding surface of the guide member. In this case, the slipping of the ice blocks under the sides of the control members is better controlled. In the case of the curved guide members according to Figure 4, said angle h is calculated on the basis of a segment formed by the start and end points of the side surface of the guide member.

Kuvio 5 esittää ohjauselimen 3 poikkileikkausta tasossa A-A (kuvio 2). Ohjauselimen 3 etusivu 7 on järjestetty vertikaalitasoon tai pohjaan 2 nähden pääasiallisesti pystysuuntaiseksi. Sen sijaan takasivu tai -pinta 8 on edullista järjestää muodostamaan kaltevan tason pohjaan 2 nähden. Tämä on vesivirtauksen kannalta edullista, sillä täten turbulenssi-ilmiöiden esiintyminen vähenee. Ohjauselinten vertikaalinen ulottuvuus k tulee mitoittaa siten, että peräkkäin asetettujen ohjauselinten yhteenlasketut korkeudet K on vähintään 20%, edullisesti vähintään 50% laivan jäänmurto-ominaisuuden rajapaksuudesta. Eri ohjauselinten korkeudet k ei välttämättä ole yhtä suuria. Esimerkiksi konstruktiivisen lujuuden kannalta on edullista järjestää ohjauselimet 3iten, että jäälohkareiden kohdistamat rasitukset eri ohjauselimiin on suuruusluokaltaan samankaltaisia. Tällöin on edullistaFig. 5 shows a cross section of the control member 3 in the plane A-A (Fig. 2). The front side 7 of the guide member 3 is arranged substantially vertical with respect to the vertical plane or the base 2. Instead, the back side or surface 8 is preferably arranged to form an inclined plane with respect to the base 2. This is advantageous from the point of view of water flow, since thus the occurrence of turbulence phenomena is reduced. The vertical dimension k of the guide members should be dimensioned so that the combined heights K of the guide members placed in succession are at least 20%, preferably at least 50% of the limit thickness of the ice-breaking property of the ship. The heights k of the different control members may not be equal. For example, from the point of view of structural strength, it is advantageous to arrange the guide members 3 so that the stresses applied by the ice blocks to the different guide members are of the same order of magnitude. In this case, it is advantageous

IIII

, 74673 järjestää etummaisten ohjauselinten korkeus k pienemmäksi kuin perässä olevien. Kuten ohjauselimen 3’ osalta todettiin, voidaan ohjauselimen korkeus k järjestää kasvamaan suunnassa taaksepäin. Yhteenlaskettua korkeutta K laskettaessa huomioidaan tällöin ohjauselimen keskivälin korkeus k_., 74673 arranges the height k of the front control members smaller than that of the trailing ones. As stated for the guide member 3 ', the height k of the guide member can be arranged to increase in the rearward direction. When calculating the total height K, the height k_ of the center of the control element is then taken into account.

Eräässä sovellutuksessa järjestetään ohjauselimen sisälle, etusivun 7, takasivun 8 ja pohjan 2 rajaamaan tilaan 9 laivakoneiston jäähdytysjärjestelmään kuuluvaa vesikiertoa. Tämä järjestely on edullinen koneiston jäähdystysjärjestelmän kannalta, lisäksi voidaan täten lämmittää ohjauselimiä 3, josta on hyötyä esimerkiksi aluksen ajautuessa kantavan jääkerroksen päälle kiinni juuttumiseen saakka. Lämmitetyn ohjauselimen ja kiinteän jääkentän väliin syntyy tällöin kitkaa pienentävä ohut vesikerros.In one application, a water circulation belonging to the cooling system of the marine engine is arranged inside the control member, in the space 9 delimited by the front side 7, the rear side 8 and the bottom 2. This arrangement is advantageous for the cooling system of the machinery, in addition, the control members 3 can thus be heated, which is useful, for example, when the vessel drifts onto the load-bearing ice layer until it gets stuck. A thin layer of friction-reducing water is then formed between the heated control element and the fixed ice field.

Keksintö ei rajoitu esitettyihin sovellutusmuotoihin, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The invention is not limited to the embodiments shown, but several variations of the invention are conceivable within the scope of the appended claims.

Claims

74673

A ship intended for navigation in icy waters, the hull of which comprises a substantially horizontal bottom part (2) and a bow (1) which preferably breaks the ice at the front, characterized in that at least two, preferably three or more list-shaped broken ice block control members (3,3 ', 3 ”) at an oblique angle (b) to the center line.

Ship according to Claim 1, characterized in that the guide elements (3 »3,, 3”) form an angle of 15 ° to a center line (b).

Ship according to claim 1 or 2, characterized in that at least some of said guide members (3, 3 ', 3 ") together with corresponding guide members on the other side of the center line (5) form a sharp-tipped plow expanding in the rearward direction.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the front surface (7) of the guide members (3> 3T, 3 ") is substantially vertical with respect to the horizontal plane.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the rear surface (8) of the guide members (3, 3, 3 ") forms an inclined plane relative to the bottom of the ship.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the guide members (3, 3 ', 3 ") extend in their longitudinal direction to the plane of the side part (6) of the ship.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the combined vertical height (K) of the control elements (3, 3, 3 ") is at least 20%, preferably 50 to 120% of the ultimate thickness of the ice-breaking property of the ship. 74673

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that a water circulation belonging to the cooling system of the ship's engine is arranged inside the control elements (3, 3 ', 3 ").

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the front surface (7) of the guide members (3, 3 ', 3 ") forms a concave surface when viewed from the bow of the ship.

Ship according to one of the preceding claims, characterized in that the guide members (3, 3 ', 3 ") can be pivoted inwards into the bottom part (2) of the ship so that the guide members (3,3 *, 3"), when folded in, form a shoulder-free part. from the bottom part (2). 12 7467 3