FI85126B - Isgaoende fartyg. - Google Patents

Description

85126

1990-09-21 1250 FI

JÄISSÄ KULKEVA LAIVA - ISGAENDE FARTYG

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen laivaan.

Huomattava osa jäätämurtavan laivan kulkuvastuksesta jäässä johtuu murrettujen jäälohkareiden aiheuttamasta kitkasta. Ohjaamalla osa jäälohkareista pois ajorännistä kiintojään reunojen alle tämä kitka pienenee. Täten suojataan myös laivan potkureita murretuilta jäälohkareilta, mikä parantaa potkurei-den tehokkuutta. Lisäksi näin helpotetaan murretussa uomassa eli ajorännissä jäljessä tulevien laivojen kulkua.

Jäälohkareiden ohjaamiseksi pois laivan alta on ehdotettu erilaisia laivan rungon muotoja. Suomalaisessa kuulutusjul-kaisussa 74672 on esitetty alus, jonka pohjassa on porrasmuo-toisesti rakennettu taaksepäin laajeneva aura. Tällainen alus on kallis rakentaa. Lisäksi sillä on tavanomaiseen laivaan verrattuna huonompi merikelpoisuus ja suurempi kulkuvastus avovedessä. Rakennelma lisää myös aluksen syväystä sekä pienentää sen uppoumaa suhteessa syväykseen.

Toinen tapa ratkaista yllä mainittu ongelma on esitetty saksalaisessa hakemusjulkaisussa DE 2112334, jonka mukaan laivan pohjaan asennetaan alaspäin ulkoneva aurarakennelma. Tällaisella rakenteella saavutetaan kohtalaisen hyvä jäälohkareiden siirtyminen sivuille. Haittapuoleksi muodostuvat suurentuva kulkuvastus sekä aluksen lisätty syväys. Lisäksi tällaisessa ratkaisussa esiintyy varsin voimakas turbulentti vesivirtaus auran alareunan alitse, mikä on omiaan imemään jäälohkareita laivan pohjan alle.

Suomalaisessa patentissa 75772 on esitetty pohjarakenne, jossa on laivan pohjaosan upotukseen käännettävissä oleva aura. Tällöin kulkuvastus avovedessä on pienempi, merikelpoisuus ja 2 85126 ohjattavuus parempi, sekä laivan syväys auran ollessa sisäänkäännetyssä asennossa "normaali". Kun auran kärki lisäksi on avonainen tai auran takaosa laivan pohjaan päin kalteva, haitallinen turbulenssivirtaus auran alareunan alitse pienenee. Tässä ratkaisussa haittapuolena on vedenalaisen liikkuvan järjestelmän käyttöön liittyvät käytännön ongelmat sekä lujuusongelmat, sillä jäälohkareiden voimavaikutus auraan on suuri.

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 kulkuvastusta suurentava vaikutus on mahdollisimman pieni. Tarkoituksena on lisäksi luoda aurajärjestelmä, jonka epäedullinen vaikutus laivan syväykseen ja uppoumaan on minimoitu. Keksinnön tunnusmerkit käyvät ilmi patenttivaatimuksesta 1.

Patenttivaatimuksessa 1 mainittujen syvennyksien takareuna muodostaa auraelimen, joka ohjaa jääpaloja sivuille päin. Siitä huolimatta laivan pohjamuoto on sellainen, että laivan telakoiminen ei aiheuta huomattavia vaikeuksia ja pohjamuoto ei myöskään oleellisesti pienennä laivan sisäistä tilavuutta eli uppoumaa suhteessa sen syväykseen.

Koska vain syvennyksen takareuna on tärkeä jääpalojen siirtämiselle, voi syvennys olla kiilamainen siten, että syvennyksen syvyys sen etureunassa on nolla ja kasvaa tasaisesti suunnassa syvennyksen takareunaan päin, jossa se on maksimissa. Tällä tavalla voidaan aurarakennelman haitallinen vaikutus kulkuvas-tukseen ja laivan uppoumaan saada mahdollisimman pieneksi. Jos lisäksi syvennyksen pääosa eli pohja tehdään tasopinnasta, saavutetaan rakennusteknisesti yksinkertaisin ratkaisu.

Koska pohjasyvennyksellä on epäedullinen vaikutus laivan uppoumaan, halutaan syvennys tehdä tilavuudeltaan niin pieneksi kuin mahdollista. Syvennyksen mitoituksessa on tällöin 3 85126 huomioitava ne jääolosuhteet, joita varten laiva on suunniteltu. Jäätä murtavan laivan suunnittelussa käytetään lähtöarvoina sekä murrettavan tasojään suurinta paksuutta että murrettujen jäälohkareiden normaalikokoa. Nämä tekijät otetaan huomioon myös pöhjasyvennyksien mitoituksessa, mieluimmin siten, että pitkänomaisen syvennyksen leveys suurin piirtein vastaa laivan tasojäässä murtamien jääpalojen kokoa ja siten, että syvennyksen jäätä ohjaavan pinnan korkeus on 0,1...0,2 kertaa laivan suunnittelussa huomioidun paksuimman murrettavan tasojään paksuus.

On todettu, että keksinnön mukainen jääaura toimii sitä paremmin mitä taaempana se on. Aurarakennelman on kuitenkin oltava laivan sivulta katsottuna vaakasuorassa pohjaosassa. On todettu, että paras alue pohjasyvennyksille on alue, jonka eturaja on ainakin 20%, mieluimmin ainakin 30% laivan vesilinjapituudesta laivan konstruktiovesilinjan etupäästä. Pohjasyvennysten takapää on mieluimmin lähellä laivan sivulta katsottuna vaakasuoran pohjaosan takapäätä.

Jos laiva on kovin pitkä, saattaa olla edullista järjestää keksinnön mukaisia syvennyksiä enemmän kuin yksi peräkkäin laivan köliviivan molemmille puolille. Tällöin aikaansaadaan tehokkaampi jääpalojen siirtäminen sivuille. Taaempana oleva aura voi olla edellä olevaa auraa hieman korkeampi.

Keksinnön mukaisessa pohjarakenteessa on jääpalojen ohjauspin-nan suunnalla varsin tärkeä merkitys. Jos ohjauspinta on liian jyrkässä kulmassa laivan köliviivaan nähden, kulkuvastus on suuri ja jääpalojen ohjaus ei ole paras mahdollinen. Parhaat tulokset saavutetaan, jos jääpalojen ohjauspinta on korkeintaan 30 asteen kulmassa, mieluimmin korkeintaan 25 asteen kulmassa laivan köliviivaan nähden. Tämä tarkoittaa jääpalojen ohjauspinnan kulmaa siinä kohdassa, missä se on suurin. Tämä kohta on yleensä aivan laivan pohjapinnan sivureunan läheisyydessä. Lähempänä köliviivaa mainittu kulma on edullisesti huomattavasti pienempi. Mainittu kulma voi köliviivan 4 85126 läheisyydessä olla 0° ja jatkuvasti kasvaa mitä lähemmäksi laivan pohjan sivureunaa tullaan.

Laivan telakointi tulee helpommaksi, jos pohjasyvennyksien väliin jätetään kapea tasopohjaosuus, jonka leveys on esim.

3...10% laivan kokonaisleveydestä. Keksintöä voidaan soveltaa sekä laivoihin, joiden pohjaosa on poikkileikkauksessa vaakasuora, että laivoihin, joiden pohjaosa on poikkileikkauksessa enemmän tai vähemmän V-muotoinen.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti keksinnön mukaista laivaa alhaaltapäin katsottuna, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaista laivaa sivulta katsottuna.

Piirustuksessa 11 tarkoittaa laivan runkoa ja 12 laivan konstruktiovesiviivaa. Laivan vesiviivapituus on kuviossa 2 jaettu kymmeneen yhtä pitkään osaan, joiden rajaviivat on numeroitu 0...10. Rajaviiva 10 on laivan vesiviivan etupäässä ja rajaviiva 0 sen takapäässä. Laivan potkurit 13 ja peräsimet 14 on esitetty kaaviomaisesti.

Kuten kuviosta 2 nähdään, laivalla on sivulta katsottuna vaakasuora pohjaosa 15, joka alkaa position 8 kohdalla ja päättyy vähän ennen positiota 2. Tähän vaakasuoraan pohjaosaan on symmetrisesti laivan pituusakselin eli köliviivan 16 molemmin puolin tehty vinosti orientoituva pitkänomainen syvennys 17. Syvennyksen 17 takareuna 18 muodostaa pystysuoran jääpalojen ohjauspinnan. Ne jääpalat, jotka joutuvat syvennykseen 17, törmäävät ohjauspintaan 18 ja ohjautuvat sitä myöten laivan pohjapinnan sivureunaan päin, jossa ne oman massavoiman-sa vaikutuksesta jatkavat liikettään poispäin laivan rungosta 11.

Kuten kuviosta 2 käy ilmi, on syvennys 17 kiilamainen ja sen pohja tasopintainen. Syvennykset 17 ovat kokonaisuudessaan alueella, jonka eturaja on enemmän kuin 30% laivan vesilinjapi- l: 5 85126 tuudesta laivan vesilinjan etupäästä eli position 7 takana. Katkoviivoilla 19 on hahmoteltu, miten keksinnön mukaisessa laivassa voidaan järjestää keksinnön mukaisia syvennyksiä 17 enemmän kuin yksi peräkkäin laivan köliviivan 16 molemmille puolille. Tällöin takimmainen syvennys on aivan laivan vaakasuoran pohjaosan 15 takarajan tuntumassa. Syvennyksien 17 väliin jäävä tasopohjaosuus 20 on edullisesti 3...10% laivan kokonaisleveydestä.

Syvennyksen 17 syvyys on edullisesti 0,1...0,2 kertaa laivan suunnittelussa huomioidun paksuimman murrettavan tasojään paksuus. Syvennyksen leveys a vastaa suurin piirtein laivan tasojäästä murtamien jääpalojen kokoa. Jääpalojen ohjauspinnan kulma b laivan pituussuuntaan nähden on rungon sivujen läheisyydessä, missä se on suurin, noin 25°.

Keksintö ei rajoitu esitettyyn sovellutusmuotoon, vaan useita keksinnön muunnelmia on ajateltavissa oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

Claims (10)

1. Jälsissä vesissä liikkumaan tarkoitettu laiva, joka käsittää eteenpäin kallistuvan keulaosan sekä sen takana aluksen pituussuunnassa pääasiallisesti vaakasuoran pohjaosan (15), tunnettu siitä, että pääasiallisesti vaakasuorassa pohjaosassa (15) on laivan köliviivan (16) kummallakin puolella syvennys (17), jonka takareuna (18) on suunnattu vinosti laivan köliviivaan (16) nähden ja jonka etupää on lähellä laivan köliviivaa (16) ja takapää lähellä laivan sivua, että mainittu syvennys (17) on avoin suunnassa aluksen sivuun päin ja että syvennyksen takareuna (18) muodostaa pääasiallisesti pystysuoran sellaisten jääpalojen ohjauspinnan, jotka ovat joutuneet aluksen pääasiallisesti vaakasuoran pohjaosan (15) alle.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laiva, tunnettu siitä, että syvennyksen (17) pystysuora korkeus jatkuvasti pienenee syvennyksen takareunasta (18) suunnassa laivan keulaan päin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laiva, tunnettu siitä, että syvennyksen (17) pääosa muodostuu tasopinnasta.

4. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että syvennyksen (17) leveys (a) mitattuna kohtisuoraan syvennyksen takareunasta (18) vastaa suurin piirtein laivan normaalietenemisessä tasojäässä murtamien jääpalojen kokoa.

5. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että syvennyksen (17) takareunan (18) korkeus on 0,1...0,2 kertaa laivan suunnittelussa huomioidun paksuimman murrettavan tasojään paksuus.

6. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että syvennys (17) on alueella, jonka eturaja I; 7 85126 on ainakin 20 %, mieluimmin ainakin 30 % laivan vesilinjapi-tuudesta konstruktiovesilinjan etupään takana.

6 85126 1990-09-24 FI 1250

7. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että mainittuja syvennyksiä (17) on enemmän kuin yksi peräkkäin laivan köliviivan (16) molemmilla puolilla.

8. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että syvennyksen takareuna (18) muodostaa laivan köliviivaan (16) nähden kulman, joka on korkeintaan 30°, mieluimmin korkeintaan 25°.

9. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että mainitut syvennykset (17) on sijoitettu siten, että taaimmaisen syvennyksen takareuna (18) on lähellä pääasiallisesti vaakasuoran pohjaosan (15) takareunaa.

10. Jonkin yllä esitetyn patenttivaatimuksen mukainen laiva, tunnettu siitä, että laivan köliviivan molemmin puolin olevien syvennysten (17) välissä on pääasiallisesti vaakasuora pohjaosa (20), jonka leveys on mieluimmin 3...10% laivan suurimmasta leveydestä.