NO124588B - - Google Patents

Description

Baugkonstruksjon for isbryting.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en-baugkonstruksjon for isbryting, omfattende oppadløpende flater som konvergerer mot hverandre til dannelse av en midtrygg som løper skrått fremad og nedad til dannelse av et fremad ragende fotparti anbrakt under vannlinjen for å innføres under et islag.og for å bryte i stykker islaget ved en oppadrettet kilevirkning, hvor fotpartiet. er skarpt tilspisset i sideriss og i planriss divergerer fra spissen under en større, vinkel enn i sideriss, slik at fotpartiet i et tvers-løpende vertikalplan gjennom vannlinjen (WL) har vesentlig større bredde enn høyde.og hvor oppad og utad avbøyete flater løper bakover fra fotpartiet på hver sin side av midtryggen og sideveis utad for å avlede istykkerbrutt is utad og stort sett oppadrettet retning ved bevegelse av baugkonstruksjonen i retning forover., og omfattende en kant som er rettet oppad fra midtryggen.

fra midtryggen.

Oppfinnelsens hovedanvenselsesområder omfatter baugkon-struks joner for fartøyer, hvormed menes akip av alle størrelser fra de største,, havgående skip ned til slepebåter og små lystfar-tøyer slik som motorbåter og liknende.

På grunn av sin anvendelighet ved utforming av skipsbaug-konstroner kan oppfinnelsen benyttes i forbindelse med selve far-tøyet i den betydning at den ved fartøyskrogets utforming inngår som en opprinnelig del av nybygningen, eller den kan anta form av en særskilt anordning som fastgjøres til fartøyet. En slik mon-tasje kan være av permanent eller i det minste halvpermanent art, som for eksempel ved sveising av en fullstendig bauganordning til den vanlige fartøybaugs forparti - en fremgangsmåte som med størst sannsynlighet vil bli foretrukket i forbindelse med store, allerede byggete skip, som senere skal utrustes for anvendelse ved isbryting, enten permanent eller for en enkelt vintersesong. Når det gjelder små fartøyer, for eksempel lystbåter, vil bauganordningen ha betydelig mindre størrelse og lavere vekt, slik at man på lettvint måte kan foreta en midlertidig montering av tilleggs-baugen til fartøyets forparti, eventuelt med manuelt betjente hjelpemidler, såsom skrueklemmer eller liknende. En bauganordning ifølge den foreliggende oppfinnelse kan også opptre i en annen viktig form nemlig som en frittflytende anordning (et fartøy for seg selv) som er utformet for å skyves av et maskindrevet fartøy, for eksempel en slepebåt. En slik anordning vil være forsynt med flytetanker, for kontroll av dets eget vannlinjenivå stort sett uavhengig av det skyvende fartøy, selv om den utstrekning hvori innbyrdes bevegelse mellom de to fartøyer ved sjøgang er mulig-gjort vil avhenge av hvor fast de er sammenkoblet. Det vil være nødvendig å opprettholde en leddet forbindelse mellom de to far-tøyer i tillegg til de kontaktflater, hvorigjennom den skyvende kraft blir overført.

Ved isdannelser på saltvann og ferskvann er det vanlig at bare det øvre parti av isen er hårdt og fast, mens det nedre parti, som vender mot sjøen, har en vesentlig mykere konsistens. En ønsket splitteeffekt kan vanskelig forplantes gjennom is med myk konsistens. Ifølge oppfinnelsen er det funnet å være av av-gjørende betydning at en isbrytende baugkonstruksjon kan trenge gjennom det nedre parti med mykere konsistens og utøve en is-splittende effekt direkte mot det hårdere og fastere parti av isen.

Ifølge -US-patentskrift nr. 993,440 (1911) er det kjent en baugkonstruksjon med en bladliknende konstruksjon som rager bare en forholdsvis liten høyde oppad fra midtryggen mellom de av-

bøyete sideflater. Ved det tidspunkt den kjente baugkonstruksjon ble foreslått var det ikke vanlig å benytte sveisete bladliknende konstruksjoner, men derimot var det vanlig å forlenge sideplate-

nes avbøyete sideflater med"parallelt sammenløpende skjøte flenser som ble forbundet med hverandre ved hjelp av tversgående skjøte-bolter, for derved å danne en bladliknende konstruksjon. Det ble også benyttet en forsterknlngsplate mellom skjøte flensene. Slike . detaljer er imidlertid ikke nærmere vist i publikasjonen og det antas at skjøte flensene og den eventuelle tilhørende forsterk-ningsplate i liten grad er egnet til å utøve en is-splittende effekt., idet den bladliknende konstruksjon rager bare en forholdsvis liten høyde oppad fra midtryggen» Den forholdsvis lave høyde det er tale om Ifølge nevnte publikasjon vil være for liten til at den bladliknende konstruksjon kan trenge helt gjennom isens nedre parti med mykere konsistens. Dette vil medføre at den kjente baugkonstruksjon Istedenfor å splitte opp det øvre hårde parti av isen med' selve den bladliknende. konstruksjon, bare vil de-formere det nedre parti av isen og derved trekkes isen opp ved. å løftes oppad samlet ved hjelp av .den forholdsvis lave og brede bladliknende konstruksjon og tilstøtende .pariter av de avbøyete

-sideflater. Med en slik oppbrekking av isen., basert alene på

eller for det vesentligste på en løftekraft, er det "innlysende at det vil kreves særlig stor kraftytelse.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på å kunne redusere kraftbehovet ved å oppnå eh ønsket, separat oppsplitting av isen allerede før denne løftes oppad ved hjelp av de avbøyete sideflater, slik at løfteoperasjonen blir mindre kraftkrevende og slik at isbrytingen kan foregå på mer effektiv måte, for eksempel med små lystfartøyer og med større hastighet enn hva som tidligere har vært mulig ved skip med stor kraftytelse.

Baugkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved

at kanten med plane sider løper oppad, vesentlig brattere enn de oppadløpende flater, mot en toppkant i vesentlig høyde over midtryggen og stort sett parallelt med denne iallfall i og ved vannlinjen (WL), til dannelse av et smalt is-splitteblad som er innrettet til å trenge gjennom nedre mykere sjikt av isen og foreta oppsplitting av isen foran de oppadløpende flater.

Det foretrekkes at splittebladets høyde over midtryggen utgjør mellom 1/3 og 2/3 av tykkelsen for den is som baugkon-struks j onen er innrettet til å bryte i stykker, idet nevnte høyde nåx istykkelsen er forholdsvis stor fortrinnsvis utgjør omtrent 1/3 av istykkelsen og når istykkelsen er forholdsvis liten fortrinnsvis utgjør omtrent 2/3 av istykkelsen.

Oppfinnelsen skal beskrives ytterligere i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger som illustrerer oppfinnelsen rent skjematisk og hvori: Fig. 1 viser et planriss av en frittflytende bauganordning ifølge oppfinnelsen, tatt etter linjen. I-l på fig. 2.

Fig. 2 viser et sideriss av anordningen ifølge fig. 1,

tatt etter linjen II-II på denne.

Fig. 3 viser et snitt gjennom anordningen, sett i retning bakover og tatt etter linjen III-III på fig. 2. Fig. 1 til 3 viser en frittflytende bauganordning 10 som omfatter et hult tankparti 11 som er forsynt med atskilte innvendige rom som kan fylles med vannballast på vanlig måte og i den nødven-dige grad for å gi anordningen det ønskete vannlinjenivå, den ønskete stilling og vanlige trim. Det bakerste parti 11 omfatter et V-formet innsnitt 12 for opptakelse av det skyvende fartøys baug (ikke vist) og en kjøl 13 for å fremme anordningens rettlinjete bevegelse. I praksis vil det være anordnet kabler eller andre egnete sammenkoblingsmidler som strekker seg fra tversgående forankringer på fartøyet til tversgående forankringer i et overbygg 14 på anordningen 10.

Det isbrytende og pløyende fortparti 20 omfatter et par plogbladflater 21 som er omsnudd ved sine øvre kanter 22. Langs den forreste midtlinje hvor flatene 21 møtes for å danne en midtrygg er det anbragt et smalt, opprettstående eplitteblad 23 som strekker seg i retning forover og akterover idet det avtar i høyde i sitt forparti 24 for å danne en skarpt tilspisset nese 25 med bladflatenes 21 forkanter og går med sitt bakre parti 26 over i den bratt stigende, V-formete kant 27 som dannes av plogbladflå-tene 21 i dette område. Det er også anordnet en plan bunnplate 28. Den del av denne konstruksjon som ligger under normal vannlinje WL er heri betegnet som "fotparti".

Det er viktig å legge merke til at bladet 23 er av gjennom-gående ikke-tilsmalnende (untapered) form, bortsett fra dets ytterste forkant 24 under den normale vannlinje WL, hvor det avtar i høyde av hensyn til konstruksjonsstyrken. Det avtar på liknende måte i sin ytterste, bakre ende 26 av samme grunn. Bladets 23 midtparti er imidlertid ikke-tilsmalnende og det har derfor stort sett samme høyde over hele sin lengde, i det minste i det kri-tiske område i umiddelbar nærhet av den typiske vannlinje WL.

Splittebladet 23 vil være skarpt langs sin overkant som for eksempel kan være utført av tykk stålplate.

Alternativt kan den skarpe kant dannes av en massiv stang som er fastgjort langs en stålplates ene kant. I denne forbindelse må fastslåes at uttrykket "skarp" må sees i lys av den funksjon som skal utføres og i lys av de typiske skipssideformer. Mens en avrundet (det vil si halvsylindrisk) flate med en diameter på 12 mm neppe ville bli betraktet som skarp i ordets vanlige betydning er den, jevnført med anordningens øvrige flatepartier, i virkeligheten meget skarp. Alternativt kan bladets overkant være takket eller tannet.

Undersøkelse av den på figur 1 til 3 viste .anordnings ytel-ser under virkelig prøvekjøring på Lake Ontario på hårdt pakket is med en maksimal tykkelse på ca. 45 cm har ikke bare vist anordningens utmerkete isbrytende og isforflyttende egenskaper, men har også røpet en uventet og fordelaktig funksjon av splittebladet 23. Det ble observert (og dette faktum er bekreftet ved foto-grafier) at bladets 23 virkemåte vesentlig består i en splitting av isen (i motsetning til løfting), av hvilken grunn det betegnes som.et splitteblad. Istedetfor å bryte isen ved å løfte den i midten (en prosess som finner sted ved anvendelse under is av en vanlig sonde som Ikke er utstyrt med et blad slik som bladet 23, hvilket bevises ved nærværet av synlige, radielle sprekker) bry-ter . den foreliggende, forbedrete bauganordning, som i det vesent-lige består av et skarpt, opprettstående, sentralt beliggende, lengdeveis forløpende blad isdekket umiddelbart foran bladet 23 ved en prosess som kan beskrives som en splitting (eller muligens sprenging eller knusing). Det finner sted liten eller ingen løf-ting før plogbladflatens hovedparti 21 kommer i berøring med isen og på dette tidspunkt har bladet 23 splittet isen. Mens det vanligvis vil gjenfinnes store klumper av ubrutt is, som skal avbøyes ved hjelp av disse flater 21 under fartøyets fart fremover, vil slike klumper være skilt fra hverandre, i det minste langs en linje som forløper foran baugens midtlinje. Et resultat av dette er at det ikke vil foreligge noen tilbøyelighet for at det skal ligge store, ubrutte Isstykker på tvers av baugen, som presser den fra side til side. Den spesielle fremgangsmåte som bevirkes av den foreliggende anordning vil medføre et særlig økonomisk kraftforbruk og man har funnet at den nødvendige kraft for bry-ting av en kanal gjennom is av gitt tykkelse er betydelig mindre ved den foreliggende anordning enn ved de vanlige, isbrytende bau-ger, som er utformet for å ri på isoverflaten og bryte denne ved et nedadrettet trykk.

Videre er de hellende plogflater 21a anbragt ved siden av og bak bladet 23, idet de vender utad og oppad for avbøyning av den brutte is til utsidene. Disse flaters form, innbefattet de om-snudde overkanter 22, vil medføre en tilbøyelighet til opplegging av den kanal som er skåret, hvilket medvirker til å redusere meng-den av løse isstykker som flyter i fartøyets kjølvann, noe som igjen medfører ytterligere en forbedring av den foreliggende baug-anordnings totale ytelse.

Bladdivergensvinkelen A (fig. l) målt i horisontalplanet avgrenset av baugens rettløpende føringskant, vil vanligvis være 30°, men kan være opp til 45° og så langt ned som dette er mulig, uten å medføre at anordningen får en~overdreven lengde. Angreps-vinkelen B vil fortrinnsvis ligge innenfor et område fra 20° til 30° men kan være opp til 35° hvis det skyvende fartøy har rikelig maskinkraft, eller ned til 15° når det står mindre kraft til rå-dighet og den derav følgende økete lengde av anordningen kan god-tas.

For gjennomføring av den ovenfor beskrevne splitteprosess er det nødvendig at splittebladet 23 har stort sett vertikalt lø-pende flater som rager i en vesentlig høyde over den midtrygg som er dannet ved sammenføyning av de to plogflater 21. Denne høyde vil stå i forhold til tykkelsen av den is som skal brytes, hvor-under denne tykkelse i sin tur vil bestemme bauganordningens totale størrelse og den nødvendige drivkraft. Bladets høyde kan, ge-nerelt uttrykt, sies å variere fra omtrent en tredjedel av istykkelsen ved meget tykk' is, for eksempel 180 cm eller mere, opp til ca. to tredjedeler av istykkelsen ved forholdsvis tynn is, for eksempel 45 cm eller mindre, idet det typiske forhold mellom blad-høyde og istykkelse utgjør en halv.

Når- oppfinnelsen fremstår i form av en frittflytende, separat anordning i overensstemmelse med den utførelsesform av oppfinnelsen som er vist på tegningene, vil baugens maksimale bredde vanligvis være noe større enn det skyvende fartøys (vanligvis en slepebåt) bredde. Dette underletter slepebåtens bevegelse eller svingning i den noe større kanal som er skåret av baugen og vil forebygge at det skyvende fartøy støter mot isens sider.

Når bauganordningen inngår som en fastgjort del i selve det maskindrevne fartøys skroglinje, enten permanent eller midlertidig, kan baugen være av samme bredde som fartøyet eller til og med noe bredere, hvis det sistnevnte ikke er meget stort. Hvis det imidlertid er stort vil det som regel være forsynt med flere hellende overgangsflater som vil virke som fortsettelser av baugens avbøyende plogflater for å lede isen forbi på utsiden hele veien langs fartøysidene og legge den opp på isen ved kanalens sider.

Ved meget små båter som bare ville forsøke å skjære en kanal gjennom is av en eller to tommers tykkelse, for eget bruk, vil spørsmålet om opphoping av den løsbrutte is ha forholdsvis liten betydning. Det viktigste krav vil være en anordning i lik-het med det høyre parti av en anordning 10 som er vist i fig. 1, sammen med egnete, konvensjonelle, manuelt innstillbare monte-ringsanordninger for fastgjøring av baugen til båtens forparti.

Da disse forskjellige eksempler på modifikasjon ikke avvi-ker fra den hovedanordning som er vist i fig. 1 til 3 er ingen separat tegning av disse blitt ansett som nødvendig.

Claims (2)

1. Baugkonstruksjon for isbryting, omfattende oppadløpende flater (21) som konvergerer mot hverandre til dannelse av en midtrygg (29) som løper skrått fremad og nedad til dannelse av et fremad ragende fotparti (20) anbrakt under vannlinjen for å inn-føres under et islag og for å bryte i stykker islaget ved en oppadrettet kilevirkning, hvor fotpartiet er skarpt tilspisset i sideriss og i planriss divergerer fra spissen (25) under en større vinkel enn i sideriss, slik at fotpartiet i et tversløpende vertikalplan gjennom vannlinjen (WL) har vesentlig større bredde enn høyde og hvor oppad og utad avbøyete flater (21a) løper bakover fra fotpartiet (20) på hver sin side av midtryggen (29) og sideVeis utad for å avlede istykkerbrutt is utad og stort sett oppadrettet retning ved bevegelse av baugkonstruksjonen i retning forover, og omfattende en kant som er rettet oppad fra midtryggen, karakterisert ved at kanten med plane sider

løper oppad, vesentlig brattere enn de oppadløpende.flater (21), mot en toppkant (30) i vesentlig høyde over midtryggen (29) og stort sett parallelt med denne iallfall i og ved vannlinjen (WL), til dannelse av et smalt Is-splitteblad (23) som er innrettet til å trenge gjennom nedre mykere sjikt av isen og foreta oppsplitting av isen foran de oppadløpende flater (21).

2. Baugkonstruksjon i samsvar med krav 1, karakterisert ved at splittebladets (23) høyde over midtryggen (29) utgjør mellom 1/3 og 2/3 av tykkelsen for den is som baug-konstruks j onen er innrettet tii å bryte i stykker, idet nevnte høyde når istykkelsen er forholdsvis stor fortrinnsvis utgjør omtrent 1/3 av istykkelsen og når istykkelsen er forholdsvis liten fortrinnsvis utgjør omtrent 2/3 av istykkelsen.