NO180076B - Isgående fartöy - Google Patents

Description

ISGÅENDE FARTØY

Foreliggende oppfinnelse vedrører et fartøy ifølge ingressen av krav 1.

En betydelig del av den bevegelsesmotstand som påvirker et fartøy som beveger seg i is skyldes friksjonen mellom fartøyet og den brutte is. Ved å lede en del av isstykkene bort fra fartøysrennen som er dannet i isen og inn under kantene av den faste is, kan man redusere de forannevnte friksjonskrefter. Samtidig oppnås også den fordel at fartøyets propeller løper mindre risiko for å påvirkes av isstykkene, hvilket når det inntreffer medfører en vesentlig reduksjon av propelleffekten. Ved at en del av den istykkerbrutte is skyves bort fra fartøysrennen, blir det også lettere for etterfølgende fartøy å gå i rennen.

For å lede bort isstykker som er kommet under et fartøy er det blitt foreslått forskjellige skrogformer. Svensk utlegningsskrift 458 027 viser et fartøy som i sin bunn har en trinnformet plog som divergerer i retning bakover. Et skrog med denne form er imidlertid dyrt å bygge, er mindre sjødyktig enn normale skrog og har også større bevegelsesmotstand i åpen sjø. Dessuten blir skrogets dypgående i forhold til deplacementet større enn for normale skrogformer .

En annen måte å løse ovennevnte problem er vist i tysk ansøkningspublikasjon 2112334, ifølge hvilken et fartøys bunn forsynes med en plog dannet av listformede elementer. Denne konstruksjon gir relativt god sideveis forflytning av isstykkene, men den øker fartøyets bevegelsesmotstand og gir fartøyet større dypgående. I en konstruksjon av denne type forekommer også en relativt kraftig turbulent strømning under plogens nedre kant, hvilket fører til at isstykker lett suges mot fartøyets bunn.

I US-patent 4.702.187 er det vist en bunnkonstruksjon med en plog som kan svinges inn i fartøyets bunn. Denne konstruksjon minsker fartøyets bevegelsesmotstand i åpen sjø og har ingen uheldig innvirkning på fartøyets sjødyktighet og manøvreringsevne. Fartøyets dypgående med plogen i innsvinget stilling er også "normalt". Ved at plogens spiss dessuten gjøres åpen eller plogens bakre flate utformes slik at den skråner mot fartøyets bunn, minsker den skadelige turbulensstrømning ved plogens nedre kant. De vesentligste ulemper ved denne kjente konstruksjon er nærmest forbundet med de problemer som oppstår ved anvendelsen av bevegelige systemer under vann. Dessuten kan det oppstå styrkeproblem-er, fordi den kraft som isstykkene utøver på plogen kan være forholdsvis stor.

Oppfinnelsens formål er å tilveiebringe en ny og mere økonomisk anordning for å styre brutte isstykker til sidene bort fra fartøyets bunn. Herunder etterstrebes at fartøyets sjødyktighet og dets bevegelsesmotstand ikke påvirkes negativt i vesentlig grad. Et formål er også å tilveiebringe et plogsystem som har minst mulig negativ innvirkning på fartøyets dypgående og deplacement. Oppfinnelsens karakteristiske trekk fremgår av krav 1 .

De bakre kanter av fordypningene nevnt i krav 1 danner et plogelement som styrer isstykkene ut til sidene. Til tross for dette er fartøyets bunnform slik at dokksetting av fartøyet ikke medfører spesielle vanskeligheter. Bunnformen reduserer heller ikke i noen større grad fartøyets indre volum i forhold til dets dypgående.

Fordi bare den bakre kant av fordypningene har betydning for isstykkenes forflytning til sidene, kan fordypningen gjøres kileformet slik at dens dybde er null ved fordypningens fremre kant og øker kontinuerlig i retning mot den bakre kant av fordypningen, hvor den når sitt maksimum. På denne måte kan plogkonstruksjonens negative innvirkning på fartøyets bevegelsesmotstand og dypgående reduseres.

Dersom i tillegg fordypningens hoveddel, dvs. dens bunn, gjøres i form av en plan flate, oppnås den konstruksjonstek-nisk enkleste løsning.

Ettersom bunnfordypningen har en ugunstig innvirkning på fartøyets deplacement, vil man utforme fordypningen med så lite volum som mulig. Ved dimensjoneringen av fordypningen bør man ta i betraktning de isforhold som fartøyet er konstruert for. Ved konstruksjon av et isgående fartøy går man ut ifra den tykkeste plane is som fartøyet er beregnet på å bryte. En annen konstruksjonsparameter av avgjørende betydning utgjøres av normalstørrelsen av de isstykker som fartøyet bryter ved normal gang gjennom et plant isfelt. Disse to faktorer tas hensyn til ved dimensjoneringen av bunnfordypningene fortrinnsvis slik at fordypningens bredde målt vinkelrett på fordypningens isstyrende bakre kant hovedsakelig tilsvarer størrelsen av de isstykker fartøyet bryter ved gang gjennom et plant isfelt. Videre gjøres fordypningens isstyrende bakre kant fortrinnsvis så høy at høyden tilsvarer 0,1 - 0,2 ganger den tykkeste plane is fartøyet er beregnet på å bryte.

Det er blitt konstatert at en isplog ifølge oppfinnelsen fungerer bedre jo lengre bak den er plassert. Plogkonstruk-sjonen bør likevel befinne seg innenfor fartøyets sett fra siden horisontale bunnparti. Det beste område for en bunnfordypning ifølge oppfinnelsen ligger aktenfor et punkt som befinner seg i det minste 20%, fortrinnsvis 30% av fartøyets vannlinjelengde aktenfor konstruksjonsvannlinjens fremste punkt. Bunnfordypningenes bakre kant bør fortrinnsvis ligge nær fartøyets sett fra siden horisontale bunnparti .

Dersom fartøyet er meget langt, kan det være fordelaktig å anordne et flertall fordypninger ifølge oppfinnelsen etter hverandre på hver side av fartøyets kjøllinje. Herved tilveiebringes en mere effektiv forflytning ut til sidene av de isstykker som befinner seg under fartøyets bunn. Av to etter hverandre anordnede ploger kan den som er lengre bak

være noe høyere enn den som er lengre frem.

I en bunnkonstruksjon ifølge oppfinnelsen har retningen av styreflaten for isstykkene relativt stor betydning. Dersom styreflaten står i en altfor steil vinkel i forhold til fartøyets kjøllinje, gir den stor bevegelsesmotstand, og styringen av isstykkene blir ikke den best mulige. Den beste effekt oppnås dersom styreflaten for isstykkene danner en vinkel på maksimalt 30°, fortrinnsvis maksimalt 25° med fartøyets kjøllinje. Denne verdi vedrører styreflatens vinkel ved det avsnitt hvor den er størst. Dette avsnitt befinner seg normalt nær fartøyets side. Den isstyrende kant kan fortrinnsvis anbringes slik at den nevnte vinkel nær fartøyets kjøllinje er 0° og vokser kontinuerlig i retning mot fartøyets side.

Dokksetting av fartøyet lettes dersom man mellom to bunnfordypninger som ligger på hver sin side av fartøyets kjøllinje lar det gjenstå en urørt del av fartøyets horisontale bunnparti, hvilken del fortrinnsvis har en bredde på 3 - 10% av fartøyets maksimale bredde. Oppfinnelsen kan anvendes på fartøy hvis bunndel i tverrsnitt er horisontal, men også på fartøy som har en i tverrsnitt eller delvis V-formet bunn.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til vedføyede tegning, hvor

fig. 1 skjematisk viser et bunnriss av et fartøy ifølge

oppfinnelsen,

fig. 2 viser et sideriss av fartøyet ifølge fig. 1.

På tegningen betegner 11 fartøyets skrog og 12 fartøyets konstruksjonsvannlinje. Fartøyets vannlinjelengde er på fig. 2 oppdelt i ti like lange deler, hvis grenselinjer er nummerert fra 0 til 10, slik at tallet 0 vedrører vannlinjens bakerste punkt og tallet 10 dens fremste punkt. På tegningen er også fartøyets propeller 13 og ror 14 vist

skjematisk.

Slik det fremgår av fig. 2 har fartøyet en sett fra siden horisontal bunndel 15, som begynner ved avsnittet 8 og slutter noe før avsnittet 2. Denne bunndel er forsynt med to fordypninger 17 anordnet symmetrisk på hver side av fartøyets kjøllinje 16. Fordypningenes bakre kant 18 danner en vertikal styreflate for isstykkene. De isstykker som ved fartøyets bevegelse fremad kommer inn i fordypningen 17 støter mot styreflaten 18 og styres av denne i retning utad mot fartøyets side. På grunn av sin egen treghet fortsetter de ut til siden styrte isstykker sin bevegelse bort fra fartøyets skrog.

Av fig. 2 fremgår at fordypningen 17 er kileformet og har en plan bunn. Fordypningene 17 befinner seg helt og holdent innenfor et område, hvis fremre grense er mere enn 30% av fartøyets vannlinjelengde aktenfor vannlinjens fremste punkt, dvs. aktenfor avsnittet 7. Med strekede linjer 19 er det vist hvorledes det i et fartøy ifølge oppfinnelsen kan anordnes mere enn én fordypning 17 ifølge oppfinnelsen etter hverandre på hver side av fartøyets kjøllinje 16. Den lengre bak beliggende fordypning befinner seg helt nær den horisontale bunndels 15 bakerste del. Mellom fordypningene 17 gjenstår det en urørt bunndel 20, hvis bredde fortrinnsvis utgjør 3 - 10% av fartøyets totale bredde.

Fordypningene 17 har en dybde som fortrinnsvis er 0,1 - 0,2 ganger tykkelsen av den tykkeste is som fartøyet er beregnet på å bryte. Fordypningens bredde a tilsvarer hovedsakelig størrelsen av de isstykker som fartøyet bryter ved gang gjennom et plant isfelt. Vinkelen b mellom styreflaten 18 og fartøyets kjøllinje er ca. 25° nær fartøyets side, hvor den er størst.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste utførelsesfor-mer, idet flere varianter og modifikasjoner av oppfinnelsen kan tenkes innenfor rammen av de etterfølgende patentkrav.

Claims (10)

1. Fartøy beregnet for trafikk i isdekte farvann, omfattende en fremad hellende baugdel samt aktenfor denne en i fartøyets lengderetning hovedsakelig horisontal bunndel (15) , karakterisert ved at i den hovedsakelig horisontale bunndel (15) foreligger det på begge sider av fartøyets kjøllinje (16) en fordypning, hvis bakre kant (18) forløper skrått i forhold til fartøyets kjøllinje (16) og har sin fremre ende nær fartøyets kjøllinje (16) og sin bakre ende nær fartøyets ene side, at nevnte fordypning (17) er åpen i retning ut mot fartøyets side og at fordypningens bakre kant (18) danner en hovedsakelig vertikal styreflate for isstykkene som er kommet under fartøyets hovedsakelig horisontale bunn (15).

2. Fartøy ifølge krav 1, karakterisert ved at fordypningens (17) vertikale høyde minsker kontinuerlig i retning fra fordypningens bakre kant (18) i retning mot fartøyets baug.

3. Fartøy ifølge krav 2, karakterisert ved at hoveddelen av fordypningen (17) består av en plan flate.

4. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fordypningens (17) bredde (a) målt vinkelrett fra fordypningens bakre kant (18) hovedsakelig tilsvarer størrelsen av de isstykker som brytes av fartøyet ved normal gang gjennom et plant isfelt.

5. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fordypningens (17) bakre kant (18) har en vertikal høyde på 0,1 - 0,2 ganger den tykkeste plane is fartøyet er konstruert for å bryte.

6. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fordypningen (17) befinner seg innenfor et område, hvis fremre grense er i det minste 20%, fortrinnsvis i det minste 30% av fartøyets vannlinjelengde aktenfor konstruksjonsvannlinjens fremste punkt.

7. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det foreligger et flertall av nevnte fordypninger (17) på hver side av fartøyets kjøllinje (16).

8. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fordypningens bakre kant (18) danner en vinkel med fartøyets kjøllinje (16) som er maksimalt 30 , fortrinnsvis maksimalt 25 o.

9. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at fordypningene (17) er plassert slik at den bakerste fordypnings bakre kant (18) befinner seg nær den hovedsakelig horisontale bunndels (15) bakre kant.

10. Fartøy ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det mellom fordypninger (17) anbragt på hver side av fartøyets kjøllinje foreligger en hovedsakelig horisontal bunndel (20), hvis bredde fortrinnsvis er 3 - 10% av fartøyets største bredde.