PL65985B1 - - Google Patents

Description

.VIII.1967 Kanada Opublikowano: 30.IX.1972 65985 KI. 65a,35/12 MKP B63b 35/12 Twórca wynalazku: Scott Erie Alexander Wlasciciel patentu: Alexbow Canada Ltd., Calgary, Alberta (Kanada) Urzadzenie zeglugowe do lamania pokrywy lodowej Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie zeglu¬ gowe do lamania pokrywy lodowej, tworzacej sie w sposób naturalny na morzach, rzekach i jezio¬ rach, powstajacego w wyniku wzglednego ruchu pomiedzy lodem i urzadzeniem lamiacym.Urzadzenie wedlug wynalazku ma zastosowanie w jednostkach plywajacych kazdej wielkosci po¬ czynajac od najwiekszych jednostek oceanicznych poprzez holowniki, szalupy, do jednostek sporto¬ wych w rodzaju lodzi motorowych, kajaków i im podobnych.Znane sa tego rodzaju konstrukcje. Konstrukcje te nie sa calkowicie przystosowane do rozdziela¬ nia lodu, poniewaz do tego celu konieczne jest, by ostrze wystawalo jako wzglednie cienkie (roz¬ cinajace) dosc wysoko ponad glówne powierzchnie rozcinajace wode, aby osiagnac pozadane wyniki.Pola lodowe czesto zawieraja w sobie znaczne sily sciskajace (czego dowodem jest tworzenie sie grzbietów) i próby rozepchniecia kawalków lodu przeciwko takim silom sciskajacym przypominaja poruszanie gór. Najbardziej wydajne lamanie lodu przebiega pionowo do góry lub pionowo w dól, kiedy mozna wykorzystac istniejace sily sciskajace.Z punktu widzenia zlaman, lód jest bardziej wy¬ trzymaly na sciskanie, niz na napinanie, a tym samym i na zginanie. Te fakty pomagaja wyjasnic dlaczego latwiej lamac lód do góry niz w dól.Lód lamany przez sile skierowana do góry peka dwukrotnie na powierzchni dolnej i jednokrotnie 15 20 25 30 2 na górnej, podczas gdy lód lamany ku dolowi peka dwukrotnie na powierzchni górnej i jednokrotnie na powierzchni dolnej. Dolna powierzchnia lodu jest zazwyczaj porowata lub gabczasta, a stad slabsza niz powierzchnia górna. Ostrze dziobu statku posiada zbyt duza szerokosc, wobec czego nie wnika ono efektywnie w gabczasta, dolna po¬ wierzchnie lodu, aby wywrzec nacisk na twardszy lód powyzej, poniewaz glówne powierzchnie gór¬ ne plyt zaczynaja sie stykac z lodem na calej po¬ wierzchni, wobec czego, sily rozkladaja sie wó¬ wczas na pewnej powierzchni, zamiast skoncentro¬ wac sie i wywrzec duze cisnienie wzdluz waskiej linii.Ostrze latwiej przecina taki lód i wywiera na znajdujacy sie powyzej twardszy lód sily wzdluz na tyle waskiej linii, ze przylozone cisnienie szy¬ bko powoduje rozciecie lodu.Celem wynalazku jest konstrukcja urzadzenia zeglugowego do lamania pokrywy lodowej pozba¬ wiona omówionych wyzej wad znanych tego ro¬ dzaju konstrukcji.Cel wynalazku zostal osiagniety dzieki temu, ze urzadzenie zawiera waskie, skierowane ku górze ostrze rozdzielajace do rozcinania lodu, wystajace ponad powierzchnie odchylajace, przy czym ostrze rozdzielajace rozcina sie wzdluz grzbietu i ma pio¬ nowe plaskie powierzchnie boczne, wystajace po¬ nad grzbiet, zbiegajace sie w krawedzi górnej, któ¬ ra przebiega równolegle do grzbietu przynajmniej 659S53 65985 4 w srodkowej czesci dlugosci ostrza rozdzielajacego lód, znajdujacej sie w sasiedztwie wodnicy.Urzadzenie wedlug wynalazku rózni sie w spo¬ sób zasadniczy od najbardziej podobnego urzadze¬ nia tego typu, wspomnianego we wstepnej czesci niniejszego opisu, urzadzenia wedlug amerykan¬ skiego opisu patentowego, zarówno pod wzgledem budowy jak i dzialania. Urzadzenie wedlug wyna¬ lazku jest na wodnicy szersze niz wyzsze. Jego rozdzielajace ostrze, o szczególnym ksztalcie wy¬ staje do góry znacznie bardziej niz jakiekolwiek grzbiety, znajdujace sie na dziobach lodolamaczy.Poza tym, ostrze urzadzenia wedlug wynalazku ma górna krawedz, która przebiega zasadniczo ró¬ wnolegle do jego podstawy, przynajmniej w srod¬ kowej czesci w okolicy wodnicy, w którym to obszarze zachodzi lamanie lodu. Urzadzenie wedlug wynalazku czysto* odcina wierzch napotykanych grzbietów lodowych.Rozdrobniony lód jest podnoszony do góry we wszystkich punktach lezacych ponizej wodnicy i istnieje znacznie mniejsza tendencja do rozpycha¬ nia lodu na boki, poniewaz krawedzie boczne sa cienkie w porównaniu z szerokimi powierzchniami skierowanymi na boki w dziobie statku wedlug Duplessis'a.Urzadzenie wedlug wynalazku mozna traktowac jako klin lezacy na jednej ze swych plaskich po¬ wierzchni i wywierajacy na lód glównie dzialanie podnoszace.Wedlug wynalazku, na skierowane ku górze dzialanie klinujace urzadzenie naklada sie dziala¬ nie rozczepiajace ostrza rozdzielajacego. To zlozone dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku mozna okreslic jako skierowane ku górze i na zewnatrz z zasadniczym podkresleniem ku górze — w prze¬ ciwienstwie do dzialania na zewnatrz i w pewnym stopniu tylko do góry z zasadniczym dzialaniem na zewnatrz.Ta róznica jest istotna i poparta doswiadczenia¬ mi praktycznymi. Przeprowadzone próby wykazaly jasno, ze dzialanie lamiace ostrzem dziobu wedlug wynalazku jest powodowane w duzym stopniu przez ostrze rozdzielajace.Na podstawie przeprowadzonych prób, stwierdzo¬ no, ze wysokosc ostrza powinna sie zmienic po¬ miedzy okolo 1/3 grubosci lodu bardzo grubego, na przyklad grubosci powyzej 180 cm, a okolo 2/3 grubosci lodu dla lodu wzglednie cienkiego, na przyklad o grubosci ponizej 45 cm, z typowym, srednim stosunkiem wysokosci ostrza do grubosci lodu rzedu polowy. Tak wiec w przypadku lodu o grubosci 180 cm, ostrze powinno miec wysokosc okolo szescdziesieciu centymetrów w przypadku lodu o grubosci 45 cm — ostrze powinno miec wy¬ sokosc okolo 30 cm, przy czym prawdopodobnie typowa srednia wysokosc ostrza powinna wynosic 45 cm. W przykladzie wykonania wynalazku, któ¬ ry zostanie omówiony ponizej „ostre" ostrze urza¬ dzenia w postaci dziobu statku wedlug wynalazku ma postac pólokraglego preta o srednicy 1,25 cm.Tak wiec typowy stosunek wysokosci ostrza do grubosci jego górnej krawedzi powinien wynosic okolo 36 : 1 (45 cm : 1,25 cm).Jak juz podkreslono, wazna cecha urzadzenia wedlug wynalazku jest, ze jest on szerszy niz wyz¬ szy w okolicy wodnicy. Jak wynika z rzutu pio¬ nowego odchyla sie on od ostrego czuba dwa razy 5 szybciej niz odchyla sie w rzucie bocznym. Dziób urzadzenia czesto odcina wierzch napotkanych grzbietów lodowych. Rozdrobniony lód jest po¬ dnoszony do góry we wszystkich punktach leza¬ cych ponizej wodnicy i istnieje znacznie mniejsza tendencja do rozpychania lodu na boki, poniewaz krawedzie boczne sa cienkie.Urzadzenie wedlug wynalazku stanowi jak gdy¬ by klin lezacy na jednej ze swych plaskich po¬ wierzchni i wywierajacy na lód glównie dzialanie podnoszace.Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc juz z góry objete planem konstrukcyjnym statku, to zna¬ czy, ze sam projekt kadluba bedzie opieral sie na jego zasadach, albo moze stanowic oddzielne urza¬ dzenie, które jest przymocowane do statku. Pola¬ czenie takie jest wykonane jako stale, albo przy¬ najmniej pólstale, na przyklad przez przyspawanie calego zestawu dziobowego przed zasadniczy dziób statku, albo na stale, albo tez jednorazowo na se¬ zon zimowy. Sposób ten móglby prawdopodobnie znalezc zastosowanie do statków duzych, które niegdys byly zbudowane i dopiero pózniej przezna¬ czone do wykonywania zadan lodolamaczy.W zastosowaniu do malych statków, na przy¬ klad jednostek sportowych, dodatkowy zespól dzio¬ bowy, aczkolwiek zasadniczo o tym samym ksztal¬ cie jaki stosuje sie do statków oceanicznych, be¬ dzie znacznie mniejszy i lzejszy w tym stopniu, ze bedzie mozliwe przymocowanie go czasowo na przo- dzie statku, gdy zajdzie potrzeba, za pomoca do¬ godnych obslugiwanych recznie urzadzen takich jak zwornice srubowe lub podobne.Odmiennym przykladem rozwiazania urzadzenia wedlug wynalazku jest wolne plywajace urzadze¬ nie przeznaczone do popychania przez statek na¬ pedzajacy, na przyklad holownik.Urzadzenie takie posiada zbiorniki dla zabez¬ pieczenia plywalnosci i regulowania poziomu wo¬ dnicy zasadniczo niezaleznie od statku popycha¬ jacego, chociaz dopuszczalne wzgledne odchylenie obydwu statków od drogi posuwania sie zalezy od tego jak scisle statki te sa ze soba zlaczone. Ko¬ nieczne jest wiec polaczenie statków niezaleznie od punktów styku, przez które przechodzi sila popychajaca.Stwierdzono, ze gdy rozlupujace ostrze urzadze¬ nia wedlug wynalazku naciera na lód od spodu, powoduje ono rozlupywanie dotychczas nie obser¬ wowane przy pracy znanych lodolamaczy. Lód jest nieznacznie podnoszony zanim zostanie rozlupany przez ostrze, co jest wywolane przez wzgledna ostrosc górnej krawedzi ostrza. Dzialanie to umo¬ zliwia skierowanie rozkrojonych kawalków lodu • na plaszczyzny rozpychajace.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 — przedstawia urzadzenie w widoku z góry wzdluz linii I—I na fig. 2, fig. 2 — urzadzenie z fig. 1 w widoku z boku od strony oznaczonej li- 15 20 25 30 85 40 45 50 55 605 65085 6 nia II—II, a fig. 3 — urzadzenie w przekroju wzdluz linii III—III na fig. 2.Wolno plywajace urzadzenie 10 wyposazone jest w pusty zbiornik 11 posiadajacy oddzielne wolne przestrzenie, które sa wypelnione woda balastowa w normalny sposób w stopniu potrzebnym, aby zanurzyc calosc do zadanego poziomu wodnicy i uzyskac odpowiednie ustawienie i ogólne wy¬ wazenie. Ten tylny zbiornik 11 ma wglebienie 12 w ksztalcie litery V dla umieszczenia dziobu stat¬ ku popychajacego (nie pokazany) oraz stopke 13 dla zapewnienia prostego posuwania sie zespolu.W praktyce, pomiedzy miejscami statku popy¬ chajacego i odpowiednimi miejscami przybudówki 14 znajduja sia kable i inne odpowiednie zlacza.Plyta 20 lamiaca lody i prujaca powierzchnie wody sklada sie z dwóch powierzchni odchylaja¬ cych 21 wykrepowanych przy ich górnych krawe¬ dziach 22. Wzdluz srodkowej przedniej linii, gdzie powierzchnie 21 zbiegaja sie tworzac glówny grzbiet, znajduje sie waskie sterujace w góre ostrze rozdzielajace 23, rozciagajace sie w kierunku dzio¬ bu i ku rufie, zwezajac sie ku dolowi w czolo 24, aby wraz z przednimi krawedziami powierzchni 21 utworzyc ostro zakonczony dziób 25 i wglebic sie w czesci tylnej 26 w stromo w tym miejscu wznoszace sie obrzeze 27 w ksztalcie litery V utworzone przez powierzchnie 21. Tu takze umie¬ szczona jest plaska denna plyta 28. Czesc konstru¬ kcji ponizej normalnej linii wodnej WL nazwana jest przystepkowym zagieciem dziobu.Trzeba to koniecznie zaznaczyc, ze ostrze roz¬ dzielajace 23 zasadniczo nie ma ksztaltu zaostrzo¬ nego, z wyjatkiem czesci czola 24 ponizej normal¬ nej wodnicy WL, gdzie w celu wzmocnienia jest zaostrzone ku dolowi. Z podobnych wzgledów jest ono zaostrzone w swej tylnej czesci 26. Glówna srodkowa czesc ostrza 23 jest nie zaostrzona i ma na skutek tego zasadniczo jednakowa wysokosc na calej swej dlugosci, a co najmniej w krytycznym obszarze w poblizu normalnej wodnicy WL.Rozdzielajace ostrze 23 jest zaostrzone wzdluz swego górnego brzegu, który moze byc zrobiony na przyklad z twardej stalowej plyty.W odmiennym rozwiazaniu, zaostrzona krawedz jest uksztaltowana z mocnego preta uzbrojonego wzdluz jednego brzegu stalowa plytka. W zwiazku z powyzszym nalezy zaznaczyc, ze termin —ostry— nalezy interpretowac zaleznie od zadania jakie da¬ na czesc ma do spelnienia, jak równiez majac na uwadze typowe powierzchnie statków. Podczas, gdy zaokraglenie krawedzi srednicy 12,7 milimetra (pólcylinder) jedynie z trudnoscia moze byc tra¬ ktowane jako ostre w normalnym sensie tego slo¬ wa, to jednak w porównaniu z innymi powierzch¬ niami urzadzenia — moze byc uwazane za rze¬ czywiscie bardzo ostre. W innym przypadku roz¬ wiazania, górne obrzeze ostrza moze byc nacina¬ ne lub zabkowane.Analiza doswiadczen z urzadzeniem przedstawio¬ nym na fig. 1—3 przeprowadzonych podczas prób dokonanych na jeziorze Ostario przy silnie zwar¬ tym zalodzeniu o maksymalnej grubosci 457,2 mi¬ limetra wykazala, ze urzadzenie nie tylko chara¬ kteryzuje sie doskonalymi wlasciwosciami lama¬ nia i rozpychania lodów, ale ujawnily takze nie¬ przewidziane dzialanie rozdzielajace ostrza 23. Za¬ obserwowano (i fakt ten zostal potwierdzony przez 5 fotografie), ze glówna czynnoscia ostrza 23 jest rozdzielanie lodu (w przeciwienstwie do jego po¬ dnoszenia) i z tych to wzgledów nazwano go ostrzem rozdzielajacym.Zamiast lamania pokrywy lodowej przez unosze¬ nie jest posrodku, co nastepuje przy zwyklej pró¬ bie dzialania pod lodem bez zastosowania ostrza takiego jak ostrze 23, uwidaczniajac sie przez pro¬ mieniste pekniecie, niniejsza ulepszona konstrukcja dziobowa zawierajaca zasadniczo skierowane ku górze ostrze biegnace wzdluz niej po srodku — la¬ mie natychmiast lód znajdujacy sie nad ostrzem 23, wykonujac dzialanie, które moze byc nazwane rozdzielajacym (rozlupujacym). Zanim powierzch¬ nie 21 zetkna sie z lodem ma miejsce nieznaczne, albo zadne uniesienie lodu i w tym czasie ostrze 23 rozlupuje — rozdziela lód.Chociaz duze bryly lodu normalnie pozostana nadal nie przelamane przez powierzchnie 21 i be¬ da nastepnie rozpychane przez te plyty w trakcie przesuwania sie statku, to jednak bryly te beda rozdzielone jedna od drugiej co najmniej wzdluz linii rozciagajacej sie wzdluz osi symetrii dzioba.W rezultacie wielkie nieprzelamane bryly lodu nie beda juz mialy tendencji do ukladania sie w poprzek dzioba wzdluz jego boków. To szczególne dzialanie osiagane przez niniejsza konstrukcje jest szczególnie ekonomiczne pod wzgledem zuzycia mocy, przy czym ustalono, ze moc niezbedna do przebicia kanalu przez tafle lodowa o okreslonej grubosci jest znacznie mniejsza przy uzyciu ni¬ niejszej konstrukcji niz przy zwyklych dziobach lamiacych lód przeznaczonych do najezdzania na lód i lamania go przez nacisk ku dolowi.Nachylone powierzchnie 21 sa rozmieszczone po bokach i z tylu ostrza 23 i zwrócone na zewnatrz i ku górze, aby odpychac na boki rozlupany lód.Ksztalt tych plyt lacznie z wykrepowana górna krawedzia 22 powoduje, ze zlamane bryly lodu sa wykladane na powierzchnie lodu przy brzegach przecinanej czesci lodu. W ten sposób, ilosc lu¬ znych bryl lodu plywajacych na sladzie statku jest zmniejszona. Jest to korzysc uzupelniajaca w sto¬ sunku do wszystkich poprzednich wynikajacych z niniejszej konstrukcji dziobowej.Kat rozbieznosci A ostrza (fig. 1) mierzony w plaszczyznie poziomej wyznaczonej przez krawedzie proste jest zazwyczaj rzedu 30°, ale moze siegac 45°, albo moze byc tak maly jak to tylko jest wy¬ konalne bez zbytniego wydluzenia calosci. Kat na¬ tarcia B powinien miescic sie w granicach 20° do 30°, ale gdy statek popychajacy ma dostateczna moc moze byc zwiekszony do 35°, albo tez zmniej¬ szony do 15°, kiedy dysponuje sie mniejsza moca i mozna dopuscic wynikajaca stad zwiekszona dlu¬ gosc urzadzenia.W celu osiagniecia powyzej opisanego dzialania rozdzielajacego, konieczne jest, aby ostrze rozlu¬ pujace 23 posiadalo plaskie boki wystajace piono- 15 20 25 30 85 40 45 50 55 6065985 wo na wysokosc ponad grzbiet wytworzony przez przeciecie obu powierzchni 21. Wysokosc ta jest uzalezniona od grubosci lodu przeznaczonego do lamania, przy czym grubosc ta z kolei warunkuje wielkosc calosci konstrukcji dziobowej jak rów¬ niez wielkosc mocy potrzebnej do popychania urzadzenia.W przypadku, gdy urzadzenie wedlug wynalazku przedstawione na rysunku jest stosowane jako urzadzenie wolno plywajace, wówczas maksymalna szerokosc dzioba powinna byc nieco wieksza niz szerokosc dzioba statku popychajacego (zwykle ho¬ lownika). Umozliwia to poruszanie sie holownika i wykonywanie zwrotów w nieco szerszym kanale wycietym przez dziób oraz zmniejsza mozliwosc sciskania statku przez obrzeze lodowe.Gdy urzadzenie dziobowe jest na stale lub cza¬ sowo zlaczone z kadlubem statku o wlasnym na¬ pedzie, moze miec ono równa, albo raczej nieco wieksza szerokosc niz statek, jesli statek nie jest sam bardzo duzy. Gdy jest on duzy, to jego dalsze zanurzone plaszczyzny beda dzialac jako przedlu¬ zenie rozpychajacych plaszczyzn dzioba przez caly czas odpychajac lód od boków statku i zanurzajac go na brzegi kanalu wytworzonego w lodzie.W zastosowaniu do bardzo malych lodzi, które przecinalyby dla siebie kanal w lodzie o grubosci 2,5 do 5 centymetrów zagadnienie spietrzania sie przelamanego lodu jest stosunkowo mniej wazne.Zasadniczo pozadana bedzie konstrukcja podobna do prawej czesci konstrukcji 10, pokazanej na fig. 1, odpowiednio dostosowana do recznego obslugi¬ wania i sluzaca do umieszczania na przedniej cze¬ sci lodzi. 10 15 20 25 30 8 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Urzadzenie zeglugowe do lamania pokrywy lo¬ dowej, zawierajace pochylone, rozciagajace sie ku górze powierzchnie zbiegajace sie ze soba i two¬ rzace srodkowy grzbiet rozciagajacy sie do przodu w dól i konczacy sie na wystajacej do przodu plycie laczacej stepke z dziobnica, znajdujacej sie ponizej wodnicy, która wchodzi pod powierzchnio¬ wa warstwe lodu tak, by lamac wspomniany lód wskutek skierowanego ku górze dzialania klinuja¬ cego, przy czym wspomniana plyta laczaca stepke z dziobnica ma w rzucie bocznym ostry szpic oraz w rzucie z góry jej krawedzie odchylaja sie od ostrego szpica bardziej raptownie niz we wspom¬ nianym rzucie bocznym, a w plaszczyznie piono¬ wej przechodzacej przez wodnice plyta laczaca stepke z dziobnica jest znacznie szersza niz wyz¬ sza, a z kazdej strony grzbietu znajduja sie skie¬ rowane na zewnatrz i ku górze powierzchnie od¬ chylajace, rozciagajace sie do tylu od plyty lacza¬ cej stepke z dziobnica oraz poprzecznie na ze¬ wnatrz, sluzace do kierowania polamanego lodu w kierunku na zewnatrz i na ogól ku górze wtedy, gdy dziób porusza sie do przodu, znamienne tym, ze zawiera waskie skierowane ku górze ostrze roz¬ dzielajace (23) do rozcinania lodu, wystajace ponad powierzchnie odchylajace (21), przy czym ostrze to rozciaga sie wzdluz grzbietu (29) i ma pionowe -plaskie powierzchnie boczne, wystajace ponad ten grzbiet, tworzac krawedz górna (30), równolegla do grzbietu (29) przynajmniej w srodkowej czesci dlu¬ gosci ostrza, rozdzielajacej lód, znajdujacej sie przy wodnicy (WZ). W.D.Kart. C/614/72, 185+15, A4 Cena zl 10.— PL PL