RU2109653C1

RU2109653C1 - Semi-submerged built-up icebreaker

Info

Publication number: RU2109653C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Борисович Кашеваров
Original assignee: Юрий Борисович Кашеваров
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; ice navigation ships. SUBSTANCE: icebreaker includes fore portion 1 and aft portion 2 interconnected by vertical axle and attachments 4 fitted with floats 24 which are provided with additional floats 27 equipped with propellers. Depth rudder with pod and propeller is located between additional floats. EFFECT: enhanced reliability. 7 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению и, в частности, к строению ледокольных судов, преимущественно для водохранилищ. The invention relates to shipbuilding and, in particular, to the structure of icebreaking vessels, mainly for reservoirs.

Целью изобретения является увеличение маневренности полуподводного составного ледокола. The aim of the invention is to increase the maneuverability of a semi-submarine composite icebreaker.

На фиг. 1 изображено судно, вид сверху; на фиг. 1 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - сечение А-А узла 1 на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 3; на фиг. 7 а, б - сечение Д-Д на фиг. 6 (а-в стыкованном, б-в расстыкованном положении приставки). In FIG. 1 shows a ship, a top view; in FIG. 1 - the same side view; in FIG. 3 is a section AA of the assembly 1 in FIG. one; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 3; in FIG. 5 is a cross-section BB in FIG. 3; in FIG. 6 is a section GG in FIG. 3; in FIG. 7 a, b - section DD in FIG. 6 (a-in the docked, b-in the undocked position of the console).

Полупроводниковый составной ледокол состоит из передней 1 и задней 2 частей судна, соединенных между собой вертикальной осью вращения 3, и приставки 4 к передней части судна, соединенной с ней с помощью стыкованного замка 5, сечение которого вертикальной плоскостью изображено на фиг. 7. The semiconductor composite icebreaker consists of the front 1 and rear 2 parts of the vessel, interconnected by a vertical axis of rotation 3, and an attachment 4 to the front of the vessel, connected to it by means of a docked lock 5, the cross section of which is shown in vertical plane in FIG. 7.

Передняя 1 и задняя 2 части судна предназначены для перевозки грузов, загружаемых (выгружаемых) через люки 6. Задняя часть 2 имеет руль 7 с осью вращения 8, расположенный между двух гребных винтов 9, которые приводятся в движение электродвигателями (на фиг. не показаны). The front 1 and rear 2 parts of the vessel are intended for the transport of goods loaded (unloaded) through hatches 6. The rear part 2 has a rudder 7 with an axis of rotation 8 located between two propellers 9, which are driven by electric motors (not shown in Fig.) .

Передняя часть 1 имеет стыковочный торец 10 корпуса судна с углублениями 11 для захода в них когтя 12 коромысла 13 стыковочного замка 5 приставки 4 надстройку 14, в которой установлены муфты - разъемы силового электрокабеля (на фиг. не показано) и трубы 15 подачи сжатого воздуха от компрессора 16 к трубе 17 с отверстиями, через которые воздух выходит мелкими пузырьками (фиг. 3) под дно передней части 1 судна. The front part 1 has a docking end 10 of the ship’s hull with recesses 11 for entering the claw 12 of the rocker arm 13 of the docking lock 5 of the attachment 4 add-on 14, in which the couplings are installed - connectors of the power cable (not shown in Fig.) And compressed air pipes 15 from the compressor 16 to the pipe 17 with holes through which air comes out in small bubbles (Fig. 3) under the bottom of the front of the vessel 1.

Коромысло 13 поворачивается вокруг оси 18 с помощью электродвигателя 19 и шестерни 20, находящейся в зацеплении с секторной шестерней 21 коромысла 13. В крайних положениях коромысла 13 шестерня 21 стопорится храповым устройством (на фиг. не показано). The rocker 13 is rotated around the axis 18 with the help of an electric motor 19 and gear 20, which is engaged with the sector gear 21 of the rocker arm 13. In the extreme positions of the rocker arm 13, the gear 21 is stopped by a ratchet device (not shown in Fig.).

К стыковочному торцу 10 передней части 1 судна когтями 12 притягивается стыковочный торец 22 приставки 4, который обклеен толстым слоем пористой резины 23. To the connecting end 10 of the front part 1 of the vessel with claws 12, the connecting end 22 of the attachment 4 is attracted, which is glued with a thick layer of porous rubber 23.

Приставка 4 имеет два поплавка 24. В передней части каждого поплавка 24 установлен молот-колун 25, разбивающий лед снизу вверх ударом по нижней (подводной) поверхности льда, вертикальная ось 26 вращения поплавка 27 и горизонтальная ось вращения 28 руля глубины 29 с гондолой 30 гребного винта 31. The prefix 4 has two floats 24. In the front part of each float 24, a splitting hammer 25 is installed, breaking ice from the bottom up by hitting the bottom (underwater) ice surface, the vertical axis 26 of rotation of the float 27 and the horizontal axis of rotation 28 of the depth rudder 29 with the propeller gondola 30 screw 31.

На поплавки 24 стойками опирается надстройка 33 передней части приставки 4. Передняя кромка стойки 32 заострена и наклонена в сторону судна для уменьшения сопротивления глыб льда движению судна. Противоположные стойки 32 соединены между собой наклонной плоскостью 34 слипа, утапливающего глыбы льда ниже нижней поверхности ледяного поля. Наклонная плоскость 34 слипа проходит от горизонтальной плоскости 35 основания надстройки 33 до носа 36 приставки 4, где наклонная плоскость 34 переходит в горизонтальную плоскость, имеющую форму ласточкина хвоста, по которой глыбы льда сдвигаются носом 36 под нижнюю поверхность ледяного поля. A superstructure 33 of the front of the console 4 is supported on the floats 24 by the struts. The front edge of the strut 32 is pointed and tilted towards the vessel to reduce the resistance of the ice blocks to the movement of the vessel. Opposite racks 32 are interconnected by an inclined plane 34 of the slip, recessing blocks of ice below the lower surface of the ice field. The inclined plane 34 of the slip passes from the horizontal plane 35 of the base of the superstructure 33 to the nose 36 of the prefix 4, where the inclined plane 34 goes into the horizontal plane having the shape of a dovetail, along which blocks of ice are moved by the nose 36 under the lower surface of the ice field.

На передней части оконечности надстройки 33 установлены три молота-колуна 37, разбивающие лед ударами сверху вниз. Молоты-колуны 25 и 37 имеет наклоны в сторону судна на 25-30^o от вертикали.At the front of the tip of the superstructure 33 there are three hammer hammers 37, breaking the ice with top-down blows. Punches 25 and 37 has slopes toward the vessel at 25-30 ^o from the vertical.

Устройство и работа молотов-колунов 25 и 37 данные в заявке N 4713446/33, 1989 г. на "Устройство ударного действия". The device and operation of hammer hammers 25 and 37 are given in the application N 4713446/33, 1989 for “Impact device”.

Поплавки 27 являются одновременно рулями курса, эта функция поплавков усиливается гребными винтами 38, которые приводятся во вращение электродвигателями 39. The floats 27 are simultaneously rudders, this function of the floats is enhanced by propellers 38, which are driven by electric motors 39.

Электродвигатели гребных винтов 31 и 38 получают электроэнергию от дизеля с электрогенератором 40. Дизельное топливо для электрогенератора 40 помещено в отсеке 41 поплавков 24. The electric motors of the propellers 31 and 38 receive electricity from a diesel engine with an electric generator 40. Diesel fuel for the electric generator 40 is placed in the compartment 41 of the floats 24.

Передняя часть приставки 4 является ледокольной, необходимой судну только в зимнее время года, когда водохранилища скованы льдом. В летнее время года в ледокольной приставке нет необходимости, по этой причине предусмотрена возможность отделения этой ледокольной части приставки 4 на летнее время и присоединение ее, например, с помощью болтов 42, завинчивающихся в нарезные отверстия и тем самым скрепляющих между собой металлические конструкции корпусов передней и задней частей приставки 4. The front part of the prefix 4 is icebreaking, necessary for the vessel only in the winter season, when the reservoirs are chained with ice. In the summertime, there is no need for an icebreaker attachment, for this reason it is possible to separate this icebreaker part of the attachment 4 in the summertime and attach it, for example, using bolts 42 screwed into threaded holes and thereby fasten the metal structures of the front and back of the console 4.

На двух верхних этажах (палубах) передней части надстройки размещены каюты 43 пассажиров, на задней части - каюты 44 экипажа. On the upper two floors (decks) of the front of the superstructure there are 43 passenger cabins, and on the rear there are 44 crew cabins.

В задней части приставки 4 установлены два судовых двигателя-дизеля с электрогенераторыми 45, труба 46 для выхлопных газов и труба 47 для забора воздуха по бокам надстройки. In the rear part of the console 4 there are two marine diesel engines with electric generators 45, a pipe 46 for exhaust gases and a pipe 47 for air intake on the sides of the superstructure.

Под машинным залом находятся танки 48 с дизельным топливом. Устройство танков 48 дано в авт.св. N 1365575, выданным на полупогруженное ледокольно-ледорезное судно. Under the engine room are 48 diesel tanks. The arrangement of tanks 48 is given in avt.sv. N 1365575, issued to a semi-submerged ice-breaking ice-breaking vessel.

Для перехода из приставки 4 в переднюю часть 1 корпуса судна предусмотрена надстройка 49, двери которой взаимно согласованы с дверьми и тамбуром надстройки 14 и защищены гармошкообразным переходом от попадания воды в переход. To go from the prefix 4 to the front part 1 of the hull of the vessel, a superstructure 49 is provided, the doors of which are mutually aligned with the doors and the vestibule of the superstructure 14 and are protected by an accordion-shaped transition from water entering the transition.

На передней и задней частях приставки 4 оборудованы капитанский мостик 50 и 51. On the front and back of the console 4 are equipped with a captain’s bridge 50 and 51.

Ледокол работает следующим образом. В зимнюю половину года, когда присоединена ледокольная часть приставки 4, действующим является капитанский мостик 50 этой части приставки 4, в летнюю половину года, когда ледокольная часть приставки 4 отсоединена, действующим является капитанский мостик 51. Зимой во время движения судна по водохранилищу работают все дизели с электрогенераторами (45 и 40), все гребные винты (9, 31 и 38), а также молоты-колуны 35 и 37 и компрессор 16, нагнетающий сжатый воздух через трубы 15 и 17 под дно судна. The icebreaker works as follows. In the winter half of the year, when the icebreaking part of the prefix 4 is attached, the captain’s bridge 50 of this part of the prefix 4 is active; in the summer half of the year when the ice-breaking part of the prefix 4 is disconnected, the captain’s bridge 51 is active. In winter, all diesels operate while the vessel is moving along the reservoir with electric generators (45 and 40), all propellers (9, 31 and 38), as well as hammer hammers 35 and 37 and a compressor 16 forcing compressed air through pipes 15 and 17 under the bottom of the vessel.

Для выполнения маневра судна производится одновременный поворот руля 9 и руля поплавков 27. При этом для поворота вправо поплавки 27 поворачиваются вправо, а руль 9 - влево, в результате чего передняя часть судна 1 поворачивается вправо, а задняя - влево, и судно станет двигаться по дуге с центром вращения, расположенным правее судна, на расстоянии, в 2-3 раза меньшем, чем имело бы известное судно с такими же размерами, по не имеющее вертикальной оси вращения 3 и поплавков - рулей 27. To perform the maneuver of the vessel, the rudder 9 and the rudder of the floats 27 are simultaneously rotated. In this case, to turn right, the floats 27 rotate to the right and the rudder 9 turn to the left, as a result of which the front part of the vessel 1 turns to the right and the rear - to the left, and the vessel starts moving along an arc with a rotation center located to the right of the vessel at a distance 2-3 times smaller than a known vessel with the same dimensions would have, without a vertical axis of rotation 3 and floats - rudders 27.

При подходе к шлюзу судно останавливается, отсоединяются муфты электрокабеля трубы 15, опирается стыковочный замок 5 (поз. 11, 12, 13, 18, 19, 20 и 21) и приставка отходит от судна под воздействием винтов 38 на предусмотренное ей место стоянки у шлюза. В случае необходимости приставка может развернуться на месте - для этого винты 38 должны вращаться во взаимнопротивоположных направлениях. Вход судна в камеру шлюза может быть произведен, например, с помощью тросов, оканчивающихся когтем 12, который вставляется в углубление 11, и лебедок, установленных в камере шлюза. When approaching the airlock, the ship stops, the couplings of the electric cable of the pipe 15 are disconnected, the docking lock 5 (pos. 11, 12, 13, 18, 19, 20 and 21) is supported and the prefix departs from the vessel under the influence of the screws 38 at the designated parking place at the airlock . If necessary, the prefix can be deployed in place - for this, the screws 38 must rotate in mutually opposite directions. The vessel can enter the lock chamber, for example, using ropes ending in a claw 12, which is inserted into the recess 11, and winches installed in the lock chamber.

К судну, вышедшему из шлюза, причаливает приставка задним ходом при работе винтов 38 с поднятым когтем 12. В момент касания торцевых поверхностей 10 и 23 передней части 1 судна и приставки 4 коготь 12 опускается в углубление 11 и тем самым плотно стягивает торцевые поверхности 10 и 23 друг с другом. Затем открываются двери пристроек 14 и 49 (меньшая дверь пристройки 14 открывается в проем большой двери пристройки 49, открывающейся внутрь пристройки 49) и соединяются муфты электрического кабеля и труба 15. Включаются в работу все механизмы судна и оно начинает движение по заданному маршруту. Во время движения судна, благодаря наличию толстого слоя губчатой резины 23 могут происходить упругие колебания приставки 4 относительно передней части 1 судна в вертикальной плоскости под воздействием волны или под воздействием руля глубины 28, что уменьшает изгибающие нагрузки на корпус судна и приставки, которые были бы при отсутствии губчатой резины 23. The prefix moors in reverse when the screws 38 with the claw 12 are approaching the vessel in reverse. When the end surfaces 10 and 23 of the front part 1 of the vessel and the prefix 4 touch, the claw 12 lowers into the recess 11 and thereby tightens the end surfaces 10 and 23 with each other. Then the doors of the extensions 14 and 49 are opened (the smaller door of the extension 14 opens in the opening of the large door of the extension 49, which opens inside the extension 49) and the couplings of the electric cable and the pipe 15 are connected. All the mechanisms of the vessel are turned on and it starts moving along the given route. During the movement of the vessel, due to the presence of a thick layer of spongy rubber 23, the attachment 4 can oscillate elastically relative to the front of the vessel 1 in the vertical plane under the influence of a wave or under the influence of a rudder of depth 28, which reduces the bending loads on the hull and attachments that would be no sponge rubber 23.

Во время движения судна через ледяное поле верхние 37 и нижние 25 молоты-колуны ударяют по льду снизу и сверху одновременно, что усиливает дробящее действие молотов-колунов на лед и уменьшает сотрясение приставки, так как реактивное воздействие верхних и нижних колунов взаимно противоположны в вертикальной плоскости. While the vessel is moving through an ice field, the upper 37 and lower 25 splitters hit the ice from below and from above, which increases the crushing effect of the splitters on ice and reduces the shock of the attachment, since the reactive effects of the upper and lower splitters are mutually opposite in the vertical plane .

Благодаря наклону молотов-колунов в сторону судна при их ударе по льду возникает горизонтальная составляющая удара в направлении движения судна. Due to the inclination of the hammer hammers in the direction of the vessel when they hit the ice, a horizontal component of the impact occurs in the direction of movement of the vessel.

Для работы судна в летнее время года производится отстыковка передней части приставки 4 от ее задней части путем вывинчивания винтов 42 из навинтованных отверстий, в которые после отстыковки ввертываются либо эти винты, либо пробки, закрывающие хорошо смазанные навитованные отверстия на время до зимней половины года. В этом случае движение задней части приставки производится с помощью специального буксира, который подсоединяется к задней части приставки с помощью устройства, аналогичного устройству 5, при этом задняя часть приставки имеет углубления, тождественные углублениям 11. For the vessel to operate in the summer, the front of the set-top box 4 is undocked from its rear by unscrewing the screws 42 from the screw holes, into which, after undocking, either these screws or plugs are closed, covering the well-lubricated wound holes for the period until the winter half of the year. In this case, the movement of the rear of the console is done using a special tug that is connected to the rear of the console using a device similar to device 5, while the rear of the console has recesses identical to the recesses 11.

Буксир может быть в виде катамарана, аналогичного передней части приставки 4, но без молотов-колунов, без руля глубины, без слипа, без кают для пассажиров. The tug can be in the form of a catamaran, similar to the front of the console 4, but without hammers, without a rudder, without a slip, without cabins for passengers.

В зимнюю половину года известные пассажирские суда не могут эксплуатироваться в водохранилищах, покрытых льдом. В этом время использование предлагаемого судна как грузового и одновременно как пассажирского приобретает особую значимость. На передней части приставки 4 может быть использовано для пассажиров на двух палубах до 1500 м² площади, на которой может быть размещено до 200-300 пассажиров в достаточно комфортабельных условиях для движения на 1000 и более километров с пересадкой на другое судно у высоконапорного шлюза, разделяющего водохранилища.In the winter half of the year, well-known passenger ships cannot be operated in ice-covered reservoirs. At this time, the use of the proposed vessel as a cargo and at the same time as a passenger becomes of particular importance. On the front of the prefix 4, it can be used for passengers on two decks up to 1,500 m ^{2 of} area, which can accommodate up to 200-300 passengers in comfortable enough conditions for movement of 1,000 or more kilometers with a transfer to another vessel at the high-pressure lock separating reservoirs.

Если принять, что передняя 1 и задняя 2 части судна будет иметь общую длину 200 м, ширину 30 м и осадку 10 м, то общее водоизмещение судна (включая приставку) будет равно 60000 т с полезной грузоподъемностью в 30000 т. При суммарной мощности дизелей с электрогенераторами в 30000 кВт судно будет иметь скорость движения через ледяное поле водохранилища, равную 25-20 км/ч. If we assume that the front 1 and rear 2 parts of the vessel will have a total length of 200 m, a width of 30 m and a draft of 10 m, then the total displacement of the vessel (including the attachment) will be 60,000 tons with a payload of 30,000 tons. With a total diesel power of With 30,000 kW electric generators, the vessel will have a speed of movement through the ice field of the reservoir equal to 25-20 km / h.

Расчеты показывают, что предлагаемые суда в условиях Сибири при круглогодичной навигации могут обеспечить любой объем грузовых перевозок при капитальных и эксплуатационных затратах на 1 тоннокилилометр грузопотока, в 3-4 раза меньших, чем с помощью железнодорожного транспорта. Calculations show that the proposed vessels in Siberian conditions for year-round navigation can provide any volume of freight traffic at capital and operating costs per tonne kilometer of cargo flow, 3-4 times less than by rail.

Применение предлагаемого судна даст возможность сократить срок окупаемости капитальных затрат в 10 раз по сравнению со сроком окупаемости капитальных затрат, например, на Байкало-Амурской магистрали. The use of the proposed vessel will make it possible to reduce the payback period of capital costs by 10 times compared with the payback period of capital costs, for example, on the Baikal-Amur Railway.

Источники информации
Заявка N 4769532/11, кл. B 63 B 35/12, 1989дSources of information
Application N 4769532/11, CL B 63 B 35/12, 1989d

Claims

A composite icebreaker containing a hull and a removable set-top box, characterized in that, in order to increase its maneuverability, the front part of the set-top box is made in the form of a catamaran with two floats and a depth rudder located between them, the said floats are fixed on the set-top box, equipped with additional floats located under them mounted with the possibility of rotation around vertical axes and equipped with propulsors, and the aforementioned depth rudder is equipped with a nacelle mounted on it, in which the propulsor is mounted.