RU2152330C1 - Construction of ice-breaker for breaking ice cover - Google Patents

Construction of ice-breaker for breaking ice cover Download PDF

Info

Publication number
RU2152330C1
RU2152330C1 RU98115347A RU98115347A RU2152330C1 RU 2152330 C1 RU2152330 C1 RU 2152330C1 RU 98115347 A RU98115347 A RU 98115347A RU 98115347 A RU98115347 A RU 98115347A RU 2152330 C1 RU2152330 C1 RU 2152330C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
shaped
tip
retractable
icebreaker
Prior art date
Application number
RU98115347A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98115347A (en
Inventor
Ю.Н. Кормилицин
В.Е. Занд
Л.С. Волосов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин"
Priority to RU98115347A priority Critical patent/RU2152330C1/en
Publication of RU98115347A publication Critical patent/RU98115347A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2152330C1 publication Critical patent/RU2152330C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: shipbuilding designing ice-breakers. SUBSTANCE: device has hull with pontoon-like fore extremity equipped with ice-cutting units and bottom ice separating wedge. In the vicinity of waterline, pontoon-like has flat stem. Above-water portion of fore extremity is provided with extensible bracket holding attached ice-cutting unit. Fore section of bottom has V-shaped profile of section with ice-separating ridge. Ice- separating wedge is provided with telescopic extension pieces. Telescopic ice-removing flaps are located in bilges of hull in the vicinity of V-shaped bottom. EFFECT: enhanced efficiency; reduced power requirements for breaking ice. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения и может быть использовано, например, при проектировании ледоколов и судов ледокольного типа. The invention relates to the field of shipbuilding and can be used, for example, in the design of icebreakers and icebreaking vessels.

Известны ледоколы отечественные, в том числе, атомоходы, и ледоколы зарубежных стран (В.И. Каштелян и др. "Ледоколы", Л., 1972, стр. 8...28 и 29... 44), снабженные носовой ложкообразной оконечностью. Их недостатком является неизбежность непроизводительных расходов энергии на ненужное дробление льда, преодоление силы трения бортов об лед, раздвижение ледяных полей и т.п. Эти недостатки вынуждают при увеличении толщины льда двигаться неравномерно - "наскоками" с реверсами и контрреверсами, каждый раз углубляясь в ледяное поле на ограниченное расстояние. Выходом из положения является увеличение мощности и запасов топлива, что в районах Арктики доступно только атомоходам. Domestic icebreakers are known, including nuclear powered icebreakers and icebreakers of foreign countries (V.I. Kashtelyan and others. “Icebreakers", L., 1972, pp. 8 ... 28 and 29 ... 44), equipped with a bow-shaped nose tip. Their disadvantage is the inevitability of unproductive energy consumption for unnecessary crushing of ice, overcoming the friction force of the sides on ice, the expansion of ice fields, etc. These shortcomings force an uneven movement with increasing ice thickness - “swooping” with reverses and counter-reverses, each time deepening into the ice field for a limited distance. The way out is to increase the power and fuel reserves, which in the Arctic regions are available only to nuclear powered ships.

Известно также устройство плоской понтонообразной носовой оконечности ледокольного судна (патент СССР N 1308188, 82 г. и патент SU N 1612995, 87 г. ), исключающее дробление льда и уменьшающее сопротивление трения бортов о лед. Такое устройство создает одновременное равномерное распределение нагрузки по всей ширине корпуса ледокольного судна, что ограничивает толщину преодолеваемого льда и делает способ неэффективным в районах Арктики. A device is also known for a flat pontoon-shaped fore end of an icebreaking vessel (USSR patent N 1308188, 82 g. And SU patent N 1612995, 87 g.), Which eliminates ice crushing and reduces the friction resistance of the sides on ice. Such a device creates a simultaneous uniform load distribution across the entire width of the hull of an icebreaking vessel, which limits the thickness of the ice to be overcome and makes the method ineffective in areas of the Arctic.

Известно также устройство понтонообразной носовой оконечности, взятое за прототип, содержащее боковые ребра, несущие ледодробящие или ледорежущие средства (патент RU N 2062245). Also known device pontoon-shaped nasal extremities, taken as a prototype, containing side ribs carrying ice crushing or ice-cutting means (patent RU N 2062245).

Недостатком этого устройства является отсутствие высокопроизводительных средств разрушения льда движущимся ледоколом. Кроме того, использование движущихся средств механического разрушения льда увеличивает сопротивление сил трения движению ледокола вплоть до их заклинивания и поломки, а при толщинах льда, характерных для Арктики, их применение нецелесообразно. The disadvantage of this device is the lack of high-performance means of ice destruction by a moving icebreaker. In addition, the use of moving means of mechanical destruction of ice increases the resistance of the friction forces to the movement of the icebreaker up to their jamming and breakage, and when the thickness of the ice is characteristic of the Arctic, their use is impractical.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы ледокола путем создания устройств повышения ледопроходимости и снижения затрат мощности на разрушение льда. The objective of the invention is to increase the efficiency of the icebreaker by creating devices to increase ice permeability and reduce power costs for the destruction of ice.

Для достижения данного технического результата понтонообразная оконечность выполнена в районе ватерлинии с плоским форштевнем, а в надводной части носовой оконечности установлен выдвижной кронштейн с навесным ледорезным средством, при этом, носовой участок днища имеет V-образный профиль сечения с ледоразделяющим гребнем, а ледоразводящий клин снабжен выдвижными удлинителями, при этом в скулах корпуса в районе V-образного днища размещены выдвижные ледоотводящие закрылки, продлевающие как бы плоскости днища. To achieve this technical result, a pontoon-shaped tip is made in the waterline area with a flat bow, and a retractable bracket with a hinged ice-cutting tool is installed in the surface of the bow tip, while the bow section of the bottom has a V-shaped section profile with an ice-dividing crest, and the ice-raising wedge is equipped with retractable extenders, while in the cheekbones of the hull in the region of the V-shaped bottom there are retractable ice-removing flaps extending, as it were, the planes of the bottom.

Кроме того, под верхней палубой носовой оконечности перед портиками, защищенными крышками, установлены гидромониторы с системами управления, а у бортов на амортизированных фундаментах размещены лазерные установки, содержащие излучатели, блоки газо-, водо-, электропитания, оптику, системы управления и оптические лазерные резаки, причем последние установлены на выдвижных из корпуса в стороны от диаметральной плоскости конструкциях и защищены от внешних воздействий. In addition, hydromonitors with control systems are installed under the upper deck of the nasal tip in front of the porticoes, which are protected by covers, and laser installations containing emitters, gas, water, power supplies, optics, control systems, and optical laser cutters are located on the boards on shock-absorbed foundations moreover, the latter are mounted on retractable structures away from the diametrical plane and are protected from external influences.

Кроме того, ледокол оборудован системой водяной смазки, которая снабжена коллектором с соплами, при этом сопла установлены на внутренней стороне наклонной плоскости носовой оконечности в районе ее перехода в днище и соединены с ее наружной поверхностью сквозными отверстиями. In addition, the icebreaker is equipped with a water lubrication system, which is equipped with a manifold with nozzles, while the nozzles are installed on the inner side of the inclined plane of the nasal tip in the area of its transition to the bottom and are connected to its outer surface through holes.

Кроме того, на внутренней стороне носовой оконечности и V-образного участка днища установлена проточная цистерна с нагревательными элементами и соединена приемным трубопроводом с отливной частью системы охлаждения энергетической установки, а напорным трубопроводом - с распределительным коллектором гидромониторов и системой водяной смазки. In addition, a flow tank with heating elements is installed on the inner side of the nose and the V-shaped section of the bottom and is connected by a receiving pipe to the casting part of the cooling system of the power plant, and the pressure pipe is connected to the distribution manifold of hydraulic monitors and a water lubrication system.

Изобретение поясняется чертежами,
На фиг. 1 показаны основные элементы устройств для ослабления и разрушения льда.
The invention is illustrated by drawings,
In FIG. 1 shows the basic elements of devices for weakening and breaking ice.

На фиг. 2 изображены схемы разрушения льда описываемыми устройствами. In FIG. 2 shows ice fracture schemes by the described devices.

На фиг. 3 представлены схемы обработки льда лазерными и водяными устройствами. In FIG. 3 shows schemes for processing ice with laser and water devices.

На фиг. 4 пояснена схема устройства транспортировки льда под ледовые берега канала. In FIG. 4, a diagram of a device for transporting ice under the ice banks of a channel is explained.

На носовой оконечности 1 установлен в районе ватерлинии плоский форштевень 2, а за портиками под верхней палубой размещены гидромониторы: бортовые 3 и носовые 4, а в диаметральной плоскости размещен выдвижной кронштейн 5 с подвесом 6, на нижнем конце которого подвижно закреплено за один конец навесное ледорезное и ледоудаляющее средство 7 со сменной рабочей частью, причем режущие элементы 8 средства имеют ковшеобразную форму с заостренными кромками, обеспечивающими образование V-образного углубления. По бортам ледокола под верхней палубой в носу размещены на амортизаторных фундаментах лазерные установки (на фиг. 1 не показаны), а их оптические лазерные резаки 9 при работе выдвинуты из корпуса на величину, обеспечивающую заданную ширину создаваемого во льду канала. Следующая за форштевнем часть наклонного участка 10 выполнена плоской в поперечном и волнообразной в продольном сечениях и в нижней части снабжена рядом отверстий 11 для прохода горячей воды, играющей роль смазки, на внешнюю, соприкасающуюся со льдом поверхность. On the bow tip 1, a flat stem 2 is installed in the waterline area, and behind the porticoes under the upper deck there are hydraulic monitors: side 3 and bow 4, and in the diametrical plane there is a retractable bracket 5 with a suspension 6, on the lower end of which a mounted ice-cutting mounted and ice-removing means 7 with a removable working part, and the cutting elements 8 of the means are bucket-shaped with pointed edges, providing the formation of a V-shaped recess. On the sides of the icebreaker under the upper deck in the bow there are laser installations (not shown in Fig. 1) on the shock absorber foundations, and their optical laser cutters 9 are pulled out of the hull by an amount providing a given width of the channel created in the ice. The following part of the inclined section 10 is made flat in the transverse and undulating in longitudinal sections and in the lower part is provided with a number of holes 11 for the passage of hot water, which acts as a lubricant, to the external surface in contact with ice.

Наклонная поверхность плавно переходит в днище V-образного сечения 12 с ледоразделяющим гребнем 13, а в скулах корпуса установлены выдвижные ледоотводящие закрылки 14 с гидроприводами, размещенными внутри корпуса (не показаны), при этом ледоразводящий клин 15 имеет телескопическую конструкцию и снабжен выдвижными секциями - удлинителями 16 вертикальных плоскостей клина. The inclined surface smoothly passes into the bottom of the V-shaped section 12 with an ice-dividing ridge 13, and retractable ice-removing flaps 14 with hydraulic actuators located inside the body (not shown) are installed in the cheekbones of the body, while the ice-raising wedge 15 has a telescopic design and is equipped with extendable sections - extensions 16 vertical planes of the wedge.

Устройства разрушения льда работают следующим образом. В исходном положении при движении ледокола по чистой воде или при слабом ледовом покрытии все выдвижные устройства убраны, портики закрыты. При прокладывании канала в ледовом массиве все выдвижные средства: кронштейн 5 с подвесом 6 и навесным ледорезным средством 8, оптические лазерные резаки 9, выдвижные ледоотводящие закрылки 14 и выдвижные ледоразводящие удлинители 16 выдвинуты в рабочее положение; проточная цистерна соединена с отливной частью системы охлаждения энергетической установки и с напорными коллекторами гидромониторов и системы смазки; включены нагревательные элементы цистерны. Гидромониторы 3 и 4 подают горячую воду на лед, лазерные резаки 9 прорезают ослабленный горячей водой лед на требуемую глубину по боковым продольным, а навесное ледорезное средство - по средней линиям предстоящего разлома льда, при этом носовые гидромониторы 4, управляемые автоматически (фиг. 2, 3), подают горячую воду на заднюю поперечную границу обрабатываемого участка. Ice breaking devices work as follows. In the initial position, when the icebreaker moves in clear water or with weak ice cover, all the retractable devices are removed, the porticoes are closed. When laying the channel in the ice mass, all the retractable devices: bracket 5 with suspension 6 and mounted ice-cutting equipment 8, optical laser cutters 9, retractable ice-removing flaps 14 and sliding ice-raising extensions 16 are extended to the working position; the flow tank is connected to the casting part of the cooling system of the power plant and to the pressure collectors of the hydraulic monitors and the lubrication system; tank heating elements are included. Hydromonitors 3 and 4 supply hot water to the ice, laser cutters 9 cut the ice weakened by hot water to the required depth along the lateral longitudinal ones, and the mounted ice-cutting tool - along the midlines of the upcoming ice fault, while the nasal hydromonitors 4, controlled automatically (Fig. 2, 3), supply hot water to the rear transverse border of the treated area.

Окончание предварительного ослабления льда на очередном участке совпадает с началом контакта форштевня 2 с серединой передней кромки льда, созданием на ограниченном участке возрастающего давления, изгибающих ослабленный лед моментов и возрастающих растягивающих напряжений, ведущих к образованию продольных трещин и разрушению льда по продольным направлениям. Дальнейшее продвижение ледокола приводит к контакту с передней кромкой льда всей плоской наклонной поверхности 10 носовой оконечности, возрастающему давлению на кромку льда, созданию изгибающих моментов и растягивающих напряжений, ведущих к образованию поперечных трещин и разрушению льда по дальней границе участка с образованием глыб льда большого объема, скольжению их с притапливанием (фиг. 2 "д", "е" и "ж") по наклонной поверхности 10 с минимальным коэффициентом трения за счет ее волнообразного продольного сечения, соответствующей обработки ее поверхности, исключающей покраску суриком, и "обильной" смазки поверхности горячей водой, подаваемой из системы смазки через отверстия 11. Увлечение льдин под V-образное днище 12 с ледоразделяющим гребнем 13 в районе киля приводит к побортному разделению обломков льда и разведению их с помощью выдвижных ледоотводящих закрылков 14 и выдвижных ледоразводящих удлинителей 16 ледоразводящего клина 15 под ледовые берега создаваемого канала. The end of the preliminary ice weakening in the next section coincides with the beginning of the contact of the stem 2 with the middle of the front edge of the ice, the creation of increasing pressure in the limited area, bending moments weakened by ice and increasing tensile stresses leading to the formation of longitudinal cracks and the destruction of ice along the longitudinal directions. Further advancement of the icebreaker leads to contact with the front edge of the ice of the entire flat inclined surface 10 of the nasal tip, increasing pressure on the ice edge, the creation of bending moments and tensile stresses, leading to the formation of transverse cracks and the destruction of ice along the far boundary of the site with the formation of large blocks of ice, sliding them with recession (Fig. 2 "e", "e" and "g") on an inclined surface 10 with a minimum coefficient of friction due to its wavy longitudinal section corresponding to the processing ki of its surface, which excludes painting with minium, and "plentiful" surface lubrication with hot water supplied from the lubrication system through holes 11. The entrainment of ice under the V-shaped bottom 12 with an ice-dividing crest 13 in the keel region leads to a side-by-side separation of ice fragments and their dilution with using retractable ice-removing flaps 14 and retractable ice-extending extensions 16 of the ice-raising wedge 15 under the ice banks of the created channel.

Процесс работы устройств является саморегулируемым благодаря наличию естественной обратной связи. Так, с увеличением толщины льда скорость передвижения ледокола уменьшается, а время и, следовательно, глубина ослабления льда увеличиваются, что снижает необходимые усилия для разрушения льда корпусом ледокола. The process of the devices is self-regulating due to the presence of natural feedback. So, with an increase in the thickness of the ice, the speed of movement of the icebreaker decreases, and the time and, consequently, the depth of weakening of the ice increase, which reduces the necessary effort for the destruction of ice by the body of the icebreaker.

Предложенные устройства ослабления и разрушения ледяного покрова существенно увеличивают ледопроходимость ледокола и снижают потребляемую мощность. The proposed devices for the weakening and destruction of the ice cover significantly increase the ice penetration of the icebreaker and reduce power consumption.

Указанный эффект достигается за счет совершенствования формы корпуса носовой оконечности, исключающей непроизводительные затраты энергии на дробление и уплотнение льда, на преодоление трения бортов о лед, на раздвижение больших масс льда и т.п., и предварительного ослабления льда, проводимого с учетом его физических свойств и использования опытных данных, в том числе, того, что допустимые растягивающие усилия в 3 раза меньше допустимых сжимающих, а повышение температуры воздуха от отрицательных значений до положительных вдвое понижает прочность ледяного покрова. This effect is achieved by improving the shape of the nasal tip body, eliminating unproductive energy costs for crushing and compaction of ice, overcoming friction of the sides against ice, spreading large masses of ice, etc., and preliminary weakening of the ice, taking into account its physical properties and the use of experimental data, including the fact that allowable tensile forces are 3 times less than allowable compressive forces, and an increase in air temperature from negative to positive values halves Ruggedness ice.

Claims (4)

1. Устройство ледокола для разрушения ледяного покрова, содержащее корпус с понтонообразной носовой оконечностью с ледорезными средствами и днищевым ледоразводящим клином, отличающееся тем, что понтонообразная оконечность выполнена в районе ватерлинии с плоским форштевнем, в надводной части носовой оконечности установлен выдвижной кронштейн с навесным ледорезным средством, при этом носовой участок днища имеет V-образный профиль сечения с ледоразделяющим гребнем, а ледоразводящий клин снабжен выдвижными удлинителями, при этом в скулах корпуса в районе V-образного днища размещены выдвижные ледоотводящие закрылки. 1. The device of the icebreaker for the destruction of the ice cover, comprising a body with a pontoon-shaped fore tip with ice-cutting tools and a bottom ice-raising wedge, characterized in that the pontoon-shaped tip is made in the area of the waterline with a flat bow, in the surface of the bow end there is a retractable bracket with a mounted ice-cutting means, in this case, the nose section of the bottom has a V-shaped section profile with an ice-dividing crest, and the ice-raising wedge is equipped with retractable extensions, while in the cheekbone x hull in the area of the V-shaped bottom placed retractable ice flaps. 2. Устройство ледокола по п.1, отличающееся тем, что под верхней палубой носовой оконечности перед портиками, защищенными крышками, установлены гидромониторы с системами управления, а у бортов на амортизированных фундаментах размещены лазерные установки, их оптические резаки смонтированы на выдвижных конструкциях и защищены от внешних воздействий. 2. The icebreaker device according to claim 1, characterized in that under the upper deck of the nasal tip in front of the ports protected by covers, hydraulic monitors with control systems are installed, and laser installations are located at the shock absorbed foundations, their optical cutters are mounted on retractable structures and protected from external influences. 3. Устройство ледокола по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно выполнено с системой водяной смазки, имеющей коллектор с соплами, при этом сопла установлены на внутренней стороне наклонной части носовой оконечности в районе ее перехода в днище и соединены с ее наружной поверхностью сквозными отверстиями. 3. The icebreaker device according to claim 1 or 2, characterized in that it is made with a water lubrication system having a manifold with nozzles, the nozzles being installed on the inner side of the inclined part of the bow tip in the area of its transition to the bottom and connected to its outer surface through holes. 4. Устройство ледокола по п. 3, отличающееся тем, что на внутренней стороне носовой оконечности и V-образного участка днища установлена проточная цистерна с нагревательными элементами, которая соединена приемным трубопроводом с отливной частью системы охлаждения энергетической установки, а напорным трубопроводом - с распределительным коллектором гидромониторов и системой водяной смазки. 4. The icebreaker device according to claim 3, characterized in that a flow tank with heating elements is installed on the inner side of the bow tip and the V-shaped portion of the bottom, which is connected by a receiving pipe to the outlet of the cooling system of the power plant, and a pressure pipe to a distribution manifold monitors and water lubrication system.
RU98115347A 1998-08-07 1998-08-07 Construction of ice-breaker for breaking ice cover RU2152330C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115347A RU2152330C1 (en) 1998-08-07 1998-08-07 Construction of ice-breaker for breaking ice cover

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98115347A RU2152330C1 (en) 1998-08-07 1998-08-07 Construction of ice-breaker for breaking ice cover

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98115347A RU98115347A (en) 2000-06-27
RU2152330C1 true RU2152330C1 (en) 2000-07-10

Family

ID=20209492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98115347A RU2152330C1 (en) 1998-08-07 1998-08-07 Construction of ice-breaker for breaking ice cover

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2152330C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535588C1 (en) * 2014-01-28 2014-12-20 Николай Петрович Дядченко Icebreaker fore end
RU2581974C2 (en) * 2013-10-06 2016-04-20 Александр Васильевич Дегтярев Ice breaker-ice cleaning ship
RU2648657C2 (en) * 2016-05-10 2018-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром нефть шельф" Method of destruction of packs of ice blocks near ice-resistant oil and gas and hydraulic constructions and a device for its implementation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2581974C2 (en) * 2013-10-06 2016-04-20 Александр Васильевич Дегтярев Ice breaker-ice cleaning ship
RU2535588C1 (en) * 2014-01-28 2014-12-20 Николай Петрович Дядченко Icebreaker fore end
RU2648657C2 (en) * 2016-05-10 2018-03-27 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром нефть шельф" Method of destruction of packs of ice blocks near ice-resistant oil and gas and hydraulic constructions and a device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2656340B2 (en) Icebreaker
EP3523194B1 (en) Tugboat having azimuthal propelling units
CN108928441A (en) A kind of Ice Breaking System of sail hull
RU2152330C1 (en) Construction of ice-breaker for breaking ice cover
SE515724C2 (en) Ice breaking procedure and icebreaker
CN109050808A (en) A kind of air cushion ice breaker and icebreaking method
US3878804A (en) Ice-breaking apparatus
CN109229287A (en) A kind of air cushion ship icebreaking device and method
RU2535346C1 (en) Method to break ice cover and semi-submersible icebreaker ship
US3530814A (en) Icebreaking attachment
CN208021680U (en) Ship tail portion skates
RU2657726C1 (en) Method of destruction of the ice coat by the vessel on compressed air stream
CN209096962U (en) A kind of Ice Breaking System of sail hull
EP0260395B1 (en) Icebreaking ship
US3768427A (en) Icebreaker oil tankers
RU2213675C2 (en) Method of breaking ice cover and ship attachment for realization of this method
RU98115347A (en) ICE-BREAKER DEVICE FOR DESTRUCTION OF THE ICE COVER
RU2406641C2 (en) Ice breaker
US3977345A (en) Hydraulic ice breaker
RU136785U1 (en) ICE-CREATED AIR CUSHION PLATFORM FOR LAYING UNDER THE CONDITIONS OF SHallow-water IN THE FREEZING AREAS OF A CONTINENTAL SHELF OF A WIDE SHIPPING ICE CHANNEL FOR WIRE PREFERREDLY IS CRUCIBLE
RU183492U1 (en) ICE-BREAKER WITH NOSE BYPASSES OF STEPS FOR FORMING DESTRUCTION OF ICE BY PRESSING
KR102370996B1 (en) rock cutter
RU173479U1 (en) Port tug with ice teeth and resonant vertical vibrations of the hull for breaking ice
RU2651415C1 (en) Ice breaking method
RU2768413C1 (en) Method of vessel movement in ice