RU2432295C1 - Ship hull with compartment provided with anti-collision protection - Google Patents

Ship hull with compartment provided with anti-collision protection Download PDF

Info

Publication number
RU2432295C1
RU2432295C1 RU2010108777/11A RU2010108777A RU2432295C1 RU 2432295 C1 RU2432295 C1 RU 2432295C1 RU 2010108777/11 A RU2010108777/11 A RU 2010108777/11A RU 2010108777 A RU2010108777 A RU 2010108777A RU 2432295 C1 RU2432295 C1 RU 2432295C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rods
hull
compartment
casings
elasto
Prior art date
Application number
RU2010108777/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010108777A (en
Inventor
Вениамин Николаевич Петухов (RU)
Вениамин Николаевич Петухов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро" "АЙСБЕРГ"
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 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро" "АЙСБЕРГ" filed Critical Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро" "АЙСБЕРГ"
Priority to RU2010108777/11A priority Critical patent/RU2432295C1/en
Publication of RU2010108777A publication Critical patent/RU2010108777A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432295C1 publication Critical patent/RU2432295C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vibration Dampers (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to ship building, mainly, to sips with nuclear power plant operated on arctic routes. Proposed protected hull comprises sides, bottom, decks, bulkheads, casings with frames and hull protection elements made up of longitudinally directed rods. Said rods are made from elasto-plastic material and arranged in casings to move therein. Casings are secured on side outer lining in zone of protected compartment, for example, nuclear power plant compartment. Length of elasto-plastic rods decreases in direction from upper deck to bottom. Cross section of elasto-plastic rod ends is smaller than that of rod central parts by at least 30%. Kinetic energy of ship that gives the stem is absorbed by deformation of elasto-plastic rods thus preventing its stem from penetrating into hull of rammed ship.
EFFECT: protection of nuclear power plant compartment by standard means.
6 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, преимущественно к судам с атомной энергетической установкой (АЭУ), эксплуатируемых на трассах Северного морского пути.The invention relates to shipbuilding, mainly to ships with a nuclear power plant (AEU), operated on the Northern Sea Route.

На трассах Северного морского пути наиболее вероятным является столкновение с судном, имеющим ледокольный форштевень. При допустимой глубине внедрения форштевня таранящего судна пробоина в борту располагается в районе ватерлинии и выше, так как верхняя часть форштевня достигает защитного ограждения раньше, чем нижняя скошенная часть форштевня достигнет корпуса. В этом случае внедрению форштевня сопротивляется практически лишь только надводный борт, что делает защиту при столкновении, образованную штатными корпусными конструкциями, неэффективной из-за малого числа связей, вовлеченных в работу. Таким образом возникает опасность выхода во внешнюю среду радиоактивных материалов.On the routes of the Northern Sea Route, the most probable is a collision with a vessel with ice breaking stem. With a permissible penetration depth of the ramming vessel stem, the hole in the side is located in the waterline area and above, since the upper part of the stem reaches the protective fence before the lower beveled part of the stem reaches the hull. In this case, only the freeboard resists the introduction of the stem, which makes the collision protection formed by the standard hull structures ineffective due to the small number of connections involved in the work. Thus, there is a danger of release of radioactive materials into the external environment.

Известны технические решения, обеспечивающие определенную защиту корпуса судна при столкновении, например патент России №2231471 (приоритет от 10.12.1999 г., публ. 27.06.2004 г.).Known technical solutions that provide some protection for the hull in a collision, for example, Russian patent No. 2231471 (priority from 12/10/1999, publ. 06/27/2004).

Наиболее близким к заявляемому объекту является корпус судна по патенту России №2127206 (приоритет от 04.03.2.1997 г. публ. 10.03.1999 г.), включающий борта, днище, палубу, переборки, обшивку со шпангоутами и элементы защиты корпуса при столкновении. В известной конструкции элементы защиты корпуса при столкновении выполнены в виде горизонтально ориентированных вдоль судна и расположенных по всему периметру поперечного сечения корпуса стержней (тросов в известном конкретном решении). В носу и в корме расположены устройства натяжения, концы которых закреплены на корпусе. Тросы расположены с внутренней стороны по всему периметру корпуса судна и при этом пропущены через отверстия в наборе и поперечных переборках.Closest to the claimed object is the hull according to Russian patent No. 2127206 (priority from 04.03.2.1997, publ. 10.03.1999), including the sides, bottom, deck, bulkheads, lining with frames and hull protection elements in a collision. In a known design, the hull protection elements in a collision are made in the form of rods horizontally oriented along the vessel and located around the entire perimeter of the hull cross-section (cables in a known concrete solution). Tension devices are located in the bow and stern, the ends of which are fixed to the body. The cables are located on the inside along the entire perimeter of the hull and at the same time pass through the holes in the set and transverse bulkheads.

Эффективность защиты в известном решении измеряется отношением ее массы к энергии, которая поглощается ею при торможении таранящего судна до заданной глубины внедрения. В этом случае решается задача сохранения прочности корпуса после тарана, чему и способствуют натянутые по периметру корпуса тросы, которые, однако, не препятствуют проникновению в корпус форштевня таранящего судна.The effectiveness of protection in a known solution is measured by the ratio of its mass to energy, which is absorbed by it when braking a ramming vessel to a given penetration depth. In this case, the problem of maintaining the strength of the hull after the ram is solved, which is facilitated by the cables stretched around the perimeter of the hull, which, however, do not prevent the ramming vessel from penetrating into the hull.

Натянутые тросы вызывают дополнительные сжимающие напряжения в продольных связях корпуса, что приводит к дополнительной трате материала на их усиление для обеспечения прочности и устойчивости. При сжатии корпуса тросами возникают дополнительные напряжения в бортовом наборе оконечностей от нагрузки, обусловленной кривизной ватерлиний, что в итоге приводит к разрушению конструкции. Пропуск тросов через отверстия в поперечных переборках создает реальную угрозу проникновения воды в смежные отсеки при получении пробоины. Кроме того, необходимы специальные устройства натяжения, что усложняет конструкцию и технологию изготовления.Tightened cables cause additional compressive stresses in the longitudinal bonds of the housing, which leads to additional waste of material on their reinforcement to ensure strength and stability. When the case is compressed by cables, additional stresses arise in the on-board set of extremities from the load due to the curvature of the waterlines, which ultimately leads to the destruction of the structure. Passing the cables through the holes in the transverse bulkheads creates a real threat of water penetrating into adjacent compartments when receiving holes. In addition, special tensioning devices are needed, which complicates the design and manufacturing technology.

Предлагаемое техническое решение ставит своей задачей защитить корпус судна от столкновения на определенном участке, например, в районе реаторного отсека, не изменяя при этом штатные корпусные конструкции, и обеспечить защиту внешней среды от загрязнения.The proposed technical solution aims to protect the hull from collision in a certain area, for example, in the area of the reactor compartment, without changing the standard hull structures, and to protect the environment from pollution.

Корпус судна с защитой отсека от столкновения включает борта, днище, палубы, переборки, обшивку со шпангоутами и элементы защиты корпуса в виде продольно ориентированных стержней.The hull of the vessel with protection against collision compartment includes side, bottom, deck, bulkheads, lining with frames and hull protection elements in the form of longitudinally oriented rods.

Новым в заявляемой конструкции является установление продольноориентированных стержней, выполненных упругопластическими, в кожухах с возможностью перемещения в них, кожухи закреплены на наружной обшивке бортов в районе защищаемого отсека, длины упругопластистических стержней в направлении от верхней палубы к днищу уменьшаются, притом площадь сечения концевых участков стержней меньше площади сечения средних участков стержней, по меньшей мере, на 30%, а расположенные в районе защищаемого отсека средние участки стержней выходят за пределы упомянутого отсека.New in the claimed design is the installation of longitudinally oriented rods made of elastoplastic in the casings with the possibility of moving into them, the casings are fixed to the outer skin of the sides in the area of the protected compartment, the lengths of the elastoplastic rods in the direction from the upper deck to the bottom are reduced, moreover, the cross-sectional area of the terminal sections of the rods is less the cross-sectional area of the middle sections of the rods is at least 30%, and the middle sections of the rods located in the area of the protected compartment extend beyond ly of said compartment.

Поставленная задача решается предложенной совокупностью существенных признаков, а именно: ориентированные вдоль судна упругопластические стержни, установленные с возможностью перемещения в кожухах, закрепленных на наружной обшивке борта, за счет своего растяжения поглощают при таране кинетическую энергию таранящего судна, обеспечивая тем самым защиту необходимого участка борта. Длины стержней в направлении от верхней палубы к днищу определяют конфигурацию конструкции защиты на защищаемом участке борта, что позволяет обеспечить защиту нужной части борта без изменения штатных корпусных конструкций.The problem is solved by the proposed set of essential features, namely: elastoplastic rods oriented along the vessel, mounted with the possibility of movement in the casings, mounted on the outer skin of the side, due to their tension, absorb the kinetic energy of the ramming vessel during ramming, thereby protecting the required section of the side. The length of the rods in the direction from the upper deck to the bottom determines the configuration of the protection structure on the protected section of the side, which allows to protect the desired part of the side without changing the standard hull structures.

Конфигурация конструкции защиты в сочетании с выходящими за пределы защищаемого отсека средними частями стержней оптимизирует металлоемкость, не усложняя технологию и не нарушая штатные корпусные конструкции.The configuration of the protection structure in combination with the middle parts of the rods extending beyond the protected compartment limits optimizes the metal consumption without complicating the technology and without violating the standard case structures.

Конкретный пример реализации предлагаемого технического решения представлен на следующих чертежах.A specific example of the implementation of the proposed technical solution is presented in the following drawings.

Фиг.1 - вид на конструкцию при снятых кожухах стержней, фиг.2 - сечение А-А, фиг.3 - сечение Б-Б, фиг.4 - крепление стержней на борту, фиг.5 и 6 - соответственно первый и второй этапы деформации стержня при столкновении, гдеFigure 1 is a view of the structure with the casing of the rods removed, figure 2 is a section aa, figure 3 is a section bb, figure 4 is the fastening of the rods on board, figure 5 and 6, respectively, the first and second stages collision deformation of the rod, where

1 - борт судна,1 - the side of the vessel,

2 - палуба бака,2 - tank deck,

3 - верхняя палуба,3 - upper deck,

4 - вторая палуба,4 - the second deck,

5 - переборка реакторного отсека,5 - the bulkhead of the reactor compartment,

6 - упругопластический стержень,6 - elastoplastic rod,

7 - пакеты упругопластических стержней,7 - packages of elastoplastic rods,

8 - концевые участки стержней, толщиной d,8 - end sections of the rods, thickness d,

9 - средние участки стержней, толщиной D=1/2d+1/2d9 - middle sections of the rods, thickness D = 1 / 2d + 1 / 2d

10 - стопор,10 - stopper

11 - расширения на стержне.11 - expansion on the rod.

12 - кожух стержня12 - rod casing

13 - нос таранящего судна.13 - the bow of the ramming vessel.

В предлагаемом конкретном случае корпус судна с защитой отсека при столкновении представляет собой набор пакетов 7 из упругопластических стержней 6, установленных на наружной поверхности борта 1. Каждый стержень помещен в специальный кожух 12 с возможностью небольшого перемещения внутри него. Площадь средней части 9 каждого стержня превышает площадь сечения концевых участков 8, в данном конкретном случае в 2 раза, и выполнена из двух полос.In the proposed specific case, the ship’s hull with compartment protection in the event of a collision is a set of packages 7 of elastoplastic rods 6 mounted on the outer surface of the bead 1. Each rod is placed in a special casing 12 with the possibility of slight movement inside it. The area of the middle part 9 of each rod exceeds the cross-sectional area of the end sections 8, in this particular case, 2 times, and is made of two strips.

Толщина средней части стержня D=1/2d+1/2d, где d - толщина концевых участков. Концевые участки 8 имеют расширения 11 для крепления стержней при помощи стопора 10 к борту 1 судна. Длины упругопластических стержней 6 в направлении от верхней палубы 3 к днищу в рассматриваемом конкретном случае уменьшаются соответственно усредненному наклону форштевней таранящих судов (определяется расчетом), образуя конфигурацию конструкции защиты, при этом максимально используются деформационные качества стержней. Средние участки 9 стержней 6 расположены в районе защищаемого (реакторного) отсека между его переборками 5. Концы участков 9 несколько выходят за пределы защищаемого отсека. В общем случае длины стержней могут быть одинаковыми и конфигурация конструкции защиты будет в виде прямоугольника.The thickness of the middle part of the rod D = 1 / 2d + 1 / 2d, where d is the thickness of the end sections. The end sections 8 have extensions 11 for fastening the rods using the stopper 10 to the side 1 of the vessel. The lengths of the elastoplastic rods 6 in the direction from the upper deck 3 to the bottom in this particular case are reduced according to the averaged inclination of the ramming rams (determined by calculation), forming the configuration of the protection structure, and the deformation qualities of the rods are used to the maximum. The middle sections 9 of the rods 6 are located in the area of the protected (reactor) compartment between its bulkheads 5. The ends of the sections 9 are somewhat outside the protected compartment. In general, the lengths of the rods may be the same and the configuration of the protection structure will be in the form of a rectangle.

Конструкция работает следующим образом.The design works as follows.

Ориентированные вдоль судна упругопластические стержни 6, установленные с возможностью перемещения в кожухах 12 на наружной обшивке борта 1, поглощают за счет своего растяжения (небольшой зазор в кожухах 12 позволяет это) в процессе тарана кинетическую энергию таранящего судна. Процесс растяжения стержней 6 разделяется на два этапа. На первом этапе происходит пластическая деформация концевых участков 8 стержней 6 в виде просто растяжения до уровня, близкого к ее исчерпанию (фиг.5). При этом средние участки 9 стержней 6, площадь сечения которых больше площади сечения концевых участков 8, практически не удлиняются. Достигнув заданного относительного удлинения концевых участков 8 концы среднего участка 9, входят в зацепление со специальными стопорами 10, установленными на наружной обшивке, и далее уже растягивается только средний участок 9. Форштевень таранящего судна 13 захватывает стержень 6 и втягивает его внутрь корпуса судна, которое таранят (фиг.6). Концевые участки 8 стержня 6 на всем протяжении прогиба не получают, так как скользят по недеформированному корпусу. На втором этапе (фиг.6) деформируются только средние участки 9 стержней 6. Концевые крепления 10 стержней препятствуют перемещению конца стержня в сторону реакторного отсека, но не препятствуют движению в противоположном направлении за счет расширения 11 на стержне. При монтаже между стержнем и концевым креплением 10 устанавливается определяемый расчетом зазор. Это позволяет исключить участие стержня 6 в общем изгибе корпуса и тем самым не подвергать стержни усталостным нагрузкам и предохранить их от потери устойчивости от сжатия при нормальной эксплуатации судна. Стержни могут быть установлены без жесткого соединения с корпусом.The elastoplastic rods 6 oriented along the vessel, mounted for movement in the casings 12 on the outer skin of the bead 1, absorb due to their tension (a small gap in the casings 12 allows this) during ramming the kinetic energy of the ramming vessel. The process of stretching the rods 6 is divided into two stages. At the first stage, plastic deformation of the end sections 8 of the rods 6 occurs in the form of simply stretching to a level close to its exhaustion (figure 5). Moreover, the middle sections 9 of the rods 6, the cross-sectional area of which is larger than the cross-sectional area of the end sections 8, practically do not lengthen. Having reached the specified relative elongation of the end sections 8, the ends of the middle section 9 are engaged with special stoppers 10 mounted on the outer skin, and only the middle section 9 is stretched further. The ram of the ramming vessel 13 captures the rod 6 and pulls it into the hull of the vessel, which rams (Fig.6). The end sections 8 of the rod 6 throughout the deflection are not received, as they slide along the undeformed body. In the second stage (Fig.6) only the middle sections 9 of the rods are deformed 6. The end fasteners 10 of the rods prevent the end of the rod from moving towards the reactor compartment, but do not prevent the movement in the opposite direction due to the expansion 11 on the rod. When mounting between the rod and the end mount 10 is set determined by the calculation of the gap. This makes it possible to exclude the participation of the rod 6 in the general bending of the hull and thereby not subject the rods to fatigue loads and protect them from loss of stability from compression during normal operation of the vessel. The rods can be installed without a rigid connection to the housing.

Таким образом, за счет поглощения кинетической энергии таранящего судна, расходуемой на деформацию упругопластических стержней, останавливается проникновение форштевня внутрь корпуса и обеспечивается противотаранная защита в районе защищаемого (например, реакторного) отсека, без изменения штатных корпусных конструкций.Thus, due to the absorption of the kinetic energy of the ramming vessel spent on the deformation of elastoplastic rods, stem penetration into the hull is stopped and anti-ram protection is provided in the area of the protected (for example, reactor) compartment, without changing the standard hull structures.

Claims (1)

Корпус судна с защитой отсека при столкновении с другим судном, включающий борта, днище, палубы, переборки, обшивку со шпангоутами и элементы защиты корпуса при столкновении в виде продольно ориентированных стержней, отличающийся тем, что продольно ориентированные стержни выполнены из упругопластического материала и установлены в кожухах с возможностью перемещения в них, кожухи закреплены на наружной обшивке бортов в районе защищаемого отсека, длины упругопластических стержней в направлении от верхней палубы к днищу уменьшаются, при этом площадь сечения концевых участков упругопластических стержней меньше площади сечения средних участков стержней, по меньшей мере, на 30%, а расположенные в районе защищаемого отсека средние участки стержней выходят за пределы упомянутого отсека. The hull of the vessel with compartment protection in a collision with another vessel, including sides, bottom, decks, bulkheads, lining with frames and hull protection elements in a collision in the form of longitudinally oriented rods, characterized in that the longitudinally oriented rods are made of elastoplastic material and are installed in the casings with the possibility of moving in them, the casings are fixed on the outer skin of the sides in the area of the protected compartment, the lengths of the elastoplastic rods in the direction from the upper deck to the bottom are reduced, when The cross-sectional area of the end sections of the elastoplastic rods is less than the cross-sectional area of the middle sections of the rods by at least 30%, and the middle sections of the rods located in the region of the protected compartment extend outside the said compartment.
RU2010108777/11A 2010-03-09 2010-03-09 Ship hull with compartment provided with anti-collision protection RU2432295C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010108777/11A RU2432295C1 (en) 2010-03-09 2010-03-09 Ship hull with compartment provided with anti-collision protection

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010108777/11A RU2432295C1 (en) 2010-03-09 2010-03-09 Ship hull with compartment provided with anti-collision protection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010108777A RU2010108777A (en) 2011-09-20
RU2432295C1 true RU2432295C1 (en) 2011-10-27

Family

ID=44758337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010108777/11A RU2432295C1 (en) 2010-03-09 2010-03-09 Ship hull with compartment provided with anti-collision protection

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432295C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199071U1 (en) * 2020-03-03 2020-08-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Ice navigation vessel hull

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199071U1 (en) * 2020-03-03 2020-08-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) Ice navigation vessel hull

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010108777A (en) 2011-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN2784455Y (en) Float type wave-reducing pier anti-collision device
Sourne et al. Numerical crashworthiness analysis of an offshore wind turbine jacket impacted by a ship
RU2096241C1 (en) Ship's bottom floor
JP2006507984A (en) Ship structure and ship structure
CN101509226A (en) Composite material lattice sandwich tube restriction concrete foot stall with buffering energy-absorbing function
US20100059728A1 (en) Security barrier
JP5076688B2 (en) Concrete guard pillar structure and guard pillar structure
Sha et al. Ship collision analysis of a floating bridge in ferry-free E39 project
RU2432295C1 (en) Ship hull with compartment provided with anti-collision protection
CN211228374U (en) Anticollision piece and anticollision structure
USRE24837E (en) Floating wharf structure made of concrete float units
KR101634683B1 (en) Pontoon for floating offshore structures
RU168880U1 (en) Hull
RU156729U1 (en) ANTI-BOAT BON BOOT
Yamada et al. Study on the residual ultimate longitudinal strength of hull girder of a bulk carrier against a sagging moment after ship collision
Ito et al. A simplified method to analyse the strength of double hulled structures in collision (2nd Report)
RU2522672C2 (en) Marine ice-resistant platform hull
CN203904916U (en) Energy-dissipation fender
JP2015180794A (en) tsunami evacuation structure
CN215860611U (en) Floating type offshore wind turbine foundation
CN218621772U (en) Compound pier buffer stop
KR102551516B1 (en) Floating body
Sha et al. An efficient approach for ship collision design of reinforced concrete pontoon walls
KR200258889Y1 (en) Collision absorbing apparatus preventing a underwater construction
JP2002087373A (en) Hull structure superior in collision resisting performance

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190310

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200212