RU2586100C1

RU2586100C1 - Ice breaker

Info

Publication number: RU2586100C1
Application number: RU2015112408/11A
Authority: RU
Inventors: Лолий Георгиевич Цой; Алексей Александрович Штрек; Юрий Викторович Глебко
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2016-06-10

Abstract

FIELD: shipbuilding.

SUBSTANCE: invention relates to ship building, particularly, to design and operation of ice breakers. Icebreaking vessel has a body, nasal tip which is designed as a trimaran, which consists of main body, traditional ice-breakers, and two airborne corps, lower part of bow of main body is located below waterline, and side hulls are situated at board on platform installed on top of main body and formed as a forward and downward projecting board ice-cutting reamers, lower edge of which is located above design waterline level side edge formed in rear surface smoothly passing into freeboard. Leading edge of ice-cutting reamers is made pointed and projecting beyond width of main body at a distance of no more than 0.02 B (where B is width of main body on midship).

EFFECT: technical result consists in reduction of ice resistance and high speed of vessel and improvement of manoeuverability in ice.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции и эксплуатации ледоколов.The invention relates to shipbuilding, in particular to the design and operation of icebreakers.

Известны ледокольные суда с традиционной клиновидной формой носовых обводов (большинство современных ледоколов, например ледоколы типа «Арктика» и т.п.). Такая форма обводов, характеризующаяся острым форштевнем, наклоненным к горизонтали под углом 20-30° в районе действующих ватерлиний, углами входа ватерлиний от 25° до 45° и шпангоутами клиновидной формы с углом наклона от 40° до 65°, позволяет судну под действием тяги гребного винта наползать на лед и ломать его перед собой с помощью собственной массы. Традиционная клиновидная форма обводов носовой оконечности ледоколов также обеспечивает их удовлетворительные мореходные качества при движении на чистой воде, в том числе и в штормовых условиях.Icebreaking vessels with a traditional wedge-shaped bow shape are known (most modern icebreakers, for example, icebreakers of the Arctic type, etc.). This form of contours, characterized by a sharp stem inclined horizontally at an angle of 20-30 ° in the area of the existing water lines, waterline entry angles from 25 ° to 45 ° and wedge-shaped frames with an angle of inclination from 40 ° to 65 °, allows the vessel under the influence of traction propeller crawl onto the ice and break it in front of him with his own weight. The traditional wedge-shaped shape of the contours of the nasal tip of the icebreakers also ensures their satisfactory seaworthiness when driving in clean water, including in stormy conditions.

Недостатком ледоколов с традиционной формой носовых обводов являются их ограниченные возможности по расширению канала, что может потребоваться при проводках крупнотоннажных судов, ширина которых значительно превышает ширину ледокола. При движении на небольшом расстоянии от кромки уже проложенного канала ледокол с традиционными ледокольными обводами «сваливается» в этот канал, что приводит к тому, что расширенный канал получается переменной ширины с неровной, рваной кромкой.The disadvantage of icebreakers with the traditional shape of the bow contours is their limited ability to expand the channel, which may be required when conducting large-tonnage vessels whose width significantly exceeds the width of the icebreaker. When moving at a small distance from the edge of the already laid channel, an icebreaker with traditional icebreaking contours “falls” into this channel, which leads to the fact that the expanded channel turns out to be of variable width with an uneven, ragged edge.

Известно ледокольное судно по Патенту РФ №2406641, принятое за прототип, носовая оконечность которого выполнена тримаранной, состоящей из основного корпуса, традиционного для ледоколов, и двух бортовых корпусов. При этом нижняя часть носовой оконечности основного корпуса расположена ниже конструктивной ватерлинии, а бортовые корпусы расположены побортно на платформе, установленной в верхней части основного корпуса, и выполнены в виде выступающих вперед и вниз бортовых ледорезных римеров, боковая кромка которых выполнена в задней части плавно переходящей в поверхность надводного борта, а в передней части вертикально плоской, при этом нижняя кромка ледорезных римеров расположена выше уровня конструктивной ватерлинии.An icebreaking vessel is known according to RF Patent No. 2406641, adopted as a prototype, the bow of which is made trimaran, consisting of the main body, traditional for icebreakers, and two airborne hulls. At the same time, the lower part of the nasal tip of the main body is located below the structural waterline, and the onboard hulls are arranged on-board on a platform installed in the upper part of the main body, and are made in the form of ice-cutting side riders protruding forward and downward, the lateral edge of which is made in the rear part smoothly passing into the surface of the freeboard, and in the front part is vertically flat, while the lower edge of the ice-cutting rimers is located above the level of the structural waterline.

Такая конструкция носовой оконечности позволяет ледоколу в случае необходимости вырезать чистый канал с ровными кромками и расширять его на любую ширину без сбрасывания ледокола обратно в канал. Кроме того, становится возможным осуществлять околку причалов путем срезания острой кромкой бортового корпуса намерзшего к причальным стенкам льда.This design of the bow tip allows the icebreaker, if necessary, to cut a clean channel with smooth edges and expand it to any width without dropping the icebreaker back into the channel. In addition, it becomes possible to split the berths by cutting off the ice with the sharp edge of the side hull, which is frozen to the berth walls.

Недостатком указанного ледокольного судна является увеличивающееся ледовое сопротивление судна при движении с погруженными ниже ватерлинии ледорезными римерами, связанное с большой протяженностью вертикальных стенок бортовых корпусов, взаимодействующих с кромкой сплошного ледяного поля по всей длине от передней части боковой кромки ледорезного римера до миделевой части судна, что приводит к ухудшению его ледовой ходкости и способности поворачивать в сплошном льду.The disadvantage of this icebreaking vessel is the increasing ice resistance of the vessel when driving with ice-cutting reamers submerged below the waterline, due to the large length of the vertical walls of the airborne hulls, interacting with the edge of a solid ice field along the entire length from the front of the side edge of the ice-cutting reamer to the mid-section of the vessel, which to the deterioration of its ice speed and ability to turn in solid ice.

Задачей предлагаемого решения является усовершенствование конструкции прототипа с целью снижения ледового сопротивления и соответственно повышения скорости движения судна и улучшения его маневренности во льдах при сохранении преимуществ, связанных с наличием дополнительных бортовых корпусов, разрушающих лед резанием благодаря острым нижним кромкам, что позволяет вырезать чистый канал с ровными кромками и расширять его на любую ширину без сбрасывания ледокола обратно в канал.The objective of the proposed solution is to improve the design of the prototype in order to reduce ice resistance and, accordingly, increase the speed of the vessel and improve its maneuverability in ice, while maintaining the advantages associated with the presence of additional airborne hulls that destroy ice by cutting due to sharp lower edges, which allows you to cut a clean channel with smooth edges and expand it to any width without dropping the icebreaker back into the channel.

Так же как и у прототипа, ледокольное судно имеет корпус, носовая оконечность которого выполнена в виде тримарана, состоящего из основного корпуса, традиционного для ледоколов, и двух бортовых корпусов, нижняя часть носовой оконечности основного корпуса расположена ниже конструктивной ватерлинии, а бортовые корпусы расположены побортно на платформе, установленной в верхней части основного корпуса, и выполнены в виде выступающих вперед и вниз бортовых ледорезных римеров, нижняя кромка которых расположена выше уровня конструктивной ватерлинии, боковая кромка выполнена в задней части плавно переходящей в поверхность надводного борта, передняя кромка выполнена заостренной.Like the prototype, the icebreaking vessel has a hull, the bow of which is made in the form of a trimaran, consisting of a main hull, traditional for icebreakers, and two airborne hulls, the lower part of the bow of the main hull is located below the structural waterline, and the airborne hulls are located onboard on a platform installed in the upper part of the main body, and made in the form of onboard ice-cutting riders protruding forward and down, the lower edge of which is located above the level of the structural wat rlinii, the lateral edge is formed in the rear portion smoothly passing into the freeboard surface, the front edge is sharpened.

Отличие предлагаемого решения заключается в том, что передняя кромка ледорезных римеров выполнена выступающей за пределы ширины основного корпуса на расстояние не более 0,02 B (где B - ширина основного корпуса на миделе).The difference of the proposed solution lies in the fact that the leading edge of the ice-cutting rimers is made protruding beyond the width of the main body to a distance of not more than 0.02 B (where B is the width of the main body in the middle section).

Поставленная задача решается тем, что выступающие за пределы ширины корпуса ледокольного судна передние кромки бортовых ледорезных римеров позволяют создавать более широкий канал, избегая тем самым взаимодействия с кромкой сплошного ледяного поля по всей длине вертикальных стенок бортовых корпусов от передней кромки бортовых ледорезных римеров до миделевой части судна.The problem is solved in that the front edges of the icebreaking vessel hulls that extend beyond the width of the hull of the icebreaking vessel allow creating a wider channel, thereby avoiding interaction with the edge of the solid ice field along the entire length of the vertical walls of the airborne hulls from the leading edge of the icebreaking rimer board to the midship part of the vessel .

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 показана аксонометрическая проекция обводов носовой оконечности, на фиг. 2 представлен теоретический чертеж в трех проекциях, на фиг. 3 - сечение носовой оконечности по шпангоутам Б-Б, иллюстрирующим процесс ломки льда носовой частью корпуса ледокола, на фиг. 4 - сечение носовой оконечности по шпангоутам А-А, иллюстрирующим процесс резки льда с помощью выступающей передней кромки бортовых ледорезных римеров.The invention is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a perspective view of the contours of the nasal extremity, FIG. 2 presents a theoretical drawing in three projections, in FIG. 3 is a sectional view of the nasal extremity along the frames B-B illustrating the process of breaking ice with the bow of the icebreaker body; FIG. 4 is a sectional view of the nasal extremity along the frames A-A, illustrating the process of cutting ice using the protruding front edge of the side ice-cutting rimers.

Носовая оконечность 1 ледокольного судна состоит из основного корпуса 2, имеющего традиционную клиновидную ледокольную форму обводов, простирающегося до ватерлинии ВЛ_ЛК - ледокольной ватерлинии (совпадающей с конструктивной ватерлинией - КВЛ), и верхней платформы 3, которая может быть либо выполнена съемной, либо неподвижно соединенной с корпусом судна, образуя единую монолитную носовую оконечность. Бортовые корпусы верхней платформы 3 выполнены в виде выступающих вниз и вперед бортовых ледорезных римеров 4, передняя кромка 5 которых заострена, выступает за пределы ширины основного корпуса ледокола и имеет наклон к горизонтали на уровне ватерлинии ВЛ_ЛР - ледорезной ватерлинии, что обеспечивает при увеличении осадки судна до этой ватерлинии резание льда при движении судна носом вперед. Передняя заостренная кромка 5 ледорезных римеров 4 максимально выступает в сторону от основного борта в районе ледорезной ватерлинии ВЛ_ЛР на расстояние не более 0,02 B, где B - ширина основного корпуса на миделе (фиг. 4, сечение A-A). Выступающая за пределы ширины судна на миделе часть бортового ледорезных римера на рисунках зачернена. Остальная боковая кромка 6 ледорезных римеров 4 может быть вертикально плоской, а в задней части переходит в поверхность надводного борта судна. Обеспечивается плавный переход выступающей за пределы ширины судна части бортового римера к вертикальной плоскости остальной части бортового римера.The bow of the icebreaker 1 consists of the main hull 2, which has a traditional wedge-shaped icebreaking form of contours extending to the VL _LK waterline - the icebreaking waterline (coinciding with the structural waterline - KVL), and the upper platform 3, which can either be removable or fixedly connected with the hull of the vessel, forming a single monolithic nasal tip. The side hulls of the upper platform 3 are made in the form of side-mounted ice-cutting rimers 4 protruding downward and forward, the leading edge 5 of which is pointed, protrudes beyond the width of the icebreaker’s main body and tilts horizontally at the level of the waterline of the overhead line _ЛР - ice-cutting waterline, which ensures an increase in draft up to this waterline ice cutting when the ship moves the bow forward. The leading pointed edge 5 of the ice-cutting rimers 4 protrudes as far as possible from the main side in the area of the ice-cutting waterline of the overhead line of the _{Republic of Lithuania} to a distance of not more than 0.02 B, where B is the width of the main body in the middle section (Fig. 4, section AA). The part of the onboard ice-cutting reamer extending beyond the breadth of the ship in the midsection is blackened in the figures. The remaining lateral edge 6 of the ice-cutting rimers 4 may be vertically flat, and in the rear part passes into the surface of the freeboard. A smooth transition of the onboard reamer part extending beyond the width of the vessel to the vertical plane of the rest of the onboard reamer is ensured.

Ледокольное судно работает во льдах следующим образом.An icebreaking vessel operates in ice as follows.

В том случае, когда носовая оконечность имеет единую монолитную конструкцию, ледокольное судно должно иметь достаточную вместимость балластных танков для возможности изменения осадки носом на величину, равную разнице ВЛ_ЛP-ВЛ_ЛК. При осадке по ВЛ_ЛК судно будет иметь традиционные ледокольные обводы носовой оконечности и работать во льдах как обычное ледокольное судно, то есть будет осуществляться ломка льда форштевнем основного корпуса (фиг. 3, сечение Б-Б). При необходимости расширения канала или обрезания намерзшего льда у причала ледокол путем балластировки увеличит свою осадку носом до ВЛ_ЛР, и погруженные под ватерлинию ледорезные римеры 4 обеспечат резание льда ровными клавишами вместо традиционной ломки секторами (фиг. 4, сечение Α-A). При этом выступающие в стороны передние кромки 5 ледорезных римеров 4 обеспечивают отдаление кромки прокладываемого или расширяемого канала в сплошном льду от плоской вертикальной боковой кромки 6 ледорезных римеров 4 и борта судна.In the case where the tip of the nose has a single monolithic structure, the icebreaking ship must have sufficient capacity to enable ballast tanks precipitation nose changes by an amount equal to the difference VL -VL _LP _LC. When the precipitate of overhead _LC vessel will have traditional icebreaking bow lines, and operate as a conventional in ice icebreaking ship, i.e. breaking the ice will be the stem of the main body (Fig. 3, section B-B). If it is necessary to expand the channel or cut off frozen ice at the berth, the icebreaker by ballasting will increase its draft by the nose to the overhead line of the _LR , and the ice-cutting rimers 4 submerged under the waterline will provide ice cutting with smooth keys instead of the traditional breaking sectors (Fig. 4, section Α-A). In this case, the leading edges 5 of the ice-cutting reamers 4 protruding to the sides ensure that the edges of the laid or expandable channel in solid ice are distant from the flat vertical lateral edge 6 of the ice-cutting reamers 4 and the side of the vessel.

При исполнении верхней части носовой оконечности съемной необходимость в балластировке судна для изменения осадки отпадает. В этом случае при возникновении соответствующей потребности на основном корпусе судна 1 неподвижно закрепляется верхняя платформа 3 с ледорезными римерами 4 в виде отдельной приставки. При этом осадки ВЛ_ЛР и ВЛ_ЛК будут совпадать, а в остальном схема работы остается такой же. Совмещение съемной верхней платформы с основным корпусом показано на фиг. 3 и фиг. 4 пунктирной линией.When the upper part of the bow tip is removable, there is no need to ballast the vessel to change draft. In this case, when an appropriate need arises, the upper platform 3 with the ice-cutting reamers 4 in the form of a separate attachment is fixedly fixed on the main hull of the vessel 1. In this case, the precipitation of VL _LR and VL _LK will coincide, but otherwise the operation scheme remains the same. The combination of the removable upper platform with the main body is shown in FIG. 3 and FIG. 4 with a dashed line.

Преимуществами заявляемого ледокольного судна является наличие по бортам ледорезных римеров, конструктивно связанных с верхней платформой в носовой оконечности, что позволяет расширить функции, которые может выполнять предлагаемое ледокольное судно. К ним относятся: возможность вырезать чистый канал с ровными кромками и расширять его на любую ширину без сбрасывания ледокольного судна обратно в канал, а также возможность осуществлять околку причалов путем срезания острой кромкой выступающего бортовыми ледорезными римерами намерзшего к причальным стенкам льда. Сопутствующие такому способу ломки льда недостатки ликвидируются тем, что предлагаемая конструкция и форма обводов носовой оконечности позволяют при необходимости приподнять ледорезные римеры надо льдом путем изменения осадки судна или убрать их вместе со съемной частью носовой оконечности, после чего движение и работа во льду осуществляются традиционным способом. Кроме того, выступающие за пределы ширины основного корпуса судна передние кромки ледорезных римеров позволяют обеспечить приемлемые показатели ледовой ходкости и маневренности ледокола при работе его в ледорезном режиме.The advantages of the claimed icebreaking vessel is the presence on the sides of ice-cutting rimers, structurally connected with the upper platform in the bow, which allows you to expand the functions that can offer the icebreaker. These include: the ability to cut a clean canal with smooth edges and expand it to any width without dropping the icebreaking vessel back into the canal, as well as the ability to splinter the berths by cutting off the ice that protrudes onboard ice-cutting reamers and ice that has frozen to the berth walls. The disadvantages associated with this method of ice breaking are eliminated by the fact that the proposed design and shape of the contours of the nasal tip allow, if necessary, to raise the ice-cutting rimers above the ice by changing the draft of the vessel or removing them together with the removable part of the bow tip, after which the movement and work in ice are carried out in the traditional way. In addition, the leading edges of the ice-cutting rippers protruding beyond the width of the main hull of the vessel make it possible to provide acceptable indicators of ice movement and maneuverability of the icebreaker when operating in the ice-breaking mode.

Claims

An icebreaking vessel having a hull, the bow of which is made in the form of a trimaran, consisting of a main hull, traditional for icebreakers, and two airborne hulls, the lower part of the bow of the main hull is located below the structural waterline, and the airborne hulls are located on-board on a platform installed in the upper parts of the main body, and made in the form of airborne ice-cutting rippers protruding forward and downward, the lower edge of which is located above the level of the structural waterline, the side edge and it is made in the rear part smoothly passing into the surface of the freeboard, the front edge is pointed, characterized in that the front edge of the ice-cutting rimers is made protruding beyond the width of the main body to a distance of not more than 0.02 V (where B is the width of the main body in the middle section) .