SU1207892A1 - Корпус ледокола - Google Patents

Description

112

Изобретение относитс  к судостроению , а именно к конструкци м корпусов судов активного ледового плавани , преимущественно ледоколов.

Целью изобретени   вл етс  увеличение ледовой ходкости в т желых сплогиных льдах путем повышени  эффективности ледоразрушени .

На фиг. 1 показан теоретический чертеж носовой части корпуса ледокола , вид сверху (полуширота) ; на фиг.2 - то же, главный вид . (бок); на фиг.З - то же, поперечное сеч е- иие (корпус ; на фиг.4 - профили рабочих и переходных участков, где ватерлинии проведены через 0,25 м от осадки 12,5 м до максимальной осадки 16м, а сечени  надводного борта - через 0,5 м; на фиг.5 - сечение А-А на фиг.4; на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.7 - сечение на фиг.4; на фиг.8 - сечение Г-Г на фиг.4; на фиг.9 - сечение Д-Д на фиг.4.

Корпус ледокола содержит носовую, среднюю и кормовую части обшивки (не показаны), имеющие плавные лекальные обводы обычного ледокольного типа. Носова  часть, корпуса имеет ступен- чатообразную вставку криволинейной формы, ограниченной по осадке снизу н сверху плавными лекальными обводам 1 обшивки. Форма этой вставки может быть описана р дом ватерлиний теоретического чертежа, например на проекции гюлуширота.

Конструктивна  ватерлини  2 ледокола проходит между плавными лекальными обводами 1 корпуса судна и представл ет собой в пределах длины вставки ломаную линию со скругленньми углами . Первый от форштевн  пр молинейный участок 3 этой линии имеет наклон к кормовой части под острым углом к диаметральной плоскости и переходит в р д чередующихс  пр молинейных наклонных участков 4, имеющих различный угол наклона и уменьшающуюс  при каждом чередовании длину, с участками 5, параллельными батоксам

6и имеюпшми увеличивающуюс  при каждом чередовании длину, а последний

7из параллельных батоксам участков примыкает у своих концов к пр молинейным участкам 8 и 9, перпендикул рным батоксам 6 и параллельным между собой. Участок 9 переходит в криволинойр(ую ватерлинию плавных ле

5

кальных обводов средней части корпуса , а участок 8 плавно сопр жен с предшествующим параллельным ба- токсу участком.

Ватерлинии 10 плавного перехода обводов .вставки к обводам 1 корпуса расположены выше и ниже конструктивной ватерлинии и представл ют собой р д ломаных линий со скругленными углами и чередующимис  пр молинейными наклонными к кормовой части и различной длины участками, имеющими различные углы наклона к диамет- рапьной плоскости, с параллельными батоксам 6 участками различной длины , при этом последний из наклонных участков каждой ломаной линии имеет обратный наклон по отношению к наклону остальных наклонных участков этой ломаной линии, причем выше и ниже конструктивной ватерлинии 2 каждый наклонный участок последующей ватерлинии имеет длину, увеличенную по сравнению с длиной соответствующего ему наклонного участка предьщущей вартерлинни, и меньший острый угол наклона, а каждый параллельный участок - уменьшенную длину.

Дп  большей нагл дности ступен- чатообразную вставку в носовой части корпуса судна можно условно представить как ледовую рабочую зону, обводы которой, если смот- г реть на форштевень, представл ют чередование выступов - концентраторов вертикального напр жени , выполнен- ных Б виде отворотов обшивки.

0

5

0

Эти концентраторы расположены симметрично диаметральной плоскости выше обычного ледового по са, на полосе шириной 2,5-3 м.

Каждый концентратор ограничен по- верхност ми: наклонной криволинейной рабочей поверхностью, ориентированной встречно движению и переходной плоскостью, параллельной продольной оси ледокола и наклонной к вертикали на угол 12-15. Вид обводов -рабочей зоны, специализированной на преодоление сплошного льда, можно представить дл  нагл дности как уступы - вырезы корпуса обычных ледовых обводов. Два смежных выреза и образуют между собой выступ - концентратор напр жени , рабО Ча  поверхность которого и обеспечивает приложение сип ледоразру- шени  и притапливани . В реальной конструкции концентратор образуетс  плавньм отворотом обшивки от обычных обводов в нижней части до максимально активизированного ледо- ломного участка в его верхней части . Эта часть рабочей поверхности, как плоскость, перпендикул рна  диаметральной и наклонна  к горизонту на угол 5-30, и  вл етс  элементом приложени  к ледовому покрову максимально возможных вертикальных сил. В надводной части корпуса этот участок плавно переходит к очертанию надводного борта в пределах высоты 3-4 м. Скошенно-наклонный профиль этого надводного перехода рассчитан на минимальное сопротивление во взаимодействии с торосистыми нагромождени ми льда. По мере заглублени  рабочей поверхности .участок активной ломки трансформируетс  в криволинейную поверхность притапливани  с наклоном по ходу льда (в се-. чении параллельно-диаметральной плоскости ) на угол 35-45 с плавным переходом 3 нижней части к форме баток- са борта обычных обводов. Крайние бортовые (кормовые) концентраторы выполнены двухсторонними и образуют ко Гструкцию по пшрине, выступающей за пределы наиболее широкой части корпуса на 1-2 м с каждого борта. Переходна  плоскость крайнего концентратора имеет наклон 15-18 . Форма носовой части корпуса обуславливает соотношени  рабочих и переходных поверхностей, формирующих специализированные обводы: чем ближе концентратор к максимальной ширине корпуса, тем уже участок активной ломки, а переходный - длиннее. Ватерлини  максимальной осадки имеет ступенчатый вид чередовани  участков с углом об 0 и . По мере заглублени  рабочей поверхности характерен плавный разворот участков ва- . терлиний с изменением- кривизны перехода . Рабочие поверхности носовых концентраторов из-за вли ни  форштевн  и укороченных переходных участков между концентраторами имеют максимальный угол отворота ватерлинии от диаметральной плоскости 65- 75 . На участке эффективного притапливани  рабоча  поверхность (в шпан- гоутном сечении имеет несколько вог2078924

нутую форму, плавно сопр гающуюс  с наклонным бортом, т.е. в пределах одного концентратора по ходу льда угол ft измен етс  от 90 на участке лом- 5 ки до соответствующего наклона борта, который по длине носовой части корпуса измен етс , примерно от 40-45 на теоретическом шпангоуте до 15-18 под кормовым концентрато- 10 ром у перехода к цилиндрической

вставке. Число концентраторов напр жений может быть, например, от 2 до 7 по каждому борту. Дл  прокладки канала шириной 40 м оптимальное

15 число концентраторов 5-7. Рабочие

поверхности имеют покрытие материалом с минимальным коэффициентом трени . Зона концентраторов в носовой части (у форштевн } имеет шири20 ну и заглубление на 1-1,5 м больше , чем в кормовой части.

Борт, состо щий из набора активных элементов - концентраторов - обладает одинаково высокой способ25 ностью в преодолении сплошного льда по всей длине носовой части независимо от относительной ширины корпуса.

Наползающие на лед наклонные

30 поверхности концентраторов позвол ют развивать достаточные дл  ле- доразрушени  при притапливании вертикальные усили .

На стадии ломки и притапливани 

, обеспечиваетс  ход льда вниз в плоскости батокса с исключением бокового расклинивающегос  воздействи . Така  схема взаимодействи  и прокладка канала несколько шире,

Q чем ширина корпуса, предотвращают заклиниваемость ледокола в т желом .льду.

Работа специализированной на сплошной лед рабочей зоны основана

S на тактике соответстви  обводов корпуса ледовым услови м. На минимальной осадке работает обычна  ватерлини  плавного обтекани  и растал- кивани  водно-ледовой среды. Чем т 50 желее сплошной лед, тем больше заг- .. лубление зоны концентраторов и тем больше вертикально-ледоломное воздействие корпуса вместо горизонтально-развод щего . Степень заглубле55 ни  регулируетс  соответствующей балластировкой и изменением посадки ледокола. Увеличение водоизме- Л щени  ледокола положительно сказываётс  на дедовой ходкости. Упор доченность процессов в схеме многополосно-секторной ломки льда, осуществл емой концентраторами, обеспечиваетс  не только степенью их заглублени , но и конструктивным выполнением элементов, формируюпщх специализированные обводы, - в зависимости от мощности, размерений ледокола и региона его работы.

Беспреп тственное притапливание обломков в их движении почти параллельно-диаметральной плоскости сохран етс  примерно до глубины 2-2,5м что равно максимальной толщине однолетнего льда. Затем осуществл етс  перевод обломков к обводам, где сплошность, льда исчезает и корпус работает как в несплошных льдах. Та обеспечиваетс  приложение корпусом достаточных вертикальных и горизонтальных сил в требуемой последовательности .

. Переменный наклон рабочей поверхности обеспечивает в ледолом- ном усилии и сжимающие лед силы, чт способствует получению меньщих по размерам обломков. Вогнутость поверхности притапливани  предотвращает , плотное прилегание и способствует перемещению обломков с минимальным сопротивлением. Высока  ле- допроходимость, предотвращение значительных сил в боковом сжатии льда

прокладка канала шире корпуса позвол ет в динамике практически нейтрализовать сжатие льдов, а также зак- , лини заемость корпуса.

Кормова  наклонна  плоскость последнего концентратора скальшает лед поджатых кромок канала на заднем ходу ледокола. Наклон переходных плос- 10 костей по углу /5 (на коэффициент трени  больше 0,2) обеспечивает достаточ нуто поворотливость ледокола во льдах При выходе на разреженный лед оперативно вывод тс  из взаимодействи  15 участки активной ломки дл  предотвращени  буксировки льдин.-Компро- мисной формы обводы усиливают ледо- отвод щую способность бортов в гори- зонтальнс й. плоскости и обеспечивают 20 более щирокий канал в битых льдах. Большее заглубление зоны концентраторов Б носовой части обусловлено диф- ферентовкой ледокола при ходе в т желом льду и задачей притапливани  25 обломков и очистки канала. Рабочие поверхности концентраторов значительной площадью опоры развивают эффективное воздействие .на лед. Б этой клавишно-полосной ломке льда обес 30 печиваетс  облом несколько шире, чем участок рабочей поверхности. При последующих обломах предотвращаетс  интенсивное обм тие кромки льда наклонной поверхностью борта на пере- ,г ходных участках.

J г

2.

Фиг. 2

cpuz.e

фиг, 7

г-г

Фи.Э

Claims (1)

1. КОРПУС ЛЕДОКОЛА, содержащий носовую, среднюю’ и кормовую части обшивки,имеющие плавные лекальные обводы ледокольного типа,о т л и чающийся тем, что, с целью увеличения ледовой ходкости в тяжелых сплошных льдах путем повышения эффективности ледоразрушения, носовая часть снабжена ступенчатообразной вставкой криволинейной формы, ограниченной по осадке снизу и сверху плавными лекальными .обводами обшивки, при этом конструктивная ватерлиния проходит между этими участками плавных лекальных обводов корпуса судна и представляет собой в пределах длины вставки ломаную линию со скругленными углами, причем первый от форштевня прямолинейный участок этой линии имеет наклон к кормовой части под острым углом к диаметральной плоскости и переходит в ряд чередующихся прямолинейных наклонных участков, имеющих различный угол наклона и уменьшающуюся ;при каждом чередовании длину, с участками, параллельными батоксам и имеющими Увеличивающуюся при каждом чередовании длину, а последний из параллельных бактоксам участков примыкает у своих концов к прямолинейным участкам, перпендикулярным батоксам и параллельным между собой, при этом один из последних участков переходит в криволинейную ватерлинию плавных лекальных обводов средней части корпуса, а другой плавно сопряжен с предшествующим параллельным батоксу участком, причем ватерлинии плавного перехода обводов вставки к обводам корпуса, расположенные выше и ниже конструктивной ватерлинии, представляют собой ряд ломаных линий со скругленными углами и чередующимися прямолинейными наклонными к кормовой части и различной длины участками, имеющими различные углы наклона к диаметральной плоскости, с параллельными батоксам участками различной длины, при этом последний из наклонных участков каждой ломаной линии имеет обратный наклон по отношению к наклону остальных наклонных участков этой ломаной линии, причем выше и ниже конструктивной ватерлинии каждый наклонный участок последующей ватерлинии имеет длину, увеличенную по сравнению с длиной соответствующего ему наклонного участка предыдущей ватерлинии, и меньший острый угол наклона, а каждый параллельный участок - уменьшенную длину.