Судно для плавания в открытом море и покрытом льдом бассейне

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19 14 В 63 В 35/12 е1 Дь," ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК ПАТЕНТУ в зоне ватерлинии и выше нее понтонообразную носовую оконечность 1,днище которой в нижней части выполнено с участком лобовой поверхности2, наклоненной под острым углом кплоскости ватерлинии, а также кормовую оконечность с размещенными вней движителями. Участки переходабортовых стенок понтонообразной носовой оконечности корпуса судна влобовую поверхность 2 днища образованы расположенными вдоль носовой оконечности бортовыми ребрами 3, частично изогнутыми в продольном направлении. Участок перехода лобовой поверхности днища в кормовой его участок под конструктивной ватерлинией выполнен выгнутым вниз или с изломом. Лобовая поверхность днища выполнена расширяющейся в сторону кормы и переходит в подводную носовуючасть с У-образными шпангоутами.20 з.п. Ф-лы, 12 ил. ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Тиссен Нордзееверке ГмбХ (РЕ)(54) СУДНО ДЛЯ ПЛАВАНИЯ В ОТКРЫТОММОРЕ И ПОКРЫТОМ ЛЬДОМ БАССЕЙНЕ(57) Изобретение относится к судамдля плавания в открытом море и покрытом льдом бассейне. Целью изобретения является увеличение ледопроходимости судна и повышение его остойчивости при наименьшей потребной мощности. Судно содержит расположенную1308188 оставитель В,Старыхехред М.Ходанич Корректор А.Обруча Тираж 40 НИИКИ Государ по делам изо 13035, Москваоткрытии шская наб д.4 изводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектная,Редактор М.НедолуженкоЗаказ 1645/58 венного етений и Ж, РаИзобретение относится к судостроению, в частности к судам для плавания в открытом море и покрытом льдом бассейне.Целью изобретения является повыше шение ледопроходимости при наименьшей мощности, потребной для перемещения судна, и увеличение остойчивости судна. 10 20 35 40 45 50 На фиг.1 изображен корпус судна в аксонометрической проекции, общий вид; на фиг.2 - вариант исполнения носовой окончености корпуса судна,общий вид; на фиг.3 - принцип работы судна во льдах; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.2; на фиг.5 - вид сверху на носовую оконечность корпуса судна; на фиг.6 - сечение А-А на фиг.2 (вариант); на фиг.7 - исполнение носовой оконечности корпуса судна в аксонометрической проекции (вариант); на фиг.8 - разрез по плоскостям шпангоутов судна согласно варианту его носовой оконечности на фиг.7; на .2 фиг.9 - работа корпуса судна в носовой оконечности при взаимодействии со льдом; на фиг.10 - то же, носовая оконечность, поперечное сечение; на фиг.11 - то же, область днища судна, 30 поперечное сечение; на фиг.12 - вариант исполнения носовой оконечности корпуса судна с узлом демпфирования волнения.Судно ледового плавания по фиг.1 содержит в своей понтонообразной носовой оконечности 1 простирающуюся на значительную часть ширины судна лобовую поверхность 2, наклоненную под острым углом к плоскости ватерлинии. Лобовая поверхность 2 ограничена на ее наружных боковых краях двумя бортовыми ребрами 3, частично изогнутыми в продольном направлении, выступающими в сторону по сравнению с расположенным выше корпусом судна, Лобовая поверхность 2 располагается спереди назад, увеличиваясь в поперечном направлении судна,принимая форму свода, выгнутого вниз, или имеет излом.Нижняя часть шпангоутов 4 между обоими боковыми выступами, начиная от точки длины судна, где лобовая поверхность 2 доходит в диаметральной плоскости 5 судна до его днища 6 (по меньшей мере до плоскости главных шпангоутов 7), выполнена уменьшающейся к корме в поперечном направлении судна и сводчато прогнутой вниз или с изломом.Бортовые ребра 3 простираются на большую часть длины судна в сторону кормы по сравнению с бульбообразными выступами 8. Выступы 8 переходят сзади в боковые стенки 9 туннелей гребных винтов.Бортовые ребра 3 в поперечном сечении выполнены преимущественно с дугообразным профилем, но могут бытьтакже и заостренными.Направленная вперед вверх лобовая поверхность 2 может переходить назад в подводную носовую часть с Ч-образными шпангоутами. В их конечной зоне лооовая поверхность выполнена в средней части слегка изломленной и образует таким образом постепенный, не слишком резкий, переход в подводную носовую часть с Ч-образными шпангоутами. Далее в направлении к корме шпангоуты принимают трапециевидную форму, контуры которой образованыднищем 6 судна и примыкающими боковыми линиями, которые направлены круче, чем.предшествующие Ч-образные шпангоуты.Бортовые ребра 3 расположены в зо. не носовой оконечности,по меньшей мере, несколько ниже конструктивной ватерлинии 10 в двух параллельных диаметральной плоскости 5 боковых ограничительных поверхностях так, что они вместе образуют самое широкое место подводной части судна.Направленная вперед вверх лобовая поверхность 2 содержит на среднем участке ее продольной протяженности вблизи (в частности ниже конструктивной ватерлинии 10) горизонтально проходящие в поперечном направлении судна нижние ограничения шпангоутов,благодаря чему на этом участке лобовая поверхность образует плоскость.Бортовые ребра 3 направлены вперед за лобовую поверхность 2 выше конструктивной ватерлинии 10 и переходят в два образованных впадиной над - .водных форштевня 11, относительно которых форма судна в зоне диаметральной плоскости 5 отступает назад иподнимается вверх круче, чем оба форштевня 11.Кроме того, форма судна выше продольного расположения бортовых ребер 3 образована вогнутыми вовнутрь шпангоутами.3 13081Носовая оконечность 1 корпуса судна с ледокольными свойствами содержит согласно варианту по фиг.2 плоскую лобовую поверхность 2, к которой примыкает выполненная в Ч-образной5 форме часть подводной носовой части. Направленная вверх лобовая поверхность 2 имеет угловые точки 12-15, которые расположены приблизительно в одной плоскости на острых кромках. 1 ОНаправленная вперед лобовая поверхность 2 носовой оконечности постепенно переходит несколько ниже ватерлинии в Ч-образно выполненную подводную носовую часть судна. Ширина 15 носовой оконечности 1 спереди до угловых точек 16 и 17 больше, чем ширина остальной, контактирующей со льдом части судна.Лобовая поверхность 2 понтонооб разной оконечности 1 и Ч-образно выполненная подводная носовая часть переходят в днище состыковывающимися на наклонном вперед форштевне 18 переходными поверхностями 19 и 20, направ 25 ленными в стороны вверх вперед. Боковые стенки 21 с их угловыми точками 12, 22, 16, 23 и 13, 24, 17, 25 понтонообразной носовой оконечности 1 выполнены от режущих кромок 26, 27 и 28, 29 вверх до ватерлинии 10 настолько сильно вогнутыми во внутрь и вверх, что режущие кромки выступают сбоку за ширину корпуса, находящегося под водой. Режущие кромки образуют самую широкую часть вступающего в контакт со льдом участка корпуса судна.Согласно фиг.4 боковые стенки 30 40 и 31 (борта) носовой оконечности расположены под острым углом е к вертикальным плоскостям 32, касательным к их нижним кромкам, и наклонены в сторону диаметральной плоскости, 45 образуя зазор 33 с вертикальными плоскостями и со льдом 34 (ледовым полем).В случае варианта выполнения носовой оконечности, изображенной на фиг.6, угловые точки 12, 16 и 13, 17 расположены, как показано на фиг.4.Угол наклона ь боковых стенок 30 и 31 понтонообразной носовой оконечностик вертикальным плоскостям вы полнен согласно фиг.5 возрастающим в сторону кормовой оконечности.Вариант выполнения согласно фиг.6 предусматривает, чтобы обе боковые 88 4стенки 30 и 31 содержали на своихнижних кромках выступающие наружу режущие профили 35 и 36, которые выступают в сторону за остальную ширинукорпуса судна,Согласно другому варианту исполнения судно с ледокольными свойствамисодержит лобовую поверхность 2 (фиг.7и 8, пунктир), которая простираетсяна всю ширину судна и направленавперед вверх. Лобовая поверхность 2расположена. приблизительно наполовину ниже конструктивной ватерлинии10. На обоих наружных краях лобовойповерхности 2 имеются простирающиесяв продольном направлении судна режущие кромки 37, которые находятся настержневидных симметрично проходящихотносительно диаметральной плоскости5 скользящих и разрушающих профилях38 (боковых полозьях),а также двебоковые ограничительные плоскости39, которые определяют самую большуюширину корпуса ледокольного судна,Каждый из боковых ледореэных полозьев38 в их ограничительной плоскости 39выполнен слегка изогнутым. Этому легкому изгибу в продольном направленииследует также и.направленная впередвверх лобовая поверхность 2, На среднем частичном участке своей продольной протяженности вблизи, в частности ниже, конструктивной ватерлинии10 лобовая поверхность 2 содержит впоперечном направлении судна горизонтальные, практически прямолинейные, нижние ограничения приданных ейшпангоутов, так что она образует плоскость. При своем продолжении далеевперед лобовая поверхность 2 выполнена в поперечном направлении дляпостепенного перехода в носовую частьслегка сводчато-вогнутой, так какнадводная носовая часть в направлениивперед вверх переходит в два. катамараноподобных форштевня 40, относительно которых носовая часть на участке диаметральной плоскости 5 отступает назад и круче (по сравнению сфорштевнями 40) и поднимается вверх. Направленная вперед вверх лобовая поверхность 2 переходит в заднем направлении в подводную носовую часть со шпангоутами 41, имеющими в нижней части Ч-образную форму. На своем конечном участке лобовая поверхность 2 выполнена поэтому с легким изломом в середине и создает тем самым не слиш 5 130818 ком крутой переход к подводной носовой части со шпангоутами, выполненными в их нижней части в Ч-образной форме. Далее шпангоуты принимают трапециевидную форму, контуры которой образованы днищевыми линиями 42 и примыкающими боковыми линиями 43, которые круче, чем Ч-образные шпангоуты 41, направлены вверх.Носовая часть судна имеет наиболь шую ширину (фиг,8). Эта ширина соответствует расстоянию между режущими кромками 37 на боковых полозьях 38 (т,е. между ограничительными плоскостями 39) и имеет протяженность соот ветственно заштрихованной части с дву мя боковыми полозьями 38.Обозначенные пунктиром поперечные линии указывают на прямолинейное прохождение лобовой поверхности 2 вблизи 20 конструктивной ватерлинии 10, где лобовая поверхность представляет собой практически плоскость. Для этого участка она в средней части слегка сводчато-вогнута, а на заднем участке в 25 середине имеет легкий излом и снабжена центральным ледорезным полозом 44, Остальная часть корпуса носовой части отступает назад (к зоне диаметральной плоскости) ртносительно полозьев 30 38 и 44, а также обоих форштевней, по меньшей мере в зоне той части корпуса, которая приводится в соприкосновение с твердым ледовым покрытием или с только что выломанным одним 35куском льдины. Расположенный в диаметральной плоскости 5 центральный полоз 44 направлен от заднего подводного участка 40 плоской лобовой поверхности 2 по подводной носовой части со шпангоутами 41, имеющими нижний Ч-образный профиль, до днища 45. Область, показанная на фиг.7, на фиг.8 изображена заштрихованным участком, Первоначально приблизительно треугольный профиль 46 центрального полоза 44 переходит в трапециевидную форму, направленную заостренной частью вниз. Такая форма центрального полоза 44 позволяет производить надрез в целиком выломанной из ледового покрова льдине, создавая тем самым линию заданного разлома. Нижняя кромка центрального полоза 44 имеет в зоне лобовой поверхности 2 несколько больший наклон по сравнению с горизонталями, чем нижняя кромка (режущая кромка 8 637) боковых полозьев 38. Наклон относительно горизонталей уменьшается внаправлении в корме. Исходя иэ высоты профиля центрального полоза и высоты Ч-образных шпангоутов, можнообеспечить выбор оптимального надреза льдины центральным полозом приучете прочих конструктивных особенностей судна. Кроме того, это позволяет, контролируя, производить разлом на две части приблизительно прямоугольной льдины большого размераи предотвращать ее разрушение на множество кусков, На заднем участкеподводной носовой части судна боковые полозья 38 переходят в боковыевыступы 47 корпуса судна.На фиг.7 и 8 штрихлинией обозначена ватерлиния 48 "толстый лед",указывающая уровень осадки судна,например, после загрузки балластнойводой. Благодаря этой мере создаетсябольший изгибающий момент при разломе приблизительно прямоугольной льдины с обрезанными боковыми кромками,выломанной из ледового поля, и сохраняются у судна все остальные ледокольные свойства. При этом наклоннаявперед вверх лобовая поверхность 2практически полностью находится подводой.На фиг.9 изображено судно ледового плавания в поперечном разрезе законструкционной ватерлинией 10 на лобовой поверхности 2 (фиг,7,8) на переднем участке центрального полоза 44,Из ледового поля 34 вырезана посредством режущих кромок 37 льдина и поцдействием изгибающего усилия отломана одним куском 49 по невидимой поперечной линии от ледового поля 34.Носовая понтцнообраэная оконечность 1 корпуса судна ледового плавания содержит согласно варианту пофиг.12 лобовую поверхность 2, к которой примыкает выполненная в Ч-образной форме подводная носовая часть.Резко направленная вперед лобовая поверхность 2 имеет угловые точки перегиба 50-53, которые расположены выше ватерлинии приблизительно в однойплоскости, Действие острых кромоксторон может быть усилено применениемзубьев 54,Направленная вперед лобовая поверхность 2 носовой части постепенно переходит несколько ниже ватерлинии вЧ-образно выполненную часть подвод 7 13081 ной области судна, Иирина носовой оконечности 1 спереди до угловых точек 55 и 56 одна и та же или даже несколько больше, чем ширина остальной части судна. За угловыми точками 55 и 56 ширина носовой оконечности 1 заметно уменьшена.Ч-образно выполненная часть подводной области судна, примыкающая к понтонообразной носовой оконечности 1 О 1 корпуса судна с ледокольными свой - ствами, переходит в лобовую поверхность 2 с помощью направленных в сторону, вверх, вперед состыковывающихся переходных поверхностей 57 и 58, при мыкающих к форштевню 59.Понтонообразная носовая оконечность 1 оборудована рядом сопл 60 демпфирования волнения, расположенных с левого до правого борта прибли зительно в зоне ватерлинии 10. Через сопла 60 выпускают наружу воду, воздух или смесь воды с воздухом. Сопла 60 расположены преимущественно ниже конструктивной ватерлинии 10 в зоне 25 лобовой поверхности 2 носовой оконечности 1 судна. Эти сопла 60 установлены так, что с помощью выпускаемой из них воды, воздуха или смеси воды с воздухом можно демпфировать 30 бьющие в носовую оконечность волны,Сопла 60 соединены с предусмотренными на корпусе судна сопловыми уста-)новками или могут являться составнойчастью такого рода установок, которые выполнены так, что всасывающиеворонки этих сопловых установок могут содержаться свободными от льда,когда судно находится в покрытыхльдом водах и требуется ввести в действие сопла 60, предусмотренные в носовой оконечности 1,Судно ледового плавания эксплуатируется во льдах следующим образом.45При перемещении носовой оконечности 1 в ледовом поле 34 наклонная вовнутрь относительно вертикальной плоскости 32 боковая стенка 30 или 31 носовой части позволяет образовать 0 зазор 33 между боковой стенкой и твердым ледовым полем 34 (см.фиг.4), благодаря чему предотвращена горизонтальная передача усилий Г, изображенных на фиг.3. Зазор 33 увеличивается в верхнем направлении, причем он может также увеличиваться в направлении к корме судна, как на фиг.5,где носовая часть судна показана в пла 88 8не. Образование такого зазора может быть выгодным при сильном сжатии льдов, причем целесообразно зазор увеличивать как снизу вверх, так и спереди назад, При этом исчезнет трение между корпусом судна и боковой стороной твердого ледового покрытия.При варианте исполнения согласно фиг.7 центральный полоз 44 производит по средней линии куска 49 льдины надрез, образуя тем самым линию заданного разлома. В подводной носовой части с Ч-образными шпангоутами (фиг10, поперечный разрез) центральный полоз 44 и подъемная сила на краях льдины вызывают ее разлом на две приблизительно равные половины. На расположенной далее части корпуса судна эти половины отводятся в наружную сторону и попадают под ледовое покрытие 34 (фиг.11, поперечный разрез) .формула изобретения1. Судно для плавания в открытом море и покрытом льдом бассейне, содержащее расположенную в зоне ватерлинии и выше нее понтонообразную носовую оконечность корпуса судна, днище которой в нижней части выполнено с участком лобовой поверхности, простирающейся на большую часть ширины корпуса судна и наклоненной вперед и вверх к плоскости ватерлинии, а также кормовую оконечность с размещенными в ней движителями, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения ледопроходимости при наименьшей мощности, потребной для передвижения судна и повышения остойчивости, участки перехода бортовых стенок понтонообразной носовой оконечности корпуса судна в лобовую поверхность днища последней образованы расположенными вдоль этой носовой оконечности бортовыми ребрами, частично изогнутыми в продольном направлении, выполненными выступающими наружу от корпуса и образующими самую широкую часть подводного участка корпуса судна, причем участок перехода лобовой поверхности днища в кормовой его участок под конструктивной ватерлинией выполнен выгнутым вниз или с изломом, а лобовая поверхность днища выполнена расширяющейся в сторону кормы судна.2, Судно по п.1, о т л и ч а ю - ю щ е е с я тем, что бортовые ребра участков перехода бортовых стенок носовой оконечности в ее днище имеют дугообразный профиль в сеченияхшпангоутов. 3. Судно по п.1, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что бортовые ребра участков перехода бортовь 1 х стенок носовой оконечности в ее днище имеют острые кромки в сечениях шпангоутов,4. Судно по пп.1-3, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что участки перехода бортов в днище корпуса за яредела ми носовой оконечности образованы бульбообразными выступами, расположенными вдоль корпуса судна и плавно сопряженными с профилем участков перехода бортовых стенок носовой око нечности в ее днище5. Судно по пп,1-4, о т л и ч аю щ е е с я тем, что бульбообразные участки перехода бортов в днище корпуса за пределами носовой оконечно сти плавно сопряжены с боковыми стенками туннелей, выполненных в кормовой оконечности корпуса судна для размещения в них гребных винтов движителей. 306, Судно по пп.3-5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что бортовые ребра с острыми кромками в участка перехода бортовых стенок носовой оконечности в лобовую поверхность ее днища выполнены прямыми или изогнутыми, снабжены размещенными на них одними ледорезными элементами, анижняя часть носовой оконечности корпуса судна снабжена установленными 40 по ее центру вдоль корпуса судна другими ледорезными элементами.7.Судно по пп.1-6, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что днищевые участки шпангоутов выполнены трапецеидальными и имеющими нижнее плоскоеоснование, параллельное плоскости ватерлинии.8. Судно по пп.1-7, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что на днище корпуса судна в носовой оконечности запределами лобовой поверхности выполнен Ч-образный в плоскостях шпангоутов выступ, образующий подворный форштевень. 559. Судно по пп.1-8, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что бортовые стенки понтонообразной носовой оконечности расположены под острым углом к вертикальным плоскостям, касательным к их нижним кромкам, и выполнены в сторону диаметральной плоскости,10. Судно по пп.1 - 9, о т л и ч аю щ е е с я тем, что передний торец понтонообразной носовой оконечности выполнен со впадиной, образующей с бортовыми стенками этой носовой части оконечности два надводных форштевня, расположенных симметрично по обе стороны относительно диаметральной плоскости и переходящих своими нижними кромками в бортовые ребра участков перехода бортовых стенок новосой оконечности в лобовую поверхность ее ,днища. 11. Судно по пп.3-10, о т л и ч аю щ е е с я тем, что ледорезные элементы выполнены в виде полозьев с острыми режущими кромками, центральный из которых расположен в диаметральной плоскости, а два других бортовых полоза установлены на бортовых ребрах участков перехода бортовых стенок понтонообразной носовой оконечности в лобовую поверхность днища последней12. Судно по п.9, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что угол наклона бортовых стенок понтонообразной носовой оконечности к вертикальным плоскостям выполнен возрастающим в сто - рону кормовой оконечности.13, Судно по п.11, о т л и ч а ющ е е с я тем, что полозья ледорезных элементов имеют стержнеобразный профиль.14. Судно по .13, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в плоскости шпангоута центральный стержнеобразный профиль полоза ледорезного элемента размещен в вершине угла Ч-образного профиля подводного выступа на днище в этой плоскости шпангоута.15. Судно по п.14, о т л и ч а ющ е е с я тем, что длина центрального стержнеобразного профиля полоза ледорезного элемента не превышает длины носовой оконечности.16. Судно по п.14, о т л и ч а ющ е е с я тем, что центральный стержнеобразный профиль полоза ледорезного элемента выполнен изогнутым в диаметральной плоскости.17. Судно по п.11, о т л и ч а ющ е е с я тем, что режущие кромки бортовых полозьев ледорезных элементов своими кормовыми концами сопря3081 жены с бульбообразными выступами учзчастков перехода бортов корпуса судна в днище последнего.18. Судно по п.11, о т л и ч а юс я тем, что продольная ось щеесяцентрального полоза ледорезного элемента наклонена к плоскости ватерлинии на больший угол, чем углы наклона к плоскости ватерлинии продольных осей бортовых полозьев ледорезных 10 элементов. 1 , Судно по п.18, о т л и ч а ющ е е с я тем, что отклонение величины угла наклона к плоскости ватерлинии продольной оси центрального полоза от величины углов наклона к плоскости ватерлинии продольных осей бортовых полозьев уменьшается в направлении от носовой оконечности к 20 кормовой оконечности.11.06.82 05,11,81 11.09.82 03.02.82юг по пп. 1,2,4,5,7, 10;по пп. 3, 9, 12, 19;по пп. 8, 20,21;по пп. 6. 10, 11, 13-18,88 1220. Судно по пп.1 - 19, о т л и ч ающе е сяя тем, что понтонообразная носовая оконечность снабжена смонтированной в ее нижней части со стороны лобовой поверхности группой сопл демпфирования волнения для подачи через них воды, воздуха или водовоз- душной смеси, расположенных в ряд от одной бортовой стенки до другсй противоположной бортовой стен ки поперек корпуса судна,21. Судно по п.20, о т л и ч а ющ е е с я тем, что ряд сопл демпфирования выполнения расположен под конструктивной ватерлинией. Приоритет и о пунктам