Корпус ледокола

(54)(57) КОРПУС ЛЕДОКОЛА, содержащий носовую, среднюю и кормовуючасти обшивки, имеющие плавные лекальные обводы ледокольного типа,о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения ледовой ходкости в тяжелых сплошных льдах путем повышения эффективности ледоразрушения, носовая часть снабжена ступенчатообразной вставкой криволинейнойформы, ограниченной по осадке снизуи сверху плавными лекальными обводами обшивки, при этом конструктивная ватерлиния проходит между этимиучастками плавных лекальных обводовкорпуса судна и представляет собойв пределах длины вставки ломануюлинию со скругленными углами, причемпервый от форштевня прямолинейныйучасток этой линии имеет наклон ккормовой части под острым углом кдиаметральной плоскости и переходитв ряд чередующихся прямолинейныхнаклонных участков, имеющих различный угол наклона и уменьшающуюсяпри каждом чередовании длину, сучастками, параллельными батоксами имеющими )увеличивающуюся ври каждом чередовании длину, а последний иэ параллельных бактоксам участков примыкает у своих концов к прямолинейным участкам, перпендикулярным батоксам и параллельным междусобой, при этом один из последнихучастков переходит в криволинейнуюватерлинию плавных лекальных обводов средней части корпуса, а другой плавно сопряжен с предшествующим параллельным батоксу участком,причем ватерлинии плавного переходаобводов 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 линииимеет обратный наклон по отношениюк наклону остальных наклонных участков этой ломаной линии, причем вьппеи ниже конструктивной ватерлинии каждый наклонный участок последующей ватерлинии имеет длину, увеличенную посравнению с длиной соответствующегоему наклонного участка предыдущей ватерлинии, и меньший острый угол наклона, а каждый параллельный участок - уменьшенную длину.Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям корпусов судов активного ледового плаванил, преимущественно ледоколов.Целью изобретения является увеличение ледовой ходкости в тяжелых сплошных льдах путем повышения эффективности ледоразрушения.Ца фиг. показан теоретический чертеж носовой части корпуса ледоко- О ла, вид сверху (полуширота); нафиг.2 - то же, главный вид (бок);на Фиг.3 - то же, поперечное сечение корпус); на фиг.4 - профили рабочих и переходных участков, где 5 ватерлинии проведены через 0,25 м от осадки 12,5 м до максимальнойосадки 16 м, а сечения надводного борта - через 0,5 м; на фиг.5 - сечение А-Л на фиг.4; на фиг.б - сече ние Б-Б на фиг.4; на фиг.7 - сечение В-В на фиг.4; на фиг,8 - сечение Г-Г и фиг,4; на фиг.9 - сечение Д-Д на Фиг.4.Корпус ледокола содержит носовую, 25 среднюю и кормовую части обшивки (не показаны), имеющие плавные лекальные обводы обычного ледокольного типа.11 осовал часть. корпуса имеет ступенигообразную вставку криволинечной 30 Формы, ограниченной по осадке снизу и сверху плавными лекальными обводами 1 обшивки. Форма этой вставки может быть описана рядом ватерлиний теореГического чертежа, например на проек - 35 ции полуширота. Конструктивная ватерлиния 2 ледокола проходит между плавными лекальными обводами 1 корпуса судна и пред 40 ставллет собой в пределах длины вставки ломаную линию со скругленными углами. Первый от форштевня прямолинейный участок 3 этой линии имеет наклон к кормовой части под острым уг 45 лом к диамстральной плоскости и переходит в рлд чередующихся прямолинейных наклонных участков 4, имеющих различный угол наклона и уменьшающуюся при каждом чередовании длину, с участками 5, параллельными батоксам50 б и имеющими увеличивающуюся при каждом чередовании длину, а последний 7 из параллельных батоксам участков примыкает у своих концов к прлмоли - нейным участкам 8 и 9, перпендикулярным батоксам 6 и параллельным между собой. Участок 9 переходит в криволинейную ватерлинию плавных лекальных обводов средней части корпуса, а участок 8 плавно сопряжен с предшествующим параллельным батоксу участком.Ватерлинии О плавного перехода обводов .вставки к обводам 1 корпуса расположены выше и ниже конструктивной ватерлинии и представляют собой ряд ломаных линий со скругленными углами и чередующимися прямолинейными наклонными к кормовой части и различной длины участками, имею щими различные углы наклона к диаметральной 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 участ - ка предыдущей вартерлинии, и меньший острый угол наклона, а каждый параллельный участок - уменьшенную длину.Для большей наглядности ступенчатообразную вставку в носовой части корпуса судна можно условно представить как ледовую рабочую зону, обводы которой, если смотреть на форштевень, представляют чередование выступов - концентраторов вертикального напряжения, выполнен- ных в виде отворотов обшивки.Эти концентраторы расположены симметрично диаметральной плоскости выше обычного ледового пояса, на полосе шириной 2,5-.3 м.Каждый концентратор ограничен поверхностями: наклонной криволинейной рабочей поверхностью, ориентированной встречно движению и переходной плоскостью, параллельной продольной оси ледокола и наклонной ковертикали на угол 12-15. Вид обводов рабочей зоны, специализированной на преодоление сплошного льда, можно представить для наглядности как уступы - вырезы корпуса обычных ледовых обводов. Два смежных выреза и образуют между собой выступ - концентратор напряжения, рабочая поверхность которого и обес1207892 35 40 чем ширина корпуса, предотвращают заклиниваемость ледокола в тяжелом льду. 45 50 55 печивает приложение сил ледоразрушения и притапливания. В реальнойконструкции концентратор образуется плавным отворотом обшивки отобычных обводов в нижней части до максимально активизированного ледоломного участка в его верхней части. Эта часть рабочей поверхности, как плоскость, перпендикулярная диаметральной и наклонная к горизоноту на угол 15-30, и является элементом приложения 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 нагромождениями льда. По мере заглубления рабочей поверхности участок активнбй ломки трансформируется в криволинейную поверхность притапливания с наклоном по ходу льда (в се-. чении параллельно-диаметральной плосокости) на угол 35-45 с плавным переходом в нижней части к форме батокса борта обычных обводов. Крайние бортовые (кормовые) концентраторы выполнены двухсторонними и образуют конструкцию по ширине, выступающей за пределы наиболее широкой части корпуса на 1-2 м с каждого борта. Переходная плоскость крайнего конценто ратора имеет наклон 15-18 . форма носовой части корпуса обуславливает соотношения рабочих и переходных поверхностей, формирующих специализированные обводы: чем ближе концентратор к максимальной ширине корпуса, тем уже участок активной ломки, а переходный - длиннее. Ватерлиния максимальной осадки имеет ступенчатый вид чередования участков с уго олом ж =0 и ж =90 . По мере заглубления рабочей поверхности характерен плавный разворот участков ватерлиний с изменением кривизны перехода. Рабочие поверхности носовых концентраторов из-за влияния форштевня и укороченных переходных участков между концентраторами имеют максимальный угол отворота ватерлинии от диаметральной плоскости 65 о75 . На участке эффективного притапливания рабочая поверхность (в шпангоутном сеченииимеет несколько вог 5 10 15 20 25 30 нутую форму, плавно сопрягающуюся снаклонным бортом, т.е. в пределах одного концентратора по ходу льда уголоизменяется от 90 на участке ломки до соответствующего наклона борта,который по длине носовой части кор-.пуса изменяется примерно от 40-45Нна 0-2 теоретическом шпангоутеодо 15-18 под кормовым концейтратором у перехода к цилиндрическойвставке. Число концентраторов напряжений может быть, например, от 2 до7 по каждому борту. Для прокладкиканала шириной 40 м оптимальноечисло концентраторов 5-7. Рабочиеповерхности имеют покрытие материалом с минимальным коэффициентомтрения, Зона концентраторов в носовой части ( у форштевня) имеет ширину и заглубление на -1,5 м больше, чем в кормовой части,Борт, состоящий из "набора" ак -тивньх элементов - концентраторовобладает одинаково высокой способностью в преодолении сплошного льда по всей длине носовой части независимо от относительной шириныкорпуса.Наползающие на лед наклонныеповерхности концентраторов позволяют развивать достаточные для ледоразрушения при притапливании вертикальные усилия.На стадии ломки и притапливания обеспечивается ход льда вниз в плоскости батокса с исключением бокового расклинивающегося воздействия. Такая схема взаимодействия и прокладка канала несколько шире,Работа специализированной на сплошной лед рабочей зоны основана на тактике соответствия обводов корпуса ледовым .условиям. На минимальной осадке работает обычная ватерлиния плавного обтекания и расталкивания водно-ледовой среды. Чем тяжелее сплошной лед, тем больше заг- ., лубление зоны концентраторов и тем больше вертикально-ледоломное воздействие корпуса вместо горизонтально-разводящего. Степень заглубления регулируется соответствующейбалластировкой и изменением посадки ледокола. Увеличение водоизме Фщения ледокола положительно сказы 1207892вается на,дедовой ходкости. Упорядоченность процессов в схеме многополосно-секторной ломки льда, осуществляемой концентраторами, обеспечивается не только степенью их заглубления, но и конструктивным выполнением элементов, формирующих специализированные обводы, - в зависимости от мощности, размерений ледокола и региона его работы.Беспрепятственное притапливание обломков в их движении почти параллельно-диаметральной плоскости сохраняется примерно до глубины 2-2,5 м, что равно максимальной толщине однолетнего льда. Затем осуществляется перевод обломков к обводам, где сплошность.льда исчезает и корпус работает как в несплошных льдах. Так обеспечивается приложение корпусом достаточных вертикальных и горизонтальных сил в требуемой последовательности.Переменный наклон рабочей по-.верхности обеспечивает в ледоломном усилии и сжимающие лед силы, что способствует получению меньших по размерам обломков. Вогнутость поверхности притапливания предотвращает.плотное прилегание и способствует перемещению обломков с минимальным сопротивлением. Высокая ледопроходимость, предотвращение значительных сил в боковом сжатии льда,прокладка канала шире корпуса позволяет в динамике практически нейтрализовать сжатие льдов, а также заклиниваемость корпуса.Кормовая наклонная плоскость последнего концентратора скалывает ледподжатых кромок канала на заднем ходу ледокола. Наклон переходных плос - 10 костей по углу /3 (на коэффициент трения больше 0,2) обеспечивает достаточную поворотливость ледокола во льдах.При выходе на разреженный лед оперативно выводятся из взаимодействия 15 участки активной ломки для предотвращения буксировки льдин. Компромисной формы обводы усиливают ледоотводящую способность бортов в горизонтальнсй,плоскости и обеспечивают 20 более широкий канал в битых льдах.Большее заглубление зоны концентраторов в носовой части обусловлено дифферентовкой ледокола при ходе в тяжелом льду и задачей притапливанияобломков и очистки канала. Рабочиеповерхности концентраторов значительной площадью опоры развивают эффективное воздействие на лед. В этои"клавишно-полосной" ломке льда обес - 30 печивается облом несколько шире, чемучасток рабочей поверхности. При последующих обломах предотвращается ин-тенсивное обмятие кромки льда наклонной поверхностью борта на переходных участках.1.Синицкая исно атент Филиал П жгород, ул.Проектная,Закая 156/25 Тир ВНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Жж 422 Подого комитета СССРний и открытийРаушская наб д