Корпус ледокола

Корпус ледокола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (1) у .В 63 В 35/08, 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3660100/27-11 (22) 09.11.83 (46) 30.01.86.Бюл.Ф 4 (72) Н.П.Буховец (53) 629.124.791.2(088.8) (56) Каштелян В.И. и др. Ледоколы.

Л. †:Судостроение, 1972, с.180-182. (54)(57) КОРПУС ЛЕДОКОЛА, содержащий носовую, среднюю и кормовую части обшивки, имеющие плавные лекальные обводы ледокольного типа,о т л и ч а ю -шийся 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 различ,ный угол наклона и уменьшающуюся

:при каждом чередовании длину, с участками, параллельными батоксам и имеющими ))величивающуюся ври каждом чередовании длину, а последний иэ 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 наклон.ных участков каждой ломаной линии имеет обратный наклон по отношению . к наклону остальных наклонных участков этой ломаной линии, причем вьппе 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.

)207892

Изобретение относится к судостроению, а именно к конструкциям корпуг îH судов активного ледового плаванил, преимущественно ледоколов.

Целью изобретения является увеличение ледовой ходкости в тяжелых сплошных льдах путем повышения эффективности ледоразрушения.

Ца фиг.l показан теоретический чертеж носовой части корпуса ледоко- 10 ла, вид сверху (полуширота); на фиг.2 — то же, главный вид .(бок); на фиг.3 — то же, поперечное сечение (корпус); на фиг.4 — профили рабочих и переходных участков, где 15 ватерлинии проведены через 0,25 м от осадки !2,5 м до максимальной осадки 16 м, а сечения надводного борта — через 0,5 м; на фиг.5 — сечение А-Л на фиг.4; на фиг.6 — сече- 20 ние Б-Б на фиг.4; на фиг.7 — сечение

В-В 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, 25 среднюю и кормовую части обшивки (не показаны), имеющие плавные лекальные обводы обычного ледокольного типа. !!осовал часть. корпуса имеет ступен>атообразную вставку криволинечной 30 формы, ограниченной по осадке снизу и сверху плавными лекальными обводами ! обшивки. Форма этой вставки может быть описана рядом ватерлиний теорегическо> о ертежа, например на проек — 35 ции полуширота.

Конструктивная ватерлиния 2 ледокола проходит между плавными лекаль>п>ми обводами 1 корпуса судна и пред40 ставллет собой в пределах длины вставки ломаную линию со скругленными углами. Первый от форштевня прямолиней— ный участок 3 этой линии имеет наклон к кормовой части под острым уг45 лом к диамстральной плоскости и переходит в рлд чередующихся прямоли— нейных наклонных участков 4, имеющих различный угол наклона и уменьшающуюся при каждом чередовании длину, с участками 5, параллельными батоксам

6 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 кривопинейнун> ватерлинию плавных лекальных обводов средней части корпуса, а участок 8 плавно сопряжен с предшествующим параллельным батпксу участком.

Ватерлинии 10 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 час— ти и различной длины участками, имею* щими различные углъ| 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 ступен— чатообразную 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 к о вертикали 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, рабе ая поверхность которого и обес1207892

40 чем ширина корпуса, предотвращают заклиниваемость ледокола в тяжелом льду.

55 печивает приложение сил ледоразрушения и притапливания. B реальной конструкции концентратор образуется плавным отворотом обшивки от обычных обводов в нижней части до максимально активизированного ледоломного участка в его верхней части. Эта часть рабочей поверхности, как плоскость, перпендикулярная диаметральной и наклонная к горизоно ту на угол 25-30, 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 плос— о кости) на угол 35-45 с плавным пере— ходом 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 о лом 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 65о

75 . На участке эффективного притапливания рабочая поверхность (в шпангоутном сечении ) имеет несколько вог5

30 нутую форму, плавно сопрягающуюся с наклонным бортом, т.е. в пределах одного концентратора по ходу льда угол о изменяется от 90 на участке ломки до соответствующего наклона борта, который по длине носовой части кор-. пуса изменяется примерно от 40-45 Vl на 0-2 теоретическом шпангоуте о до 15-18 под кормовым концейтратором у перехода к цилиндрической вставке. Число концентраторов напряжений может быть, например, от 2 до

7 по каждому борту. Для прокладки канала шириной 40 м оптимальное число концентраторов 5-7. Рабочие поверхности имеют покрытие материалом с минимальным коэффициентом трения. 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— тивных элементов — концентраторов обладает одинаково высокой способностью в преодолении сплошного льда по всей длине носовой части независимо от относительной ширины корпуса.

Наползающие на лед наклонные поверхности 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 соответствующей балластировкой и изменением посадки ледокола. Увеличение водоизме Ф щения ледокола положительно сказы)207892 вается на,дедовой ходкости. Упорядоченность процессов в схеме много— полосно-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 зна— чительных 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 лед поджатых кромок канала на заднем ходу ледокола. Наклон переходных плос—

10 костей по углу /3 (на коэффициент трения больше 0,2) обеспечивает достаточ ную 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 ropvзонтальнс й.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 притапливания обломков и очистки канала. Рабочие поверхности концентраторов значительной площадью опоры развивают эффективное воздействие на лед. В этои

"клавишно-полосной" ломке льда обес30 печивается облом несколько шире, чем участок рабочей поверхности. При последующих обломах предотвращается ин- тенсивное обмятие кромки льда наклонной поверхностью борта на пере35 xonHbix участках.

1207892

ЕЙ

12,5м

Фиг, 7 1207892

Составитель Н. Круглов

Техред Л.Микеш., Корректор В. Синицкая

Редактор М. Келемеш

Заказ 156/25 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4