Толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах

Толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания ледокольных приставок, предназначенных для прокладки широкого ледяного канала, обеспечивающего безопасную проводку крупнотоннажных судов во льдах в основном на внутренних водных путях и при каботажном плавании.

Известен ледокол, оборудованный винторулевыми колонками и обеспечивающий осуществление способа прохождения относительно широкого судна через ледовое поле, при этом корпус ледокола является относительно узким (патент РФ на изобретение №2205768, опубликовано 10.06.2003 г., патентообладатель Кваернер Маса-Ярдс). Ледокол включает две управляемые двигательные установки на противоположных концах корпуса соответственно. Двигательные установки используются для приведения ледокола в движение через ледовое поле в нужном направлении под существенным углом к его линии киля, благодаря чему за один проход ледокола вскрывается канал, имеющий существенно большую ширину, чем ширина по ватерлинии ледокола.

Недостатком ледокола по упомянутому патенту является то, что он имеет ограниченную возможность для прокладки широкого канала, двигаясь во льдах с углом дрейфа. При таком режиме эксплуатации, даже в тонких льдах, возникают очень большие поперечные усилия, которые практически сводят на нет возможность движения в таком режиме. Кроме того, можно ожидать, что движение с углом дрейфа обычного ледокола, даже если его могут обеспечить тяговые характеристики движительного комплекса, будет неустойчиво. На это указало полученное в ходе расчетов (К.Е. Сазонов, Ледовая управляемость судов. - Санкт-Петербург, ФГУП «ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова», 2006, 251 с.), почти десятикратное превышение поперечной ледовой силы над продольной. В такой ситуации при любом незначительном изменении внешних условий ледокол будет пытаться двигаться по линии наименьшего сопротивления. Такая неустойчивость в движении ледокола будет приводить к сильной извилистости канала, что существенно будет повышать вероятность столкновения проводимого судна с неровной кромкой канала.

Известна также толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка Г.Я. Сербула, имеющая корпус с наклонным форштевнем и разваленными бортами. Приставка предназначена для создания судоходного канала во льдах путем разрушения ледового покрова («В любое время года». Журнал «Техника - Молодежи», Москва, 1984 г.) и представляет собой «нечто вроде перевернутой баржи», в носовой части которой находится резец. Она закрепляется перед любым буксиром-толкачом и осуществляет раскалывание и раздвигание льда под края судоходного канала.

Недостаток известной ледокольной приставки заключается в том, что она не обеспечивает прокладки широких каналов во льдах для проводки крупнотоннажных судов.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности создания широкого судоходного канала во льдах ледокольной приставкой при одновременном снижении ее ледового сопротивления в процессе создания широкого канала во льдах, предназначенного для безопасной проводки крупнотоннажных судов и использовании традиционных буксиров и буксиров-толкачей, имеющих минимальный уровень ледовых усилений корпуса, позволяющий их эксплуатировать в битых льдах.

Это достигается тем, что толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах, имеющая корпус с наклонным форштевнем и разваленными бортами, дополнена двумя корпусами с наклонным форштевнем и разваленными бортами, при этом корпуса скомпонованы в виде головного и двух боковых, которые жестко связаны между собой рамной конструкцией, снабженной устройством для плотного ее контактирования с буксиром-толкачом, и имеют на уровне действующей ватерлинии форму, близкую к треугольной, и обрубленную плоскую корму, при этом боковые корпуса имеют одинаковую ширину и расположены со смещением вниз по потоку от головного корпуса так, что линия, проходящая через их форштевни на уровне ватерлинии, отстоит от параллельной ей линии, проходящей на уровне ватерлинии через ахтерштевень головного корпуса, на расстояние не менее 0,1 ширины головного корпуса по его миделю, а по обе стороны от головного корпуса размещены с отстоянием их диаметральных плоскостей от диаметральной плоскости ледокольного судна на расстоянии l, определяемом из соотношения:

где В_г и B_б - ширина соответственно головного и бокового корпуса по миделю, при этом устройство для плотного контактирования приставки с буксиром-толкачом размещено на рамной конструкции и расположено выступающим на величину b не менее 3 м за линию, проходящую через ахтерштевни бортовых корпусов.

Размещение боковых корпусов со смещением вниз по потоку от головного корпуса на расстояние не менее 0,1 ширины головного корпуса по миделю улучшает прохождение обломков битого льда между корпусами приставки, что приводит к снижению ледового сопротивления состава в битых льдах и, следовательно, к снижению потребляемых мощностных затрат буксировщика.

Выполнение боковых корпусов с одинаковой шириной по миделю и их одинаковое расположение по обе стороны от головного корпуса позволяет повысить устойчивость состава на курсе, что также приводит к снижению сопротивления буксирующего судна.

Наибольшая ширина создаваемого ледоколом канала обеспечивается размещением боковых корпусов по обе стороны от головного на расстоянии не менее, чем определяемом выше соотношением, что обеспечивает свободное прохождение с наименьшим сопротивлением обломков битого льда и, соответственно, снижение сопротивления буксирующего судна и, кроме того, создание им наиболее возможного по ширине канала для прохождения судов.

Выполнение корпусов приставки на уровне действующей ватерлинии в форме, близкой к треугольной, а также обрубленной плоской кормы существенно упрощает технологию производства таких корпусов, а также снижает их металлоемкость.

Размещение устройства для сцепления с буксиром на расстоянии не менее 3 м от линии, проходящей через ахтерштевни боковых корпусов, позволяет пропускать битый лед между буксиром и боковыми корпусами приставки без существенного увеличения ледового сопротивления.

Указанное расположение корпусов ледокольной приставки и буксира оказывает влияние на характер разрушения ледяного покрова боковыми корпусами. Они будут разрушать лед, скалывая и направляя значительные его куски в канал, прокладываемый головным корпусом. Это приводит к снижению ледового сопротивления состава «приставка-буксир» в целом.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема предлагаемой толкаемой буксиром-толкачом ледокольной приставки для разрушения ледового покрова (вид сверху).

Толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах состоит из трех корпусов, головного 1 и двух боковых корпусов 2 и 3, жестко связанных между собой рамной конструкцией 4, которая снабжена устройством 5 для плотного соединения ледокольной приставки с буксиром-толкачом 6. Боковые корпуса 2 и 3 ледокольной приставки размещены со смещением вниз по потоку от головного корпуса 1 и имеют одинаковую ширину. Корпуса 1, 2 и 3 имеют на уровне действующей ватерлинии форму, близкую к треугольной, и обрубленную плоскую корму. Устройство для плотного контактирования ледокольной приставки 5 с буксиром-толкачом 6, расположенное на рамной конструкции 4, выступает на величину b не менее 3 метров за линию, проходящую через ахтерштевни боковых корпусов 2 и 3.

Предлагаемая толкаемая ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах работает следующим образом.

При движении буксира-толкача 6 с предлагаемой толкаемой ледокольной приставкой для создания судоходного канала во льдах, имеющей головной корпус 1 и два боковых корпуса 2 и 3, жестко связанных между собой рамной конструкцией 4, осуществляет разрушение ледового покрова с образованием при этом широкого канала битого льда 7 позади корпусов 1, 2 и 3. При этом буксир-толкач 6, двигаясь в канале битого льда, раздвигает в стороны образовавшиеся вследствие прохождения корпусов 1, 2 и 3 небольшие по размеру обломки льда 8, 9. В результате прохождения буксира-толкача 6 с ледокольной приставкой образуется широкий канал битого льда 7.

Практическая реализация заявляемого технического решения промышленной сложности не представляет, что позволяет сделать вывод о соответствии этого решения условию патентоспособности «промышленная применимость».

Предлагаемая толкаемая ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах обеспечивает возможность создания широкого судоходного канала, предназначенного для безопасной проводки крупнотоннажных судов во льдах преимущественно на внутренних водных путях и при каботажном плавании, и одновременно с этим снижения ледового сопротивления в процессе его создания, а также положительно влияет на уменьшение затрат мощности при движении во льдах и прокладку широкого судоходного канала ледоколом, что ее выгодно отличает от прототипа.

Толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах, имеющая корпус с наклонным форштевнем и разваленными бортами, отличающаяся тем, что она дополнена двумя корпусами с наклонным форштевнем и разваленными бортами, при этом корпуса скомпонованы в виде головного и двух боковых, которые жестко связаны между собой рамной конструкцией, снабженной устройством для плотного ее контактирования с буксиром-толкачом, и имеют на уровне действующей ватерлинии форму, близкую к треугольной, и обрубленную плоскую корму, при этом боковые корпуса имеют одинаковую ширину и расположены со смещением вниз по потоку от головного корпуса так, что линия, проходящая через их форштевни на уровне ватерлинии, отстоит от параллельной ей линии, проходящей на уровне ватерлинии через ахтерштевень головного корпуса, на расстояние не менее 0,1 ширины головного корпуса по его миделю, а по обе стороны от головного корпуса размещены с отстоянием их диаметральных плоскостей от диаметральной плоскости ледокольного судна на расстоянии l, определяемом из соотношения: где В_г и В_б - ширина соответственно головного и бокового корпуса по миделю, при этом устройство для плотного контактирования приставки с буксиром-толкачом размещено на рамной конструкции и расположено выступающим на величину b не менее 3 м за линию, проходящую через ахтерштевни бортовых корпусов.