Ледокольное судно с подруливающим устройством, выполненным с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах

Ледокольное судно с подруливающим устройством, выполненным с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области судостроения, а именно к конструкциям подруливающего устройства ледоколов и ледокольных судов, и может быть использовано для маневрирования на чистой воде и в швартовном режиме в условиях мелкобитого льда.

В отечественном и зарубежном судостроении известны подруливающие устройства (далее по тексту - ПУ) различных типов. Одним из основных типов является ПУ туннельного типа. Такие ПУ имеют сквозную установку поперек судна и рабочие выходы на оба борта. При постройке судов ПУ изготавливаются и поставляются на стапель в виде готовых агрегатов специализированными предприятиями.

Однако при работе судна во льдах по прямому назначению и выполнении маневров в ледовой обстановке боковой туннель забивается попадающими в его полость обломками битых льдин, что может привести к поломке агрегата. Кроме того, изготовление и монтаж в корпусе судна ПУ требует материальных затрат, а наличие сквозного туннеля в корпусе ледокольного судна крайне негативно сказывается на жесткости и прочности конструкции корпуса в носовой части. Перечисленные недостатки относятся и к подруливающим устройствам выдвижного типа.

Известно ПУ фирмы «Brunvoll thrusters», Норвегия (http://www.branvoll.no/product/the-complete-thruster-system/tunnel-thrusters). Выпускается линейка ПУ с различными характеристиками мощности и диаметров винтов. Например, FU45 с диаметром винта подруливающего устройства 1375 мм и мощностью от 275 до 450 кВт.

Недостатками данного ПУ является высокая вероятность повреждения ПУ обломками битых льдин в ледовых условиях, сложность обеспечения жесткостных и прочностных характеристик конструкции корпуса судна, вызванная применением такого ПУ и необходимостью выполнения тоннеля.

Известно ПУ фирмы «Schottel», Германия (http://www.schottel.de/ru/morskaja-propulsija/stt-poperechnoe-podrulivajushchee-ustroistvo/). Выпускается линейка ПУ с различными характеристиками мощности и диаметров винтов. Например, STT1 с диаметром винта подруливающего устройства 1240 мм и мощностью от 380 до 500 кВт.

Недостатки данного ПУ аналогичны недостаткам ПУ фирмы «Brunvoll thrusters».

Наиболее близким техническим решением для этих целей является применение вместо указанных ПУ штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, например, фирмы «Jason Engineering», Норвегия (http://jason.no/Products/Pumps), который имеет характеристики подачи от 700 м³/ч до 4500 м³/ч, напора от 1,1 МПа до 2,5 МПа, мощностью до 2,5 МВт.

Аналогично для этих целей можно применить насосы фирмы «Fire Fighting systems», Норвегия (http://www.fifisystems.com), которые имеют подобные технические характеристики.

Задачами изобретения является обеспечение маневрирования ледокольного судна на чистой воде и в условиях мелкобитого льда. Кроме того, это позволит уменьшить количество оборудования, которое может быть повреждено обломками битых льдин и, соответственно, увеличить надежность ледокольного судна при одновременном улучшении жесткостных и прочностных характеристик конструкции его корпуса. Такое ПУ обеспечит снижение материальных затрат на постройку ледокольного судна за счет исключения затрат на изготовление и монтаж традиционного подруливающего устройства.

Поставленная задача решается следующим образом: ледокольное судно с подруливающим устройством, выполненным с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, включает подруливающее устройство, в качестве гидравлического нагнетателя используют насосный агрегат штатной системы пожаротушения для аварийных судов и два его выходных рукава трубопровода, один из которых нагнетает воду на один борт, а другой - на противоположный, концы побортно выходящих трубопроводов, расположенных в корпусе судна, оснащены сужениями, выполненными в виде реактивных сопел, на выходных участках трубопроводов установлены запорные клапаны, оборудованные исполнительными механизмами - приводами, связанными с центральным пультом управления ледокольного судна, реактивные сопла расположены в корпусе судна с ориентацией своих продольных осей поперек диаметральной плоскости судна с максимально возможным удалением сопел от мидель-шпангоута ниже ватерлинии.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. схематично представлено поперечное сечение ледокольного судна с указанным подруливающим устройством для маневрирования в швартовном режиме.

Ледокольное судно имеет размещенный внутри корпуса 1 насос 2 штатной системы пожаротушения для аварийных судов, а также - выходящие участки трубопроводов 3, концы которых оборудованы соплами 4, расположенными в корпусе судна с ориентацией своих продольных осей поперек ДП судна, и центральный пульт управления (на рисунке не показан). На выходящих участках трубопроводов от насосного агрегата к соплам установлены запорные клапаны 5, оборудованные исполнительными механизмами - приводами, связанными с центральным пультом управления ледокольного судна (на рисунке не показаны).

Маневрирование ледокольного судна с предлагаемым подруливающим устройством в швартовном режиме осуществляется следующим образом. Предварительно с пульта управления судна перекрывается запорный клапан 6 трубопровода насосного агрегата на рециркуляцию воды в кингстонный ящик 7 и запорный клапан 8 на лафетный ствол пожаротушения аварийных судов 9. В зависимости от направления маневрирования судна открывают необходимый запорный клапан 5 противоположного борта и закрывается запорный клапан 5 соответственно того борта, в направлении которого судну необходимо осуществлять разворот. При запущенном в работу насосном агрегате 2 штатной системы пожаротушения аварийных судов нагнетаемый им поток воды по трубопроводам поступает к соответствующему бортовому реактивному соплу и преобразуется в реактивную струю, которая при выходе из сопла создает реактивную силу F_z, воспринимаемую корпусом ледокольного судна. В результате действия реактивной силы создается вращательный момент M_Y, под действием которого ледокольное судно осуществляет маневр путем поворота в горизонтальной плоскости в направлении, противоположном выходу струи из сопла. При изменении направления маневра судна перекрывается запорный клапан противоположного борта соответствующего выходного трубопровода насосного агрегата и указанный процесс нагнетания воды происходит аналогично по отношению к другому борту судна.

Применение указанного подруливающего устройства позволяет:

- исключить возможность попадания обломков мелкобитого льда в полость проточного канала и, как следствие, забивание ими подруливающего устройства традиционного типа по причине его отсутствия;

- обеспечить возможность маневрирования судна в необходимых режимах;

- повысить надежность ледокольного судна из-за отсутствия дополнительных механизмов;

- улучшить жесткостные и прочностные характеристики конструкции корпуса судна из-за отсутствия необходимости выполнения сквозного тоннеля в корпусе ледокольного судна.

Использование в качестве подруливающего устройства насосного агрегата штатной системы пожаротушения для аварийных судов с целью обеспечения маневрирования и позиционирования устраняет необходимость изготовления и монтажа традиционного подруливающего устройства, что обеспечивает снижение материальных затрат.

Следует отметить, что предлагаемое в изобретении подруливающее устройство, выполненное с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, должно устанавливаться на судне аналогично подруливающим устройствам традиционного типа - с максимально возможным удалением сопел от мидель-шпангоута ниже ватерлинии вдоль диаметральной плоскости судна - для увеличения рычага воздействующей реактивной силы.

Предлагаемое в изобретении подруливающее устройство, выполненное с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, имеет сравнимые характеристики по упору и мощностям с подруливающими устройствами традиционного типа и, следовательно, может быть реализовано на практике.

Предлагаемый вариант подруливающего устройства ледокольного судна обеспечивает надежное маневрирование судна в швартовном режиме на чистой воде и при наличии обломков мелкобитого льда, при одновременном увеличении надежности судна, улучшении жесткостных и прочностных характеристик конструкции корпуса, а также снижение материальных затрат на постройку ледокольного судна за счет исключения затрат на изготовление и монтаж в корпусе судна традиционного подруливающего устройства.

Ледокольное судно с подруливающим устройством, выполненным с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, включающее подруливающее устройство, отличающееся тем, что в качестве гидравлического нагнетателя используют насосный агрегат штатной системы пожаротушения для аварийных судов и два его выходных рукава трубопровода, один из которых нагнетает воду на один борт, а другой - на противоположный, концы побортно выходящих трубопроводов, расположенных в корпусе судна, оснащены сужениями, выполненными в виде реактивных сопел, на выходных участках трубопроводов установлены запорные клапаны, оборудованные исполнительными механизмами - приводами, связанными с центральным пультом управления ледокольного судна, реактивные сопла расположены в корпусе судна с ориентацией своих продольных осей поперек диаметральной плоскости судна с максимально возможным удалением сопел от мидель-шпангоута ниже ватерлинии.