Устройство для транспортировки грузов в ледовых условиях

 

Использование: для транспортировки грузов в ледовых условиях. Сущность: ведущее судно выполнено в виде катамарана с поворотной относительно горизонтальной оси платформой, на которой установлены ледорез и ледоразводящий выступ. Сам катамаран по своим бортам оснащен лыжами с вертикальным приводом, которые позволяют без динамических воздействий на корпус катамарана вывести его на поверхность ледового покрова и снизить динамические нагрузки при движении всего устройства. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам, которые обеспечивают транспортировку грузов в сплошных тяжелых льдах, и может быть использовано для транспортировки грузов при подходе к ледовым полям и после них.

Известно транспортное устройство, которое содержит ледокол для образования прохода в ледовом поле и транспортные суда усиленного ледового класса для размещения народнохозяйственного груза. Указанные суда перемещаются своим ходом в образованном проходе. (Шенкнехт и др. Суда и судоходство будущего: Л. Судостроение, 1981).

Недостатки известного транспортного устройства: основная часть мощности ледокола используется на разрушение ледового покрова путем наезда на его поверхность и продавливания его своей массой (рассматривается движение в тяжелых льдах); затруднено движение транспортных судов, т.к. осколки льда могут быть значительными, а это требует использования судов усиленного ледового класса; транспортные суда имеют и свои силовые установки и команды; проходимость ледоколов ограничена по толщине ледового покрова.

Известно устройство для транспортировки грузов в ледовых условиях по поверхности ледового покрова, Оно содержит ведущее судно, в диаметральной плоскости которого установлены ледорез для образования прорези во льду и расположенный за ним ледоразводящий выступ, а также связанное с ведущим судном ведомое плавсредство, включающее в себя расположенную подо льдом плавучую грузовую емкость, имеющую отсеки регулирования плавучести.

Недостатки известного транспортного устройства: невозможность использования на чистой воде; полезная масса груза находится в повозке, которая расположена на ледовой поверхности и воздействует суммарным весом на ледовую поверхность, что приводит к снижению КПД из-за трения и делает транспортировку опасной при местном утонении ледового покрова; опасно использовать при неустойчивом ледовом покрове, когда наблюдаются подвижки и все транспортное устройство может остановиться с последующим вмерзанием; невозможность преодоления трещин.

Цель изобретения снижение стоимости транспортировки полезного груза; повышение проходимости (практически устраняется зависимость от толщины ледового покрова).

Поставленная цель достигается тем, что ведущее судно выполнено в виде катамарана, между корпусами которого установлена с возможностью поворота относительно горизонтальной оси платформа, на которой установлены упомянутый ледорез и ледоразрушающий выступ. Ведомая плавучая грузовая емкость выполнена с носовой оконечностью в виде клина и снабжена расположенными побортно в ее верхней части поворотными штангами, имеющими опорные элементы для взаимодействия с нижней поверхностью льда и датчик усилия прижима. Катамаран снабжен смонтированными на его внешних бортах посредством вертикальных гидроцилиндров лыжами, каждая из которых установлена с возможностью поворота относительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей. Одна ось перпендикулярна борту катамарана и соединена с упомянутым вертикальным гидроцилиндром, а вторая ось параллельна борту и связана с рессорой, которой снабжена лыжа.

На фиг. 1 представлено транспортное устройство в рабочем положении; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 лыжа, изометрия.

Устройство для транспортировки грузов в ледовых условиях содержит катамаран 1 с двумя корпусами 2, расположенные в диаметральной плоскости ледорез 3 на поворотной платформе 4 с ледоразводящим выступом 5. Ледорез 3 имеет привод 6 для осуществления его рабочего режущего движения через цепную передачу, на звеньях которой закреплены зубья. Ледорез 3 имеет привод поворота всей системы ледореза 3 для его ввода в ледовое покрытие и вывода из него. Катамаран 1 снабжен силовым приводом в виде двух турбин 8 по боковым наружным сторонам корпусов 2. Турбины 8 осуществляют прямолинейное движение при одинаковой тяге, а также поворот при разном тяговом усилии на турбинах 8. По наружным бортам корпусов 2 катамарана 1 расположены лыжи 9, которых должно быть не менее двух с каждой стороны, но для большей устойчивости при значительных неровностях верхней поверхности ледового покрова лыж может быть больше. Каждая лыжа имеет две горизонтальных и взаимно перпендикулярных оси 10 и 11. Оси имеют подшипники 12 и 13. Ось 10 расположена параллельно борту корпуса 2 катамарана 1 и соединена подвижно через втулку 14 со скалкой 15, которая закреплена на перпендикулярной борту корпуса 2 катамарана 1 оси 11, На оси 11 закреплены две рессоры 16, имеющие скобы 17. Подшипники 13 закреплены на раме 18, имеющей шпонку 19, соединенную через муфту 20 со штоком вертикального гидроцилиндра 21. Направляющая 22 рамы 18 и гидроцилиндр 21 закреплены на корпусе 2 катамарана 1. Ведомое плавсредство выполнено в виде грузовой емкости 23, которая имеет в носовой оконечности клин 24 и управляемые поворотные штанги 25 с опорными элементами на своем верхнем конце. Каждая поворотная штанга 25 имеет датчик усилия. Назначение датчика усилия состоит в регистрации усилия прижима опорного элемента поворотной штанги 25 к нижней поверхности ледового покрова и регулирования усилия на приводе поворотной штанги 25 по его показанию. Грузовые емкости 23, одна или последовательно соединенные, соединены с катамараном 1 тягой 26 и линией управления 27.

Устройство действует следующим образом.

Когда при движении транспортного устройства встречаются ледовые поля, грузовая емкость 23 за счет незначительной положительной плавучести и взаимодействия клина 24 с кромкой льда уходит под лед и продолжает движение под ледовым покровом, опираясь поворотными штангами 25 на нижнюю его поверхность, так как ширина между штангами 25 больше ширины катамарана 1, то при разрушении льда массой катамарана 1, пока лед тонкий, не будет сказываться на движении грузовых емкостей 23. При таком движении катамаран 1 не будет менять своего положения по высоте, т.е. его осадка будет постоянной. Однако при увеличении толщины ледового покрова катамаран за счет скосов в носовой оконечности корпусов 2 (катамаран 1) будет стремиться выйти на поверхность ледового покрова. При этом будут наблюдаться провалы за счет продавливания ледовой поверхности т.к. опора на край ледового покрова будет создавать удельную нагрузку за счет линейного контакта, превышающую прочностные свойства льда. Для устранения продавливания наездом ледового покрова включаются вертикальные гидроцилиндры 21 (на ходу или с остановкой). Лыжи 9 входят в контакт с ледовой поверхностью и поднимают катамаран над поверхностью ледового покрова, т.к. удельное давление на ледовую поверхность резко падает из-за увеличения опорной площади, которая будет равна суммарной площади всех лыж. Одновременно включаются приводы 6 и 7. Привод 7 вводит ледорез 3 на глубину, чтобы он выходил за нижнюю поверхность ледового покрова. Ледоразводящий выступ 5 будет все время находиться в прорези, которую образовал ледорез 3. Так как поворотная платформа 4 соединена с ледоразводящим выступом, то при любом наезде любой из лыж 9, который может вызвать поперечный поворот корпусов 2 катамарана 1, не скажется на ледорезе 3, так как он всегда будет удерживаться в вертикальной плоскости поворотом платформы 4 ледоразводящим выступом 5. Толщина, которую может преодолевать транспортное устройство, зависит только от величины ледореза 3 и его угла расположения. Именно это обстоятельство позволяет преодолевать толщину ледового покрова, которая недоступна для существующих ледоколов. Это не потребует существенной увеличении мощности, так как режущие свойства не изменяются при увеличении времени контакта ее режущей кромки со льдом.

При наезде катамарана на выступ поверхности ледового покрова лыжа 9 за счет горизонтальных осей 11 и 12 может поворачиваться при сохранении опорного усилия из-за деформации рессор 16.

Таким образом, транспортное устройство для ледового плавания позволяет преодолевать любые тяжелые льды, устранить транспортные суда усиленного класса с их силовыми установками и командами, снизить мощность ведущего судна и стоимость транспортировки груза, облегчить выход на ледовую поверхность.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГРУЗОВ В ЛЕДОВЫХ УСЛОВИЯХ, содержащее ведущее судно, в диаметральной плоскости которого установлены ледорез для образования прорези во льду и расположенный за ним ледоразводящий выступ, а также связанное с ведущим судном ведомое плавсредство, включающее в себя расположенную под льдом плавучую грузовую емкость, имеющую отсеки регулирования плавучести, отличающееся тем, что ведущее судно выполнено в виде катамарана, между корпусами которого установлена с возможностью поворота относительно горизонтальной оси платформа, на которой установлены упомянутый ледорез и ледоразводящий выступ, а ведомая плавучая грузовая емкость выполнена с носовой оконечностью в виде клина и снабжена расположенными побортно в ее верхней части поворотными штангами, имеющими опорные элементы для взаимодействия с нижней поверхностью льда и датчик усилия прижима, при этом катамаран снабжен смонтированными на его внешних бортах посредством вертикальных гидроцилиндров лыжами, каждая из которых установлена с возможностью поворота относительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, при этом одна ось перпендикулярна борту катамарана и соединена с упомянутым вертикальным гидроцилиндром, а другая ось параллельна борту и связана с рессорой, которой снабжена лыжа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3