Буксирное судно для ввода кораблей в док (варианты)

 

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции буксирных судов для ввода кораблей в док. Буксирное судно для ввода кораблей в док имеет в основном плоское эллиптическое дно, имеющее большое соотношение ширины и длины для обеспечения малой осадки. Оно имеет два Z-приводных устройства, расположенных по диагонали напротив продольной оси дна. Каждое из приводных устройств приспособлено для вращения на 360^o вокруг своего центрального вала. Буксирное судно снабжено парой скегов, расположенных по всей длине корпуса вдоль центральной линии продольной оси в основном плоского дна. Скеги расположены за пределами Z-приводных устройств и улучшают маневренность и повышенную устойчивость на курсе. В предпочтительном варианте осуществления изобретения плоское дно имеет изогнутые края и параллельные стороны и выполнено с продольной и поперечной симметрией. Корпус имеет в основном постоянное расширение между плоским дном и участком буфера, что способствует движению судна в любом направлении и повышает его остойчивость. Скеги выступают ниже приводных устройств, являясь их защитной и действуя как опора для корпуса, когда судно вводится в сухой док. В альтернативном варианте осуществления изобретения система циклового привода может быть использована вместо системы Z-приводных устройств. Достигается улучшение маневренности судна и возможность приложения полной движущей силы в любом направлении, 3 с. и 16 з.п.ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к судам для ввода в док кораблей, таким, например, как буксирное судно и ему подобные. Конкретно, настоящее изобретение относится к судну для ввода кораблей в док, имеющему корпус с усовершенствованной конструкцией и силовую установку, которая обеспечивает повышенную маневренность и остойчивость, обеспечивая таким образом применение тянущего или толкающего усилия в полной мере и в любом направлении.

Буксирные суда традиционно бывали выполнены с винтами, имеющими большой диаметр и фиксированное направление, что необходимо для обеспечения необходимых уровней тяги. Результатом такого подхода стада относительно высокая осадка судов, предназначенных для установки кораблей на якорь, часто мешающая их использованию в мелких внутренних водах. Фиксированное направление тяги ограничивало возможности буксирных судов при управлении кораблями только толкающим или тянущим воздействием на последние параллельно центровой линии корпуса самого буксирного судив. Соответственно, буксирные суда не только не могли прикладывать тягу в любом направлении, кроме как по всей длине судна, но также не обладали необходимой поперечной остойчивостью, чтобы противостоять хрену, при этом имелась большая опасность опрокидывания под воздействием любой поперечной силы. При управлении большими кораблями и их вводе в док буксирные суда обычно привязаны вдоль борта либо параллельно, либо под прямым углом к центровой линии корабля (этот метод обычно применяется в большинстве портов США), быстрое изменение приложения тяги со стороны буксирного судна перпендикулярно центровой линии корабля не может достигаться без полного переориентирования буксирного судна. Это также сообщает рулю избыточный крутящий момент. Такая операция также требует, чтобы команда буксирного судна использовала лини, а также занимает много времени. В некоторых случаях такая работа может стать невозможной из-за недостаточного расстояния между кораблем и доком, а также из-за наличия других кораблей или ограничений в данном районе. Необходимо проявлять чрезвычайную осторожность, чтобы буксирное судно не подверглось воздействию поперечных нагрузок под своим собственным воздействием или под воздействием корабля, которому оказывается помощь, через буксир, который может опрокинуть буксирное судно.

Известно судно с малой осадкой, используемое в качестве рейдового буксира, который может служить для ввода кораблей в док, содержащее корпус, имеющий в основном плоское дно, пару скегов, выступающих ниже плоского дна и расположенных вдоль центральной линии продольной оси дна соответственно (см. патент США N 3750607).

Традиционно корпус буксирного судна имел форму, характеризующуюся сложной линией изгиба бортовой обшивки носа и кормы. Такие формы требуют больших затрат при конструировании, в то время как простые секции с прямой бортовой обшивкой каркаса обходятся гораздо дешевле. В любом случае многочисленные судостроительные верфи были разработаны для эффективного конструирования таких дорогостоящих традиционных буксирных судов.

Вторая проблема, связанная с традиционными буксирными судами, состоит в том, что общая конструкция их корпуса обеспечивает относительно небольшие и ограничивающие площади палубы, ограничивая таким образом оптимальное расположение буксирных лебедок и швартующих устройств, а также эффективную работу команды при работе с тросами по всей длине судна. Помимо этого, тяга винта на буксирных судах в соответствии с известным уровнем техники была однонаправленной, конфигурация корпуса таких буксирных судов была асимметричной от носа до кормы. Такая конфигурация позволяла осуществлять только однонаправленную тягу. Следовательно, буксирные суда в соответствии с имеющимся уровнем техники не могли обеспечить оптимальную работу при большинстве операций без расцепления и замены буксиров, тросов и т. д. для переориентирования буксирного судна таким образом, чтобы оно могло прикладывать толкающее усилие в нужном направлении и позиции.

В то время как считалось, что буксирные суда, из известного уровня техники, обладают хорошей маневренностью особенно при установке больших рулей, боковых рулей, наконечников и т.д., конструкции были обычно ограничены необходимостью использовать множество тяговых буксиров для поддержания необходимой ориентации и позиции по отношению к кораблю, которому оказывается помощь, а также внутренними ограничениями его эффективности из-за ограниченной поперечной остойчивости буксирного судна.

Более того, буксирные суда имели возрастающие уровни мощности установленных параллельных силовых установок, частично для того, чтобы отвечать требованиям высоких уровней тяги при работе с кораблями и баржами, а частично для того, чтобы удерживать буксир в нужной позиции, используя противоположное действие тяги и руля. Хотя эти проблемы и были нежелательны, они не были решены применением физической силы.

Некоторые конструкторы, занятые разработкой буксирных судов, применили единичные или множественные действующие во всех направлениях приводы, чтобы усовершенствовать использование тяги не только в тех направлениях, которые параллельны центральной линии буксира. В то время как использование этих действующих во всех направлениях приводов давало некоторые преимущества в том, что касалось направления, проблемы все еще остаются, когда буксир пришвартован к другому судну. Поперечная остойчивость становится еще более критическим фактором для безопасности буксира, потому что теперь он может прикладывать сам к себе значительные поперечные силы по направлению тяги непараллельно центровой линии буксира.

В прошлом с буксирными судами имелось множество проблем, связанных с переворачиванием и затoплением из-за низкого уровня их надводного борта, низкой резервной подъемной силы и недостаточной остойчивости. Низкая сопротивляемость крену и погружение кромки палубы в рабочих условиях часто приводило к тому, что традиционные буксирные суда отцеплялись или теряли плавучесть, что вызывало их опрокидывание и затопление.

В настоящем изобретении представлен усовершенствованный буксир для ввода кораблей в док, в котором устранены недостатки известных буксирных судов. Конкретно, в настоящем изобретении представлено судно для ввода в док кораблей, в котором конструкции корпуса и силовой установки объединены для обеспечения улучшенной маневренности, обеспечивая при этом приложение полной силы в любом направлении.

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного модуля для ввода кораблей в док, который может эффективно работать в любом направлении, а именно, вперед, назад, левым бортом или правым бортом.

Следующая цель настоящего изобретения состоит в создании судна для ввода в док кораблей, которое обеспечивало бы приложение полной тяговой силы в любом направлении. Это может быть реализовано с помощью толкания, тяги или крепления судна под углом к другому кораблю.

Дальнейшая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы поддерживать остойчивость судна для ввода кораблей в док, свести к минимуму статический крен и дифферент, а такие облегчить или ликвидировать ситуацию, которая может привести к погружению в воду кромки падубы. Это может быть достигнуто наличием расширения со всех сторон, которое увеличивает смещение и свободную поверхность воды, когда судно приобретает статический крен или дифферент с помощью приложения силы, являющейся результатом маневрирования корабля с помощью судна.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в создании судна для ввода кораблей в док, которое имеет минимальную осадку для обеспечения лучшей маневренности и больших возможностей при работе.

Последующая цель настоящего изобретения состоит в создании судна для ввода в док кораблей, имеющего минимальную необходимость в использовании линей или якорных тросов, что ускоряет процедуру ввода кораблей а док и вывода из дока и снижает трудоемкость работы с линями. Данное свойство имеет также дополнительное преимущество, состоящее в уменьшении риска нанесения травмы человеку при работе с линями.

Другая цель настоящего изобретения состоит в создании большого, открытого и свободного участка палубы, где бы лебедки, стапели и киповые планки были расположены таким образом, чтобы эффективно работать при различной конфигурации в зависимости от требований оператора, обеспечивая таким образом более безопасную рабочую площадку.

И последняя цель настоящего изобретения состоит в расположении пары скегов по всей длине судна, которые обеспечивают остойчивость в любом направлении, снимая необходимость в киле. В дополнение к этому кили могут обеспечивать опору для корпуса, когда судно вводится сухой док.

Эти и другие цели и получаемые с их помощью преимущества достигаются с помощью настоящего изобретения, обеспечивающего создание усовершенствованного судна для ввода кораблей в док, которое включает в себя: корпус, имеющий в основном плоское дно, причем вышеуказанное дно имеет в основном эллиптическую форму и продольную и поперечную симметрию, пару действующих во всех направлениях подруливающих устройств, установленных на вышеуказанном плоском дне и расположенных по диагонали друг напротив друга по отношению к продольной оси дна, пару скегов, выступающих ниже плоского дна и расположенных снаружи каждого из подруливающих устройств и вдоль центровой линии продольной оси плоского дна, где скеги выступают вниз ниже подруливающих устройств.

Настоящее изобретение будет описано детально со ссылкой на следующие чертежи, в которых определенные цифры соответствуют определенным элементам по ряду позиций и в которых фиг. 1 представляет собой боковую проекцию судна для ввода в док кораблей, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 2 представляет собой вид плоского дна судна для ввода кораблей в док, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 3 представляет собой вид сзади судна для ввода кораблей в док, являющегося предметом настоящего изобретения; фиг. 4-6 представляют собой виды альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения, соответствующих фиг. 1-3, но имеющих систему с одним цикловым приводом.

На фиг. 1 представлен вид сбоку судна 1 для ввода в док кораблей в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Судно 1 для ввода в док кораблей дополнительно включает в себя рубку 2 для управления, с которой оператор может управлять работой судна. Рубка 2 для управления предпочтительно имеет такую высоту, чтобы обеспечить хороший обзор рабочей территории и обеспечивает обзор 360 градусов. Корпус 14 имеет постоянное расширение 14', имеющее предпочтительно угол 20 градусов и 70 градусов по отношению к дну со всех сторон, и включает в себя в основном плоское дно 12. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дно 12 прикреплено непосредственно к корпусу 14, чтобы свести к минимуму использование листов со сложной линией изгиба и формованных деталей конструкции. Плоское дно 12 предпочтительно имеет эллиптическую форму, как представлено на фиг.2, с поперечно противоположными участками 16, 18, которые параллельны по отношению к продольной оси 20 плоского дна 12. Параллельные участки 16, 18 способствуют приложению силы к кораблю, вводимому в док (не показан), особенно когда судно 1 для ввода кораблей в док соединено под углом с кораблем, вводимым в док. Корпус 14 также включает в себя буферный участок 26, который используется для пришвартовывания корабля, вводимого в док, и через которую сила прикладывается к кораблю, вводимому в док, чтобы с помощью маневра ввести его в нужную позицию. В дополнение к этому корпус 14 может включать в себя фальшборта 28, которые обеспечивают дополнительную защиту от неблагоприятных погодных условий и слив попавшей на палубу воды.

Плоское дно 12 также поддерживает пару скегов 4, 6, которые выступают от него вниз. Так как дно 12 в основном плоское, киль отсутствует. Соответственно, скеги 4, 6 обеспечивают судну 1 необходимую маневренность. В дополнение к этому использование скегов обеспечивает быструю реакцию на поворот или остановку судна 1, что отсутствовало в буксирных судах традиционной конструкции. Скеги 4, 6 предпочтительно расположены по всей длине судна вдоль центральной линии продольной оси 20 на дне 12. Скеги 4, 6 предпочтительно выступают вниз на расстояние, достаточное для обеспечения работы подруливающих устройств 8, 10. Когда скеги выступают на такое расстояние, они не только обеспечивают необходимую работу и маневренность, но и служат для защиты и обслуживания подруливающих устройств 8, 10, особенно когда судно вводится в сухой док.

Судно 1 для ввода в док кораблей также снабжено парой действующих во всех направлениях подруливающих устройств 8, 10, которые выступают ниже плоского дна 12 судна 1. Действующие во всех направлениях подруливающие устройства 8, 10 вращаются вокруг вала 24, выступающего вниз от плоского дна 12. Подруливающие устройства 8,10 известны специалистам как "Z-приводные устройства ", а их рабочие и механические детали хорошо известны. Z-приводные устройства обеспечивают улучшенную маневренность при соединении с корпусом и скегами, представленными в настоящем изобретении, и обеспечивают приложение полной тяги во всех направлениях. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения подруливающие устройства 8, 10 расположены по диагонали относительно центровой линии продольной оси 20 плоского дна 12, как представлено на фиг. 2 таким образом, что корпусные элементы не мешают работе упомянутых устройств. Такая конструкция обеспечивает маневренность и эффективность судна 1.

Судно 1 для ввода кораблей в док может также быть дополнительно снабжено одним или более подруливающими устройствами 40, которые известны специалистам, как конструкция Войта-Шнайдера вместо упомянутых выше Z-приводных устройств. Этот пример осуществления настоящего изобретения представлен на фиг. 4-6. Становится ясно, что характеристики и преимущества примера осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг. 1-3, будут подобным образом реализованы в альтернативном примере осуществления настоящего изобретения, представленном на фиг. 4-6.

В дополнение к этому, плоское дно судна 1, которое является предметом настоящего изобретения, имеет большое соотношение ширины и длины. Большое соотношение ширины и длины судна уменьшает осадку корпуса 14 вплоть до 3'6''. Такая незначительная осадка обеспечивает маневренность и работоспособность, особенно на мелких и ограниченных участках. Более того, благодаря незначительной осадке корпуса судна 1, при работе Z- подруливающих устройств 8, 10 нет ни одного препятствия на пути потока воды, что обеспечивает максимальную тягу даже когда судно 1 расположено вдоль другого корпуса. Это устройство далее обеспечивает более быструю реакцию, повышенную остойчивость и улучшенную маневренность, когда судно 1 движется одно.

Форма плоского дна 12 симметрична относительно поперечной и продольной осей 22, 20, имеющих симметричные изогнутые края по всей длине корпуса. Поперечные противоположные стороны 16,18 предпочтительно имеют параллельный плоский участок, но, в противном случае, дно 12 имеет в основном эллиптическую форму. Изогнутая форма корпуса и скругленные края обеспечивают маневренность и приложение судном полной силы в любом направлении. В дополнение к этому изогнутый корпус обеспечивает повышенную маневренность на передних и угловых участках буксируемого судна для улучшения направляющей способности судна 1 для ввода в док кораблей.

При работе судно 1, представленное в настоящем изобретении, имеет много рабочих и конструктивных преимуществ по сравнению с судами для ввода кораблей в док традиционных конструкций. Корпус судна 1 симметричен, как представлено выше, и имеет предпочтительно параллельные средние участки 16, 18. Такая конфигурация корпуса в сочетании с Z-приводными устройствами и расположением скегов, как представлено в настоящем изобретении, обеспечивает судну устойчивость на курсе и маневренность.

В дополнение к этому, дно 12 судна 1 в основном плоское и имеет большое соотношение ширины к длине. Плоское дно с большим соотношением ширины и длины уменьшает осадку и увеличивает скорость во всех направлениях, улучшая таким образом характеристику. Обнаружено, что предпочтительным является соотношение ширины и длины более 70%. Дно 12 присоединено непосредственно к корпусу, еще более упрощая конструкцию, устраняя необходимость бортовой скулы и уменьшая потребность в изогнутых листах. Большое соотношение ширины и длины также обеспечивает повышенную устойчивость на курсе и уменьшает статический крен и дифферент, имеющие место, когда приводится в движение другое судно.

Конструкция с большим плоским дном и открытым корпусом также обеспечивает простоту установки оборудования на относительно большой, свободной площади палубы. Например, лебедки, стапели, киповые планки и другие подобные устройства могут быть расположены в различных конфигурациях в соответствии с требованиями оператора для эффективной работы с кораблем. Расположение скегов 4, 6 и подруливающих устройств 8, 10, как описано выше, обеспечивает много рабочих преимуществ. Z- приводные устройства выполнены таким образом, что выступают ниже корпуса, как и традиционные Z-приводные устройства, но благодаря плоской конфигурации корпуса, представленного в настоящем изобретении, эти приводные устройства не имеют препятствий для потока воды. Это устройство обеспечивает максимальную тягу, даже когда судно 1 для ввода кораблей в док расположено вдоль другого корпуса, и обеспечивает быструю реакцию, когда судно 1 работает одно. Более того, при расположении по диагонали напротив продольной оси 20 дна 12 подруливающие устройства 8,10 обеспечивают быструю реакцию, быструю остановку, поворот и устойчивость на курсе при любом направлении. В дополнение к этому, такое устройство позволяет оператору прикладывать полную силу в любом направлении, то есть, при толкании, тяге или швартовке под углом к другому судну. Более того, судно 1 одинаково хорошо приспособлено для движения в любом направлении, то есть в носовом, хвостовом, левым или правым бортом, когда оно работает одно или при приложении управляющей силы к буксируемому кораблю.

При том, что настоящее изобретение описано в связи с конкретными примерами его осуществления, очевидно, что для специалистов имеется множество альтернатив, модификаций и изменений. Соответственно, предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения, как представлено здесь, предназначены как иллюстрирующие, но не как ограничивающие. Могут быть внесены различные изменения без отклонения от объема и сущности настоящего изобретения, как представлено в следующих пунктах формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Буксирное судно для ввода кораблей в док, содержащее корпус, имеющий в основном плоское дно, пару скегов, выступающих ниже плоского дна и расположенных вдоль продольной оси дна, отличающееся тем, что оно включает в себя пару действующих во всех направлениях подруливающих устройств, выступающих ниже вышеуказанного плоского дна, причем подруливающие устройства расположены по диагонали друг напротив друга по отношению к продольной оси дна, плоское дно имеет в основном, эллиптическую форму и продольную и поперечную симметрии, а скеги выступают ниже подруливающих устройств.

2. Буксирное судно по п.1, отличающееся тем, что плоское дно имеет соотношение ширины и длины более 70%.

3. Буксирное судно по п.1, отличающееся тем, что корпус включает в себя буферный участок, используемый для приложения силы к кораблю, маневрируемому при помощи буксирного судна для ввода кораблей в док.

4. Буксирное судно по п.1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя расширение постоянной формы, выступающее вверх от дна и имеющее угол в диапазоне от 20 до 70^o по отношению к дну.

5. Буксирное судно по п.4, отличающееся тем, что угол расширения составляет приблизительно 45^o.

6. Буксирное судно для ввода кораблей в док, содержащее корпус, имеющий, в основном, плоское дно, пару скегов, выступающих ниже плоского дна и расположенных вдоль продольной оси дна, отличающееся тем, что оно включает в себя пару действующих во всех направлениях подруливающих устройств, установленных на плоском дне и расположенных друг напротив друга по отношению к продольной оси дна, плоское дно имеет, в основном, эллиптическую форму и продольную и поперечную симметрию, а каждый из скегов расположен снаружи от каждого из подруливающих устройств, причем скеги выступают ниже подруливающих устройств.

7. Буксирное судно по п.6, отличающееся тем, что соотношение ширины и длины плоского дна более 70%.

8. Буксирное судно по п.7, отличающееся тем, что подруливающие устройства представляют собой Z-образные приводные устройства.

9. Буксирное судно по п.6, отличающееся тем, что продольно противоположные концы плоского дна имеют равный радиус кривизны.

10. Буксирное судно по п.6, отличающееся тем, что корпус включает в себя буферный участок, используемый для приложения силы к кораблю, маневрируемому при помощи буксирного судна для ввода кораблей в док.

11. Буксирное судно по п.6, отличающееся тем, что включает в себя постоянное расширение, выступающее вверх от дна и имеющее угол в диапазоне от 20 до 70^o по отношению к дну.

12. Буксирное судно по п.11, отличающееся тем, что угол расширения составляет приблизительно 45^o.

13. Буксирное судно для ввода кораблей в док, содержащее корпус, имеющий, в основном, плоское дно, пару скегов, выступающих ниже плоского дна и расположенных вдоль продольной оси дна, отличающееся тем, что оно включает в себя по меньшей мере одно действующее во всех направлениях подруливающее устройство, выступающее ниже плоского дна, плоское дно имеет, в основном, эллиптическую форму и продольную и поперечную симметрию, причем скеги отделены от по меньшей мере одного подруливающего устройства и выступают ниже по меньшей мере одного подруливающего устройства.

14. Буксирное судно по п.13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, одно подруливающее устройство представляет собой крыльчатый движитель.

15. Буксирное судно по п.14, отличающееся тем, что по меньшей мере одно подруливающее устройство расположено приблизительно в центральном участке плоского дна.

16. Буксирное судно по п.15, отличающееся тем, что плоское дно имеет соотношение ширины и длины более 70%.

17. Буксирное судно по п.13, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя постоянное расширение, выступающее вверх от дна и имеющее угол в диапазоне от 20 до 70^o по отношению к дну.

18. Буксирное судно по п.17, отличающееся тем, что угол расширения составляет приблизительно 45^o.

19. Буксирное судно по п.13, отличающееся тем, что корпус включает в себя буферный участок, расположенный рядом с расширением, причем упомянутый буферный участок используется для приложения силы к кораблю, маневрируемому с помощью буксирного судна для ввода кораблей в док.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6