Ледокольное судно с движителем хода назад при работе наездами в тяжелых льдах

 

Изобретение относится к судостроению и касается создания ледоколов с движителями заднего хода для работы в условиях тяжелых ледяных полей. Ледокольное судно имеет корпус с продольно-поперечным набором, носовую оконечность и источник энергии. Носовая оконечность выполнена с шарнирами, в которых укреплены балки, соединенные поперечиной и снабженные приводом. Шарниры выполнены из силовой неподвижной оси. Ось установлена горизонтально перпендикулярно диаметральной плоскости ледокольного судна. Ось находится выше ледовой ватерлинии, проходит внутри корпуса и надежно с помощью элементов жесткости скреплена с продольно-поперечным набором. Концы оси герметично выходят за правый и левый борта и образуют полуоси, скрепленные в шарнирах с балками. На поперечине привод выполнен большого усилия, гидравлическим и телескопическим, находясь в продольной вертикальной плоскости ледокольного судна. Конечное звено привода снабжено упорной площадкой. Площадка оснащена устройством надежного контакта с ледяным полем. Привод имеет связь с источником энергии. Источник энергии находится на ледокольном судне. Технический результат реализации изобретения заключается в обеспечении заднего хода ледокольного судна, наехавшего на ледяное поле и находящегося в заклиненном неподвижном положении. 5 ил.

Использование: судостроение, а более конкретно при эксплуатации ледокольных судов в условиях тяжелых ледяных полей.

При работе ледокола в тяжелых сплошных ледяных полях часто бывает, что тяги гребных винтов на полной мощности оказывается недостаточно для лобового преодоления силы ледового сопротивления, тогда применяют метод работы набегами. В этом случае ледокол разгоняется и сходу вползает форштевнем на лед несколько дальше, приобретая небольшой дифферент на корму. Носовая оконечность продвигается по ледяному полю и, если лед не ломается и выдерживает вертикальные усилия, то движение затормаживается и, наконец, ледокол останавливается. Отходу судна назад препятствует сила трения о лед, которая обуславливается вертикальным давлением контактирующей поверхности корпуса на ледяной покров. Нередко, в тяжелых случаях, при работе ледокола назад сила максимальной тяги гребных винтов может быть меньше силы трения, т.е. ледокол заклинивается, оказывается неподвижным, беспомощным, нерабочим. Эта ситуация очень серьезная, особенно опасна при низких температурах. Для освобождения от заклинивания применяют малоэффективные специальные бортовые устройства и методы: попеременные реверсы гребных винтов, перекладку руля, иногда взрывы льда, конструкция ледокола предусматривает креновые и дифферентные системы. Освобождение ледокола от заклинивания иногда занимает несколько часов.

Анализ статистических данных по заклиниваниям ледоколов мощностью 18000 - 55000 кВт показывает, что проводоспособность снижается на 10 - 12% за зимне-осенний навигационный период именно за счет времени пребывания в заклиниваниях. К этому надо добавить, что при работе набегами и особенно при заклиниваниях идет интенсивная выработка моторесурса основных судовых механизмов, а также большой расход топлива и смазочных материалов.

Известно судно ледового плавания /см. патент России N 2041122, кл. B 63 B 35/12/, содержащее корпус с килем и продольным набором, носовую оконечность, снабженную катком-резаком диаметра порядка высоты борта с острой клинообразной режущей кромкой. Недостатком данного устройства является большое расстояние наезда на ледяное поле вывешенной носовой оконечности ледокола (на самом деле этот "недостаток" является исключительно важным преимуществом новой конструкции ледокольных судов) и связанное с этим возможное заклинивание судна при работе в особо тяжелых льдах.

Известна также "Ледокольная приставка судна" /см. а.с. СССР N 1009885 A, кл. B 63 B 35/08/, содержащая закрепляемые на носовой оконечности судна в шарнирах балки, соединенные поперечиной с приводами и опорными площадками.

Недостатком устройства, в частности, является слабое крепление балок к корпусу и носовой оконечности ледокольного судна.

Цель изобретения - создать ход назад неподвижному заклиненному наехавшему на ледяное поле ледокольному судну.

Поставленная цель достигается тем, что в носовой оконечности ледокольного судна шарниры выполнены из силовой неподвижной оси, установленной горизонтально перпендикулярно продольной вертикальной диаметральной плоскости ледокольного судна, выше ледовой ватерлинии, проходящей внутри корпуса, надежно, с помощью элементов жесткости скрепленной с продольно-поперечным набором, концы которой герметично выходят за правый и левый борта, образуют полуоси, скрепленные в шарнирах балками, на поперечине которой привод выполнен в продольной вертикальной плоскости ледокольного судна гидравлическим телескопическим большого усилия, конечное звено которого снабжено упорной площадкой, оснащенной устройством надежного контакта с ледяным полем, при этом привод имеет связь с источником энергии, находящемся на ледокольном судне.

На фиг. 1 изображен общий вид ледокольного судна с движителем хода назад в маршевом положении; на фиг. 2 показан вид сверху ледокольного судна с конструкцией крепления движителя хода назад; на фиг. 3 показана работа движителя хода назад наехавшего на ледяное поле и вывешенного ледокольного судна; на фиг. 4 показана работа упорной площадки /вид по продольной вертикальной плоскости судна/; на фиг. 5 показана конструкция упорной площадки /вид спереди с разрезом/.

Ледокольное судно с движителем хода назад при работе наездами в тяжелых льдах выполнено /см. фиг. 1, 2/ из корпуса 1 с продольно-поперечным набором 2, носовой оконечности 3 с катком-резаком 4, в которой выше ледовой ватерлинии 5 установлена горизонтально перпендикулярно продольной вертикальной диаметральной плоскости корпуса 1 силовая неподвижная ось 6, жестко скрепленная с продольно-поперечным набором 2 ребрами жесткости 7, выходящая герметично за обшивку правого и левого бортов, образуя полуоси шарниров 9, в которых установлены балки 8, охватывающие носовую оконечность 3 с катком-резаком 4 и соединенные между собой поперечиной 10, на которой в продольной вертикальной плоскости ледокольного судна укреплен телескопический большого усилия гидропривод 11, конечное звено которого снабжено упорной площадкой 12 посредством шатуна 13. Упорная площадка 12 может быть выполнена различной формы, с различной контактной поверхностью: клина, зубца, плуга, призмы, мениска, решетки, пилы, шипов и т.д. Упорная площадка 12 также оснащена устройством надежного контакта с ледяным полем /см. фиг. 4, 5/. Для этого в ней выполнены сквозные отверстия 14, являющиеся направляющими для штырей-долот 15 перфораторов 16, которые вместе со вторым приводом 17 установлены на платформе 18, связанной натяжным тросом 19 с упорной площадкой 12. Платформа 18 удерживается в нерабочем положении возвратно-поступательными пружинами 20. Балки 8 с поперечиной 10 и гидроприводом 11 удерживаются в исходном положении тросом кран-балки 21.

Работа осуществляется следующим образом. При переходах на чистой воде или работе ледокола в битых льдах движитель хода назад поднят с помощью кран-балки 21 в исходное положение /фиг. 1/. При работе наездами или при заклиниваниии ледокольного судна, а оно будет более значительным, т.к. каток-резак позволяет судну проехать по льду на более значительное расстояние, ледокольное судно оказывается вывешенным, совершенно неподвижным и неуправляемым /см. фиг. 3/. Тогда с помощью кран-балки 21 опускают на лед движитель хода назад на балках 8, которые имеют возможность вращения в шарнирах 9, при этом упорная площадка 12 врезается в лед острой частью, шатун 13 не только передает усилие, но и ориентирует упорную площадку 12. Включают гидропривод 11, который развивает продольное усилие, при этом упорная площадка 12 еще глубже и надежнее внедряется в лед и остается неподвижной, а поступательное движение телескопического гидропривода 11 передается через поперечину 10, балки 8, шарниры 9 на силовую неподвижную ось 6, которая, не допуская деформаций элементов конструкции корпуса 1 через продольно-поперечный набор 2, передает толкающее усилие назад всему ледокольному судну, которое подается назад на величину "l" хода телескопического гидропривода 11. Затем гидропривод 11 приводят в исходное состояние на весу и повторяют прием снова, два, три раза до момента исходного дифферента судна и его управляемости гребными винтами.

В случае, если лед очень прочный и ровный и не позволяет упорной площадке 12 обеспечить необходимый контакт с ним, применяют устройство надежного контакта /см. фиг. 4, 5/. Для этого после того, как будет достигнут максимально возможный контакт упорной площадки 12 со льдом, включают перфораторы 16, второй привод 17 на платформе 18, тогда штыри-долота 15, через сквозные направляющие отверстия 14 внедряются в толщу льда на глубину длины натяжного троса 19, при этом возвратно-поступательные пружины 20 сжимаются, после чего перфораторы выключают. Создается эффект "забивания гвоздей", чем достигается надежный контакт упорной площадки 12 со льдом, т.е. с сухопутной средой. Для освобождения упорной площадки 12 включают перфораторы 16, второй привод 17 на обратный ход, натяжной трос 19 ослабляется, а сжатые возвратно-поступательные пружины 20 выталкивают платформу 18, штыри-долота 15 выходят из ледяной толщи и занимают исходное положение.

Технико-экономическая эффективность технического решения - в применении прямого толкающего усилия "назад" к ледоколу с упором от неподвижной твердой опоры, что, совершенно очевидно, результативнее применяемых в настоящее время косвенных приемов: перекачки воды из балластных креновых и дифферентных цистерн, работы на полную мощность гребными винтами, применению взрывов и т.д., которые занимают очень много полезного времени.

Снятие заклиненного неуправляемого ледокольного судна со льда с помощью движителя хода назад возможно даже при неработающих гребных винтах, т.е. при нулевой тяге назад. Теоретически возможно столкнуть в воду полностью вывешенное судно, находящееся на льду. При этом достигается большая экономия моторесурса, топлива, моторных масел. Движитель выполняет значительную работу за короткий промежуток времени с малыми энергозатратами. Кроме того, не следует сбрасывать фактор дополнительного местного разрушения кристаллической толщи льда при контакте упорной площадки со льдом.

Суммарный положительный результат технического решения - повышение проводоспособности ледокольного судна.

Формула изобретения

Ледокольное судно с движителем хода назад при работе наездами в тяжелых льдах, содержащее корпус с продольно-поперечным набором, носовую оконечность с шарнирами, в которых укреплены балки, соединенные поперечиной, снабженные приводом, и источник энергии, отличающееся тем, что, с целью создания хода назад неподвижному заклиненному наехавшему на ледяное поле ледокольному судну, шарниры выполнены из силовой неподвижной оси, установленной горизонтально перпендикулярно продольной вертикальной диаметральной плоскости ледокольного судна выше ледовой ватерлинии, проходящей внутри корпуса, надежно, с помощью элементов жесткости скрепленной с продольно-поперечным набором, концы которой герметично выходят за правый и левый борта, образуют полуоси, скрепленные в шарнирах с балками, на поперечине которой привод выполнен в продольной вертикальной плоскости ледокольного судна гидравлическим, телескопическим большого усилия, конечное звено которого снабжено упорной площадкой, оснащенной устройством надежного контакта с ледяным полем, при этом привод имеет связь с источником энергии, находящимся на ледокольном судне.

РИСУНКИ

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