Подводно-надводное транспортное судно ледового плавания

 

Изобретение относится к судостроению для полярных районов и может быть использовано при создании транспортных судов ледового плавания. Подводно-надводное транспортное судно ледового плавания имеет корпус, лишенный выступающих частей выше палубы, и клиновидную форму в поперечном сечении, заостренную кверху, с верхней частью носовой оконечности, имеющей конический участок, наклоненный в диаметральной плоскости к ватерлинии вниз с наибольшим сечением корпуса, расположенным на небольшом расстоянии от его крайней носовой точки и превышающим по ширине ватерлинии остальные сечения. Отличие состоит в том, что носовая оконечность представляет собой совокупность двух наклоненных к носу поверхностей, соединенных выше крейсерской ватерлинии, при этом носовая оконечность ниже крейсерской ватерлинии имеет ледокольные очертания. Подводно-надводное грузовое судно способно плавать, разрушая лед как верхней частью, так и нижней частью корпуса, и таким образом преодолевать ледовые поля на умеренном и предельном мелководье. Судно способно круглогодично плавать и заходить в основные замерзающие порты Арктического побережья и сибирских рек. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения для полярных районов и может быть использовано при создании транспортных судов ледового плавания.

Известны подводные лодки и суда, предназначенные для плавания в ледовых условиях (например, С. Н. Климашевский, Концепция арктического подводного транспортного флота. Известия вузов. Мат.-1998, N 6, с. 73-81, 147,150), которые преодолевают ледовые препятствия, в т.ч. ледяные поля, в подводном положении, плавая на безопасной глубине, превышающей максимальную для данного района осадку ледяных образований (торосов, айсбергов). Однако преодоление ледяных полей подводным судном в подводном положении требует достаточной глубины моря (обычно не менее 70-100 м), превышающей по крайней мере высоту судна в сумме с осадкой наиболее глубоко сидящего тороса (ледяного киля) плюс запас на управление глубиной и дифферентом судна с учетом погрешности системы измерений. Вместе с тем, для подводных транспортных судов необходим заход в порты с замерзающей акваторией и мелководными, в т. ч. речными, путями подхода, что предполагает плавание в надводном положении и делает встречу с ледяными полями на мелководье неизбежной, при этом экономически целесообразно обойтись без ледокольной поддержки. Таким образом, необходимо обеспечить достаточную ледопроходимость подводного судна, находящегося в надводном положении.

Известны также мелкосидящие ледоколы, например "Таймыр", "Вайгач" (см. А. К. Синяев, Л.Г.Цой, Атомный мелкосидящий ледокол "Таймыр", Судостроение. 1989. N 7, с. 6-9), способные преодолевать лед до 1,6-2 м толщины в море глубиной 7-9 м и на фарватерах рек. Однако такие ледоколы недостаточно мореходны для переходов в открытом море и не приспособлены для перевозки коммерческого груза. Известны также морские, в т.ч. атомные, ледоколы, имеющие большую ледопроходимость благодаря особой форме носовой оконечности (см. Л. Г. Цой, Выбор формы корпуса арктических ледоколов универсального назначения. Судостроение. 1996. N 5, с. 10-14). Вместе с тем, такие ледоколы имеют большую осадку и не приспособлены для перевозки коммерческого груза с заходом в порты с мелководными подходами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является подводное судно ледового плавания (по патенту России N 2086460 от 8.02.95, кл. В 63 В 35/08), предназначенное для эксплуатации в ледовых условиях. Для преодоления ледяных полей в надводном положении путем разрушения льда снизу судно имеет корпус с профилированной носовой оконечностью, лишенный выступающих над палубой надстройки частей, в т.ч. ограждения рубки и верхнего вертикального стабилизатора. Корпус в поперечном сечении выполнен клиновидной формы, заостренной кверху, а носовая оконечность имеет участок конической формы, который наклонен в ДП вниз к носу и плавно сопряжен с участком седловидной поверхности. При этом наибольшее сечение корпуса, превышающее по ширине ватерлинии остальные сечения, расположено на небольшом расстоянии от его крайней носовой точки.

При наличии достаточной глубины моря (более 70-100 м) судно плавает и преодолевает ледяные поля в подводном положении. Для преодоления ледяного поля на мелководье судно всплывает в надводное положение и взламывает лед снизу выступающей над палубой наклонной поверхностью конической носовой части, при этом за счет клиновидной формы бортов льдины распределяются вдоль бортов, а за счет уширения ватерлинии в носовой части образуется свободный от льда канал, способствующий уходу льдин под лед в сторону от кромки канала.

Недостатком данной конструкции подводного судна является то, что судно, находясь в надводном положении, способно разрушать лед, имея сравнительно большую осадку (из-за необходимости достаточной протяженности подводной части наклонной поверхности в носу), что лишает его возможности заходить в основные замерзающие порты Арктического побережья и сибирских рек. Кроме того, взламывание льда снизу становится малоэффективным при встрече с торосистым участком из-за возможности заклинивания выступающей вперед подводной части носовой оконечности в подводной части тороса (ледяном киле); при этом также исключается возможность работы набегами, эффективной при форсировании тяжелых льдов.

Задачей настоящего изобретения является придание способности судну форсировать мелководные и/или торосистые ледовые участки за счет увеличения ледопроходимости подводного судна в надводном положении при малой осадке, что позволит расширить область его применения (море - река) и улучшить его эксплуатационные характеристики.

Эта задача достигается тем, что предлагаемое подводно-надводное судно имеет специальную форму носовой оконечности, которая позволяет разрушать лед как снизу - за счет усилий, приложенных в верхней части носовой оконечности, так и сверху, усилиями, создаваемыми нижней частью носовой оконечности. Специфика формы носовой оконечности заключается в синтезе верхней части (выше крейсерской ватерлинии), выполненной как в прототипе, и нижней части, сформированной как корпус мелкосидящего ледокола с форштевнем в носовой части, наклоненным вниз в корму. Обе наклоненные к носу части соединяются выше крейсерской ватерлинии, но ниже ватерлинии позиционного положения, при плавании в котором судно разрушает лед снизу (как в прототипе). Подводно-надводное судно преодолевает ледяные поля, изменяя свою осадку в зависимости от глубины моря и состояния льда. В мелководном районе с достаточной глубиной (например, не менее 15-20 м) судно плавает в позиционном положении (т.е. с частично продутым балластом) и разрушает лед снизу верхней частью носовой оконечности. На предельном мелководье (например, с глубинами 8-10 м, характерными для многих портов российского арктического побережья и сибирских рек) судно всплывает в крейсерское положение и способно плавать и преодолевать ледяные поля как обычный мелкосидящий ледокол. С такой осадкой судно способно преодолевать торосистые участки ледяных полей, работая, по необходимости, набегами.

На чертеже показан вид подводно-надводного транспортного судна сбоку. Корпус судна 1 имеет крейсерскую ватерлинию 2 и позиционную ватерлинию 3. Носовая оконечность состоит из двух пересекающихся на уровне между указанными ватерлиниями поверхностей: ниже точки пересечения корпус судна имеет ледокольные очертания погруженной части носа с форштевнем 4, а выше точки пересечения носовая оконечность выполнена в виде участка конической формы 5.

При достаточной глубине моря (более 70-100 м) судно преодолевает ледяные поля в подводном положении на безопасной глубине. При движении судна в ледовых условиях на мелководье с глубиной (например, 15-70 м), допускающей осадку по позиционную ватерлинию 3, судно всплывает, удаляя балласт не полностью и, плавая по ватерлинию 3 вне торосистых участков, взламывает ледяной покров, разрушая лед верхней частью 5 носовой оконечности корпуса. При движении судна в ледовых условиях на предельном мелководье или при форсировании торосистых участков судно имеет нормальную нагрузку и плавает по крейсерскую ватерлинию 2, взламывая ледяной покров форштевнем 4, как это делают обычные ледоколы.

Предлагаемое подводно-надводное грузовое судно способно круглогодично плавать и заходить в основные замерзающие порты Арктического побережья и сибирских рек за счет увеличенной, по сравнению с прототипом, ледопроходимости при малой его осадке и способности судна преодолевать торосистые ледовые мелководные участки.

Формула изобретения

Подводно-надводное транспортное судно ледового плавания, содержащее корпус клиновидной формы, заостренный кверху в поперечном сечении, с верхней частью носовой оконечности, имеющей конический участок, наклоненный в диаметральной плоскости к ватерлинии вниз с наибольшим сечением корпуса, расположенным на небольшом расстоянии от его крайней носовой точки и превышающим по ширине ватерлинии остальные сечения, отличающееся тем, что носовая оконечность представляет собой совокупность двух наклоненных к носу поверхностей, соединенных выше крейсерской ватерлинии, при этом носовая оконечность ниже крейсерской ватерлинии имеет ледокольные очертания.

РИСУНКИ

Рисунок 1