Транспортное ледокольное судно

 

Изобретение относится к судостроению, касается вопросов создания ледокольных транспортных судов, эффективно работающих при движении на чистой воде и в ледовых условиях. Транспортное ледокольное судно содержит корпус с носовой и кормовой оконечностями и по меньшей мере один движительный узел в кормовой оконечности, имеющий обтекаемую державку и прикрепленную к ней под прямым углом обтекаемую гондолу с вращающимся гребным винтом. Движительный узел установлен с наклоном в сторону носовой оконечности судна, причем угол отклонения оси державки движительного узла от вертикали составляет по меньшей мере 3^o. Движительный узел прикреплен к площадке, образованной в кормовой оконечности наделки, выполненной с заострением, направленным в сторону кормовой оконечности, причем заостренная часть наделки имеет угол наклона больший, чем угол наклона ахтерштевня судна. На корпусе судна размещен скег, а в носовой оконечности судно имеет бульбовое образование, все ватерлинии которого выполнены с заострением, направленным в сторону носа. Достигается снижение сопротивления движению судна и повышение пропульсивного коэффициента судна. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания ледокольных транспортных судов, эффективно работающих при движении на чистой воде и в ледовых условиях.

Известно ледокольное судно, содержащее корпус с носовой и кормовой частями, и по меньшей мере один движительный узел с вращающимся гребным винтом, выполненный поворотным вокруг вертикальной оси в виде поворотной колонки (RU 2075421, В 63 В 35/08, заявка 5011074/11 от 17.03.92 г.), принятое за прототип.

Однако при движении судна носом вперед на чистой воде оно имеет высокое сопротивление из-за ледокольной формы носовой оконечности. Кроме того, при таком движении судна поток из-под днища направляется в районе движительного узла вверх в сторону ватерлинии, в результате чего движитель оказывается работающим в косом потоке, имеющем угол скоса 3-7^o, и из-за такого неблагоприятного обтекания пропульсивный коэффициент судна оказывается низким. При движении же судна кормой вперед в ледовых условиях струя гребного винта бьет в корпус судна, что приводит к большой величине силы засасывания и, следовательно, к низкому значению пропульсивного коэффициента.

Задачей предполагаемого изобретения является снижение сопротивления движению судна на чистой воде носом вперед и повышение пропульсивного коэффициента судна при его движении носом вперед на чистой воде и кормой вперед в ледовых условиях.

Для этого в известном транспортном ледокольном судне, содержащем корпус с носовой и кормовой оконечностями и по меньшей мере один движительный узел в кормовой оконечности, имеющий обтекаемую державку и прикрепленную к ней под прямым углом обтекаемую гондолу с вращающимся гребным винтом, его движительный узел установлен с наклоном в сторону носовой оконечности судна, причем отклонения оси державки движительного узла от вертикали составляет по меньшей мере три градуса, при этом движительный узел прикреплен к площадке, образованной в кормовой оконечности наделки, выполненной с заострением, направленным в сторону кормовой оконечности, причем заостренная часть наделки имеет угол наклона по вертикали больший, чем угол наклона ахтерштевня судна, плоскость площадки указанной наделки наклонена в вертикальной плоскости, проходящей через оси поворота державки и гребного винта, по направлению вниз со стороны носовой оконечности, и образует с горизонтальной плоскостью угол, равный углу отклонения в эту же сторону оси державки движительного узла, при этом перед движительным узлом, в направлении носовой оконечности, на корпусе судна размещен скег, а в носовой оконечности судно имеет бульбовое образование, все ватерлинии которого выполнены с заострением, направленным в сторону носа.

Кроме того, нижняя граница поверхности скега не выступает за основную плоскость судна.

Кроме того, нижняя точка лопасти гребного винта расположена выше основной плоскости судна.

Установка движительного узла с наклоном в сторону носовой оконечности с углом отклонения оси его державки от вертикали по меньшей мере на три градуса позволяет, за счет благоприятного обтекания потоком пропульсивного комплекса и кормовой оконечности судна, повысить его пропульсивный коэффициент и тем самым снизить расход топлива.

Выполнение наделки в кормовой оконечности судна с заострением в сторону кормовой оконечности, которое имеет угол наклона по вертикали, больший угла наклона ахтерштевня судна, обеспечивает при движении судна кормой вперед надрезание сплошного ледового поля, в результате чего облегчается процесс ломки и повышается ледопроходимость судна.

Наличие скега перед движительным узлом в направлении носовой оконечности судна на его днище существенно (в 2.5-3 раза) уменьшает гидродинамическое сопротивление движительного узла (поворотной колонки) при движении судна на чистой воде носом вперед.

Наличие бульбового образования в носовой оконечности приводит к уменьшению волнового сопротивления судна на чистой воде при движении носом вперед.

Заострение ватерлиний в носу судна позволяет в ледовых условиях сдвигаться судну назад в битом льду.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен схематический вид сбоку кормовой оконечности судна от 18 по 21 шпангоут, на фиг. 2 - схематический вид сбоку носовой оконечности судна от 0 до 2 шпангоута и на фиг.3 - горизонтальное сечение носовой оконечности судна по ватерлинии. (На чертежах обозначены: Т_квл - осадка судна по конструктивную ватерлинию, Т_{балласт} - осадка в балласте).

Судно (фиг.1) имеет движительный узел в кормовой оконечности, включающий обтекаемую державку 1, к которой под прямым углом прикреплена обтекаемая гондола 2 с гребным винтом 3, ось которого совпадает с осью гондолы 2. Движительный узел выполнен с возможностью поворота вокруг оси державки 1. Под корпусом судна образована наделка 4, выполненная с заострением в сторону кормовой оконечности, к площадке 5 которой прикреплена державка 1 движительного узла. Движительный узел установлен с наклоном в сторону носовой оконечности судна, причем угол отклонения оси его державки 1 от вертикали составляет по меньшей мере 3^o. Плоскость площадки 5 наделки 4 выполнена с наклоном вниз, в сторону носовой оконечности, с тем же углом, что и угол отклонения оси державки 1 от вертикали в сторону носовой оконечности судна. Заостренная часть 6 наделки 4 имеет угол наклона больший, чем угол наклона ахтерштевня 7 судна. На корпусе судна, перед движительным узлом, в направлении носовой оконечности размещен скег 8, нижняя граница которого не выступает за основную плоскость судна, при этом движительный узел установлен так, что нижняя точка лопасти гребного винта 3 расположена выше основной плоскости судна. В носовой оконечности судно имеет бульбовое образование 9, все ватерлинии которого 10 (фиг.3) выполнены с заострением, направленным в сторону носа.

Устройство работает следующим образом.

При движении судна носом вперед на чистой воде движительно-рулевая колонка расположена таким образом, что гребной винт работает в тянущем режиме, что обеспечивает высокое значение пропульсивного коэффициента, бульбовая форма носовой оконечности позволяет снизить волновое сопротивление судна. Принятая форма обводов носовой оконечности с заостренными ватерлиниями обеспечивает возможность маневрирования судну вперед-назад в битом льду. Кроме того, вследствие предложенной формы носовой оконечности несколько снижаются ледовые нагрузки в месте сопряжения бульба с корпусом в районе форштевня.

Поскольку движительный узел установлен с отклонением от вертикали от 3^o и выше, то ось движителя оказывается расположенной по потоку при движении носом вперед, в результате чего повышаются его пропульсивные характеристики.

При движении судна кормой вперед для преодоления ледовых полей движительно-рулевую колонку разворачивают на 180^o, и гребной винт также работает в тянущем режиме. Заостренная часть 6 наделки 4 с углом наклона, большим угла наклона ахтерштевня, подрезает ледовое поле. При этом ахтерштевень в зоне контакта со льдом эффективно ломает подрезанное наделкой ледовое поле. Струя от тянущего гребного винта направляет поток по касательной к днищу корпуса судна, а также отбрасывает от поверхности корпуса часть ледовой "рубашки", что в результате снижает ледовое сопротивление судна.

Формула изобретения

1. Транспортное ледокольное судно, содержащее корпус с носовой и кормовой оконечностями и, по меньшей мере, один движительный узел в кормовой оконечности, имеющий обтекаемую державку и прикрепленную к ней под прямым углом обтекаемую гондолу с вращающимся гребным винтом, причем движительный узел выполнен поворотным вокруг оси державки, отличающееся тем, что движительный узел установлен на судне с наклоном в сторону носовой оконечности судна, причем угол отклонения оси державки движительного узла от вертикали составляет, по меньшей мере, три градуса, при этом движительный узел прикреплен к площадке, образованной в кормовой оконечности наделки, выполненной с заострением, направленным в сторону кормовой оконечности, причем заостренная часть наделки имеет угол наклона больший, чем угол наклона ахтерштевня судна, плоскость площадки указанной наделки наклонена в вертикальной плоскости, проходящей через оси поворота державки и гребного винта, по направлению вниз со стороны носовой оконечности, и образует с горизонтальной плоскостью угол, равный углу отклонения в эту же сторону оси державки движительного узла, при этом перед движительным узлом, в направлении носовой оконечности, на корпусе судна размещен скег, а в носовой оконечности судно имеет бульбовое образование, все ватерлинии которого выполнены с заострением, направленным в сторону носа.

2. Транспортное ледокольное судно по п.1, отличающееся тем, что нижняя граница поверхности скега не выступает за основную плоскость судна.

3. Транспортное ледокольное судно по п.2, отличающееся тем, что нижняя точка лопасти гребного винта расположена выше основной плоскости судна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3