ЛЕДОКОЛЬНОЕ ПЛАВУЧЕЕ СРЕДСТВО Российский патент 2001 года по МПК B63B35/08 B63B35/12 

Предлагаемое изобретение относится к судостроению, в частности к судовым устройствам для очистки воды ото льда.

Известно плавучее средство (патент N 2013306, МПК В 63 H 5/16, опубл. 30.05.94 г. , БИ N 10), содержащее корпус с бортами и подднищевой канал переменного сечения, в котором размещены движители.

Недостатком этого средства является затрудненное плавание в сплошном и крупном битом льду.

Известно судовое ледорезное устройство (авт. св. СССР N 950587, МПК В 63 В 35/12, опубл. 15.08.82, БИ N 30, 1982), включающее несущую конструкцию с установленными на ней режущими средствами, содержащими резцы, связанные с носовой частью ледокола. Режущие средства расположены в плоскостях, параллельных диаметральной плоскости ледокола, а режущая кромка резцов обращена в сторону движения ледокола. Сплошной ледовой покров перед носовой частью ледокола устройством разрезается на несколько полос.

Недостатком описанного устройства является то, что энергетические затраты при прорезании очень велики, а сопротивление ледового покрова движению судна остается значительным.

Известно ледокольное устройство (авт. св. СССР N 1518193, МПК В 63 В 35/12; опубл. 30.10.89, БИ N 40, 1989), содержащее раму с центральной и боковыми продольными балками и ледокольно-ледорезные элементы с режущими кромками. Резцы установлены с возможностью регулирования их положения по высоте, а ледокольно-ледорезные элементы установлены с возможностью регулирования угла их наклона к горизонту и продольной перестановки вдоль балок, при этом боковые продольные балки закреплены на раме с возможностью поперечной перестановки.

Недостатками вышеописанного устройства являются сильное сопротивление колотого льда движению плавучего средства вперед, невозможность регулировать работу устройства без вывода из эксплуатации и значительные энергетические затраты.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы ледокольного устройства, снижение сопротивления колотого льда и, как следствие, увеличение срока эксплуатации ледокольного плавучего средства.

Для решения поставленной задачи предлагается ледокольное плавучее средство выполнить с подднищевым каналом по всей длине переменного сечения с установленными в его суживающейся части движителями. Ледокольные элементы установлены в обойме на носовой оконечности плавучего средства с возможностью совершать поступательные и вращательные возвратно-циклические движения в вертикальной плоскости. Причем расстояния между колунами выбираются меньше ширины подднищевого канала. Ледокольные элементы выполнены в виде обоюдоострых ножей с ромбовидным поперечным сечением.

На фиг. 1 представлено ледокольное устройство в плане; на фиг. 2 - то же, разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2 - схема установки колунов; на фиг. 4 - схема изгиба ледяной пластины колунами в активном режиме колки льда.

На плавучем средстве 1 в носовой его оконечности закреплена съемная обойма 2 с ледокольным устройством, состоящим из вертикальных направляющих 3, в которых расположено нечетное количество (от 3 до 7) колунов 4 и 5, имеющих форму обоюдоострых ножей с ромбовидным поперечным сечением. Каждый колун крепится в хвостовой и средней части пальцами 6 к ползунам (не показаны), которые перемещаются по вертикальным направляющим 7 и фиксируются штоками (не показаны) гидравлических (или механических) домкратов 8, оси 9 которых вертикальны. Кромка льда обозначена позицией 10.

Для управления работой устройства на плавучем средстве устанавливается станция (пульт) управления (не показана).

Ледокольное устройство может работать в двух режимах: пассивном и активном.

В пассивном режиме нечетные колуны 5 устанавливаются домкратами с положительными углами наклона к горизонту +α так, чтобы при движении средства вперед они выходили на кромку льда 10, выгибая пластину льда вниз в продольном и поперечном направлении, постепенно наращивая кривизну и, следовательно, изгибающий момент на пластине до ее излома.

Усилению эффекта колки льда способствует концентрация напряжений в пластине льда при сосредоточении перерезывающих сил и местной деформации пластины на острой кромке колуна. Четные колуны 4 устанавливаются с отрицательными углами наклона к горизонту -α, осуществляя такое же воздействие на пластину льда, но выгибая пластину вверх, что резко увеличивает кривизну и, соответственно, разрушающие напряжения в пластине особенно в поперечном направлении.

Углы установки колунов и их положение по высоте регулируется и фиксируется домкратами в зависимости от осадки средства, толщины и консистенции льда.

В активном режиме при работе в полях разнородного по толщине и консистенции льда при невозможности осуществить колку льда в пассивном режиме, по программам, задаваемым с пульта управления, колуны начинают совершать поступательные и вращательные возвратно-циклические движения в вертикальной плоскости, создавая знакопеременные (+, -), изгибающие моменты и напряжения в пластине льда и, тем самым, вызывая усталостное ее разрушение.

Колотый лед отсасывается по подднищевому каналу 11 за корму средства, что в свою очередь облегчает колку и уменьшает сопротивление битого льда движению средства вперед, для чего движители средства 12 выполняются в защищенном ото льда исполнении, а расстояния между колунами делаются меньше ширины подднищевого канала.

Разрушение льда происходит в определенном месте и только путем интенсивного изгиба ледяной пластины в двух направлениях без применения каких-либо специальных ледорезных элементов, т.к. разрушающие лед напряжения при изгибе во много раз меньше разрушающих напряжений при прорезании, что снижает энергозатраты.

Конструкция устройства и колунов позволяет регулировать работу устройства в двух режимах в зависимости от толщины и консистенции льда в процессе работы без вывода из эксплуатации для какой-либо перенастройки, что увеличивает эффективность за счет увеличения эксплуатационного времени.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым устройствам для очистки воды ото льда. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы ледокольного устройства. Ледокольное плавучее средство предлагается выполнить с подднищевым каналом, расстояние между колунами выбирается меньше ширины подднищевого канала. Ледокольные элементы установлены на носовой оконечности плавучего средства с возможностью совершать поступательные и возвратно-циклические движения в вертикальной плоскости. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ледокольное плавучее средство, включающее съемное ледокольное устройство с ледокольными элементами, установленными с выбранным углом наклона к горизонту, отличающееся тем, что плавучее средство выполнено с подднищевым каналом, расстояние между ледокольными элементами выбрано меньше ширины подднищевого канала, а ледокольные элементы установлены с возможностью совершать поступательные и вращательные возвратно-циклические движения в вертикальной плоскости. 2. Ледокольное плавучее средство по п.1, отличающееся тем, что ледокольные элементы выполнены в виде обоюдоострых ножей с ромбовидным поперечным сечением.