ДВИЖИТЕЛЬ ЛЕДОКОЛЬНОГО СУДНА Российский патент 2017 года по МПК B63B35/08 B63H15/00 

Изобретение относится к области судостроения, а именно к строительству судов ледового плавания.

Все существующие, строящиеся или только проектируемые ледокольные суда в качестве основного движителя, как правило, используют гребные винты. Последний на сегодня не имеет альтернативы для судов свободного (без льда) плавания, хотя и имеет невысокий пропульсивный коэффициент (0,5÷0,6). Для ледокольных же судов, скорость движения которых в рабочем режиме (ломка льда) значительно снижается в сравнении с движением в чистой воде, пропульсивный коэффициент падает до (0,15÷0,3), что приводит к неоправданным затратам энергии. И если для судов с атомной энергетической установкой это не очень существенно, то для иных крайне расточительно. К тому же, резко сокращается и дальность ледового плавания без дозаправки.

Целью изобретения является создание для ледокольного судна движителя (далее ДЛС), который при сохранении необходимых тяговых характеристик обладал бы высокими экономическими показателями.

Указанная цель достигается тем, что ДЛС включает в себя подледный якорь, содержащий балластные емкости для воды с электроприводным насосом, гребные винты с электроприводом, электрические аккумуляторы, верхнерасположенную плиту с зубчатой наружной поверхностью, которой она взаимодействует с нижней поверхностью льда, и полиспаст, содержащий два блока шкивов, один из которых прикреплен к подледному якорю, а второй - к носовой части судна. При этом в блоке, присоединенном к подледному якорю, по крайней мере один из шкивов кинематически связан с электрическим генератором. Свободный конец каната, намотанного на блоки полиспаста, присоединен к лебедке, установленной в носовой части судна. А лебедка имеет приводной электродвигатель, оснащенный маховиковым рекуператором энергии.

На фиг. 1 показан ДЛС в плане. На фиг. 2 - разрез А-А. На Фиг. 3 показано внутреннее устройство подледного якоря.

ДЛС включает в себя подледный якорь, состоящий из двух балластных емкостей 1 с верхнерасположенной плитой 2, электроприводного насоса 3, двух гребных винтов 4 и прикрепленного к емкостям 1 блока шкивов 5. Плита 2, для лучшего сцепления со льдом, оснащена зубьями 6. Гребные винты 4 приводятся в действие электродвигателями 7 с питанием от электрических аккумуляторов (не показаны). Подзарядка аккумуляторов производится электрическим генератором (не показан), кинематически связанным с одним из быстро вращающихся шкивов блока 5. Второй блок полиспаста 8 крепится под днищем судна 9, в носовой его части, а свободный конец каната 10 присоединяется к лебедке 11 с приводным электродвигателем 12. Последний дополнен маховиковым рекуператором энергии. В месте прохода каната 10, в днище судна, устроен колодец 13, а носовой отсек выполнен герметичным, с созданием в нем избыточного давления воздуха. Насос 3 приводится в действие электродвигателем 14.

ДЛС действует следующим образом. По чистой воде и участкам с легким льдом, судно 9 движется как обычно (на винтомоторной установке). При подходе к ледовому полю (вар.), гр. краном (не показан) ДЛС с палубы, в носовой части судна, спускается в воду, вместе с уже запасованным полиспастом. Далее, путем заполнения балластных емкостей 1, ДЛС погружается под воду и за счет работы гребных винтов 4, уже подо льдом, начинает движение в нужном направлении, сматывая при этом канат 10 со свободно вращающейся лебедки 11. При этом электродвигатель 12 работает на маховиковый рекуператор, накапливая в нем энергию. После полной размотки каната 10 с помощью насоса 3 производится полная откачка воды из емкостей 1, которые, всплывая, упираются в лед плитой 2 с зубьями 6. Лебедка 11 включается в режим подмотки каната 10 и судно начинает подтягиваться к подледному якорю. При этом генератор, подсоединенный к быстро вращаемуся шкиву блока 5, производит подзарядку электрических аккумуляторов, установленных на подледном якоре. После полной выборки каната 10 лебедкой 11 с помощью насоса 3 производится откачка воды из емкостей 1 до обретения подледным якорем нулевой плавучести и повторяется ранее описанная операция обратной размотки полиспаста. Подледный якорь действует автономно, имеет собственную систему управления (т.е. роботизирован), а с буксируемого им судна методом гидролокации (вар.) передаются лишь общие команды (направление движения, скорость и пр.). При работе в тяжелых ледовых условиях могут быть использованы два ДЛС, каждый со своим полиспастом.

Применение ДЛС позволит не только в 3÷5 раз повысить экономичность выполняемой работы (прокладка водных путей в ледовых полях), но и позволит малым ледоколам выполнять ранее непосильную для них работу (ломать паковый лед). И, в частности, позволит организовать круглогодичную навигацию на некоторых Сибирских реках.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к строительству судов ледового плавания. Движитель ледокольного судна содержит лебедку с приводным двигателем и канатом, который присоединен к якорю, установленному впереди судна, по ходу его движения. Якорь выполнен подлёдным и содержит балластные емкости для воды с насосом, гребные винты и верхнерасположенную плиту с зубчатой наружной поверхностью. Плита с зубчатой наружной поверхностью взаимодействует с нижней поверхностью льда. Канат состоит в комбинации с двумя блоками шкивов, из которых один присоединен к подлёдному якорю, а другой - к носовой части судна, является элементом полиспаста. Достигается повышение эффективности работы ледокольного судна путем увеличения КПД движителя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Движитель ледокольного судна, содержащий лебедку с приводным двигателем и канатом, присоединенным к якорю, установленному впереди судна, по ходу его движения, отличающийся тем, что якорь выполнен подледным и содержит балластные емкости для воды с насосом, гребные винты и верхнерасположенную плиту с зубчатой наружной поверхностью, которой она взаимодействует с нижней поверхностью льда, а канат состоит в комбинации с двумя блоками шкивов, из которых один присоединен к подледному якорю, а другой - к носовой части судна, является элементом полиспаста.

2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что в блоке шкивов, присоединенных к подледному якорю, по крайней мере один из шкивов кинематически связан с электрическим генератором.

3. Движитель, по п.1, отличающийся тем, что лебедка имеет приводной электродвигатель, оснащенный маховиковым рекуператором энергии.