ЛЕДОВАЯ ПРИСТАВКА ЧАШКОВА С ТРЕУГОЛЬНЫМ НОСОМ С НАКЛОННЫМИ СТУПЕНЯМИ Российский патент 2023 года по МПК B63B35/08 

Ледовая приставка Чашкова с треугольным носом с наклонными ступенями, относится к судостроению водного транспорта и касается создания ледовой приставки для прокладки каналов для транспортных судов в ледовом покрове водных поверхностей применением механизма разрушения ледового покрова наклонными носовыми ступенями сдвигом вниз участков льда вдоль кристаллов с последующим раздвиганием обломков в стороны под нижнюю поверхность льда.

Уровень техники по данному направлению определяется существующими ледовыми приставками российских проектов, например, ЛЛП 2158, ЛПП 2211. Они имеют прямоугольную форму корпуса с наклоном носовой части для воздействия на ледовый покров изгибом вниз и одновременного разрушения его специальными продольными выступающими ледорезами с последующим продвижением обломков льда между ними и выходом вдоль бортов приставки. Прямоугольная форма корпуса приставки затрудняет маневренность устройства, а высокая прочность льда на изгиб и дополнительное трение льда по металлу во время продвижения обломком льда в проходах между ледорезами требуют повышенную мощность буксиров-толкачей. Такие недостатки существующих ледовых приставок ограничивают ледопроходимость в несколько десятков сантиметров. Наиболее близким аналогом является полезная модель с Патентом РФ №183492, у которой носовые наклонные ступени доходят до основной плоскости, что создает возможность попадания некоторых фрагментов льда под днище и затем в канал.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение ледопроходимости устройства буксир-ледовая приставка с образованием свободного от обломков льда канала за счет нового механизма ломки льда носовыми ступенями с раздвиганием фрагментов льда нижними участками вертикальных поверхностей ступеней, изогнутых в сторону бортов и водным потоком нижней части корпуса под ледовый покров, что предотвращает попадание обломков льда под днище и в канал. Предлагаемая ледовая приставка имеет носовую часть треугольной формы с наклонными ступенями и выступающим узким форштевнем, создающим при ударе «магистральную трещину» (характерное нарушение целостности кристаллических тел) в ледовом покрове, что снижает общую прочность покрова на 30-40%. Наклонные ступени из металлических уголков идут параллельно диаметральной плоскости приставки от водной поверхности в корму до нижней части корпуса. Угол наклона ступеней и длина зависят от характеристик (морской или пресноводный) и толщин льда, а также глубин в районе предполагаемой эксплуатации ледовой приставки и мощности применяемых буксиров-толкачей. Лучшая ледопроходимость достигается при остром угле наклона и длине ступеней по высоте подводной части борта, равной не менее двойной толщины льда. Количество ступеней, их ширина и высота зависят от размеров приставки, необходимой ширины ледового канала и глубин в районах эксплуатации. Кормовая оконечность ледовой приставки соединяется с буксиром-толкачем существующими сцепными устройствами и для надежного крепления буксиров с носовой частью округлой формы имеет в центре углубление в форме «ласточкин хвост» 11, а для буксиров-толкачей с вертикальными упорами углубления 12 по сторонам от «ласточкина хвоста» шириной, обеспечивающей вход вертикальных упоров разных моделей буксиров-толкачей. Непотопляемость ледовой приставки обеспечивается конструктивно наличием водонепроницаемых отсеков по контуру корпуса (на чертежах не показаны), а для создания осадки, необходимой для района эксплуатации, используется твердый легкосъемный балласт, в том числе в виде железобетонных блоков или чугунных чушек (на чертежах не показан).

Предлагаемая ледовая приставка работает следующим образом. Буксир-толкач соединяется носом с кормовой частью Черт. 4 и двигается к ледовой поверхности водоема. При ударе носовой частью приставки Черт. 1 в ледовую поверхность узкий форштевень 1 входит в нее и на поверхности появляется «магистральная трещина», на края которой с обеих сторон надвигаются наклонные 2 поверхности ступеней носовых обводов ледовой приставки и давят вниз разновременно на поверхность льда шириной ступеней в отличие от приставки прямоугольной формы, надвигающейся сразу всей шириной корпуса. Ступени сдвигают полосы льда вниз по направлению наименьшей прочности вдоль кристаллов льда, при этом образуются фрагменты, соизмеримые с шириной ступеней. Такой механизм разрушения льда позволяет повысить ледопроходимость при меньших затратах мощности буксиров-толкачей для прокладки канала судам. Фрагменты льда проходят по наклонным поверхностям ступеней вниз в воду, раздвигаются концами изогнутых вертикальных 3 поверхностей ступеней в стороны, а поток воды от выступающего корпуса загоняет под ледовый покров, где, всплывая, примыкают к нижнему мягкому слою льда и примерзают. В результате этого за связкой ледовая приставка-буксир остается свободный от обломков льда канал, по которому могут идти суда с повышенной безопасной скоростью, меньшей мощностью движителей, сниженным количеством вредных выбросов в атмосферу. При работе в торосистых льдах наклонная внутрь поверхность ледового пояса 6 сбивает выступающие части торосов и раздвигает обломки по ледовому покрову в стороны, что облегчает продавливание льда ступенями вниз.

Устройство ледовой приставки видно на чертежах: Черт. 1 - вид справа, Черт. 2 - вид с носа, Черт. 3 - вид снизу, Черт. 4 - вид с кормы, Черт. 5 - общий вид; обозначения позиций: 1 - форштевень, 2 - наклонные поверхности ступеней, 3 - вертикальные поверхности ступеней, 4 - ребро уголка ступени, 5 - основная плоскость, 6 - наклонная поверхность ледового пояса, 7 - главная палуба, 8 - ватерлиния, 9 - форштевень, 10 - наклонные поверхности ступеней, 11 - углубление типа «ласточкин хвост» для округлого носа буксиров, 12 - углубления для буксиров с носовыми вертикальными упорами, 13 - корма.

Изготовление уголков для ступеней носовой оконечности ледовой приставки возможно разными способами. По результатам расчетов ледовой прочности можно, например, на прокатном стане получить готовый уголок или из листов судовой стали штампом согнуть уголок требуемых размеров по толщине, ширине и длине. Такие прямые уголковые заготовки можно соединять сварочным автоматом, в отличие от изготовления округлых обводов по лекалам. Строительство приставки с водонепроницаемыми отсеками и твердым балластом не требует разработки новых технологий судостроения.

Изобретение относится к области судостроения и водного транспорта и касается обеспечения плавания в зимний период за счет разрушения льда и создания каналов для транспортных судов в ледовом покрове. Предложена ледовая приставка с треугольным носом с наклонными ступенями, имеющая корпус с кормовыми упорами для буксиров-толкачей, со сцепным устройством для осуществления движения в связке, узкий выступающий форштевень носовой части треугольной формы с обводами в виде ступеней по всей ширине корпуса, причем наклонные ступени направлены в корму, их вертикальные поверхности параллельны диаметральной плоскости корпуса с изгибом в нижней части к бортам. Предлагаемая ледовая приставка с механизмом разрушения льда сдвигом вдоль кристаллов наклонными ступенями треугольных носовых обводов имеет улучшенную маневренность, высокую ледопроходимость с меньшей мощностью буксиров-толкачей. При движении такой связки образуется свободный от обломков льда канал, по которому могут идти транспортные суда с повышенной безопасной скоростью, меньшей мощностью двигателей, с экономией топлива. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Ледовая приставка с треугольным носом с наклонными ступенями, имеющая корпус с кормовыми упорами для буксиров-толкачей, со сцепным устройством для осуществления движения в связке, узкий выступающий форштевень носовой части треугольной формы с обводами в виде ступеней по всей ширине корпуса, отличающаяся тем, что наклонные ступени направлены в корму, их вертикальные поверхности параллельны диаметральной плоскости корпуса с изгибом в нижней части к бортам.

2. Ледовая приставка по п. 1, отличающаяся тем, что кормовая часть имеет упор по форме «ласточкин хвост» для буксиров с носовыми округлыми обводами и углубления по сторонам кормы для вертикальных упоров буксиров-толкачей с трапецеидальной формой носа.

3. Ледовая приставка по п. 1, отличающаяся тем, что имеет выступающий форштевень для облегчения внедрения в ледовую поверхность для получения «магистральной трещины».

4. Ледовая приставка по п. 1, отличающаяся тем, что имеет по обеим сторонам носовой части корпуса наклонные ступени, параллельные диаметральной плоскости, идущие от поверхности воды вниз на глубину, равную не менее двойной толщины льда планируемого района эксплуатации, и нижние участки вертикальных поверхностей ступеней изогнуты в стороны бортов.

5. Ледовая приставка по п. 1, отличающаяся тем, что подводная часть корпуса, выступающая ниже границы окончания ступеней, имеет треугольную форму, что создает потоки воды в стороны для раздвигания фрагментов льда под нижнюю поверхность ледового покрова.

6. Ледовая приставка по п. 1, отличающаяся тем, что ее непотопляемость обеспечивается водонепроницаемыми отсеками по контуру корпуса, а изменение осадки для глубин района плавания производится с использованием твердого балласта, включая железобетонные блоки и чугунные чушки.

7. Ледовая приставка по п. 1, отличающаяся тем, что имеет над ватерлинией ледовый пояс с наклонной внутрь поверхностью для сбивания выступающих над поверхностью ледового покрова вершин ледовых торосов и раздвигания обломков в стороны по ледовой поверхности.