Полупогруженный ледокол Советский патент 1983 года по МПК B63B35/12 

оо

00 |

4

US.i Изобретени относится к судостроению, в частности к лидерным ледоколам,вобравшим в себя положительные свойства полупогруженного судна для активного плавания во льдах и ледокола на заглубленной воздушной подушке, которые призваны разрушать тяжелые льды. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является полупогруженный ледокол, содержащий подводный корпус с центральной подъемной камерой, нижней частью сообш,енной с окружаюш,ей средой, периферийные поплавковые отсеки и балластную систему, включающую установленный в центральной подъемной камере баллон продувочного воздуха, соединенный с пневмомагистралью, сообщенной с центральной камерой, а также ледопроходной пилон, установленный на верхней части подводного корпуса 1. Однако на узкий и заостренный пилон приходится чрезмерно большая нагрузка от в.сей толщи монолита и крепко смерзшихся паковых глыб. В результате снижается уровень надежности важнейшего элемента прочности в подкрепляющем наборе судна. Проходимость такого ледокола в Арктическом бассейне невысока. При попытке ломать тяжелые льды пилоном судно неминуемо получит большой дифферент на нос. Отсюда возникает проблема .дополнительной центровки судна. Цель изобретения - улучшение проходимости ледокола в тяжелых льдах. Для достижения указанной цели в полупогруженном ледоколе, содержащем подводный корпус с центральной подъемной камерой, нижней частью сообщенной с окружающей средой, периферийные поплавковые отсеки и балластную систему, включающую установленный в центральной подъемной камере баллон продувочного воздуха, соединенный с пневмомагистралью, сообщенной с центральной подъемной камерой, а также ледопроходной пилон, ус-, тановленный на верхней части подводного корпуса, в верхней части подводного корпуса вдоль диаметральной плоскости установлены ледоразрушающие зубья, расположенные один над другим по направлению от носа к корме, а ледопроходной пилон смонтирован сзади указанных зубьев в кормовой части судна. Кроме того, в полупогруженном ледоколе балластная система снабжена трехходовым, краном с рычагами управления, эксгаустером с газотурбинным приводом, снабженным управляющими рычагами, расположенным в центральной подъемной камере и сообщенным через трехходовой кран с пневмомагистралью баллона, продувочного воздуха, а также пневматическим цилиндром, с полостью, сообщенной с баллоном продувочного воздуха, и с подпружиненным поршнем со штоком, кинематически соединенным с рычагами управления трехходовым краном и управляющими рычагами газотурбинного привода эксгаустера. На фиг. 1 представлен ледокол, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди; на фиг. 3 - система вертикальных перемещений в начальный момент времени; на фиг. 4 - то же, в момент нагнетания воздуха. в подъемную камеру. Ледокол имеет единый подводный корпус 1 и надстройку 2, возвышающуюся над ледовым покровом и опирающуюся на высокий ледопроходной пилон 3. который смещен в корму, а на выпуклой верхней поверхности подводного корпуса размещен ряд ледоразрушаюших зубьев 4. При этом каждый последующий зуб возвышается над зубом, стоящим непосредственно впереди. Подводный корпус 1 под герметизированной верхней палубой содержит подъемную камеру 5 в центральной области и водонепроницаемые отсеки 6 по периферийному поясу. Подъемная камера 5 снизу замкнута днищевой оболочкой, имеющей в диаметральной плоскости щелевой шпигат 7. В верхней несмачиваемой зоне камерной полости размещены агрегаты и узлы балластной системы вертикальных перемещений. Эта система включает в себя эксгаустер 8 с приводом от мощного газотурбинного двигателя 9, баллон 10 продувочного воздуха и трехходовой трубопроводный кран 11. Он обладает достаточно большими проходными сечениями и призван сообщать нагнетающий патрубок эксгаустера с полостью баллона 10 при одном положении и обеспечивать выход сжатого воздуха из патрубка и баллона в полость подъемной камеры при другом своем положении. Кроме того, в систему вертикальных перемещений входит пневматический цилиндр 12. Кинематическая часть схемы подключения состоит из поршня 13 и штока 14, связанного с рычагами управления перекладкой трехходового крана 11 и управляющими рычагами приводного вала эксгаустера 8. Со стороны штока 14 на поршень воздействует пружина 15. Пневмочасть представлена командной трубкой 16. В исходном состоянии ледокол стоит на месте, имеет ход в чистой воде или форсирует водяные поля небольшой толщины и нaxoдиfся в обычном полупогруженном положении на исходной глубине. При этом в замкнутой полости подъемной камеры 5, в ее верхней несмачиваемой зоне, воздух содержится под малым избыточным давлением -0,5 ати. С увеличением толши ледового покрова прочные зубья 4 судна, движущегося с значительной скоростью в горизонтальном направлении, начинают задевать за нижнюю поверхность плавающих льдин. В результате скоростного действия заостренных вершин

зубьев перед пилоном 3 в слоях ледяного поля, размягченных водой, образуется глубокая- борозда, которая облегчает работу пилона по окончательному разрушению льда на пути следования судна.

Если крепко смерзшиеся многометровые ледяные глыбы остановят судно, то вступит в действие газотурбинный двигатель 9 и начнет циклически функционировать вся балластная система. Под воздействием пружины 15, связанной непосредственно о поршнем 13, шток 14 через рычаги управления зафиксирует кран 11 в положение, изображенное на фиг. 3, и выведет ротор газовой турбины на частоту оборотов этом высокопроизводительный эксгаустер 8 откачивает воздух из замкнутого пространства камеры 5 и сжимает его в полости баллона 10. В верхней зоне камерного пространства возникает разрежение среды. Заборная вода через шелевой шпигат 7 поступает в камеру .5 и ее уровень поднимается до предельного. Получив отрицательную плавучесть, ледокол устремляется вниз. Тем временем воздух, сжатый в баллоне 10, в небольшом количестве по трубке 16 заполняет полость цилиндра 12. Воздействуя на поршень 13, он отжимает последний в положение, показанное на фиг. 4. Ротор турбины двигателя 9 снижает

1031844

частоту оборотов до . Кран II фиксируется так, что сжатый воздух из баллона 10 сбрасывается в камерную полость. Давление среды в несмачиваемой зоне камеры 5 резко повышается до РИСХ 0,5 ати.

Вода вытесняется из камерного пространства в окружаюшую среду через шпигат 7. Получив положительную плавучесть, ледокол устремляется вверх и наносит удар наиболее высокими зубьями по льду снизу. Тем временем давление воздуха в баллоне

10 понижается и поршень 13 силой пружины 15 приводит систему в положение, изображенное на фиг. 3. Далее цикл многократно и автоматически повторяется. Чем больше водоизмешение судна и значительнее продольные размеры его подводной части, тем реже можно наносить удары снизу по льду при неизменной путевой скорости.

Пилон 3 играет роль некого верхнего киля, позволяюшего судну сохранять в пространг--зе нормальное положение при любом режиме ледоразрушения.

В предлагаемом ледоколе обеспечивается надежность зашиты ледоразрушаюшей стойки - пилона - от чрезмерных нагрузок и сохранение центровки корабля при выполнении различных эволюции в сложной ледовой обстановке.

ррфрс

1. ПОЛУПОГРУЖЕННЫЙ ЛЕДОКОЛ, содержащий подводный корпус с центральной подъемной камерой, нижней частью сообщенной с окружающей средой, периферийные поплавковью отсеки и балластную систему, включающую установленный в центральной подъемной камере баллон продувочного воздуха, соединенный с пневмомагистралью, сообщенной с центральной подъемной камерой, а также ледопроходной пилон, установленный на верхней части подводного корпуса, отличаю-, щийся тем, что, с целью улучщения проходимости ледокола в тяжелых льдах, в верхней части подводного корпуса вдоль диаметральной плоскости установлены ледоразрущающие зубья, расположенные один над другим, по направлению от носа к корме; а ледопроходной пилок смонтирован сзади указанных зубьев в кормовой части судна. 2. Ледокол по п. 1, отличающийся тем, что балластная система снабжена трехходовым краном с рычагами управления, эксгаустером с газотурбинным приводом, снабженным управляющими рычагами, расположенным в подъемной камере и сообщенным через трехходовой кран с пневмомагистралью баллона продувочного воздуха, а также пневматическим цилиндром с полостью, сообщенной с баллоном продувочного воздуха и с подпружиненным поршнем со штоком, кинематически соединенным (Л с рычагами управления трехходовым краном и управляющими рычагами газотурбинного привода эксгаустера.