ДВИЖИТЕЛЬ ЛЕДОКОЛЬНОГО СУДНА - 2
ICE-BREAKER PROPELLER - 2

Изобретение относится к судостроению, а именно к постройке новых или переоборудованию уже существующих судов ледового плавания.
Все существующие, строящиеся или только проектируемые суда ледового плавания 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÷0,30 и даже ниже, что приводит к неоправданным затратам энергии. Кроме того, ледовые поля с большой толщиной льда зачастую становятся непреодолимым препятствием, особенно для судов с дизельной энергетической установкой.
Известен движитель ледокольного судна (патент RU №2630262) использующий для передвижения во льдах подледный якорь и буксировочное устройство в виде полиспаста. Однако обеспечивая значительные тяговые усилия с весьма высоким КПД, этот движитель конструктивно достаточно сложен (блоки с большим количеством желобчатых шкивов). Кроме того, стальной канат при многократной перемотке изнашивается, что ограничивает срок его службы и повышает стоимость эксплуатации движителя.
Целью изобретения является создание движителя для судов ледового плавания (далее ДЛС) лишенного этих недостатков.
Указанная цель достигается тем, что в ДЛС включающем в себя подледный якорь, содержащий балластные емкости для забортной воды, электроприводной водяной насос, гребные винты с электроприводом, верхнерасположенную плиту с зубчатой наружной поверхностью, которой она взаимодействует с нижней поверхностью льда и буксировочное устройство, по изобретению, буксировочное устройство выполнено в виде одного или нескольких длинно ходовых гидроцилиндров (патент US №3745888 А и SU №727720 А) расположенных снаружи корпуса судна и продольно пристыкованных к его днищу. Кроме того, под днищем корпуса судна, в носовой его части, установлен барабан с электрическим кабелем и свободный конец которого присоединен к подледному якорю. Также внутри корпуса судна находятся гидропневматические аккумуляторы для подачи рабочей жидкости во внутренние полости гидроцилиндров. А в качестве рабочей жидкости используется забортная вода.
На фиг. 1 показан ДЛС, вид сбоку. На фиг. 2 показан подледный якорь, в плане.
ДЛС включает в себя подледный якорь, состоящий состоящий из двух балластных емкостей 1 с верхнерасположенной плитой 2, водяного насоса 3, двух гребных винтов 4. Плита 2, для лучшего сцепления со льдом, оснащена зубьями 5. Гребные винты 4 приводятся в действие электродвигателями 6, а насос 3 электродвигателем 7. Под днищем судна 8 располагаются длинно ходовые гидроцилиндры, включающие в себя рабочие цилиндры 9 с поршнями 10 и прикрепленными к их торцам гибкими штоками 11 (выполнены в виде стальных тросов или синтетических канатов заключенных в эластичную оболочку с гладкой наружной поверхностью). Свободные концы штоков 11 присоединяются снизу к передней части подледного якоря. Под днищем судна 8, в носовой его части, также установлен барабан 12 с электрическим кабелем 13, свободный конец которого присоединен к подледному якорю.
ДЛС действует следующим образом. По чистой воде и участкам с «легким» льдом, судно 8 движется как обычно (на винтомоторной установке). При этом, подледный якорь пристыкован к носовой части судна, значительно ниже его ватерлинии (устройство крепления не показано). При подходе к ледовому полю, со значительной толщиной льда, подледный якорь отделяется от судна 8 и за счет работы гребных винтов 4 отдаляется от судна 8, в направлении предстоящего движения, на полную длину гибких штоков 11 и с размоткой кабеля 13 с барабана 12. При этом рабочая жидкость из передней полости цилиндра 9 насосами, (не показаны) под гидростатическим давлением перекачивается в гидропневматические аккумуляторы (не показаны). Далее насосом 3 вода из балластных емкостей 1 откачивается наружу и облегченный подледный якорь всплывает опираясь плитой 2 с зубьями 5 в нижнюю поверхность льда 14. После этого, рабочая жидкость из гидропневматических аккумуляторов, с использованием вышеупомянутых насосов, под гидростатическим давлением повторно подается в переднюю полость цилиндра 9, приводя в движение поршни 10 с присоединенными к ним штоками 11 и осуществляя таким образом подтяжку (буксировку) судна 8 к подледному якорю. Для повторения вышеописанного цикла, насосом 3 производится заполнение балластных емкостей 1 забортной водой до обретения подледными якорями нулевой плавучести. Подледный якорь управляется по электрическому кабелю (не показан), совмещенному с силовым кабелем 13. При использовании двух подледных якорей (каждый со своими гидроцилиндрами), последние могут работать как в противофазе (обеспечивают непрерывный ход), так и синхронно (для преодоления участков с «тяжелым» льдом. Длина гибких штоков 11 может значительно превосходить величину рабочего хода поршней 9 и поэтому после присоединения подледного якоря к носовой части судна они могут образовывать пароболический провис.
Применение ДЛС позволит не только в 3÷5 раз повысить экономичность выполняемой работы (прокладка водных путей в ледовых полях), но и позволит ледоколам (особенно малым и средним) выполнять ранее непосильную для них работу. И в частности, позволит организовать круглогодичную навигацию на некоторых Сибирских реках.