ЛЕДОКОЛЬНОЕ СУДНО
ICE BREAKER

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания ледокольных судов, предназначенных для прокладки широкого ледяного канала, обеспечивающего безопасную проводку крупнотоннажных судов во льдах.
Известен асимметричный ледокол, оборудованный тремя винторулевыми колонками, имеющий возможность передвигаться лагом, прокладывая при этом широкий (примерно равный длине ледокола) канал во льдах. (Arctic Passion News, №2, Finland, 2010).
Недостатком известного асимметричного ледокола является повышенное ледовое сопротивление при движении лагом, которое резко снижает его ледопроходимость при имеющейся мощности энергетической установки.
Известна также модель ледокола - тримарана, предназначенная для прокладки широкого канала во льдах (40 лет ледовых модельных испытаний. Рекламная брошюра фирмы Aker Arctic Technology Inc., Финляндия, 2009), приятая за прототип. Модель представляет собой головной корпус, имеющий ледокольные обводы корпуса с наклонным форштевнем и разваленными бортами два аутригера, расположенных побортно в кормовой части, которые расширяют ледяной канал, проложенный основным корпусом.
Недостатками известного ледокольного судна являются повышенное ледовое сопротивление при движении во льдах, вызванное уширением корпуса за счет использования аутригеров, которое приводит к необходимости значительного увеличения мощности главной энергетической установки будущего судна, а также плохая проходимость во льдах при движении задним ходом.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение ледового сопротивления при создании ледоколом широкого канала во льдах для безопасной проводки крупнотоннажных судов при одновременном снижении затрат по мощности, потребляемой ледокольным судном при прокладке канала, а также улучшение проходимости ледокольного судна при движении во льдах задним ходом.
Это достигается тем, что в ледокольном судне, включающем корпус, состоящий из основного головного корпуса и жестко связанных с ним побортно расположенных симметрично относительно диаметральной плоскости судна двух боковых корпусов, и имеющий наклонный форштевень и разваленные борта, а также движительно-рулевой комплекс, установленный на головном корпусе, по изобретению боковые корпуса размещены со смещением вниз по потоку от головного корпуса так, что линия, проходящая через их форштевни на уровне ватерлинии, отстоит от параллельной ей линии, проходящей на уровне ватерлинии через ахтерштевень головного корпуса, на расстоянии не менее 0,1 ширины головного корпуса по его миделю. Боковые корпуса оборудованы движителями, имеют одинаковую ширину и по обе стороны от головного корпуса размещены с отстоянием их диаметральных плоскостей от диаметральной плоскости ледокольного судна на расстоянии не менее чем определяемом из соотношения:
<mrow><mi>l</mi><mo>≥</mo><mfrac><mrow><msub><mi>B</mi><mi>г</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>В</mi><mi>б</mi></msub></mrow><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mn>5,</mn><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>м</mi></mrow>
,
г
б
где В и В - ширина соответственно головного и бокового корпуса по миделю.
Кроме того, в корпус ледокольного судна введен жестко связанный с ним замыкающий корпус, оборудованный винторулевой колонкой, расположенный за головным и боковыми корпусами по диаметральной плоскости ледокольного судна с отстоянием от боковых корпусов вниз по потоку на величину, определяемую расстоянием между линией, проходящей через ахтерштевни боковых корпусов на уровне их ватерлинии, и параллельной ей линией, проходящей через форштевень замыкающего корпуса также на уровне его ватерлинии, равном 0,1 ширины головного корпуса по миделю, при этом ширина замыкающего корпуса по миделю не превышает аналогичную ширину головного корпуса.
Размещение боковых корпусов со смещением вниз по потоку от головного корпуса на расстояие не менее 0,1 ширины головного корпуса по миделю улучшает прохождение обломков битого льда между корпусами ледокола, что приводит к снижению сопротивлению движения судна, а следовательно, к снижению потребляемых мощностных затрат.
Выполнение боковых корпусов с одинаковой шириной по миделю и их одинаковое расположение по обе стороны от головного корпуса позволяет повысить устойчивость судна на курсе, что также приводит к снижению сопротивления ледокольного судна.
Наибольшая ширина создаваемого ледоколом канала обеспечивается размещением боковых корпусов по обе стороны от головного на расстоянии не менее чем определяемом выше соотношением, обеспечивает свободную проходимость с наименьшим сопротивлением обломков битого льда и, соответственно, снижение сопротивления ледокольного судна, и кроме того, создание ледоколом наиболее возможного по ширине канала для прохождения судов.
Оснащение боковых корпусов движителями обеспечивает повышенные тяговые характеристики при минимальных затратах.
Введение в корпус ледокольного судна замыкающего корпуса и расположение его за головным по его диаметральной плоскости на расстоянии от головного корпуса на расстоянии не менее чем 0,1 ширины последнего и оснащение его винторулевой колонкой повышает маневренные характеристики ледокольного судна, а также его тяговые характеристики при движении во льдах задним ходом, и обеспечивает свободное прохождение между корпусами ледокольного судна обломков битого льда.
Такое расположение корпусов ледокольного судна оказывает влияние на характер разрушения ледяного покрова бортовыми корпусами. Они будут разрушать лед, скалывая и направляя значительные его куски в канал, прокладываемый головным корпусом. Это приводит к снижению ледового сопротивления ледокольного судна в целом.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фигурами, где на фиг.1 показана схема предлагаемого ледокольного судна (вид сверху) с тремя корпусами, а на фиг. с четырьмя корпусами.
Ледокольное судно содержит корпус, имеющий наклонный форштевень и разваленные борта (не показаны) и состоящий из жестко связанных платформой 1 между собой головного корпуса 2, оснащенного движителем 3 и побортно расположенных у головного корпуса 2, симметрично относительно ДП последнего и с отстоянием в обе стороны от него двух боковых корпусов 4 (фиг.1). Боковые корпуса 4 оснащены движителями 5 и расположены со смещением вниз по потоку от головного корпуса 2 на расстоянии не менее 0,1 ширины головного корпуса по его миделю, а по обе стороны от головного корпуса 2 они расположены с отстоянием от него на расстоянии не менее чем определяемом приведенным выше соотношением.
Кроме того, в корпус ледокольного судна введен жестко связанный с ним замыкающий корпус 6 (фиг.2), оборудованный винторулевой колонкой 7, который расположен за головным 2 и боковыми 4 корпусами в диаметральной плоскости ледокольного судна с отстоянием от боковых корпусов 4 вниз по потоку на расстоянии, равном 0,1 ширины головного корпуса по миделю, при этом ширина замыкающего корпуса 6 по миделю не превышает аналогичную ширину головного корпуса 2. Боковые корпуса 4 и замыкающий корпус 6 имеют наклонный форштевень и развал бортов (не указаны).
Предлагаемое ледокольное судно работает следующим образом.
При движении ледокольного судна во льдах головной корпус 2 разрушает ледяной покров, образуя канал 8, ширина которого примерно равна ширине головного корпуса 2. Боковые корпуса 4 также разрушают ледяной покров, скалывая льдины 9 в канал 8 за головным корпусом 2. Внешние по отношению к каналу 8 борта 10 боковых корпусов 4 формируют широкий ледяной канал 11, наполненный битым льдом 12 (фиг.1).
В четыхкорпусном варианте замыкающий корпус 6 движется в битом льду 12, который проходит в пространстве, образованном между замыкающим корпусом 6 боковыми корпусами 4 (фиг.2).
Движение и управление трехкорпусным ледокольным судном осуществляется за счет работы трех движителей 3, 5, установленных соответственно на головном 2 и боковых корпусах 4, а четырехкорпусным ледокольным судном - дополнительно за счет работы винторулевой колонки 7 замыкающего корпуса 6.
Предлагаемое ледокольное судно обеспечивает снижение ледового сопротивления при создании ледоколом широкого канала во льдах для безопасной проводки крупнотоннажных судов и потребляемой им мощности при прокладке канала, а также улучшение его ледопроходимости при движении во льдах задним ходом, что его выгодно отличает от прототипа. Причем по расчетам ледовое сопротивление такого судна составит 0,5-0,7 от полного ледового сопротивления традиционного однокорпусного ледокольного судна.