ПОЛУПОГРУЖНОЕ ЛЕДОКОЛЬНО-ТРАНСПОРТНОЕ СУДНО
SEMISUBMERSIBLE ICE BREAKER

Изобретение относится к судостроению и касается архитектурно-конструктивного типа ледокольно-транспортных судов, предназначенных для эксплуатации в ледовых полях Арктики без ледокольного сопровождения, в том числе в условиях малых глубин арктического шельфа.
Известны ледокольно-транспортные суда традиционного типа, состоящие из основного корпуса и надстроек, причем в основном корпусе размещаются грузовые отсеки, машинное отделение и другие необходимые помещения.
Известны крупнотоннажные суда для плавания в ледовых условиях, например танкер «Балтика», корпус которых состоит из носовой части, кормовой части с машинным отделением и грузовой средней части, определяющей функциональное назначение судна, которые имеют ширину до 50 м. Однако такие суда не только не имеют возможности самостоятельного плавания в сплошных льдах арктических морей, но и при движении в битых льдах они имеют большое ледовое сопротивление.
Известен полупогружной грузопассажирский танкер по патенту РФ №2043261, содержащий подводный грузовой корпус и надводную часть с надстройкой, соединенные полыми стойками обтекаемой формы, в передней части которых установлены наклонные ледоразрушующие устройства. Однако такое судно будет испытывать высокое ледовое сопротивление при движении за ледоколом, т.к. обломки льда будут застревать между стойками этого судна. В случае остановки такого судна в ледовом поле его освобождение ледоколом становится невозможным, т.к. конструкция танкера не предусматривает подход ледокола для освобождения ото льда внутри стоек.
Известно также арктическое ледокольное транспортное крупнотоннажное судно по патенту РФ №2389640, принятое за прототип. Оно имеет подводный грузовой корпус и надводную носовую надстройку, соединенные узким ледостойким пилоном. Однако у этого судна при движении в сплошном ледовом поле горизонтальная составляющая реакции сопротивления льда и сила тяги гребных винтов, расположенных значительно ниже уровня ледового покрова, будут создавать дифферентующий момент, стремящийся увеличить осадку судна кормой из-за малой площади действующей ватерлинии, проходящей по пилону, расположенному в носу, и размещения в нос от миделя центра величины подводного объема пилона.
Это обстоятельство существенно снижает возможности судна работать на ограниченных глубинах шельфа арктических морей.
Настоящее изобретение направлено на решение задачи создания полупогружного транспортного судна нового архитектурно-конструктивного типа, способного перевозить грузы в условиях северных морей, двигаясь самостоятельно без помощи ледокола, в том числе и в районах малых глубин, имеющихся, например, на Арктическом шельфе российских морей.
Основной технический результат, достигаемый при реализации настоящего изобретения, состоит в уменьшении дифферента кормой полупогружного судна при движении в ледовом поле за счет появления восстанавливающего момента.
Указанный результат достигается за счет того, что аналогично прототипу заявленное ледокольное транспортное судно содержит подводный грузовой корпус, надводную часть в виде главной палубы с надстройкой, узел, соединяющий подводный корпус и надводную часть судна, а также ледоразрушающее устройство.
Однако в предлагаемом решении для появления продольного восстанавливающего момента надводная часть вместе с пилоном разделены на носовую и кормовую надстройки с раздельными пилонами. Пилон носовой надстройки выполнен в виде ледоразрушающего устройства и имеет ледокольные обводы. Пилон кормовой надстройки работает только на раздвигание битого льда и поэтому обводы его образованы ватерлиниями, имеющими в носу заостренную (например, чечевицеобразную) форму, а его ширина составляет не более 0,25-0,30 ширины подводного корпуса, вследствие чего пилон испытывает минимальное ледовое сопротивление. Площадь ватерлиний пилона кормовой надстройки обеспечивает образование дополнительного плавучего объема, вызывающего появление продольного восстанавливающего момента, который удерживает судно при движении во льдах без заметного дифферента практически на ровном киле.
Статический момент объема подводной части судна относительно миделя при переменной осадке определяется по формуле, приведенной в книге Б.В Бекенского «Прикладные расчеты по теории корабля». - М.: Морской транспорт, 1955 г.:
,
где S - площадь ватерлинии,
f
X - абсцисса центра тяжести площади ватерлинии,
y, z - ордината и аппликата системы координат,
0 - аппликата ватерлинии пилона, совпадающая с его основанием, т.е. верхней палубой подводного корпуса,
z - аппликата действующей главной ватерлинии.
Из формулы видно, что для появления восстанавливающего момента как противодействие дифферентующему необходимо иметь дополнительный плавучий объем с действующей ватерлинией, имеющей максимально удаленный от миделя центр тяжести ее площади, т.е. в корме.
В частном случае предлагаемого судна высота обеих частей пилона будет больше половины ширины ватерлинии носовой надстройки при осадке по грузовую ватерлинию, что обеспечивает зазор между днищем надстроек и верхней палубой подводного корпуса, достаточный для исключения застревания битого льда между надстройками и подводным корпусом, а также столкновения с большей частью торосов.
В другом частном случае подводный корпус судна оборудован балластными цистернами.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется на прилагаемом чертеже с двумя проекциями.
На чертеже показаны основные элементы судна: носовая надстройка 1, пилоны 2, подруливающее устройство 3, подводный грузовой корпус 4, машинное отделение 5, гребной винт 6, кормовая надстройка 7; главная грузовая ватерлиния 8 (ГВЛ - в подводном положении), вспомогательная ватерлиния 9 (в надводном положении).
Подводный корпус судна при движении на трассе находится ниже льда и не входит с ним в контакт. В целом достигается общее снижение ледового сопротивления.
В подводном корпусе кроме грузовых отсеков размещаются цистерны главного балласта, которые на маршевых участках трассы заполнены водой, и судно погружено по главную грузовую ватерлинию (ГВЛ). При входе в порт, при подходе к морскому терминалу или ледостойкой платформе балластные цистерны продуваются, и судно всплывает по вспомогательную (надводную) ватерлинию.
Заявленное техническое решение транспортного полупогружного судна с уменьшенной суммарной площадью конструкций, взаимодействующих со льдом, позволит значительно снизить ледовое сопротивление и соответственно увеличить ледопроходимость до величин, достаточных для самостоятельного активного плавания во всех морях Северного Ледовитого океана в круглогодичной навигации.