ЛЕДОКОЛЬНОЕ СУДНО С ПОДРУЛИВАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ, ВЫПОЛНЕННЫМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ШТАТНОГО НАСОСА ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ НА АВАРИЙНЫХ СУДАХ
ICE-BREAKING VESSEL WITH THRUSTER PERFORMED WITH HELP OF FIRE EXTINGUISHING PUMP ABOARD DISABLED SHIPS

Изобретение относится к области судостроения, а именно к конструкциям подруливающего устройства ледоколов и ледокольных судов, и может быть использовано для маневрирования на чистой воде и в швартовном режиме в условиях мелкобитого льда.
В отечественном и зарубежном судостроении известны подруливающие устройства (далее по тексту - ПУ) различных типов. Одним из основных типов является ПУ туннельного типа. Такие ПУ имеют сквозную установку поперек судна и рабочие выходы на оба борта. При постройке судов ПУ изготавливаются и поставляются на стапель в виде готовых агрегатов специализированными предприятиями.
Однако при работе судна во льдах по прямому назначению и выполнении маневров в ледовой обстановке боковой туннель забивается попадающими в его полость обломками битых льдин, что может привести к поломке агрегата. Кроме того, изготовление и монтаж в корпусе судна ПУ требует материальных затрат, а наличие сквозного туннеля в корпусе ледокольного судна крайне негативно сказывается на жесткости и прочности конструкции корпуса в носовой части. Перечисленные недостатки относятся и к подруливающим устройствам выдвижного типа.
Известно ПУ фирмы «Brunvoll thrusters», Норвегия (http://www.branvoll.no/product/the-complete-thruster-system/tunnel-thrusters). Выпускается линейка ПУ с различными характеристиками мощности и диаметров винтов. Например, FU45 с диаметром винта подруливающего устройства 1375 мм и мощностью от 275 до 450 кВт.
Недостатками данного ПУ является высокая вероятность повреждения ПУ обломками битых льдин в ледовых условиях, сложность обеспечения жесткостных и прочностных характеристик конструкции корпуса судна, вызванная применением такого ПУ и необходимостью выполнения тоннеля.
Известно ПУ фирмы «Schottel», Германия (http://www.schottel.de/ru/morskaja-propulsija/stt-poperechnoe-podrulivajushchee-ustroistvo/). Выпускается линейка ПУ с различными характеристиками мощности и диаметров винтов. Например, STT1 с диаметром винта подруливающего устройства 1240 мм и мощностью от 380 до 500 кВт.
Недостатки данного ПУ аналогичны недостаткам ПУ фирмы «Brunvoll thrusters».
3
3
Наиболее близким техническим решением для этих целей является применение вместо указанных ПУ штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, например, фирмы «Jason Engineering», Норвегия (http://jason.no/Products/Pumps), который имеет характеристики подачи от 700 м/ч до 4500 м/ч, напора от 1,1 МПа до 2,5 МПа, мощностью до 2,5 МВт.
Аналогично для этих целей можно применить насосы фирмы «Fire Fighting systems», Норвегия (http://www.fifisystems.com), которые имеют подобные технические характеристики.
Задачами изобретения является обеспечение маневрирования ледокольного судна на чистой воде и в условиях мелкобитого льда. Кроме того, это позволит уменьшить количество оборудования, которое может быть повреждено обломками битых льдин и, соответственно, увеличить надежность ледокольного судна при одновременном улучшении жесткостных и прочностных характеристик конструкции его корпуса. Такое ПУ обеспечит снижение материальных затрат на постройку ледокольного судна за счет исключения затрат на изготовление и монтаж традиционного подруливающего устройства.
Поставленная задача решается следующим образом: ледокольное судно с подруливающим устройством, выполненным с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, включает подруливающее устройство, в качестве гидравлического нагнетателя используют насосный агрегат штатной системы пожаротушения для аварийных судов и два его выходных рукава трубопровода, один из которых нагнетает воду на один борт, а другой - на противоположный, концы побортно выходящих трубопроводов, расположенных в корпусе судна, оснащены сужениями, выполненными в виде реактивных сопел, на выходных участках трубопроводов установлены запорные клапаны, оборудованные исполнительными механизмами - приводами, связанными с центральным пультом управления ледокольного судна, реактивные сопла расположены в корпусе судна с ориентацией своих продольных осей поперек диаметральной плоскости судна с максимально возможным удалением сопел от мидель-шпангоута ниже ватерлинии.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где на фиг. схематично представлено поперечное сечение ледокольного судна с указанным подруливающим устройством для маневрирования в швартовном режиме.
Ледокольное судно имеет размещенный внутри корпуса 1 насос 2 штатной системы пожаротушения для аварийных судов, а также - выходящие участки трубопроводов 3, концы которых оборудованы соплами 4, расположенными в корпусе судна с ориентацией своих продольных осей поперек ДП судна, и центральный пульт управления (на рисунке не показан). На выходящих участках трубопроводов от насосного агрегата к соплам установлены запорные клапаны 5, оборудованные исполнительными механизмами - приводами, связанными с центральным пультом управления ледокольного судна (на рисунке не показаны).
z
Y
Маневрирование ледокольного судна с предлагаемым подруливающим устройством в швартовном режиме осуществляется следующим образом. Предварительно с пульта управления судна перекрывается запорный клапан 6 трубопровода насосного агрегата на рециркуляцию воды в кингстонный ящик 7 и запорный клапан 8 на лафетный ствол пожаротушения аварийных судов 9. В зависимости от направления маневрирования судна открывают необходимый запорный клапан 5 противоположного борта и закрывается запорный клапан 5 соответственно того борта, в направлении которого судну необходимо осуществлять разворот. При запущенном в работу насосном агрегате 2 штатной системы пожаротушения аварийных судов нагнетаемый им поток воды по трубопроводам поступает к соответствующему бортовому реактивному соплу и преобразуется в реактивную струю, которая при выходе из сопла создает реактивную силу F, воспринимаемую корпусом ледокольного судна. В результате действия реактивной силы создается вращательный момент M, под действием которого ледокольное судно осуществляет маневр путем поворота в горизонтальной плоскости в направлении, противоположном выходу струи из сопла. При изменении направления маневра судна перекрывается запорный клапан противоположного борта соответствующего выходного трубопровода насосного агрегата и указанный процесс нагнетания воды происходит аналогично по отношению к другому борту судна.
Применение указанного подруливающего устройства позволяет:
- исключить возможность попадания обломков мелкобитого льда в полость проточного канала и, как следствие, забивание ими подруливающего устройства традиционного типа по причине его отсутствия;
- обеспечить возможность маневрирования судна в необходимых режимах;
- повысить надежность ледокольного судна из-за отсутствия дополнительных механизмов;
- улучшить жесткостные и прочностные характеристики конструкции корпуса судна из-за отсутствия необходимости выполнения сквозного тоннеля в корпусе ледокольного судна.
Использование в качестве подруливающего устройства насосного агрегата штатной системы пожаротушения для аварийных судов с целью обеспечения маневрирования и позиционирования устраняет необходимость изготовления и монтажа традиционного подруливающего устройства, что обеспечивает снижение материальных затрат.
Следует отметить, что предлагаемое в изобретении подруливающее устройство, выполненное с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, должно устанавливаться на судне аналогично подруливающим устройствам традиционного типа - с максимально возможным удалением сопел от мидель-шпангоута ниже ватерлинии вдоль диаметральной плоскости судна - для увеличения рычага воздействующей реактивной силы.
Предлагаемое в изобретении подруливающее устройство, выполненное с использованием штатного насоса тушения пожаров на аварийных судах, имеет сравнимые характеристики по упору и мощностям с подруливающими устройствами традиционного типа и, следовательно, может быть реализовано на практике.
Предлагаемый вариант подруливающего устройства ледокольного судна обеспечивает надежное маневрирование судна в швартовном режиме на чистой воде и при наличии обломков мелкобитого льда, при одновременном увеличении надежности судна, улучшении жесткостных и прочностных характеристик конструкции корпуса, а также снижение материальных затрат на постройку ледокольного судна за счет исключения затрат на изготовление и монтаж в корпусе судна традиционного подруливающего устройства.