ЛЕДОКОЛЬНО-БУКСИРНОЕ СУДНО

Полезная модель относится к области судостроения, а конкретнее - к ледокольным судам и буксирам, предназначенным для эксплуатации в ледовых, в том числе, арктических условиях.
Для обеспечения тяговых характеристик движительного комплекса и повышения маневренности ледокольных и буксирных судов используют движительно-рулевой комплекс, содержащий винто-рулевые колонки (ВРК). Однако, в тяжелых ледовых условиях такой движительно-рулевой комплекс недостаточно эффективен при околке крупнотоннажных судов и может быть разрушен льдом при возрастании ледовых нагрузок.
Известно ледокольное судно, содержащее побортно установленные на корпусе традиционные гребные винтовые движители на валах, а также винто-рулевую колонку (ВРК) с открытым гребным винтом в диаметральной плоскости судна, составляющие в совокупности движительно-рулевой комплекс, размещенный в кормовом подзоре судна (патент №2381136 на изобретение «Ледокольное судно», приоритет от 04.06.2008 г.) - прототип.
Однако бортовые движители при движении ледокола на переднем ходу обычно в 2-3 раза чаще взаимодействуют со льдом, чем открытый гребной винт ВРК, расположенный в диаметральной плоскости судна. Кроме того, при маневрировании ледокольного судна, наружный относительно оси поворота судна гребной винт в еще большей степени взаимодействует со льдом и подвержен большему риску разрушения, чем при прямолинейном движении. Поскольку открытый гребной винт ВРК, расположенный в диаметральной плоскости судна и смещенный в корму от уровня плоскости бортовых гребных винтов на расстояние L, обеспечивающее бесконтактный с бортовыми гребными движителями поворот ВРК на 360° вокруг своей оси поворота, то при движении во льдах на переднем ходу отдельные льдины и ледяная шуга отбрасываются от бортовых винтов в набегающий поток ВРК и ударяются о лопасти гребного винта винто-рулевой колонки. На заднем ходу судна лопасти открытого винта ВРК первыми контактируют со льдом, фрезеруя его, особенно при поворотах колонки. С учетом более сложной конструкции ВРК с открытым винтом по сравнению с обычными винтовыми движителями открытый винт колонки уменьшает надежность движительного комплекса судна.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы ВРК в составе движительно-рулевого комплекса ледокольно-буксирного судна путем защиты винта ВРК от внешних ледовых нагрузок, а также придания судну дополнительных эксплуатационных качеств.
Для этого на ледокольно-буксирном судне, содержащем размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, включающий расположенные побортно традиционные судовые гребные движители и установленную на корпусе судна и размещенную в диаметральной плоскости судна со смещением в корму от уровня плоскости диска упомянутых гребных движителей полноповоротную винто-рулевую колонку с гребным винтом, имеющим отдельный приводной двигатель, по изобретению винто-рулевая колонка оснащена, охватывающей ее гребной винт, профилированной кольцевой направляющей насадкой. При этом редуктор винто-рулевой колонки выполнен в реверсивном исполнении, а приводной двигатель гребного винта винто-рулевой колонки имеет возможность изменения направления вращения гребного винта на противоположное.
Благодаря установке профилированной кольцевой направляющей насадки, охватывающей лопасти гребного винта винто-рулевой колонки, установленной в кормовом подзоре в диаметральной плоскости судна, обеспечивается повышение надежности работы ВРК путем защиты ее винта от попадания на его кромки лопастей крупных ледовых образований, отбрасываемых от работающих бортовых винтов, и тем самым уменьшается вероятность выхода из строя такой уязвимой к внешним ледовым нагрузкам установки, какой является винто-рулевая колонка. Кроме того, обеспечивается значительное (до 25%) увеличение упора винта ВРК, а, следовательно, и суммарная тяга движителей ледокольно-буксирного судна,
В случае забивания кольцевой направляющей насадки ледяной шугой, особенно при сжатиях льда, на переднем ходу судна кратковременное реверсирование приводного гребного двигателя колонки обеспечит «промывание» насадки и восстановление ее тяги. Кольцевая насадка, установленная вокруг винта ВРК, позволяет улучшить маневренность ледокольно-буксирного судна за счет увеличения поворотного момента, а также улучшить способность позиционирования судна в случае использования ВРК в качестве кормового подруливающего устройства на чистой воде.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, где на фиг.1 схематически изображена (вид сбоку) кормовая оконечность ледокольно-буксирного судна, на фиг.2 - вид на это же судно с кормы, па фиг.3 - вид на корпус судна со стороны днища и на фиг.4 приведена схема винто-рулевой колонки с направляющей кольцевой насадкой.
Ледокольно-буксирное судно (фиг.1, 2, 3 и 4) содержит корпус 1, имеющий кормовой подзор 2, в котором размещен движительно-рулевой комплекс судна, включающий два побортно расположенных традиционных гребных винта 3, установленных на валах 4, и размещенную на корпусе 1 полноповоротную винто-рулевую колонку 5 с гребным винтом 6, вокруг которого установлена охватывающая его направляющая профилированная кольцевая насадка 7.
Винто-рулевая колонка 5 расположена в диаметральной плоскости судна, смещенная в корму от уровня плоскости дисков бортовых гребных винтов 3 на расстояние L, обеспечивающее свободный поворот ВРК 5 на 360° вокруг своей вертикальной оси поворота 8 без контакта с обоими бортовыми гребными движителями 3 судна.
В корпусе 1 судна размещен реверсивный приводной гребной двигатель 9 винто-рулевой колонки 5 для передачи вращающего момента через редуктор 10, который выполнен в реверсивном исполнении, когда шестерни редуктора имеют двустороннюю поверхностную закалку, на гребной винт 6 ВРК 5, вращающийся в кольцевой профилированной направляющей насадке 7 (фиг.1, 4). Приводной двигатель 9 выполнен с возможностью изменения направления вращения гребного винта 6 ВРК 5 на противоположное.
При этом бортовые гребные движители 3 и винто-рулевая колонка, установленная в ДП судна, расположены по высоте судна таким образом, что внешние концевые кромки лопастей бортовых гребных винтов 3 и наружная кромка направляющей насадки 7 при этом не выходят за пределы уровня основной плоскости 11 судна.
Устройство работает следующим образом.
При движении ледокольно-буксирного судна в ледовом поле, образуемые при этом сектора льда притапливаются корпусом 1 судна, создавая на корпусе так называемую «ледовую рубашку». Двигаясь по бортам и днищу судна, льдины всплывают в районе кормы в сторону бортов. При этом большие обломки основной массы «ледовой рубашки» наталкиваются на лопасти бортовых движителей 3 судна, которые, вращаясь, фрезеруют льдины и отбрасывают в стороны от расположенной за ними по диаметральной плоскости судна винто-рулевой колонки 5 большую часть обломков льдин. Меньшее количество обломков льда все же попадает в набегающий поток винто-рулевой колонки 5, и кольцевая направляющая насадка 7 защищает кромки лопастей гребного винта 6 ВРК 5 от прямого контакта с обломками набегающего на него льда, вследствие чего уменьшается интенсивность ледовых нагрузок на винт 6 ВРК 5 и, соответственно, возрастает надежность работы как винто-рулевой колонки, так и всего движительно-рулевого комплекса судна. В случае забивания кольцевой направляющей насадки 7 ледяной шугой, особенно при сжатиях льда, на переднем ходу судна кратковременное реверсирование приводного гребного двигателя 9 винто-рулевой колонки 5 обеспечит «промывание» насадки и восстановление ее тяги.
При развороте ВРК 5 на 90° относительно диаметральной плоскости судна в сторону любого борта реверсивную винто-рулевую колонку 5 можно использовать на чистой воде в качестве кормового подруливающего устройства в целях позиционирования судна.
В предлагаемом ледокольно-буксирном судне обеспечивается повышение надежности работы ВРК в составе движительно-рулевого комплекса путем защиты винта ВРК от внешних ледовых нагрузок, а также придания судну дополнительных эксплуатационных качеств, что выгодно отличает его от прототипа.