Носовая оконечность арктического судна с бульбом
FORE END OF AN ARCTIC WATERCRAFT WITH A BULB

Изобретение относится к судостроению, а точнее к арктическим судам с носовой оконечностью, имеющей бульб, взламывающий лед за счет создания усилия на ледовое поле снизу-вверх. Бульб взламывающего типа имеет верхнее ребро для вспарывания льда, которое стыкуется с форштевнем корпуса выше ватерлинии, наклонено вниз и вперед, пересекает ватерлинию и оканчивается скругленной лобовой частью под водой.
Известны корпуса судов, которые с помощью носового бульба ломают лед таким способом.
В патенте RU 2 646 042 С1 описана конструкция рыбопромыслового судна с носовой оконечностью, имеющей наклонный бульб. Бульб осуществляет разрушение льда путем его взламывания своим верхним ребром. Кроме этого, такой бульб снижает волновое сопротивление движению судна, тем самым повышая его скорость движения на чистой воде.
Примером судна с носовой оконечностью с бульбом, взламывающим лед, является судно тылового обеспечения проекта 23120 "Эльбрус" (см. https://www.mvestnik.ru/newslent/novejshee-sudno-obespecheniya-elbrus-skoro-pribudet-v-murmansk/).
Форма носовой оконечности этого судна с бульбом запатентована патентом RU2536568C1. Борта носовой оконечности выполнены с развалом шпангоутов. Нижняя часть бульба является продолжением обводов днища корпуса, плавно поднимающихся к скругленной лобовой части. Верхняя часть бульба имеет в диаметральной плоскости наклонное ребро с постепенным подъемом от его лобовой подводной части к месту сопряжения с форштевнем корпуса выше ватерлинии. Бульб имеет выпуклую форму. Поперечные сечения бульба образованы расширяющимися вниз от ребра шпангоутами, которые плавно закругляются и в нижней части сходятся в диаметральной плоскости, при этом поперечные сечения бульба мало меняются по ширине. Данная форма бульба обеспечивает снижение волнового сопротивления на чистой воде, повышенную ледопроходимость и принята в качестве прототипа.
Недостатком конструкции прототипа является наличие в районе ледовых ватерлиний вертикальных участков сопряжения обшивки бульба, выполненной с завалом шпангоутов, с носовой оконечностью, имеющей развал шпангоутов. Наличие вертикальных участков корпуса в районе ледовых ватерлиний приводит к резкому увеличению давления льда на корпус и соответственно к росту ледового сопротивления вследствие того, что в этих районах разрушение льда происходит не за счет его ломки при изгибе, а за счет его объемного сжатия, при котором разрушающие напряжения на порядок больше изгибных.
Целью настоящего изобретения является предложить конструкцию бульба взламывающего типа, обеспечивающую снижение ледового сопротивления при движении судна во льдах.
Цель достигается выдвижением бульба в нос от корпуса и выполнением бульба с сужающимися к корпусу ватерлиниями, что позволяет обеспечить ломку льда его взламыванием по ширине бульба на ледовой ватерлинии, образование за бульбом в районе сужения канала с разрушенным льдом с последующей ломкой льда за каналом от бульба наклонными бортами, при этом вертикальные участки обшивки в районах сопряжения бульба с корпусом размещаются в сужении ватерлиний внутри канала, что обеспечивает отсутствие их сжатия ледовым полем.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.
На Фиг. 1 приведен теоретический чертеж носовой оконечности судна, где а) боковая проекция - бок, b) горизонтальная проекция - полуширота, с) поперечная проекция - корпус.
На Фиг. 2 представлен теоретический чертеж судна, выполненный с использованием изобретения в трех проекциях, где а) боковая проекция - бок, b) горизонтальная проекция - полуширота, с) поперечная проекция - корпус.
Носовая оконечность 1 судна (Фиг. 1, Фиг. 2) содержит бульб 2, имеющий наклонное ребро 3. Бульб 2 стыкуется с корпусом 4 носовой оконечности 1, имеющей развал бортов, по линии стыковки 5. Ватерлинии 6 бульба 2 перед линией стыковки 5 сужаются на величину не менее 5% их максимальной ширины, при этом угол наклона шпангоутов b носовой оконечности к ледовой ватерлинии за районом сопряжения бульба с корпусом составляет не более 80°.
При прохождении судна акватории с ледовым покровом бульб 2 ребром 3 взламывает ледовый покров снизу-вверх. За счет заужения ватерлиний 5 за бульбом 2 образуется канал, заполненный разрушенным льдом, что обеспечивает отсутствие давления со стороны льда на вертикальные части обшивки в зоне сопряжения поверхности бульба 2 с корпусом 4, находящиеся вблизи линии стыковки 5. Разрушение льда по ширине судна за участком сопряжения бульба с носовой оконечностью производится наклонными бортами, образующими с ледовой ватерлинией угол β путем его излома с последующим перемещением льдин под судно. Данное решение значительно уменьшает сопротивление льда за счет исключения из него составляющей, обусловленной объемным разрушением.
При движении судна по чистой воде за бульбом 2 образуется волновая впадина, которая уменьшает подпорную волну перед корпусом 4 судна, тем самым уменьшая волновое сопротивление.