ЛЕДОКОЛЬНОЕ СУДНО
ICE BREAKER

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструкции и эксплуатации ледоколов.
Известны ледокольные суда с традиционной клиновидной формой носовых обводов (большинство современных ледоколов, например ледоколы типа «Арктика» и т.п.). Такая форма обводов, характеризующаяся острым форштевнем, наклоненным к горизонтали под углом 20-30° в районе действующих ватерлиний, углами входа ватерлиний от 25° до 45° и шпангоутами клиновидной формы с углом наклона от 40° до 65°, позволяет судну под действием тяги гребного винта наползать на лед и ломать его перед собой с помощью собственной массы. Традиционная клиновидная форма обводов носовой оконечности ледоколов также обеспечивает их удовлетворительные мореходные качества при движении на чистой воде, в том числе и в штормовых условиях.
Недостатком ледоколов с традиционной формой носовых обводов являются их ограниченные возможности по расширению канала, что может потребоваться при проводках крупнотоннажных судов, ширина которых значительно превышает ширину ледокола. При движении на небольшом расстоянии от кромки уже проложенного канала ледокол с традиционными ледокольными обводами «сваливается» в этот канал, что приводит к тому, что расширенный канал получается переменной ширины с неровной, рваной кромкой.
Известно ледокольное судно по Патенту РФ №2406641, принятое за прототип, носовая оконечность которого выполнена тримаранной, состоящей из основного корпуса, традиционного для ледоколов, и двух бортовых корпусов. При этом нижняя часть носовой оконечности основного корпуса расположена ниже конструктивной ватерлинии, а бортовые корпусы расположены побортно на платформе, установленной в верхней части основного корпуса, и выполнены в виде выступающих вперед и вниз бортовых ледорезных римеров, боковая кромка которых выполнена в задней части плавно переходящей в поверхность надводного борта, а в передней части вертикально плоской, при этом нижняя кромка ледорезных римеров расположена выше уровня конструктивной ватерлинии.
Такая конструкция носовой оконечности позволяет ледоколу в случае необходимости вырезать чистый канал с ровными кромками и расширять его на любую ширину без сбрасывания ледокола обратно в канал. Кроме того, становится возможным осуществлять околку причалов путем срезания острой кромкой бортового корпуса намерзшего к причальным стенкам льда.
Недостатком указанного ледокольного судна является увеличивающееся ледовое сопротивление судна при движении с погруженными ниже ватерлинии ледорезными римерами, связанное с большой протяженностью вертикальных стенок бортовых корпусов, взаимодействующих с кромкой сплошного ледяного поля по всей длине от передней части боковой кромки ледорезного римера до миделевой части судна, что приводит к ухудшению его ледовой ходкости и способности поворачивать в сплошном льду.
Задачей предлагаемого решения является усовершенствование конструкции прототипа с целью снижения ледового сопротивления и соответственно повышения скорости движения судна и улучшения его маневренности во льдах при сохранении преимуществ, связанных с наличием дополнительных бортовых корпусов, разрушающих лед резанием благодаря острым нижним кромкам, что позволяет вырезать чистый канал с ровными кромками и расширять его на любую ширину без сбрасывания ледокола обратно в канал.
Так же как и у прототипа, ледокольное судно имеет корпус, носовая оконечность которого выполнена в виде тримарана, состоящего из основного корпуса, традиционного для ледоколов, и двух бортовых корпусов, нижняя часть носовой оконечности основного корпуса расположена ниже конструктивной ватерлинии, а бортовые корпусы расположены побортно на платформе, установленной в верхней части основного корпуса, и выполнены в виде выступающих вперед и вниз бортовых ледорезных римеров, нижняя кромка которых расположена выше уровня конструктивной ватерлинии, боковая кромка выполнена в задней части плавно переходящей в поверхность надводного борта, передняя кромка выполнена заостренной.
Отличие предлагаемого решения заключается в том, что передняя кромка ледорезных римеров выполнена выступающей за пределы ширины основного корпуса на расстояние не более 0,02 B (где B - ширина основного корпуса на миделе).
Поставленная задача решается тем, что выступающие за пределы ширины корпуса ледокольного судна передние кромки бортовых ледорезных римеров позволяют создавать более широкий канал, избегая тем самым взаимодействия с кромкой сплошного ледяного поля по всей длине вертикальных стенок бортовых корпусов от передней кромки бортовых ледорезных римеров до миделевой части судна.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 показана аксонометрическая проекция обводов носовой оконечности, на фиг. 2 представлен теоретический чертеж в трех проекциях, на фиг. 3 - сечение носовой оконечности по шпангоутам Б-Б, иллюстрирующим процесс ломки льда носовой частью корпуса ледокола, на фиг. 4 - сечение носовой оконечности по шпангоутам А-А, иллюстрирующим процесс резки льда с помощью выступающей передней кромки бортовых ледорезных римеров.
ЛК
ЛР
ЛР
Носовая оконечность 1 ледокольного судна состоит из основного корпуса 2, имеющего традиционную клиновидную ледокольную форму обводов, простирающегося до ватерлинии ВЛ - ледокольной ватерлинии (совпадающей с конструктивной ватерлинией - КВЛ), и верхней платформы 3, которая может быть либо выполнена съемной, либо неподвижно соединенной с корпусом судна, образуя единую монолитную носовую оконечность. Бортовые корпусы верхней платформы 3 выполнены в виде выступающих вниз и вперед бортовых ледорезных римеров 4, передняя кромка 5 которых заострена, выступает за пределы ширины основного корпуса ледокола и имеет наклон к горизонтали на уровне ватерлинии ВЛ - ледорезной ватерлинии, что обеспечивает при увеличении осадки судна до этой ватерлинии резание льда при движении судна носом вперед. Передняя заостренная кромка 5 ледорезных римеров 4 максимально выступает в сторону от основного борта в районе ледорезной ватерлинии ВЛ на расстояние не более 0,02 B, где B - ширина основного корпуса на миделе (фиг. 4, сечение A-A). Выступающая за пределы ширины судна на миделе часть бортового ледорезных римера на рисунках зачернена. Остальная боковая кромка 6 ледорезных римеров 4 может быть вертикально плоской, а в задней части переходит в поверхность надводного борта судна. Обеспечивается плавный переход выступающей за пределы ширины судна части бортового римера к вертикальной плоскости остальной части бортового римера.
Ледокольное судно работает во льдах следующим образом.
ЛP
ЛК
ЛК
ЛР
В том случае, когда носовая оконечность имеет единую монолитную конструкцию, ледокольное судно должно иметь достаточную вместимость балластных танков для возможности изменения осадки носом на величину, равную разнице ВЛ-ВЛ. При осадке по ВЛ судно будет иметь традиционные ледокольные обводы носовой оконечности и работать во льдах как обычное ледокольное судно, то есть будет осуществляться ломка льда форштевнем основного корпуса (фиг. 3, сечение Б-Б). При необходимости расширения канала или обрезания намерзшего льда у причала ледокол путем балластировки увеличит свою осадку носом до ВЛ, и погруженные под ватерлинию ледорезные римеры 4 обеспечат резание льда ровными клавишами вместо традиционной ломки секторами (фиг. 4, сечение Α-A). При этом выступающие в стороны передние кромки 5 ледорезных римеров 4 обеспечивают отдаление кромки прокладываемого или расширяемого канала в сплошном льду от плоской вертикальной боковой кромки 6 ледорезных римеров 4 и борта судна.
ЛР
ЛК
При исполнении верхней части носовой оконечности съемной необходимость в балластировке судна для изменения осадки отпадает. В этом случае при возникновении соответствующей потребности на основном корпусе судна 1 неподвижно закрепляется верхняя платформа 3 с ледорезными римерами 4 в виде отдельной приставки. При этом осадки ВЛ и ВЛ будут совпадать, а в остальном схема работы остается такой же. Совмещение съемной верхней платформы с основным корпусом показано на фиг. 3 и фиг. 4 пунктирной линией.
Преимуществами заявляемого ледокольного судна является наличие по бортам ледорезных римеров, конструктивно связанных с верхней платформой в носовой оконечности, что позволяет расширить функции, которые может выполнять предлагаемое ледокольное судно. К ним относятся: возможность вырезать чистый канал с ровными кромками и расширять его на любую ширину без сбрасывания ледокольного судна обратно в канал, а также возможность осуществлять околку причалов путем срезания острой кромкой выступающего бортовыми ледорезными римерами намерзшего к причальным стенкам льда. Сопутствующие такому способу ломки льда недостатки ликвидируются тем, что предлагаемая конструкция и форма обводов носовой оконечности позволяют при необходимости приподнять ледорезные римеры надо льдом путем изменения осадки судна или убрать их вместе со съемной частью носовой оконечности, после чего движение и работа во льду осуществляются традиционным способом. Кроме того, выступающие за пределы ширины основного корпуса судна передние кромки ледорезных римеров позволяют обеспечить приемлемые показатели ледовой ходкости и маневренности ледокола при работе его в ледорезном режиме.