用于优选地在浅覆冰水中操作的破冰船的制作方法
【专利摘要】本发明涉及造船，并且更具体地说，涉及旨在用于在浅水情形中在冰中操作的破冰船与拖船。提出的发明旨在改进在冰以及开放水域中的受限环境中向前和向后运行时船的可操纵性，以及改进其冰行走能力并且有效地解决空气进入操作中的AZT螺旋桨与船螺旋桨的问题。为此目的，该破冰船旨在优选地用于在浅的覆冰水中操作，其包括具有雪橇状船尾伸出部分并具有平坦底部的船体以及沿着所述伸出部分的周边的冰防护罩，转向/推进系统设置在所述伸出部分中并且包括两个侧面螺旋桨，所述两个侧面螺旋桨相对于所述船的CL对称地安装在轴上，并且相对于船体高度布置为使得在所述螺旋桨位置处所述螺旋桨的尖端边缘不突出超过所述船的基部平面以及设计吃水线，并且根据本发明，其安装有两个360度方位推进装置(AZT)，该360度推进装置在它们的隔舱前面装配有安装在AZT轴上的牵拉螺旋桨，其中叶片尖端边缘未突出超过基部平面并且关于船的CL对称地布置，向船尾方向移位，使得AZT螺旋桨的圆盘与侧面螺旋桨的圆盘之间的距离不大于这些螺旋桨的直径并且提供了在不与船的螺旋桨接触情况下的方位推进装置绕其轴线的360度旋转。在DWL区域中，船的船尾伸出部分具有楔形破冰形状，其沿着DWL具有90°?180°楔形角并且其表面与竖直方向成不小于30°的倾斜。具有楔形横截面的冰防护罩未突出超过船的船体并且形成为沿着船首方向以不大于上述螺旋桨的两个直径的距离延伸超过船的侧面螺旋桨的圆盘平面；并且其具有的高度使得在船尾处，罩的下边缘从AZT螺旋桨的旋转轴线向上突出这些螺旋桨的半径的至少一半。提出的破冰船旨在用于浅的覆冰水中操作，优选地与原型比较时提供了改进的可操纵性与冰行走能力。
【专利说明】
用于优选地在浅覆冰水中操作的破冰船
技术领域
[0001]本发明涉及造船，并且更具体地说，涉及旨在用于在浅水情形中在冰中操作的破冰船与拖船。
【背景技术】
[0002]在由冰覆盖的浅水情形中的操作的主要问题是以有限的吃水为船提供克服冰阻力的要求的有效推力，这是用于限制螺旋桨的直径以及它们有效消耗的动力的原因。
[0003]即使在深沉浸的情况下也存在对由具有特定直径的螺旋桨消耗的动力的限制。这是由于在固定螺旋桨直径下开始的严重气穴所引起的动力限制导致突然推力故障以及不稳定水动力和振动的显著增加。鉴于要求获得最大可能推进力以便实现最高的冰行走能力，几乎每个破冰船都受到仍不会引起推力故障的气穴的第一阶段。在较小吃水时，由于螺旋桨直径限制并且更靠近自由表面操作，以及空气进入螺旋桨(通气)的额外风险，气穴现象增强。
[0004]现有技术公开了用于在浅水中操作的浅吃水破冰船(“Captain Evdokimov”型)，其安装有四个传统的螺旋桨，这些螺旋桨关于船的中心线(CL)对称地安装在轴上(每侧两个螺旋桨)；以及位于中央螺旋桨后面的两个船舵，一起形成布置在船的船尾外伸部分上的转向/推进系统。
[0005]在此情形中，在给定的螺旋桨位置处，螺旋桨叶片的尖端在高度上未突出超过基部平面并且在宽度上未超过设计吃水线(DWL)。
[0006]然而，现有破冰船的转向/推进系统不能确保船在受限环境中，尤其是在近海油气设施附近操作的过程中执行破冰操作的足够可操纵性。其后端不适于长期在船尾破冰，船舵影响船的船尾破冰性能并且经常受到损坏;此外螺旋桨在抵抗冰载荷方面受到的保护较差。这种船在航行中不稳定并且在船尾运行模式中可控性较差。此外，在螺旋桨的一些操作模式中，空气可能进入螺旋桨。
【发明内容】
[0007]提出的发明旨在改进在冰以及开放水域中的受限环境中向前和向后运行时船的可操纵性，以及改进其冰行走能力并且有效地解决空气进入操作中的AZT螺旋桨与船螺旋桨的问题。
[0008]为此目的，该破冰船旨在优选地用于在浅的覆冰水中操作，其包括具有雪橇状船尾伸出部分并具有平坦底部的船体以及沿着所述伸出部分的周边的冰防护罩，转向/推进系统设置在所述伸出部分中并且包括两个侧面螺旋桨，所述两个侧面螺旋桨相对于所述船的CL对称地安装在轴上，并且相对于船体高度布置为使得在所述螺旋桨位置处所述螺旋桨的尖端边缘不突出超过所述船的基部平面以及设计吃水线，并且根据本发明，其安装有两个360度方位推进装置(AZT)，该360度推进装置在它们的隔舱前面装配有安装在AZT轴上的牵拉螺旋桨，其中叶片尖端边缘未突出超过基部平面并且关于船的CL对称地布置，向船尾方向移位，使得AZT螺旋桨的圆盘与侧面螺旋桨的圆盘之间的距离不大于这些螺旋桨的直径并且提供了在不与船的螺旋桨接触情况下的方位推进装置绕其轴线的360度旋转。在DWL区域中，船的船尾伸出部分具有楔形破冰形状，其沿着DWL具有90°-180°楔形角并且其表面与竖直方向成不小于30°的倾斜。具有楔形横截面的冰防护罩未突出超过船的船体并且形成为沿着船首方向以不大于上述螺旋桨的两个直径的距离延伸超过船的侧面螺旋桨的圆盘平面。并且其具有的高度使得在船尾处，罩的下边缘从AZT螺旋桨的旋转轴线向上突出这些螺旋桨的半径的至少一半。
[0009]为破冰船安装360度方位推进装置导致船在相同有效功率的改进的可操纵性，确保在向后运行时路线保持稳定性与可控制能力。
[0010]安装在破冰船的侧面的传统螺旋桨以及在船的CL附近安装360度方位螺旋桨，通过使得侧面螺旋桨在外侧旋转并且通过船体推开大部分破碎的冰，保护其免受与大尺寸冰特征的可能接触，为方位螺旋桨提供了改进的操作条件。
[0011]AZT螺旋桨与船螺旋桨的圆盘的布置使得它们之间的距离不大于船螺旋桨的一个直径，使其能够使来自作用在方位推进装置上的侧面螺旋桨气流的不稳定水动力的影响最小化。
[0012]安装有牵拉螺旋桨的方位推进装置提供了尤其在向后运行时的船的破冰能力的提尚并且保护AZT支柱免受损坏。
[0013]楔形船尾伸出部分的破冰形状，使得表面以与竖直不小于30°倾斜，通过在船尾延伸处的冰段的弯曲、推动到旁边与浸入促使冰的破碎，由此，改进了在向后运行时的船的冰行进能力。
[0014]具有楔形横截面的冰防护罩以其根本不突出超过船体吃水线的方式布置并且沿着船首方向延伸超过螺旋桨圆盘，更加有效地防止了通气(空气穿过)的发生并且促进了破冰。
[0015]罩的下边缘从AZT螺旋桨的轴线向上突出不少于这些螺旋桨的半径的一半，使得能够使由击打罩的螺旋桨气流造成的AZT推进性能的减小最小化。
【附图说明】
[0016]通过附图示出了提出的发明的要点，其中:
[0017]图1是旨在用于在浅覆冰水中操作的提出的破冰船的示意性描述；
[0018]图2是图1的船的船尾的视图；
[0019]图3是图1的船的底部视图。
【具体实施方式】
[0020]破冰船(图1、图2、图3)具有船体I，此船体具有安装了冰防护罩3的船尾伸出部分2，转向/推进系统布置在船尾伸出部分2中并且包括安装在轴5上的两个传统的侧面船螺旋桨4以及安装在船的船体I上的具有螺旋桨7的两个360度方位推进装置6。
[0021]船尾伸出部分2具有楔形形状，此楔形形状沿着DWL具有楔形角度θ，90°< Θ < 180°(图3)，并且此表面以O 30°的角度相对竖直方向倾斜(图1)。
[0022]冰防护罩3在船尾处具有的高度使得罩3的下边缘与AZT6的螺旋桨7的旋转轴线(图1、图2)之间的距离h不大于AZT 6(图3)的螺旋桨7的半径的一半(直径D2的四分之一)。在此情形中，此罩布置为沿着船首方向延伸超过船螺旋桨4的圆盘以距离L1,L1不大于船螺旋桨4(图1)的两个直径Du
[0023]AZT单元6关于船的CL对称布置，向船尾方向移动L2布置，以便在不与船的两个螺旋桨4接触的情况下，提供船的AZT 6绕其竖直轴线8的360度自由旋转。此外，ATZ 6的螺旋桨7的圆盘与船螺旋桨4之间的距离不大于船螺旋桨4(图3)的直径Du
[0024]在此情形中，船螺旋桨4与AZT6的螺旋桨7关于船体高度布置使得全部螺旋桨4、7的尖端边缘都不突出超过船的基部平面9(图1)。
[0025]工业实用性
[0026]下面描述了所提出的破冰船在浅覆冰水中的操作的原理。
[0027]当破冰船在冰区域中向前行进时，破碎的冰段将船体I浸没并且在船体的表面上形成所谓的“冰衫”。沿着船的侧面与底面移动的冰块主要地从侧面上升到船尾区域中的表面。在此情形中，大尺寸的各个“冰衫”碰到船的传统的侧面螺旋桨4，螺旋桨4旋转并碾磨冰块，推动大部分冰块远离位于船CL附近的AZT6。因此，到达AZT 6的冰块的数量减小几倍;此夕卜，在碾磨和破碎后冰块具有较小质量，这导致在AZT 6上的冰载荷的减小，导致其改进的操作可靠性。在此情形中，在操纵时，冰防护罩3使船的侧面螺旋桨4与AZT 6的螺旋桨7免于抵抗船周围的冰，并且防止空气进入船螺旋桨4与AZT 6的螺旋桨7。
[0028]当破冰船在冰区域中向后运行时，由于船后端的优化形状，冰通过弯曲而破碎，这导致用于破冰的动力消耗的减小，同时冰段被推动分开并且它们中的一部分通过拉动在船尾伸出部分处的AZT 6的螺旋桨7碾磨并且被推开超过船体I与安装在轴5上的船的侧面螺旋桨4。因此，冰未在船尾处聚集并且船稳定地运行。在此情形中，冰防护罩3有效地使冰破碎并且防止在AZT 6的螺旋桨7与船螺旋桨4处的通气。
[0029]提出的破冰船旨在用于浅的覆冰水中操作，当优选地与原型进行比较时，在船头与船尾运行时提供了可操纵性与冰行走能力的改进。
【主权项】
1.一种旨在优选地用于在浅的覆冰水中操作的破冰船，其包括具有雪橇状船尾伸出部分并具有平坦底部的船体以及沿着所述伸出部分的周边的冰防护罩，转向/推进系统设置在所述伸出部分中并且包括两个侧面螺旋桨，所述两个侧面螺旋桨相对于所述船的CL对称地安装在轴上，并且相对于船体高度布置为使得在所述螺旋桨位置处所述螺旋桨的尖端边缘不突出超过所述船的基部平面以及设计吃水线，其特征在于，其安装有两个360度方位推进装置(AZT)，该360度推进装置在它们的隔舱前面装配有安装在AZT轴上的牵拉螺旋桨，其中叶片尖端边缘未突出超过基部平面并且关于船的CL对称地布置，向船尾方向移位使得AZT螺旋桨的圆盘与侧面螺旋桨的圆盘之间的距离不大于这些螺旋桨的直径，并且提供了在不与船的螺旋桨接触情况下的方位推进装置绕其轴线的360度旋转，同时在DWL区域中，船的船尾伸出部分具有楔形破冰形状，其沿着DWL具有90°-180°楔形角并且其表面相对于竖直方向倾斜不小于30°，并且具有楔形横截面的冰防护罩未突出超过船的船体并且形成为沿着船首方向延伸超过船的侧面螺旋桨的圆盘平面不大于上述螺旋桨的两个直径的距离，并且其具有的高度使得在船尾处，罩的下边缘从AZT螺旋桨的旋转轴线向上突出这些螺旋桨的半径的至少一半。
【文档编号】B63B35/08GK105829202SQ201480061171
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年4月16日
【发明人】叶夫根尼·米哈洛维奇·阿波洛诺瓦, 基里尔·叶夫根尼耶维奇·萨佐诺夫, 瓦莱丽·阿达莫维奇·别利亚绍夫, 尤里·安德烈耶维奇·西蒙诺夫, 弗拉基米尔·伊里奇·施特拉姆勃兰特
【申请人】克雷洛夫国家研究中心