一种多体极地航行船的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种多体极地航行船，包括多个船体结构，所述船体结构包括破冰型船首结构，货舱结构，首部压载舱，尾部压载舱，侧部压载舱和机舱，所述船体结构上部设有上层建筑，所述船体结构的尾部设有多个螺旋桨。所述首部压载舱与尾部压载舱之间、侧部压载舱之间均通过管路相互连通，且相互之间通过电磁阀和压载泵控制水流方向。本船将传统的单船体破冰方式改为多船体破冰，大大提高了极地冰区航行时的破冰能力和灵活性；同时便于船舶扩大破冰区域，从而开辟出更安全的航行区域。首部型线经过优化，降低冰区航行所需的主机功率。
【专利说明】
一种多体极地航行船
技术领域
[0001]本发明属于船体设计技术领域，具体涉及一种多体结构的极地航行船舶。
【背景技术】
[0002]随着全球气候变暖，北极冰层逐渐消融，通过北极海域的船舶逐年增加。极地航道相对传统苏伊士运河航道航程大为缩短，其商业价值不断为航运行业所发掘。开发适合极地航行的船舶日益重要。极地海域环境恶劣，海面上漂浮的冰层对船舶的安全造成严重的威胁。
[0003]传统的冰区船舶依靠大功率主机、螺旋桨提供的大推力、船艏挤压冰层、反复冲撞等方式对冰层进行破碎，以实现冰区航行的功能。但是开辟的水域有限，船舶的操纵性仍然受到一定限制。对于冰情较为严重的情况，船舶的破冰能力不能完全发挥，船舶的安全受到较大威胁。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种多体极地航行船，该船舶将传统的单船体破冰方式改为多船体破冰，大大提高了极地冰区航行时的破冰能力和灵活性;同时便于船舶扩大破冰区域，从而开辟出更安全的航行区域。
[0005]技术方案:本发明所述的一种多体极地航行船，包括多个船体结构，所述船体结构包括破冰型船首结构，货舱结构，首部压载舱，尾部压载舱，侧部压载舱和机舱，所述船体结构上部设有上层建筑，所述船体结构的尾部设有多个螺旋桨；
所述船体结构采用瘦长体，船体结构的长度与宽度比为5?8:1，流线型左右对称结构，且水线附近呈V字型结构；
所述船体结构的外板在不同范围内进行了加强:采用高位冰区吃水线和低位冰区吃水线将外板划分为不同区域，在高位冰区吃水线与低位冰区吃水线之间的冰带区域进行了不同程度的加强，加强方法采用增加板厚，减小横向骨材的间距即增加横向骨材的数量，外板采用H级别的高强度钢，外板骨架采用横骨架式，内侧板骨架采用纵骨架式。
[0006]所述破冰型船首结构采用左右对称结构，水线以下的首柱呈倾斜状，且内部和外部均采用加强型结构，板厚和条材均相比常规船舶有所增加；
所述首部压载舱与尾部压载舱之间、侧部压载舱之间均通过管路相互连通，且相互之间通过电磁阀和压载栗控制水流方向。
[0007]进一步的，所述破冰型船首结构水线以下的首柱与基线呈30°角。
[0008]进一步的，所述破冰型船首结构在吃水线附近还设有冰刀。
[0009]进一步的，所述螺旋桨采用导管式螺旋桨。
[0010]进一步的，所述螺旋桨安装于左右舷最外侧船体的尾部，所述螺旋桨或者安装于中间船体的尾部，中间船体尾部的螺旋桨可以是常规螺旋桨、导管螺旋桨、吊舱式螺旋桨等其中的一种。[0011 ]进一步的，所述上层建筑位于主船体结构上，是船员的工作区和生活区；驾驶室布置在上层建筑的顶层，是操船人员的工作区域，驾驶室延伸至船体两翼，并采用全封闭结构。
[0012]进一步的，所述破冰型船首结构的外壳采用高强度耐低温钢板，破冰型船首结构的内部采用横骨结构形式，即板格短边沿船长方向，长边沿船宽方向，且每隔一定高度时采用纵向布置的型材构件支撑。
[0013]进一步的，所述船体结构侧部还设有推进器。
[0014]进一步的，该船舶具有良好的冰区稳性:初稳性高大于0.5m以上，干舷甲板边缘线下150_的限界线在浮冰的作用下船舶出现横向倾斜时也不被淹没；良好的破舱稳性:当船体甲板、暴露舱盖等被冰雪覆盖时，在冰层碰撞引起舱室破损进水后，船舶浸水后的最终水线位于可能通过开口继续向下浸水的任何开口下缘的下方，所述开口包括空气管、通风筒以及用风雨密门或风雨密舱盖关闭的开口，且船舶在浸水状态下的初稳性高度始终为正值。
[0015]本发明还公开了上述一种多体极地航行船的破冰方法，当船需要破冰时，通过压载栗将首部压载舱内的水抽至尾部压载舱，使首部翘起，然后冲上冰层，再把尾部压载舱内的水抽至首部压载舱，靠水的重量把冰层压碎，如此反复冲撞冰层实现破冰；
同时用压载栗调节左右两侧舷压载舱的水位使船左右摇摆，将两边的冰层压碎。
[0016]有益效果:本发明提供的一种多体极地航行船舶，多个船体的首部结构均具有破冰能力，在航行过程中配合导管式螺旋桨，可以扩大破冰后的水域面积，提高冰区航行的操纵性和安全性。船尾内部有推进机舱，使动力设备和船员工作生活区域相隔离，以有效的抑制设备的振动噪声对船员的影响。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的侧面示意图；
图2是本发明的横剖面示意图；
图3是本发明多体极地航行船通过调节首尾压载水破冰前的示意图；
图4是本发明多体极地航行船通过调节首尾压载水破冰后的示意图；
图5是本发明多体极地航行船通过调节左右压载水破冰的示意图。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]如图1所示，本发明所揭示的一种多体极地航行船，由多个船体构成，船体主要包括破冰船首结构1、货舱结构2，首部压载舱3和尾部压载舱4，机舱5，尾部的导管式螺旋桨6，上层建筑7。
[0020]所述船体为瘦长型水密船舱结构，船体呈流线型结构，左右对称布置。所述破冰球首结构设计水线以下的首柱呈倾斜状，与基线约成30°角，内部进行结构加强。所述船体结构的外板在不同范围内进行了加强:采用高位冰区吃水线和低位冰区吃水线将外板划分为不同区域，在高位冰区吃水线与低位冰区吃水线之间的冰带区域进行了不同程度的加强，加强方法采用增加板厚，减小横向骨材的间距即增加横向骨材的数量，外板采用H级别的高强度钢，外板骨架采用横骨架式，内侧板骨架采用纵骨架式。所述破冰船首结构采用横骨架式，肋骨布置较为紧密，纵向布置有强桁材，如T型材。船首外板采用耐低温高强度钢板，能抵抗极地的低温环境。
[0021]如图1所示，所述破冰船首结构I在设计吃水线附近还设有冰刀8。首部压载舱3和尾部压载舱4之间分别通过第一电磁阀102和第一压载栗103相互连通。
[0022]如图2所示，导管式螺旋桨6安装于左右舷最外侧船体的船尾部，保护螺旋桨不受浮冰的撞击。优选的，中间的船体也可以安装螺旋桨，螺旋桨可以是常规螺旋桨、导管螺旋桨、吊舱式螺旋桨等其中的一种。船体结构的左右两侧还分别设有左侧压载舱9和右侧压载舱10，左侧压载舱9和右侧压载舱10之间通过第二电磁阀202和第二压载栗203相互连通。
[0023]如图3所示，当船需要破冰航行时，通过第一压载栗103将首部压载舱3内的水抽至尾部压载4，使首部翘起，然后冲上冰层105。然后如图4，再把尾部压载舱4内的水抽至首部压载舱3，靠水的重量把冰层压碎，反复冲撞冰层实现破冰。
[0024]如图5所示，同时用第二压载栗203和第二电磁阀202调节左侧压载舱9和右侧压载舱10的水位使船左右摇摆，将两边的冰层压碎。扩大船两侧的破冰区域，保证冰区航行操纵性能。使船首挤向冰层，并依靠自身重力压裂冰层，反复冲撞冰层实现破冰。
[0025]如图1所示，所述上层建筑7位于所述主船体结构上，是船员的工作区和生活区，远离机舱5，保障船员的生活没有过大的噪音和振动。上层建筑7包括驾驶室701位于船首，操船人员前方的视野开阔，盲区较小，对于在冰情复杂的极地环境航行时及时避开冰层保证安全航行较为重要。如图2，驾驶室701在上层建筑7的顶层，驾驶室延伸至桥楼两翼布置，其宽度超过船宽布置，驾驶室前、后面及侧面均设有电加热玻璃窗702，船舶靠泊时操作者可以在两侧直接透过或打开玻璃窗观察船舷两侧及前后的冰情和系泊情况，使船舶在极地冰区港口靠泊时具有良好的视野。
[0026]该多体极地航行船舶具有良好的冰区稳性，初稳性高大于0.5m以上，干舷甲板边缘线下150mm的限界线在浮冰的作用下船舶出现横向倾斜时也不被淹没。还具有良好的破舱稳性，当船体甲板、暴露舱盖等被冰雪覆盖时，在冰层碰撞引起舱室破损进水后，船舶浸水后的最终水线位于可能通过开口继续向下浸水的任何开口下缘的下方。所述开口包括空气管、通风筒以及用风雨密门或风雨密舱盖关闭的开口。船舶在浸水状态下的初稳性高度始终为正值。
[0027]本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种多体极地航行船，其特征在于:包括多个船体结构，所述船体结构包括破冰型船首结构，货舱结构，首部压载舱，尾部压载舱，侧部压载舱和机舱，所述船体结构上部设有上层建筑，所述船体结构的尾部设有多个螺旋桨； 所述船体结构采用瘦长体，船体结构的长度与宽度比为5?8:1，流线型左右对称结构，且水线附近呈V字型结构； 所述船体结构的外板在不同范围内进行了加强:采用高位冰区吃水线和低位冰区吃水线将外板划分为不同区域，在高位冰区吃水线与低位冰区吃水线之间的冰带区域进行了不同程度的加强，加强方法采用增加板厚，减小横向骨材的间距即增加横向骨材的数量，外板采用H级别的高强度钢，外板骨架采用横骨架式，内侧板骨架采用纵骨架式。 所述破冰型船首结构采用左右对称结构，水线以下的首柱呈倾斜状，且内部和外部均采用加强型结构，板厚和条材均相比常规船舶有所增加； 所述首部压载舱与尾部压载舱之间、侧部压载舱之间均通过管路相互连通，且相互之间通过电磁阀和压载栗控制水流方向。2.根据权利要求1所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述破冰型船首结构水线以下的首柱与基线呈30°角。3.根据权利要求1或2所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述破冰型船首结构在吃水线附近还设有冰刀。4.根据权利要求1所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述螺旋桨采用导管式螺旋桨。5.根据权利要求1或4所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述螺旋桨安装于左右舷最外侧船体的尾部，所述螺旋桨或者安装于中间船体的尾部，中间船体尾部的螺旋桨可以是常规螺旋桨、导管螺旋桨、吊舱式螺旋桨等其中的一种。6.根据权利要求1所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述上层建筑位于主船体结构上，是船员的工作区和生活区；驾驶室布置在上层建筑的顶层，是操船人员的工作区域，驾驶室延伸至船体两翼，并采用全封闭结构。7.根据权利要求1所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述破冰型船首结构的外壳采用高强度耐低温钢板，破冰型船首结构的内部采用横骨结构形式，即板格短边沿船长方向，长边沿船宽方向，且每隔一定高度时采用纵向布置的型材构件支撑。8.根据权利要求1所述的一种多体极地航行船，其特征在于:所述船体结构侧部还设有推进器。9.根据权利要求1所述的一种多体极地航行船，其特征在于:该船舶具有良好的冰区稳性:初稳性高大于0.5m以上，干舷甲板边缘线下150mm的限界线在浮冰的作用下船舶出现横向倾斜时也不被淹没；良好的破舱稳性:当船体甲板、暴露舱盖等被冰雪覆盖时，在冰层碰撞引起舱室破损进水后，船舶浸水后的最终水线位于可能通过开口继续向下浸水的任何开口下缘的下方，所述开口包括空气管、通风筒以及用风雨密门或风雨密舱盖关闭的开口，且船舶在浸水状态下的初稳性高度始终为正值。10.根据权利要求1-9任一一项所述的一种多体极地航行船的破冰方法，其特征在于:当船需要破冰时，通过压载栗将首部压载舱内的水抽至尾部压载舱，使首部翘起，然后冲上冰层，再把尾部压载舱内的水抽至首部压载舱，靠水的重量把冰层压碎，如此反复冲撞冰层实现破冰；同时用压载栗调节左右两侧舷压载舱的水位使船左右摇摆，将两边的冰层压碎。
【文档编号】B63B35/08GK106080988SQ201610732745
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月27日
【发明人】葛沛, 刘灿波, 张 杰
【申请人】南通中远川崎船舶工程有限公司