[发明专利]撬冰式破冰船

说明书

技术领域

本发明涉及破冰船，特别是一种撬冰式破冰船。

背景技术

目前破冰船的破冰方法主要有连续性破冰和冲撞式破冰。连续式破冰是利用破冰船在破冰过程中船艏不断地上下运动产生的压力和船体前行的推进力使冰破碎，破碎的冰块全依赖沿水线位置从艏柱到最大船宽部分排除。如果冰层更厚，已不能连续破冰时，需采用冲撞式破冰。破冰部位主要在艏柱附近和艏部分段，船艏撞入冰层后形成楔形开裂，随后楔形冰块在冲压下破碎。

传统的自上而下把冰压碎的方法存在一定缺点：

(1)自上而下的压冰式进行破冰时，碎冰大部分残留于航道内，增大了破冰阻力，并且影响后续船舶航行；

(2)由于冰层下有水作垫，自上而下破冰时需要克服水对冰层的浮力，破冰时需要克服较大的压力。

基于上述情况以及目前航运市场需求和极地发展的迫切需要，有必要设计一种无需克服水给冰的浮力、具有自下向上辅助破冰力的新型破冰方式以及新型破冰船。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种撬冰式破冰船，以便克服上述现有技术存在的问题和满足航运市场发展需求。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的是一种撬冰式破冰船，其船体的首部是具有锥型型线的船艏，该船艏的内部设有与之焊接相连的中间肋骨和抗冰纵横结构，船体的舷侧具有大外飘角的结构。

该撬冰式”破冰船采用凹形艏柱，接近船舯部采用较大外倾角。

所述大外飘角包括第一外倾角、第二外倾角、水线角，它们分别是影响破冰船的下浸性能、影响排冰效能影响破冰和下浸效能。

所述第一外倾角是指舷侧与船体中纵剖面之间的夹角，该夹角的角度设置为≥11°。

所述第二外倾角是指船体中纵剖面船艏切线与设计水线面形成的夹角，该夹角的角度设置为30°—65°。

所述的水线角，具体为船艏切线与船体中纵剖面形成的夹角，该夹角的角度可以设置为10°—20°。

本发明提供的上述撬冰式破冰船，其在无需克服水给冰的浮力、具有自下向上辅助破冰力的破冰方式中的应用。

破冰时，该船体的首部伸入冰层以下，在冰层较薄处使用“连续式”破冰方法，在冰层较厚处使用“反复撬冰式”破冰方法。

所述“连续式”破冰方法具体为：将船艏伸入冰层以下，微调船体的压载水舱，使船舶重心后移，船艏产生作用于冰层向上的力，结合船舶的推进力实现“撬冰式”破冰。

在冰层较厚处，即破冰船不能按照“连续式”破冰方法破冰前进时，使用“反复撬冰式”破冰方法，该方法具体为：将船艏伸入冰层以下，大幅度调节压载水舱，在船舶安全、性能允许范围内加大船舶重心后移程度，使船艏作用于冰层向上的力增大，结合船舶的推进力进行破冰，若冰层仍未破碎，调节压载水舱，使船舶重心前移，重复以上过程直至冰层破碎。

本发明设计原理是：新型破冰船当遇到薄冰时，采用连续式破冰方法，其主要过程是将船体艏部伸到水下，船舶前行，依靠船舶前进的推力和锥形结构自然产生的上翘力将冰撬碎，此时的船体呈小角度艏倾；当遇到厚冰时，可以采用撬冰的方式，其主要过程是船艏水下的锥形结构伸入冰层底部，通过船上的压载水系统,在中纵剖面上，产生使船艏上翘的力矩，对冰层造成沿竖直方向的冲击。同时，动力推进下前进的船体，对冰层造成沿船长方向的冲击。两个方向的共同作用，实现“撬冰式”破冰的过程。

本发明与现有技术相比，具有以下主要的优点：

1.采用自下而上的破冰方式，无需克服水对冰层的浮力，较现有破冰方式省力。

2.所设计的船艏结构可使冰破碎后可向船体两侧排开，相对于传统方式减少了破冰后的航道积冰，减小了冰对航行的阻力，提高了破冰效率。

3.采用“锥形”船艏结构，可深入冰层以下，由下向上辅助破冰船破冰，一定程度上提高船舶的破冰力。

附图说明

图1是本发明撬冰式破冰船的立体结构示意图。

图2是本发明的船艏主视图。

图3是图2的右视图。

图4是图2的俯视图。

图中：1.前部水舱；2.后部水舱；3.螺旋桨推进器；4.船艏；5.第一外倾角；6.第二外倾角；7.水线角。

具体实施方式