一种可双向破冰的极地科考船型

摘要

本发明涉及一种可双向破冰的极地科考船型，属于船舶设计制造技术领域。包括设有倾角的艏部线型、破冰艏、止冰前趾、艉部线型、全回转推进器、倾斜式的舷侧和尾封板；船首的底部设有止冰前趾，止冰前趾上方设有破冰艏；艉部设有全回转推进器；艉部外壳包括外凸板、内凹板、水平外板、倾斜底板和尾封板；外凸板和内凹板相交处设为破冰刀。本发明的双向破冰船结合全回转推进器，使得极地科考船可依靠船舶自身重力以及破冰艏，进行艏向连续破冰和冲撞破冰；艉部通过破冰刀和螺旋桨的抽吸进行艉向破冰。止冰前趾防止船舶冲向冰面而失去机动力。本发明提高了极地科考船面对多种冰情的破冰能力和冰区的操纵性，极大提高船舶的实用性和安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可双向破冰的极地科考船型，属于船舶设计制造技术领域。

背景技术

极地科学考察船是在极地海域进行极地海洋资源、环境调查和科学探测的海上科考平台。极地海冰区域存在当年冰、多年冰和冰脊，冰况非常复杂，这对极地科考船的破冰能力提出了相当高的要求。对于厚度在设计冰厚以下的层冰，可使用艏向连续破冰；在多年冰或是多年冰与当年冰混杂的区域或是局部冰厚大于设计冰厚时，需使用艏向冲撞破冰。当遇到厚度很大的冰脊冰时，艏向破冰失去作用，需依靠螺旋桨的抽吸作用进行艉向破冰。由于极地科考船不同于其他极区运输船，该船需要进行各种考察作业，在进行所有拖曳作业时只能采取艏向航行。故艉向破冰对极地科考船来说只是一个极其重要的补充，但尚不能代替艏向破冰。具有双向破冰能力对于极地科考船来说是非常有必要的，本技术领域亟需一种具备双向破冰能力的极地科考船。

发明内容

本发明的目的是为解决如何获得具备双向破冰能力的极地科考船的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种可双向破冰的极地科考船型，包括设有倾角的艏部线型、破冰艏、止冰前趾、艉部线型、全回转推进器、倾斜式的舷侧和尾封板；艏部的底部设有止冰前趾，止冰前趾上方设有破冰艏；船体的艉部设有全回转推进器；艉部外壳包括外凸板、内凹板、水平外板、倾斜底板和尾封板；所述外凸板和内凹板相交处设为破冰刀；外凸板、内凹板以及倾斜底板三者相交处设有用于安装全回转推进器的水平外板；尾封板设于最高冰区的水线以上；舷侧在冰区吃水范围内设为倾斜式。

优选地，所述破冰刀包括外凸板设有的外凸段和内凹板设有的内凹段，外凸段和内凹段相交处设有一尖角。

优选地，所述艏部的进流角的角度设为35度-45度；艏部的倾角设为20度-35度。

优选地，所述止冰前趾设于距离船首后方0.10倍船长-0.2倍船长处；所述止冰前趾内设有声学设备。

优选地，所述止冰前趾的倾斜角度设为70度-90度，止冰前趾的高度设为冰厚的0.70倍-1.20倍。

优选地，所述艉部的倾斜底板的角度设为10度-30度。

优选地，所述艉部尖角的船体横剖面的角度设为130度-150度。

优选地，所述艉部尖角的船体水平剖面的角度设为100度-130度；所述艉部尖角的横剖面的角度大于尖角的水平剖面的角度。

优选地，所述尾封板设于最高冰区水线以上1.0m-2.0m的位置，所述尾封板与外凸板连接处采用圆弧过渡工艺处理。

优选地，所述舷侧的倾斜角度设为5度-15度；所述全回转推进器的轴的设计冰级与船体冰级相同。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1.本发明的双向破冰船型，结合全回转推进器，使得极地科考船既可以艏向破冰，又可以艉向破冰。

2.本发明的双向破冰船可依靠船舶自身重力以及破冰艏，在设计冰厚的层冰中可以艏向连续破冰和冲撞破冰。艉部通过破冰刀和螺旋桨的抽吸进行艉向破冰。同时止冰前趾可以防止船舶冲向冰面而骑在冰面上失去机动力。

3.本发明的双向破冰船型提高了极地科考船面对多种冰情的破冰能力和冰区的操纵性，极大提高船舶的实用性和安全性。

附图说明

图1为本发明一种可双向破冰的极地科考船型的艏部线型结构示意图；

图2为本发明一种可双向破冰的极地科考船型的艉部线型结构示意图；

图3为本发明一种可双向破冰的极地科考船型的艉部线型横剖面结构示意图；

图4为本发明一种可双向破冰的极地科考船型的艉部线型水平剖面结构示意图；

附图标记：1.破冰艏；2.止冰前趾；3.舷侧；4.尾封板；5.外凸板；6.内凹板；7.破冰刀；8.水平外板；9.倾斜底板。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-4所示，本发明提供一种可双向破冰的极地科考船型，包括设有倾角的艏部线型、艏部设有破冰艏1、止冰前趾2、艉部线型、全回转推进器、倾斜式的舷侧3和尾封板4；船首的底部设有止冰前趾2，止冰前趾2上方设有破冰艏1；船体的艉部设有全回转推进器；艉部外壳包括外凸板5、内凹板6、水平外板8、倾斜底板9和尾封板4；外凸板5和内凹板6相交处设为破冰刀7；外凸板5、内凹板6以及倾斜底板9三者相交处设有用于安装全回转推进器的水平外板8；尾封板4设于最高冰区的水线以上；舷侧3在冰区吃水范围内设为倾斜式。破冰刀7包括外凸板5设有的外凸段和内凹板6设有的内凹段，外凸段和内凹段相交处设有一尖角。艏部设有的进流角的角度设为35度-45度；艏部的倾角设为20度-35度。止冰前趾2设于距离船首后方0.10倍船长-0.2倍船长处。止冰前趾2的倾斜角度设为70度-90度，止冰前趾2的高度设为冰厚的0.70倍-1.20倍。艉部的倾斜底板9的角度设为10度-30度。艉部尖角的横剖面的角度设为130度-150度。艉部尖角的水平剖面的角度设为100度-130度。尾封板4设于最高冰区水线以上1.0m-2.0m的位置，尾封板4与外凸板5连接处采用圆弧过渡工艺处理。舷侧3的倾斜角度设为5度-15度；全回转推进器的轴的设计冰级与船体冰级相同。

实施例

本发明提供一种可双向破冰的极地科考船型，具体包括极地科考船艏部设置破冰艏1以及带倾角的艏部线型，使得极地科考船具有冲撞破冰的能力，艏向航行依靠船舶自身重力将冰块压碎，可连续破一定设计冰厚的层冰。

止冰前趾2设置于船首底部，防止船舶冲向冰面上而无法继续破冰。止冰前趾2的底部可安装声学设备。

全船采用全回转推进，为船舶在极地海区复杂冰情下进行双向破冰提供保障。

艉部通过螺旋桨的抽吸作用破冰，艉向具有连续破冰以及破冰脊冰的能力。

尾封板4设置在距离最高冰区水线以上一定高度，以防止尾封板4与冰面碰撞损伤。

艉部的外凸板5与内凹板6相交形成一道破冰刀7，提高艉向的破冰能力；外凸板5、内凹板6以及倾斜底板9三者相交形成一段水平外板8，该水平外板8用于安装全回转吊舱；底部的倾斜底板9起到压冰的作用。

艉部线型在破冰刀7附近的横剖面和水平剖面均由外凸段5和内凹段6组成，相交形成尖角。

船体设置倾斜式舷侧3，提高船舶在冰区中破冰能力和回转能力。

艏部取较小的倾角，降低航行阻力和破冰阻力，同时更容易压碎冰。止冰前趾2的倾斜角度接近垂直，从而起到止冰的作用，也可适当降低倾角，以降低航行阻力。止冰前趾2的高度尽量与设计冰厚相当，如果高度太小起不到止冰效果。艉部破冰刀7布置在居中位置，或距船体中轴线为船体宽度B/4的略靠船中的位置，起到破冰以及保护吊舱推进器的作用。艉部破冰后的碎冰一部分沿外凸板5向舷侧排出，另一部分经过内凹板6沿倾斜底板9往船底排出。倾斜底板9取较小的倾角，使碎冰更容易从船底排出。外凸板5、内凹板6以及倾斜底板9相交得到的水平外板8用于布置吊舱推进器，其长度略小于吊舱长度。其中艉部横剖面尖角的角度大于水平剖面尖角的角度。为防止尾封板4与冰面碰撞，尾封板4布置在最高冰区水线以上,并考虑一定的冰雪堆积厚度。尾封板4与外凸板5采用圆弧过渡，避免冰载荷造成结构应力集中。舷侧3取小角度的倾斜角度，以提高破冰船在冰区的回转能力。破冰艏1和尾部的破冰刀7局部做结构加强，防止冰载荷过大造成结构损伤。为了提高吊舱在冰区中的安全性，吊舱推进器的轴的设计冰级与船体冰级相同。

艏部进流角的取值范围为35°-45°。

艏倾角的取值范围为20°-35°。

止冰前趾2布置在距离船首后方的0.1倍船长-0.2倍船长处。

止冰前趾2的倾斜角度的取值范围为70°-90°。

止冰前趾2的高度的取值范围为0.7倍-1.2倍的设计冰厚。

艉部破冰刀7所在位置位于距船体中轴线为船体宽度(B)/4-船体宽度(B)/8的位置。

艉部的倾斜底板9的角度的取值范围为10°-30°

水平外板8长度取0.5-1.0倍的吊舱长度。

艉部横剖面尖角的角度为130°-150°。

艉部水平剖面尖角角度为100°-130°。

尾封板4高度位置设为最高冰区水线以上1.0m-2.0m。

尾封板4与外凸板5之间采用圆弧过渡工艺处理。

舷侧3倾斜角度的取值范围为5°-15°。

船尾部中的吊舱推进器的轴的设计冰级与船体冰级相同。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。