專利名稱：一種新型冰區(qū)工作船的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船體設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種破冰船的船體設(shè)計。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的破冰船依靠螺旋槳推力、船艏重量壓迫、反復(fù)沖撞等方式對冰層進(jìn)行切割和破碎，以實現(xiàn)冰區(qū)航行的功能。由于破冰工作面較大，需要配備大功率主機(jī)系統(tǒng)，占據(jù)了大量艙內(nèi)空間，嚴(yán)重壓縮了其補(bǔ)給物資的運載。另一方面，由于需要消耗大量的燃油，其經(jīng)濟(jì)性能也較差。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本申請人提供了一種新型冰區(qū)工作船。本船將傳統(tǒng)的船頭破冰方式改為采用兩個薄刃狀破冰結(jié)構(gòu)破冰，大大減小了破冰區(qū)域的截面積，從而降低了冰區(qū)航行所需的主機(jī)功率，使得低油耗、高破冰能力、高航速、高續(xù)航能力的冰區(qū)船舶的設(shè)計構(gòu)想成為可能。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種新型冰區(qū)工作船，船體由下而上分為浮體、破冰結(jié)構(gòu)、連橋結(jié)構(gòu)和上層建筑四部
分；
所述浮體為長方體船艙結(jié)構(gòu)，所述長方體船艙結(jié)構(gòu)平行于水面的面的棱分別為長棱和寬棱，所述長棱平行于船體的行進(jìn)方向，所述長方體船艙結(jié)構(gòu)垂直于水面的棱為高棱；所述長棱和寬棱的長度大于所述聞棱的長度； 所述破冰結(jié)構(gòu)為左右對稱的、水平截面為窄條狀的拉伸體空腔結(jié)構(gòu)，所述拉伸體空腔結(jié)構(gòu)分別立于所述浮體的兩條長棱上；
所述連橋結(jié)構(gòu)為平行于所述浮體的長方體船艙結(jié)構(gòu)，位于所述破冰結(jié)構(gòu)上方，由所述破冰結(jié)構(gòu)的兩條拉伸體空腔結(jié)構(gòu)支撐；
所述上層建筑位于所述連橋結(jié)構(gòu)上，是船員的工作區(qū)和生活區(qū)。所述浮體內(nèi)部設(shè)置推進(jìn)機(jī)艙，為船提供動力。所述破冰結(jié)構(gòu)艏部設(shè)有破冰刃。所述破冰刃由高強(qiáng)度合金鋼制成。所述破冰刃的橫向?qū)挾刃璐笥趩蝹€破冰結(jié)構(gòu)的橫向?qū)挾取Ｋ銎票Y(jié)構(gòu)的外殼采用高強(qiáng)度厚鋼材板進(jìn)行防護(hù)，所述破冰結(jié)構(gòu)的內(nèi)部采用型鋼構(gòu)件支撐。本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于:
本申請的浮體是一整塊扁平的長方體船艙結(jié)構(gòu)。本申請的浮體不僅為整船提供浮力，在航行過程中始終處于冰層之下，可以減小破冰面積，提高破冰效率；而且在浮體內(nèi)部設(shè)置推進(jìn)機(jī)艙，使動力設(shè)備和船員工作生活區(qū)域相隔離，以有效的抑制設(shè)備的振動噪聲對船員的影響，同時降低了整船的重心，提高整船的穩(wěn)定性。浮體內(nèi)動力設(shè)備的管路貫穿破冰結(jié)構(gòu)，與上層連橋結(jié)構(gòu)和上層建筑的燃油艙、通氣裝置、煙囪結(jié)構(gòu)相連。破冰結(jié)構(gòu)是船體的關(guān)鍵部位，破冰結(jié)構(gòu)將浮體和連橋結(jié)構(gòu)牢固的連接，三者形成一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使得整船具有更高的抗彎和抗扭剛度。破冰結(jié)構(gòu)艏部設(shè)有高強(qiáng)度合金鋼制成的冰刃結(jié)構(gòu)，冰刃結(jié)構(gòu)的橫向?qū)挾刃杪源笥趩蝹€破冰結(jié)構(gòu)的橫向?qū)挾?，以防止冰刃后面的破冰結(jié)構(gòu)受到犁開的冰道側(cè)面以及碎冰的擠壓和摩擦。由于航行過程中破冰結(jié)構(gòu)直接承受冰面的沖擊，在破冰結(jié)構(gòu)的外部采用高強(qiáng)度的厚鋼材防護(hù)，內(nèi)部采用密集的型鋼構(gòu)件支撐。破冰結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置舷梯，以方便人員進(jìn)入底艙進(jìn)行主機(jī)及軸系的維護(hù)和檢修。傳統(tǒng)的破冰船依靠螺旋槳推力、船艏重量壓迫、反復(fù)沖撞等方式對冰層進(jìn)行切割和破碎，以實現(xiàn)冰區(qū)航行的功能，這種破冰方式破冰效率較低，耗能較大，航行較慢。本船將傳統(tǒng)的船頭破冰方式改為采用兩個薄刃狀破冰結(jié)構(gòu)破冰，大大減小了破冰區(qū)域的截面積，從而降低了冰區(qū)航行所需的主機(jī)功率。連橋結(jié)構(gòu)位于破冰結(jié)構(gòu)以上、甲板下部，內(nèi)部劃分為各個艙室，主要用于存放各種補(bǔ)給物資，可方便的進(jìn)行物資的裝卸和轉(zhuǎn)運。上層建筑位于甲板以上，是船員主要的工作區(qū)和生活區(qū)。


圖1為本冰區(qū)工作船的船體主視 圖2為本冰區(qū)工作船的船體右視圖。圖3為單個破冰結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明進(jìn)行具體描述。從圖1、圖2可以看到 ，本新型破冰船的船體由下而上分為浮體1、破冰結(jié)構(gòu)2、連橋結(jié)構(gòu)3和上層建筑4四部分。浮體I為扁平的長方體船艙結(jié)構(gòu)，長方體船艙結(jié)構(gòu)平行于水面的面的八條棱分別為長棱14和寬棱12，其中長棱14定義為與船體的行進(jìn)方向相同的那四條棱邊，長方體船艙結(jié)構(gòu)垂直于水面的四條棱為高棱13 ;長棱14和寬棱12的長度遠(yuǎn)大于高棱13的長度。為了減少船體行進(jìn)時水對浮體I的阻力，可將浮體I設(shè)計成上寬下窄的梯形結(jié)構(gòu)，即聞棱13與長棱14不垂直；也即長棱14的四條棱中，位于上邊的棱長度大于下邊的棱長度，在圖2中表現(xiàn)出來的即為浮體I的右視圖為一個梯形。浮體I內(nèi)部設(shè)置推進(jìn)機(jī)艙，其內(nèi)部的動力設(shè)備的管路貫穿破冰結(jié)構(gòu)2，與上層的連橋結(jié)構(gòu)3和上層建筑4的燃油艙、通氣裝置、煙囪結(jié)構(gòu)相連。破冰結(jié)構(gòu)2為左右對稱的兩個，分別立于浮體的兩條長棱14上。單個破冰結(jié)構(gòu)的截面圖如圖3所示，其水平截面為窄長條狀的；其右視圖如圖2所示，為拉伸平面。破冰結(jié)構(gòu)2內(nèi)部是空腔，其外殼6采用高強(qiáng)度的厚鋼材防護(hù)，其內(nèi)部垂向支撐構(gòu)件7、縱向支撐構(gòu)件8和橫向支撐構(gòu)件9采用型鋼構(gòu)件。在破冰結(jié)構(gòu)2內(nèi)部安裝有人員通道10和主機(jī)通風(fēng)管口 11，主機(jī)通風(fēng)管口 11是與浮體I內(nèi)的動力設(shè)備相連的。破冰結(jié)構(gòu)2的艏部設(shè)有高強(qiáng)度合金鋼制成的破冰刃5，破冰刃5的橫向?qū)挾却笥趩蝹€破冰結(jié)構(gòu)2的橫向?qū)挾?，以防止破冰?后面的破冰結(jié)構(gòu)2受到犁開的冰道側(cè)面以及碎冰的擠壓和摩擦。兩個破冰結(jié)構(gòu)2的上方支撐著連橋結(jié)構(gòu)3。連橋結(jié)構(gòu)3與浮體I類似，均為扁平的長方體船艙結(jié)構(gòu)。破冰結(jié)構(gòu)2將浮體I和連橋結(jié)構(gòu)3牢固的連接，三者形成一個閉環(huán)結(jié)構(gòu)，使得整船具有更高的抗彎和抗扭剛度。在連橋結(jié)構(gòu)3的艏艉端各有一個調(diào)節(jié)水艙，用于調(diào)節(jié)船體破冰航行時的吃水和姿態(tài)。上層建筑4是船員的工作區(qū)和生活區(qū)，其設(shè)計并沒有一定的固化模式，可以靈活的根據(jù)船只的用途和需要進(jìn)行設(shè)計和功能模塊劃分。與傳統(tǒng)破冰船對冰面的“帶狀破碎”相比，本新型冰區(qū)工作船是“線狀切割”，可在不提高主機(jī)功率和燃油成本的條件下使船舶的破冰性能得到較大的提升，該種船舶形式可廣泛應(yīng)用于冰區(qū)的貨物航運、 科研勘探、旅游觀光、軍事用途。
權(quán)利要求
1.一種新型冰區(qū)工作船，其特征在于船體由下而上分為浮體、破冰結(jié)構(gòu)、連橋結(jié)構(gòu)和上層建筑四部分； 所述浮體為長方體船艙結(jié)構(gòu)，所述長方體船艙結(jié)構(gòu)平行于水面的面的棱分別為長棱和寬棱，所述長棱平行于船體的行進(jìn)方向，所述長方體船艙結(jié)構(gòu)垂直于水面的棱為高棱；所述長棱和寬棱的長度大于所述聞棱的長度； 所述破冰結(jié)構(gòu)為左右對稱的、水平截面為窄條狀的拉伸體空腔結(jié)構(gòu)，所述拉伸體空腔結(jié)構(gòu)分別立于所述浮體的兩條長棱上； 所述連橋結(jié)構(gòu)為平行于所述浮體的長方體船艙結(jié)構(gòu)，位于所述破冰結(jié)構(gòu)上方，由所述破冰結(jié)構(gòu)的兩條拉伸體空腔結(jié)構(gòu)支撐； 所述上層建筑位于所述連橋結(jié)構(gòu)上，是船員的工作區(qū)和生活區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型冰區(qū)工作船，其特征在于所述浮體內(nèi)部設(shè)置推進(jìn)機(jī)艙，為船提供動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型冰區(qū)工作船，其特征在于所述破冰結(jié)構(gòu)艏部設(shè)有破冰刃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型冰區(qū)工作船，其特征在于所述破冰刃由高強(qiáng)度合金鋼制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型冰`區(qū)工作船，其特征在于所述破冰刃的橫向?qū)挾刃璐笥趩蝹€破冰結(jié)構(gòu)的橫向?qū)挾取?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型冰區(qū)工作船，其特征在于所述破冰結(jié)構(gòu)的外殼采用高強(qiáng)度厚鋼材板進(jìn)行防護(hù)，所述破冰結(jié)構(gòu)的內(nèi)部采用型鋼構(gòu)件支撐。
全文摘要
一種新型冰區(qū)工作船，船體由下而上分為浮體、破冰結(jié)構(gòu)、連橋結(jié)構(gòu)和上層建筑四部分；所述浮體為長方體船艙結(jié)構(gòu)；所述破冰結(jié)構(gòu)為左右對稱的、水平截面為窄條狀的拉伸體空腔結(jié)構(gòu)；所述連橋結(jié)構(gòu)為平行于所述浮體的長方體船艙結(jié)構(gòu)，位于所述破冰結(jié)構(gòu)上方，由所述破冰結(jié)構(gòu)的兩條拉伸體空腔結(jié)構(gòu)支撐；所述上層建筑位于所述連橋結(jié)構(gòu)上，是船員的工作區(qū)和生活區(qū)。本船將傳統(tǒng)的船頭破冰方式改為采用兩個薄刃狀破冰結(jié)構(gòu)破冰，大大減小了破冰區(qū)域的截面積，從而降低了冰區(qū)航行所需的主機(jī)功率，使得低油耗、高破冰能力、高航速、高續(xù)航能力的冰區(qū)船舶的設(shè)計構(gòu)想成為可能。
文檔編號B63B35/12GK103231780SQ20131019468
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者孫建剛, 鄒明松, 祁立波, 劉艷敏 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七○二研究所