[發明專利]破冰船舶

有效

• 申請號: 201480069763.X
• 申請日: 2014-12-22
• 公開（公告）號: CN105916763B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: R-A·索賈南;T·馬特森;K·漢貝格
• 申請（專利權）人: 阿克北極科技公司
• 主分類號: B63B1/06
• 分類號: B63B1/06;B63B35/08
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 譚彥聞

技術領域

本發明涉及根據權利要求1的前序所述的一種在水體中操作的破冰船舶，水體具有位于海平面的水面，該船舶包括帶有船底、船艏和船尾的船體，其中船艏包括前傾的上船艏部、下球艏部和位于前傾的上船艏部和下球艏部之間的中間艏部，下球艏部在船舶的長度方向上的給定位置處具有球鼻根部截面，該破冰船舶設計有結構水線、上破冰水線和下破冰水線。本發明還涉及一種根據權利要求8的前序所述的用于操作破冰船舶的方法。

背景技術

對于海洋船舶，已知通過在船舶的船艏處安裝球狀體，也就是所謂的球艏部來降低阻力，因而降低動力需求并減小燃料消耗。經過適當設計的球艏部能影響船舶產生的波浪從而降低能量損失。例如在公告號為EP2391533B1的歐洲授權專利中公開了這樣的示例，其中球艏部設計用于開放水域。

通常認為不適于將球艏部用于在冰況下操作的船舶。然而，近來已經為用于在冰區、即冰況下操作的船舶設計帶有球艏部。例如KR20120139268、KR 20080107070和KR 20060039270中公開了這樣的示例。然而，考慮到希望和需要能夠在開放水域和冰況下操作這些已知的船舶，需要球艏部的設計作出折衷。冰況會制約將球艏部設計為具有有利的流體動力學的型線。結果是，已知帶有球艏的船舶的性能劣于帶有用于開放水域的良好設計的球艏的船舶或帶有良好設計的破冰船艏的船舶。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足并提供一種能夠在重度、中度和輕度冰況下高效破冰的船舶并同時確保不削弱船舶在開放水域的操作效率。利用根據權利要求1的破冰船舶來實現該目的。

本發明的基本思想是設計一種海洋船舶，當需要在不同冰況下進行破冰操作和需要在開放水域進行操作時均具有優越的性能。這種設計的出發點是結構水線。將船舶設計成：當船舶在船舶的結構水線處操作時，下球艏部的上部表面位于水面處或附近；當船舶在船舶的下破冰水線處操作時，將下球艏部的下部表面布置成穿透水面；且當船舶在船舶的上破冰水線處操作時，將前傾的上船艏部布置成穿透水面。

下面將給出本發明的有益效果。

當船舶在船舶的結構水線處操作時，船舶被加載且不存在縱傾。在船舶處于漂浮位置時，下球艏部的上部表面設計成位于水面處或附近。實際上，術語“位于…處或附近”是指下球艏部的上部表面整體地或局部地位于水面處，也可以是略低于或略高于水面。在冰況下，下球艏部的上部表面有利地設計成與在輕度和中度冰況下遇到的冰或冰蓋抵接。換句話說，在該漂浮位置時能夠在輕度和中度冰況下最優地操作船舶。

當船舶在下破冰水線處操作時，例如假設是貨船的船舶是空倉且在壓艙工況下操作。可替代地，為處于漂浮位置，可通過移動壓艙物、消耗貨物或者移動貨物來有意地使船舶縱傾。在該漂浮位置，能夠以非常恰當的方式在輕度和中度冰況下操作船舶。

當船舶在上破冰水線處操作時，操作船舶以使船艏向下縱傾。在該漂浮位置時能夠在重度冰況下最優地操作船舶。例如可以通過貨物或壓艙物的分布或更換壓艙液體以達到該漂浮位置。

在本發明的一個有利的實施例中，給定位置處的下球艏部的球鼻根部截面的截面積小于第一位置處的下球艏部的截面積，其中第一位置位于給定位置的前部。

給出的下球艏部的設計能夠進一步提高船舶在冰況下的適應性和操作效率，該設計例如是使球鼻根部截面處的球鼻的截面積小于位于球鼻根部截面前方的球鼻的截面積。這允許冰或者碎冰塊輕易地沿船舶的船體向后移動到船尾。

根據本發明的又一個有利的實施例，給定位置處的下球艏部的球鼻根部截面的截面積大于第二位置處的位于結構水線下的船艏的截面積，第二位置位于給定位置的后部。這進一步有利于冰或者碎冰塊沿船舶的船體向后的流動。

在本發明的一個有利的實施例中，當船舶在上破冰水線處操作時，前傾的上船艏部與海平面之間的角度至多為40度。這提升了在重度冰況下的船舶破冰能力。在這方面，優選角度在10度至40度之間。

當船舶在上破冰水線處操作時，前傾的上船艏部與海平面在船舶的長度方向上的第三位置處相交。為了提高船舶在水體中的通過性，在船舶的長度方向上的第三位置，使船艏的型線與船舶中心線處的豎直平面間的角度至少為75度。

為進一步改善破冰船舶的操作，有利的是在船舶的長度方向上的第三位置和給定位置間的中間位置處，使船艏的型線與船舶中心線處的豎直平面間的角度至多為60度。