[01199404]黄河破冰船装备技术研究

1、该成果来源于2011年河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目（计划公布文号：教高〔2011〕873号）,项目编号：2011GGJS-095。项目名称为“黄河破冰船装备技术研究”。 2、应用领域和技术原理：黄河凌汛常因水位陡涨而漫滩偎堤,使滩区人民受灾并威胁堤防,凌汛决口造成的危害就更大。破冰措施主要采用飞机投弹、迫击炮等爆破方式。破坏了黄河两岸堤坝的土质结构,诱发山体滑坡,改变了河床的固有结构,影响了河道流向;在河道狭窄、拐弯处以及在水工建筑物附近等冰坝极易形成之处,准确实施爆破作业难度极大,严重受制于气候、风向和地面地形条件的限制。 技术原理：破冰船自带履带系统,能够实现自主从黄河滩地行走到黄河中央。此时,破冰船上的机械破冰装置击破黄河冰盖,使得船进入水中,在河水的浮力作用下,船漂浮在水面之上。破冰船采用隔舱式结构,需要时,可迅速注满河水或者将河水排至其它舱。船体的左右摇摆,防止在水中被结冰冻住,船体的前后倾斜,能够实现船体的重心移动,使船头抬升。在船尾驱动装置作用下爬上冰盖,船舱注水,依靠船体的重量压碎冰盖或者撞击冰盖。为保障破冰船不会被浮冰困住,破冰船前部甲板安装一个可360°旋转的机械手,通过机械手的冰锯切割船前以及船两侧冰盖,配合破冰船完成辅助破冰任务。 3、性能指标：①设计破冰船为小尺度船型,船体长宽比L/B 较小;②船体下装履带爬行系统,可实现船体的自行移动;③船艏钢板加厚,船内设分舱式结构,便于需要时贮水或者排水,实现船体的重心可调,船体底部设置冰刀,便于船爬冰;④破冰船前部甲板安装一个可旋转式机械装置,配置的冰锯切割船前以及船两侧冰盖;⑤设计了基于振动、切削和射流的破冰装置,此装置可由机械手抓放到船体的前方或侧方,可实现多方式破冰。 4、与同类技术比较：内河的特殊因素,如航道航区、水深、船舶吃水以及船闸等因素,限制了内河破冰船的发展。内河破冰船国外发展稍微超前,取得了不错的进展。我国的内河破冰船机械方法破冰尚未有成型的技术,目前主要通过炸药、炮击等手段破冰 5、成果的创造性与先进性：①设计计算了适合黄河破冰的船型,采用Solidworks三维软件完成破冰船的三维模型。②设计基于振动式、切削式和射流型的机械破冰装置。③船首设计了可360°旋转的机械装置以配合破冰需要。④设计了船用动力系统,并完成了系统的建模。⑤设计了船用可适合滩地、冰地行走的履带系统,并完成了系统的建模。⑥设计了船舱进排水及控制系统。填补了国内机械式黄河破冰的空白。 6、作用意义（直接经济效益和社会意义）：炸弹破冰导致黄河河道两岸坡坝土质疏松,诱发山体滑坡,极大地影响了黄河河道流向,极容易在短时间内造成水灾,破坏了当地生态环境,且飞射弹片严重威胁周边环境及附近电力水利设施安全。机械式破冰需要到冰凌根处破冰,实现了完全环保绿色破冰的要求,减轻了对地方和部队的影响。黄河破冰船需要一次性成本500万,每年维护费100万。采用部队投弹方式或者地方爆破方式,每年需要地方防凌经费上亿元。除第一年外,每年基本可节约国家经费近亿元。 7、推广应用的范围、条件和前景以及存在的问题和改进意见 应用范围：专为黄河流域破冰设计,也可为东北河流、渤海湾破冰提供参考。 存在问题：没有足够经费支撑,只可做理论设计计算,没法进行实地实验。 改进意见：进一步申请科研经费或与有关企业合作开发。