2024 11.1一般要求 11.3操作模式 21.5符號及附加標志 21.6總體要求 2第2節(jié)結構要求 32.1船體分區(qū) 32.2設計冰載荷 42.3船體結構 82.4總縱強度 2.5直接計算 2.6局部細節(jié) 2.7附體 2.8材料與焊接 第3節(jié)推進功率 203.1一般要求 203.2推進功率要求 20第4節(jié)機械裝置 214.1一般要求 214.2材料 214.3主要參數和載荷定義 214.4冰作用載荷 254.5設計 374.6原動機 494.7機器緊固載荷加速度 494.8輔助系統(tǒng) 494.9壓載艙 504.10通風系統(tǒng) 504.11海水進口和冷卻水系統(tǒng) 504.12可轉向主推進器 504.13替代設計 56第5節(jié)船舶轉向系統(tǒng)與設備 565.1一般要求 565.2舵 565.3操舵裝置 575.4非傳統(tǒng)的船舶轉向裝置 57附錄1基于操作場景的冰載荷直接預報 581一般要求 582操作場景 583仿真模擬 584應用 5911.1一般要求1.1.1本規(guī)范適用于全年在中等厚度的多年冰及以上冰況下操作的加強型破冰船。1.1.2申請CCS加強型破冰船附加標志的船舶除符合本規(guī)范適用規(guī)定外，還應滿足CCS《鋼質海船入級規(guī)范》（以下簡稱“鋼規(guī)”）及相關指南的適用要求。1.1.3采用本規(guī)范的破冰船應至少具備在中等厚度當年冰的極地水域獨立航行的能力，并取得得POLAR(DST）防寒附加標志。1.1.4對于具有新穎結構和新型特性的破冰船，經同意，可接受替代和等效方法。1.2定義1.2.1除另有規(guī)定外，與本規(guī)范有關的定義如下：（1）加強型破冰船：動力和尺度適合于在浮冰覆蓋水域從事主動性操作，具有冰區(qū)護航、科考及物資保障或冰區(qū)管理功能，具有Icebreaker*破冰船附加標志的專用船舶。（2）重型破冰船：系指冰級不低于PC2、連續(xù)破冰能力不小于2米（2~3節(jié)航速）的加強型破冰船（以下簡稱“破冰船”）。（3）極地級（PC）：見《鋼質海船入級規(guī)范》第8篇第13章13.1.2。（4）低氣溫操作船舶：系指預期駛往或穿越最低日均低溫（LMDLT）低于-10℃區(qū)域的船舶。（5）冰區(qū)高位水線（UIWL）：系指由最大冰區(qū)航行的船首、船中和船尾吃水確定的水線。（6）冰區(qū)低位水線（LIWL最小冰區(qū)航行時的水線。應按壓載工況下的冰區(qū)航行能力進行確定，螺旋槳在冰區(qū)低位水線應全浸沒。（7）船長LUI（m沿冰區(qū)高位水線（UIWL），由首柱前緣量至舵柱后緣的長度；對無舵柱的船舶，由首柱前緣量至舵桿中心線的長度；但均不應小于冰區(qū)高位水線（UIWL）總長的96%，且不必大于97%。對于具有非常規(guī)船首和船尾的船舶，其船長LUI需特別考慮。（8）船舶排水量DUI（kt對應于冰區(qū)高位水線（UIWL）吃水時的排水量，當使用多條水線確定UIWL時，則取最大值。（9）極地船用高強度鋼（ARC-M）：系指滿足CCS《極地船舶指南》“附錄8極地船用高強度鋼”的高強度船體結構用鋼。（10）設計服務溫度（DST）：定義見《鋼質海船入級規(guī)范》第8篇第23章23.1.2.1（3）。（11）除冰和防冰：定義見《鋼質海船入級規(guī)范》第8篇第23章23.1.2.1（7）、（8）。1.3操作模式1.3.1破冰船主要功能1.3.1.1破冰船的功能是確定操作場景及操作模式的基礎。破冰船的功能一般分為護航、科考及物資保障或冰區(qū)管理等。如果選擇了替代功能，則應在相關文件中包含該功能的描述。（1）護航：從事冰區(qū)水域巡邏和搜救任務，為其他船舶開辟冰區(qū)航道，營救被困船舶，必要時進行拖曳。在破冰船安全行動范圍內，一般選擇最簡單快速的路線前往救援。（2）科考及物資保障：在冰區(qū)水域進行獨立的科學考察作業(yè)，開辟冰區(qū)航道并護送為科考站補給的船舶，同時可兼具為科考站運輸物資功能。通?？筛鶕鶝r條件及變化重新選擇航線。（3）冰區(qū)管理：為海上裝置/作業(yè)等提供防冰、支援及保障。通常會主動打破大塊浮冰以免除或降低海上裝置/作業(yè)遭受海冰威脅。1.3.1.2船東和/或設計方應根據破冰船設計的功能及預期的冰況選擇合適的破冰能力指標。根據破冰船的主要功能及操作模式，破冰能力指標一般包括如下：（1）連續(xù)破冰能力（航速，覆冰厚度等）（2）層冰下的冰區(qū)轉向能力（轉彎半徑，回轉速度，層冰厚度等）（3）沖撞破冰能力（航速，冰況等）1.3.1.3對于設計有特殊操作模式的破冰船，如斜向破冰、冰區(qū)淺水作業(yè)等，則船體區(qū)域冰載荷應給予特別考慮。可采用本規(guī)范附錄1的方法或冰池試驗，相關資料應提交CCS。1.4圖紙資料1.4.1應將下列圖紙資料/信息提交批準：（1）冰區(qū)加強結構圖（包括冰帶劃分，可包含在相關結構圖紙中）；（2）主推進裝置的詳細圖紙。主推進、舵機、應急和重要輔助系統(tǒng)的說明書應包括對其操作限制的說明。主推進裝置必要的負荷控制功能的說明資料；（3）有關主推進、應急和輔助系統(tǒng)的布置，防止冰凍、冰雪造成影響的保護措施，以及預定環(huán)境條件下其操作能力的詳細設計說明；（4）螺旋槳強度計算書。（5）軸系扭振和強度計算書。1.4.2應將下列圖紙資料/信息提交備查：（1）破冰船的功能、設計冰況及破冰能力指標；（2）結構強度計算書；（3）吊艙強度計算書（如適用）。（4）充分驗證船舶破冰能力的冰區(qū)航行試驗報告或冰池船模試驗報告或其他認可的等效方法的驗證報告。1.5符號及附加標志1.5.1滿足本規(guī)范要求的極地級船舶可授予Icebreaker*附加標志。該附加標志后應附上相應的極地級，如Icebreaker*PC2。1.5.2當露天和暴露于海水的船體結構采用極地船用高強度鋼時，可授予ARC-M（x）附加標志，其中x表示設計服務溫度。1.6總體要求1.6.1.1船舶布置應滿足CCS鋼規(guī)第2篇第1章第12節(jié)結構布置和第8篇第23章第3節(jié)船舶布置的要求。1.6.1.2破冰船的首部形狀應有利于沖撞破冰作業(yè)。同時，應采取止冰措施（如冰鰭等）以預防船尾甲板浸沒。其設計要求一般考慮航速、穩(wěn)性和干舷，當船舶止于前趾或其他最低位置處于冰上時，應預防船尾甲板浸沒并保持足夠的正穩(wěn)性。1.6.1.3應在冰鰭之后設有橫艙壁，該艙壁應水密延伸至干舷甲板。當船舶在最深分艙吃水裝載條件下，至冰鰭處前方的所有艙室浸水時，不會導致任何其他艙室浸水，不會造成船舶不可接受的穩(wěn)性損失，按本節(jié)1.6.2.1規(guī)定的破損后殘存因數Si不小于1或滿足船舶要求的破損后剩余穩(wěn)性標準。1.6.2穩(wěn)性1.6.2.1船舶穩(wěn)性應滿足CCS鋼規(guī)第2篇第1章第9節(jié)完整穩(wěn)性、第2篇第1章第10節(jié)破損穩(wěn)性、第8篇第23章第4節(jié)穩(wěn)性和IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第4章分艙和穩(wěn)性的要求。1.6.2.2結冰狀態(tài)下的裝載工況應滿足該船舶本身所規(guī)定的剩余穩(wěn)性衡準。1.6.3水密和風雨密完整性1.6.3.1船舶密性應滿足CCS鋼規(guī)第8篇第23章第5節(jié)水密和風雨密完整性和IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第5章水密和風雨密完整性的要求。1.6.4救生設備1.6.4.1救生設備應在設計服務溫度（DST）下具備全部功能。1.6.4.2救生艇應為全封閉型，救助艇應為剛性救助艇。1.6.4.3救生設備除視其適用情況滿足SOLAS第章或《特種用途船舶安全規(guī)則（2008）》的相關要求外，還應滿足如下要求：（1）IMO《國際極地水域航行船舶規(guī)則》I-A部分第8章及I-B部分第9節(jié)的有關要求；（2）CCS鋼規(guī)第8篇第23章的有關要求；（3）IMOMSC.1/Circ.1614Rev.1的有關要求。1.6.5拖帶1.6.5.1對伴航拖帶的破冰船，應進行拖帶布置，例如尾部的凹槽以及兩個導纜孔和兩個帶纜樁。尾板和框架應進行加強來考慮與被伴航船舶間的碰撞，推進裝置與轉向裝置的布置也應考慮免于與被伴航船舶的球鼻艏間的碰撞。2.1船體分區(qū)2.1.1破冰船船體分區(qū)以反映預期作用在這些區(qū)域上的載荷大小。在縱向上分為4個區(qū)域：首部區(qū)、首部過渡區(qū)、船中區(qū)和尾部區(qū)。首部過渡區(qū)、船中區(qū)和尾部區(qū)在垂向上分為底部區(qū)、下部區(qū)和冰帶區(qū)。各個船體分區(qū)的范圍見圖2.1.1所示，并符合2.1.2至2.1.5的規(guī)定。圖2.1.1船體分區(qū)范圍2.1.2首部區(qū)與首部過渡區(qū)之間的邊界不得位于首柱線和船舶基線的交點之前，但不必位于首柱前緣沿冰區(qū)高位水線向后0.45LUI之后。2.1.3底部區(qū)與下部區(qū)之間的邊界應取在與水平面成7°傾斜角的船體外板處。2.1.4如船舶擬在冰區(qū)進行尾向破冰操作，則尾部區(qū)應特殊考慮，并取得CCS認可。2.1.5盡管按圖2.1.1所示，尾部區(qū)的前端邊界應位于冰區(qū)高位水線（UIWL）平行中體后端點之前至少0.04LUI。2.2設計冰載荷2.2.1一般要求2.2.1.1破冰船船首受浮冰碰擦的作用應作為確定尺度的設計工況。2.2.1.2設計冰載荷由均勻分布在一長方形載荷作用板（高b和寬w）上的平均壓力Pavg表征；2.2.1.3破冰船的首部區(qū)冰載荷參數為實際首部形狀的函數。為確定冰載荷參數（Pavg、b和w），應對該分區(qū)中的下列冰載荷特征參數進行計算：形狀系數fai、總的摩擦力Fi、線載荷Qi，以及壓力Pi。2.2.1.4除2.2.1.3以外的冰區(qū)加強區(qū)域，冰載荷參數（Pavg、bNonBow以及wNonBow）與船體形狀無關，且基于一個固定載荷板的長寬比AR=3.6確定。2.2.1.5按2.2.2.2（3）計算所得的設計冰作用力適用于首柱處縱剖面角γ為正值且小于80o，且按2.2.2.2（1）定義的最靠船首的分區(qū)中點處肋骨垂向角大于10o的首部。2.2.1.6不同于2.2.1.5的其他首部形狀，設計冰壓力由CCS給予特殊考慮，可采用附錄1的方法。2.2.1.7未直接承受冰載荷的船體結構可能仍會承受由船與冰相互作用而引起的貨物和設備的慣性載荷。相應的加速度見第4節(jié)4.7中的計算方法。2.2.2浮冰碰擦載荷特征參數2.2.2.1定義碰擦載荷特征的參數反映在船級因子之中，且列于表2.2.2.1。船級因子表2.2.2.1船級因子（CFF）船級因子（CFDIS）52.2.2.2首部區(qū)（1）在首部區(qū)，與浮冰碰擦載荷情況有關的力F、線載荷Q、壓力P以及載荷板的長寬比AR是冰區(qū)高位水線（UIWL）處量得的船體角的函數。船體角的影響通過對首部形狀系數fa的計算得到。船體角的定義見圖2.2.2.2（1）。注：β'——冰區(qū)高位水線處的肋骨垂向角，（oα——冰區(qū)高位水線角，（o）；γ——冰區(qū)高位水線處的縱剖面角，（o）（縱剖面線角從水平面起量得）；tan(β)=tan(α)tan(γ);tan(β')=tan(β).cos(α)圖2.2.2.2（1）船體角的定義（2）首部區(qū)的水線長度通常分成4個等長度的分區(qū)。應計算每個分區(qū)長度當中位置處的力F、線載荷Q、壓力P和載荷板的長寬比AR（在計算冰載荷參數Pavg、b和w時，應取F、Q和P的最大值）。（3）首部區(qū)載荷特征參數按如下要求確定：①形狀系數fai：fai=min(fai,1,fai,2,fai,3)式中：②力Fi：Fi=fai.CFC.DUI0.64③載荷板的長寬比ARi：④線載荷Qi：MN/m6⑤壓力Pi：P=F0.22.CF2式中：i——所計算的分區(qū)；LUI——船長，見1.2，m；x——首柱前緣沿冰區(qū)高位水線（UIWL）與所計算站位的距離，m；α——水線角，（o），見圖2.2.2.2（1）；β′——肋骨法線角，（o），見圖2.2.2.2（1）；DUI——船舶排水量，同1.2，取值不小于5kt；CFC——表2.2.2.1中的壓潰失效船級因子；CFF——表2.2.2.1中的彎曲失效船級因子；CFD——表2.2.2.1中的載荷板尺寸船級因子。2.2.2.3首部區(qū)以外的其他船體區(qū)（1）對首部區(qū)以外的其他船體區(qū)，用以確定載荷板尺寸bNonBow與wNonBow和設計壓力Pavg時所采用的力FNonBow和線載荷QNonBow，計算如下：①力FNonBow：FNonBow②線載荷QNonBow：639(.CFDMN/m式中：CFC——表2.2.2.1中的壓潰失效船級因子；DF——船舶排水量因子，取值如下：DUI0.64當DUI≤CFDIS時CFDIS0.64+0.10(DUI-CFDIS)當DUI＞CFDIS時DUI——排水量，見1.2，取值不小于10[kt]；CFDIS——表2.2.2.1中的排水量船級因子；CFD——表2.2.2.1中的載荷板尺寸船級因子2.2.3設計載荷板2.2.3.1船舶首部區(qū)設計載荷板的寬度wBow以及高度bBow的尺寸如下：wBow=FBow/QBowmbBow=QBowPBowm式中：FBow——首部區(qū)的最大力Fi，MN；QBow——首部區(qū)的最大的線載荷Qi，MN/m；PBow——首部區(qū)的最大壓力Pi，MPa。2.2.3.2除2.2.3.1之外的其他船體區(qū)，設計載荷板的寬度wBow及高度bBow的尺寸如下：NonBow/3.6m式中：FNonBow——按2.2.2.3（1）①確定的力，MN；QNonBow——按2.2.2.3（1）②確定的線載荷，MN/m2.2.4設計載荷板范圍內的壓力2.2.4.1設計載荷板范圍內的平均壓力Pavg按下式確定：Pavg式中：F——所計算的船體區(qū)適用的FBow或FNonBow，MN；b——所計算的船體區(qū)適用的bBow或bNonBow，m；w——所計算的船體區(qū)適用的wBow或wNonBow，m。2.2.4.2載荷板上存在高壓力集中區(qū)域。通常，較小區(qū)域內出現局部壓力集中。因此，為計及局部結構構件上的壓力集中，引入表2.2.4.2中所列的峰值壓力因子。峰值壓力因子表2.2.4.2板PPFp=(1.8-s)≥1.2Sw——橫向墻框架間距，m；2.2.5船體區(qū)因子2.2.5.1與各個船體區(qū)有關的區(qū)域因子反映了該區(qū)預期承受載荷的相對大小。各個船體區(qū)因子AF見表2.2.5.1。2.2.5.2由于船舶機動性的增強，對具有Z型推進裝置（包括齒輪傳動式和吊艙式）的船舶的船體區(qū)因子AF見表2.2.5.2。2.2.5.3如果某一結構件越過船體區(qū)的邊界，則應使用最大的船體區(qū)因子確定構件的尺寸；船體區(qū)因子表2.2.5.1BMbi(1)l(1)b注1）如有數據支撐，可接受較小的船體因子，但應不小于相應的極地級船體因子。船體區(qū)因子表2.2.5.2BMbi(1)l(1)b注1）如有數據支撐，可接受較小的船體因子，但應不小于相應的極地級船體因子。2.3船體結構2.3.1船體外板2.3.1.1船體外板所要求的最小厚度t：nets式中：tnet——按2.3.1.2要求的凈板厚，mm；ts——按2.3.9所得的腐蝕和磨耗增量，mm2.3.1.2抵抗冰載荷所需的外板厚度tnet，應根據骨架的方向而定：對橫骨架式外板（Ω≥70°），以及所有船底板，即位于BIb、Mb和Sb船體區(qū)中的外板，凈厚度為：=500s[(AF.PPFP.Pavg)/ReH〕0.5/[1+s/(2b)]對縱骨架式外板（Ω≤20°），當b≥s時，凈厚度為：tnet=500s[(AF.PPFP.Pavg)/ReH〕0.5/[1+s/(2l)]mm對縱骨架式外板（Ω≤20°），當b<s時，凈厚度為：tnet=500s[(AF.PPFP.Pavg)/ReH〕0.5.[2b/s-(b/s)2〕0.5/[1+s/(2l)]mm對斜骨架式外板（70°>Ω>20°），應按線性內插取值。式中：Ω——水線的弦線與第一層次的骨材之間的最小夾角，°,見圖2.3.1.2；s——橫骨架式船舶的肋骨間距，或縱骨架式船舶的縱骨間距，m；AF——表2.2.5.1或表2.2.5.2中的船體區(qū)因子；PPFp——表2.2.4.2中的峰值壓力因子；Pavg——按2.2.4.1所得的平均壓力，MPa；ReH——材料屈服應力，N/mm2；b——設計載荷板的高度，m，其中：計算橫骨架式板凈厚度時b取不大于(l–s/4）；l——肋骨支撐構件的間距，m，即對于2.3.2.5，等于肋骨跨距，但其值并不因設有任何端肘板而予以減小。如設置承擔分布載荷的縱桁，則長度l的取值不必大于縱桁到最遠端的肋骨支撐構件的距離。9圖2.3.1.2舷側外板肋骨系統(tǒng)角Ω2.3.2骨架的一般要求2.3.2.1破冰船的骨架應設計為能夠抵抗2.2中所述的冰載荷。2.3.2.2“骨架構件”系指橫向和縱向的局部骨材以及承受冰載荷的船體區(qū)（見圖2.1.1）內的縱桁和橫向強框架。2.3.2.3如果骨架構件連續(xù)通過支撐構件，或設置連接肘板與支撐構件部分相連，則支撐構件處可假定為剛性固定。對于其他情況，應假定為簡單支持。對于任何中止于冰區(qū)加強區(qū)域的骨架，其支撐處應保證剛性固定。2.3.2.4與其他骨架構件相連接的骨架構件的結構細節(jié)，包括板材結構，以及對骨架構件端部在支撐構件處連接節(jié)點均應符合鋼規(guī)第2篇第1章第2節(jié)的有關要求。2.3.2.5骨架構件的有效跨距見鋼規(guī)第2篇第1章第2節(jié)1.2.3的要求。2.3.2.6計算骨架構件的剖面特性時，應采用腹板、面板/折邊（如有時），以及負連帶板的凈厚度。骨架構件的剪切面積可包括構件在整個高度范圍內的材料，即腹板和包括該處的面板/褶邊（如有時）。2.3.2.7骨材的實際凈有效剪切面積Aw按下式確定：式中：h——加強筋的高度，mm，見圖2.3.2.7；φw——外板與加強筋之間的最小角度，（°），在加強筋跨距中點量得，見圖2.3.2.7。只要最小角不小于75°,角度φw之值可取為90°。twn——腹板凈厚度，mmwnwc其中：tw——腹板的建造厚度，mm，見圖2.3.3.7；tc——從腹板和面板/折邊的厚度中減去的腐蝕扣除量，mm，見2.3.9.3。圖2.3.2.7骨材幾何參數2.3.2.8如果負連帶板的橫剖面積超過該處骨材的橫剖面積，則橫骨架式或縱骨架式骨材的實際凈有效塑性剖面模數Zp，由下式確定：式中：h、twn、tc和φw——見2.3.2.7，s見2.3.1.2；Apn——局部骨材的凈橫剖面積，cm2；tpn——連接的外板凈厚度，mm，（應符合2.3.1.2所要求的tnet）；hw——該處骨材腹板高度，mm，見圖2.3.2.7；Afn——該處骨材面板/褶邊的凈橫剖面積，cm2；hfc——該處骨材量至面板/褶邊面積中心的高度，mm，見圖2.3.2.7；bw——該處骨材腹板平面的厚度中心至面板/褶邊面積中心的距離，mm，見圖2.3.2.7；如果該處骨材的橫剖面積大于負連帶板面板/折邊的橫剖面積，則塑性中心軸位于距附連板帶板之上zna的位置處，由下式給出：zna且骨材的凈有效塑性剖面模數Zp由下式給出：2.3.2.9如系斜向布置的骨架（70°>Ω>20°,其中Ω定義見2.3.1.2），則應采用線性內插法。2.3.3船底結構局部骨架和舷側結構橫骨架式局部骨架2.3.3.1船底結構（即船體區(qū)BIb，Mb和Sb）局部骨架和舷側結構橫骨架式局部骨架的尺寸應確保剪切和彎曲的組合效應不得超出構件的塑性強度。塑性強度由作用于跨距中心引起塑性力學崩潰的載荷幅值確定。對于底部結構的載荷板應設置為尺度b與骨架方向平行。2.3.3.2在2.3.2.7中所定義的骨材實際凈有效剪切面積Aw應不小于如下At值：t.tavg.eHAt.tavg.eH式中：LL——跨間載荷作用長度，m，取a和b的小者；a——2.3.2.5定義的局部骨材跨距，m；b——按2.1.3.1或2.1.3.2確定的設計冰載荷板的高度，m；s——局部肋骨間距，m；AF——表2.1.5.2或表2.1.5.3中的船體區(qū)因子；PPFt——表2.1.4.2中適用的峰值壓力因子PPFt或者PPFs；Pavg——按2.2.4.1所得的載荷板范圍內的平均壓力，MPa；ReH——材料屈服應力，N/mm2。2.3.3.3在2.3.2.8中定義的板/加強筋組合的實際凈有效塑性剖面模數Zp應不小于如下的Zpt值：式中：AF、PPFt、Pavg、LL、s、a以及ReH——見2.3.3.2；Y=1-0.5(LL/a);A1——下式大者：Awj/2)[(1-a12)0.5-1]}A=[1-1/(2a1.Y)]/(0.275+1.44kEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up4(0),z).7)j=1，對冰區(qū)加強區(qū)域外僅一個簡支的局部骨架；=2，對無任何簡支的局部骨架；wAt——2.3.3.2中給出的局部骨材的最小剪切面積，cm2；Aw——局部骨材的有效凈剪切面積（按2.3.2.7計算），cm2；kw=1/(1+2Afn/Aw)，且Afn見2.3.2.8；kz——通常為zp/Zp；=0.0，當骨材帶有端肘板時；zp——面板/折邊和所帶外板的各自塑性剖面模數之和，cm3；=(bftEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(2),f)n/4+beftEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up5(2),p)n/4)/1000bf——面板/折邊寬度，mm，見圖2.3.3.7；tfn——面板/折邊的凈厚度，mm，見圖2.3.3.7=tf-tc(tc見2.3.3.7）；tf——面板/折邊的建造厚度，mm，見圖2.3.3.7；tpn——外板的凈厚度，mm，（不得小于2.3.1中tnet）；bef——負連帶板外板的有效寬度，mm，取500s；Zp——局部骨材的有效凈塑性剖面模數（按2.3.2.8計算），cm3。2.3.4舷側縱骨架式局部骨架2.3.4.1舷側縱骨架式局部骨架的尺寸應確保剪切和彎曲的組合效應不得超出構件的塑性強度。塑性強度由作用于跨距中心并導致塑性崩潰力學特性發(fā)展的載荷大小定義。2.3.4.2在2.3.2.7中所定義的縱骨實際凈有效剪切面積Aw應不小于如下AL值：AL2(AF.PPFs.Pavg)0.5b1.a/(0.577ReH)cm2式中：AF——表2.1.5.2或表2.1.5.3中的船體區(qū)因子；PPFs——表2.1.4.2中的峰值壓力因子；Pavg——按2.1.4所得的載荷板范圍內的平均壓力，MPa；b1=k0b2m;k0=1-0.3/b′;b′=b/s;b——按2.1.3.1或2.1.3.2確定的設計冰載荷板的高度，m；s——縱骨間距，m；b2=b(1-0.25b′)，m，如果b′＜2=s，m，如果b′≥2a——按2.3.2.5確定的縱骨架式局部骨材的有效跨距，m；ReH——材料屈服應力，N/mm22.3.4.3在2.3.2.8中定義的板/加強筋組合的實際凈有效塑性剖面模數Zp應不小于如下ZPL值：ZpL=1003(AF.PPFS.Pavg)b1.a2式中：AF、PPFs、Pavg、b1、a和ReH——見2.3.4.2；A4=1/{2+kwl[(1-a42)0.5-1]};a4=AL/Aw;AL——見2.3.4.2；Aw——縱骨有效凈剪切面積（按2.3.2.7計算），cm2；kwl=1/(1+2Afn/Aw)，Afn的定義見2.3.2.8。2.3.5強肋骨和承受載荷的舷側縱桁2.3.5.1強肋骨和承受載荷的舷側縱桁應能承受2.2中定義的冰載荷板。冰載荷板應施加在這些構件在剪切和彎曲的組合效應下的承載能力最薄弱位置處。2.3.5.2直接承載的舷側縱桁，支持局部骨材的強肋骨，或支持直接承載舷側縱桁的強肋骨，一般應使用2.5中的合適方法確定其構件尺寸。2.3.5.3強肋骨和承受載荷的舷側縱桁的尺寸應符合2.3.6中的結構穩(wěn)定性要求。2.3.6骨架結構穩(wěn)定性2.3.6.1為防止腹板的局部屈曲，任一構件的腹板高度hw與腹板凈厚度twn之比應滿足如下要對球扁鋼、T型材和角鋼：hw/twn≤式中：hw——腹板高度；twn——腹板凈厚度；ReH——材料屈服應力，N/mm2。2.3.6.2如實際中無法滿足2.3.6.1要求的骨架構件（如承受載荷的舷側縱桁或高腹板強肋骨），應要求對其腹板進行有效加強，腹板加強筋的尺寸應確保骨架構件的結構穩(wěn)定性。此時，骨架構件的最小腹板凈度厚為：式中：c1=hw-0.8h，mm；hw——舷側縱桁/強肋骨的腹板高度，mm，見圖2.3.6.2；h——穿過所計算構件的骨材的高度（如無此骨架構件，則選0），mm，見圖2.3.6.2；c2——垂直于所計算構件的支撐構件的間距，mm，見圖2.3.6.2；ReH——材料屈服應力，N/mm2。圖2.3.6.2腹板加強的參數定義2.3.6.3骨架構件還應滿足以下要求：twn式中：ReH——骨材處外板的屈服應力，N/mm2；twn——腹板凈厚度，mm；tpn——骨架構件處的外板凈厚度，mm。2.3.6.4為防止焊接型材的面板發(fā)生局部屈曲，應滿足下列條件：（1）面板寬度bf，mm，一般應不小于腹板凈厚度twn的5倍；（2）面板外伸部分bout，mm，應滿足以下要求：bout/tfn≤155/(ReH)0.5式中：tfn——面板凈厚度，mm；ReH——材料屈服應力，N/mm2。2.3.7板結構2.3.7.1板結構系指與船體相連且承受冰載荷作用的加筋板單元。這些要求適用于舷內范圍的下列之中的小者：（1）毗鄰平行的強肋骨或縱桁的腹板高度；或（2）與板結構相交的骨材構件高度的2.5倍。2.3.7.2板厚及其加強筋的尺寸應確保舷側骨材對端部固定程度的要求。2.3.7.3板結構的穩(wěn)定性應足以承受2.2中定義的冰載荷。2.3.8首柱2.3.8.1應對首柱區(qū)的外板加強，按圖2.1.1所示首柱區(qū)域至少0.01倍船長的寬度范圍內的外板凈厚度應不小于按2.3.1計算的凈厚度tnet的1.15倍。2.3.8.2首柱區(qū)應設計為能承受2.2中定義的冰載荷板，使用2.5中的合適方法確定其構件尺2.3.9腐蝕/磨耗增量和鋼板換新2.3.9.1建議對所有破冰船的船體殼板的所有外表面采取有效的保護措施，以防腐蝕以及浮冰造成的磨耗。當冰帶區(qū)采用復合鋼板時，也可視為有效保護。2.3.9.2對于各個等級的破冰船，用以確定外板厚度時所采用的腐蝕/磨耗增量值ts，見表2.3.9.2.外板的腐蝕/磨耗增量表2.3.9.22.3.9.3極地級船舶冰區(qū)加強的船體區(qū)范圍內所有的內部結構適用的最小腐蝕/磨耗增量值ts=1.0mm，包括毗鄰外板的板結構，以及加強筋腹板和面板/折邊。2.3.9.4如儀器測厚之值小于tnet+0.5mm，則要求對冰區(qū)加強的結構進行鋼板換新。2.4總縱強度2.4.1適用范圍2.4.1.1首部沖撞破冰是校核船體總縱強度的設計工況之一。2.4.1.2本小節(jié)規(guī)定的船體總縱強度校核要求不適用于首柱角ystem大于等于80o的船舶。2.4.1.3冰載荷應僅與靜水載荷組合。該組合應力應與船長范圍內不同位置的許用彎曲和剪切應力作比較。2.4.2首部垂向設計冰力2.4.2.1首部垂向設計冰力FIB，按下式計算：FIB=min(FIB,1,FIB,2)MN式中：FIB,1=0.534KEQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up4(0),I).15[sin(ystem)〕0.2(DUIB,2FIB,2FKI——凹口參數，=Kf/Kh；（a）對肥大型船舶：（b）對尖瘦型船首（αstem<80。），eb=1及以上，則可簡化為：Kf={tan(αstem)[tan(ystem)]2}0.9;,CFL——表2.1.2.1中的總縱強度船級因子；eb——最佳描述水線面的首部形狀指數（見圖2.4.2.1(1)和圖2.4.2.1(2))=1.0，對簡化的楔形船首；=0.4至0.6，對勺型船首；=0，對登陸艇船首；也可通過簡單擬合大致確定某一eb值；stem——首柱角，（°），在冰區(qū)高位水線處，水平軸與首柱切線間量得的角度按圖2.1.2.2（1），在中線上測得的縱剖面角)；αstem——冰區(qū)高位水線角，（°），在首部高位冰區(qū)水線（UIWL）處量得的水線角，（見圖2.4.2.1(1)）；BUI——相應于冰區(qū)高位水線（UIWL）吃水時的型寬，m；LB——用于公式y(tǒng)=(BUI/2)(x/LB)e中的首部長度，m，（見圖2.4.2.1(1)和圖2.4.2.1(2)）；DUI——排水量，同2.1.2.3，取值不小于10[kt]；Awp——相應于冰區(qū)高位水線（UIWL）吃水時的水線面積，m2；CFF——表2.1.2.1中的彎曲失效船級因子；如適用，吃水所依據的數據應確定在與所計算的裝載工況相對應的水線處。圖2.4.2.1(1)首部形狀定義圖2.4.2.1(2)BUI=20及LB=16時，首部形狀受到的eb作用的描述2.4.3垂向設計剪力2.4.3.1沿船體梁的垂向設計剪力FI，按下式計算：FI=CfFIBMN式中：Cf——縱向分布因子，取用如下：（a）正剪切力Cf=0.0，在位于LUI的尾端與距尾端0.6LUI處之間；Cf=1.0，在位于距尾0.9LUI處與LUI的前端之間；（b）負剪切力Cf=0.0，在位于LUI的尾端處；Cf=-0.5，在位于0.2LUI與距尾0.6LUI處之間；Cf=0.0，在位于距尾0.8LUI處與LUI的前端之間；中間之值應通過線性內插求得。2.4.3.2對施加的垂向剪切應力τa，應以垂向設計冰剪切力替代垂向設計波浪剪力，并采用與鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.6的相似方法沿船體梁進行計算。2.4.4垂向設計冰作用彎矩2.4.4.1沿船體梁的垂向設計冰作用彎矩MI，按下式計算：式中：LUI——船長，同1.2.1，m；γstem——見2.4.2.1；FIB——船首垂向設計冰壓力，MN；Cm——垂向設計冰彎矩的縱向分布因子，取為如下：Cm=0.0位于LUI的尾端；Cm=1.0，在位于0.5LUI與距尾0.7LUI之間；Cm=0.3，在位于距尾0.95LUI處；Cm=0.0位于LUI的前端。中間之值應通過線性內插求得。2.4.4.2對施加的垂向彎曲應力σa，應以垂向設計冰作用彎矩替代垂向設計波浪彎矩，并采用與鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.5的相似方法沿船體梁進行計算。船舶的靜水彎矩應取中垂狀態(tài)下許用靜水彎矩。2.4.5總縱強度校準2.4.5.1應滿足表2.4.5.1中的強度標準。設計應力應不超過許用應力：總縱強度衡準表2.4.5.1ReH/σu≤0.7ReH/σu＞0.7σaηReH0.41η(σu+ReH)τaηReH/(3)0.50.41η(σu+ReH)/(3)0.5σaτaτc注：σa——施加的垂向彎曲應力，N/mm2；τa——施加的垂向剪切應力，N/mm2；ReH——材料屈服應力，N/mm2；σu——材料極限抗拉強度，N/mm2；σc——根據鋼規(guī)第2篇第2章第2節(jié)2.2.7求得的受壓臨界屈曲τc——根據鋼規(guī)范第2篇第2章第2節(jié)2.2.7求得的剪η——0.6.2.5直接計算2.5.1一般要求2.5.1.1直接計算不應作為本節(jié)2.3.1，2.3.3和2.3.4船體外板和局部骨材要求所規(guī)定的分析計算流程的替代方法。2.5.1.2直接計算用于校核承受載荷的舷側縱桁和構成結構骨架系統(tǒng)的強肋骨。2.5.1.3如直接計算用于校核結構系統(tǒng)的強度，則應采用2.2規(guī)定的載荷板，且無需與其他載荷進行組合。載荷板應設置在彎曲和剪切聯(lián)合作用下構件承載能力最弱的部位。應特別關注減輕孔、開孔、貫穿件附件的剪切強度。2.5.1.4可基于線性或非線性方法進行強肋骨和舷側縱桁的強度校核。2.5.1.5和2.5.1.6給出了指導要求，詳細要求可見CCS《冰載荷作用下結構強度直接計算指南》。2.5.1.5如采用線性方法進行結構評估，應考慮如下：（1）在壓縮和剪切作用下的腹板和面板應滿足CCS的屈曲強度標準要求；（2）腹板的名義剪切應力應不大于ReH；（3）面板的名義VonMises應力應不大于1.15ReH。2.5.1.6如采用非線性方法進行結構評估，應考慮如下：（1）分析方法應能可靠地模擬結構的屈曲和塑性變形；（2）接受的衡準應確保足夠的裕度以防止斷裂和屈曲與屈服為主導致的剛度明顯損失；（3）校核構件的永久側向變形和平面變形與相關的結構尺度相比應為較小值；（4）詳細的接受標準應經CCS特殊考慮。2.5.2甲板設備支撐結構2.5.2.1甲板設備支撐結構校核時還應考慮慣性載荷，見第4節(jié)4.7中的加速度計算方法。2.6局部細節(jié)2.6.1一般要求2.6.1.1局部設計細節(jié)應適當設計，以將冰的誘導載荷（彎矩和剪切力）傳遞到支撐結構上。2.6.1.2承重構件在切口處應保持穩(wěn)定性。如必要，應進行結構加強。2.7附體2.7.1一般要求2.7.1.1所有的船體附體應能承受與其連接的船體結構或其所處船體區(qū)域內的作用力。2.7.1.2載荷定義及響應標準應視具體情況予以確定。2.8材料與焊接2.8.1材料2.8.1.1船體結構的板材鋼級應基于建造完工厚度、破冰船等級和按2.8.1.2的構件材料級別不低于表2.8.1.4。破冰船結構構件的材料級別表2.8.1.1所有露天和暴露于海水中的次要構件和主要構件（見鋼規(guī)第2篇表1.3.2.2(1)定義），船中0.4LUI以外的結構I件II所有露天和暴露于海水中的特殊類（定義見鋼規(guī)第2篇第2篇表1.3.2.2(1))，位于FP0.2LUI范圍內的結構件2.8.1.2在鋼規(guī)第2篇第1章第3節(jié)表1.3.2.2(1）中規(guī)定的材料級別應適用于破冰船而與船舶長度無關。此外，破冰船的露天和暴露于海水中的結構構件的材料級別，以及連接于露天和暴露于海水中的外板上的構件由表2.8.1.1給出。如果表2.8.1.1中的材料級別與鋼規(guī)第2篇第1章第3節(jié)表1.3.2.2(1）不一致，則應取兩者之中的較高材料級別。2.8.1.3船體結構的所有板材及其附連骨架，以及低位水線向下0.3m以下處設置的船體附屬部分的鋼級，見圖2.8.1.3，應基于上述表2.8.1.1中的船體結構的材料級別，從鋼規(guī)第2篇第1章第3節(jié)表1.3.2.2(6）和表1.3.2.2(7）中得到。圖2.8.1.3浸沒外板和露天外板的鋼材等級要求2.8.1.4船體結構的所有露天板材，以及冰區(qū)低位水線向下0.3m以上處設置的船體附屬部分（見圖2.8.1.3）的鋼級，見圖2.8.1.3，取不低于表2.8.1.4。露天板材的鋼材等級表2.8.1.4BBEBDEDDEDDEDEEDEEDEFEEFEEF2.8.1.5經CCS特別同意，可以使用厚度超過50mm的船體結構用高強度鋼，鋼級應不低于按表2.8.1.4中50mm板厚的要求。2.8.1.6如選擇帶有ARC-M(X）后綴的極地船用高強度鋼，應符合《極地船舶指南》附錄8帶有ARC-M(X）后綴的極地船用高強度鋼的規(guī)定，鋼級按表2.8.1.4確定。如果選擇規(guī)定最小屈服強度≥420MPa的帶有ARC-M(X）后綴的超高強度鋼，應在《極地船舶指南》附錄8的基礎上，CTOD值滿足表2.8.1.6(1)、表2.8.1.6(2)、表2.8.1.6(3）的要求。鋼材認可的無塑性轉變溫度NDTT(℃)表2.8.1.6(1)ARC-M(-30)ARC-M(-40)ARC-M(-60)鋼材認可的母材CTOD試驗平均值的最小指標表2.8.1.6(2)厚度t(㎜)H420H460H500H550H620H6900.100.150.150.150.200.200.150.200.200.200.200.250,200.200.200.250.250.300,200.250.250.250.250.300.250.300.300.300.300.35鋼材認可的焊接接頭CTOD試驗平均值的最小指標表2.8.1.6(3)0.100.100.150.150.150.200.150.150.150.150.200.200.150.150.150.150200.200.150.150.150.200.200.250.200.200.200.250.250.302.8.2鑄鋼件2.8.2.1鑄鋼件應滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》第1篇第6章的要求，并具有適應于擬營運環(huán)境溫度的特殊性能。2.8.3鍛鋼件2.8.3.1鍛鋼件應滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》第1篇第5章的要求，其中沖擊試驗溫度應為設計服務溫度。2.8.4復合鋼板2.8.4.1當為減少對冰帶區(qū)外板的維護而采用不銹鋼復合鋼板時，應滿足2.8.4.2~2.8.4.6要求。2.8.4.2不銹鋼復合板應符合CCS《材料與焊接規(guī)范》第1篇第3章第9節(jié)的有關規(guī)定。2.8.4.3基體材料應符合表2.8.1.4的要求。如基體材料選擇帶有ARC-M(X）后綴的極地船用高強度鋼，應符合CCS《極地船舶指南》附錄8帶有ARC-M(X）后綴的極地船用高強度鋼的規(guī)定?；w材料的厚度應大于10mm。2.8.4.4當不銹鋼復合板用于外板時，覆層金屬應考慮其耐海水腐蝕性能。覆層材料厚度應不小于2mm。2.8.4.5使用不銹鋼復合板時，應配備合適的陰極保護?？紤]到極地環(huán)境的低溫、低鹽等特點，通常需要提高外加電流的保護電位，或者配置更多的犧牲陽極。外加電流的電壓提高應不至于過度保護。犧牲陽極布置應考慮可能的冰沖擊損傷。2.8.4.6局部使用不銹鋼復合板時，應采取有效防腐蝕措施防止不銹鋼復合板與其他材料連接區(qū)域的電偶腐蝕。2.8.5焊接2.8.5.1冰區(qū)加強區(qū)域內的角焊縫應采用雙面連續(xù)焊。對于受空間限制無法雙面連續(xù)焊的位置，經CCS同意，可以采用其他焊接方式。2.8.5.2在所有的結構連接處應確保其強度的連續(xù)性。2.8.5.3如果選擇規(guī)定最小屈服強度≥420MPa的帶有ARC-M(X）后綴的超高強度鋼，焊接工藝應在《極地船舶指南》附錄8的基礎上，滿足表2.8.5.3的要求。焊接工藝CTOD試驗平均值的最小指標表2.8.5.33.1一般要求3.1.1申請Icebreaker*附加標志的船舶，其推進機械應能持續(xù)輸出足夠的功率，以便在設計冰況下仍有足夠的機動性。3.1.2船舶的破冰能力，應通過冰池船模試驗或實船冰區(qū)航行試驗予以驗證。如能提供有效證明，也可以接受采用數值計算方法或經驗公式方法予以驗證。3.1.3在設計的早期階段或冰池船模試驗條件尚不具備時，可采用3.2中的計算方法予以預估。3.2推進功率要求3.2.1船舶安裝所需的推進功率應大于按3.2.2中計算的船舶破冰功率。3.2.2船舶所需的破冰功率N1應不小于按下式計算所得之值：N1式中：B——冰區(qū)高位水線處的最大船寬，m；L——冰區(qū)高位水線處的船舶水線長，m；f1——系數，應按下式計算，且計算時取值應不小于1.0：其中：Δ——吃水在冰區(qū)高位水線時的船舶排水量，t；f2——系數，設可調螺距螺旋槳或采用電力推進時，f2取值0.9；設固定螺距螺旋槳時，f2取值1.0；f3——系數，當首柱與水線間夾角≤45°時，f3取值0.9；當首柱與水線間夾角>45°時，f3取值1.0；f4——系數，單槳時，f4取值0.88；雙槳時，f4取值0.99；三槳時，f4取值1.06；h0——層冰厚度，m，建議的最小覆冰厚度見表3.2.1；v——破冰冰層為h0厚時的船速，kn，其值應取不小于2kn；Sc——冰上覆蓋的積雪厚度，m，取值應不小于0.3m；各冰級的最小覆冰厚度表3.2.1Icebreaker*4.1一般要求4.1.1本節(jié)規(guī)定適用于對船舶和船員安全至關重要的主推進、舵機、應急和必需的輔助系統(tǒng)。4.1.2易受冰凍破壞的系統(tǒng)，應設有泄放裝置。4.1.3破冰船應設有裝置，以確保在包括調距機構在內的螺旋槳損壞情況下，船舶仍能充分操控。充分操控系指船舶應有能力到達可以進行維修的安全港或安全場所，可通過海上臨時修理或拖航援助（如能獲得）予以實現。4.1.4應具有通過反轉使卡住的螺旋槳脫困的措施。本要求同樣適用于單一轉向的推進裝置。4.1.5螺旋槳應全浸沒于船舶的冰區(qū)低位水線（LIWL）。4.2材料4.2.1鑄鐵材料4.2.1.1一般應采用認可的韌性材料。鐵素體球墨鑄鐵可用于除螺栓外的其他部件。對于球墨鑄鐵，試驗溫度下沖擊功平均值不小于10J，即可視作達到與下列材料的夏比V型缺口沖擊試驗的同等要求。4.2.2暴露于海水的材料4.2.2.1暴露于海水的材料，如螺旋槳槳葉、槳轂和推進器本體的材料，其延伸率應不小于15％，試樣按CCS《材料與焊接規(guī)范》相關要求選取。應對青銅和奧氏體不銹鋼以外的材料進行夏比V型缺口沖擊試驗。在-10℃時，3次夏比V型缺口沖擊試驗得出的沖擊功平均值應不小于20J。除此之外，還應滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》有關冰級船舶應用鑄鍛件材料的沖擊試驗要求。4.2.3暴露于海水溫度下的材料4.2.3.1應對青銅和奧氏體不銹鋼以外的材料進行夏比V型缺口沖擊試驗。在-10℃時，3次夏比V型缺口沖擊試驗得出的沖擊功平均值應不小于20J。除此之外，還應滿足CCS《材料與焊接規(guī)范》有關冰級船舶應用鍛件材料的沖擊試驗要求。上述要求適用但不僅限于葉片螺栓、調距機構、軸螺栓、螺旋槳軸、吊艙體支柱連接螺栓等。但不適用于表面硬化處理過的部件，如軸承和輪齒；也不適用于海水冷卻管系，包括熱交換器、管子、閥門和附件等。對于暴露在海水溫度下的結構邊界的定義，見第2節(jié)圖2.8.1.3。4.2.4暴露于低氣溫下的材料暴露于低氣溫下的機械及其基座的材料應為鋼質或其他認可的韌性材料。應對青銅和奧氏體不銹鋼以外的材料進行夏比V型缺口沖擊試驗。在最低設計溫度以下10℃時，3次夏比V型缺口沖擊試驗得出的沖擊功平均值應不小于20J。上述要求不適用于表面硬化處理過的部件，如軸承和輪齒。對于暴露在空氣溫度下的結構邊界的定義，見第2節(jié)圖2.8.1.3。4.3主要參數和載荷定義4.3.1本節(jié)采用的主要參數符號、名稱及其單位如下：c——葉剖面弦長，m；c0.7——0.7R處的葉剖面弦長，m；cLE0.8——0.8R處葉剖面弦長的導邊部分，m；cTE0.8——0.8R處葉剖面弦長的隨邊部分，m；D——螺旋槳直徑，m；d——螺旋槳平面處的槳轂外徑，m；Dpin——剪切銷的直徑，m；Dlimit——螺旋槳直徑的邊界值，m；EAR——盤面比；Fb——船舶營運壽命期內葉片最大向后受力（取負值），kN；Fex——塑性彎曲致使葉片損失而引起的極限載荷，簡稱葉片失效載荷，kN；Ff——船舶營運壽命期內葉片最大向前受力（取正值），kN；Fice——冰載荷，kN；(Fice)max——船舶營運壽命期內最大冰載荷，kN；h0——自LIWL量起的螺旋槳中心線的深度，m；Hice——設計冰厚，用于定義螺旋槳載荷的冰塊尺寸，m；I——計及發(fā)動機側所有部件的等效轉動慣量，kgm2；It——整個推進系統(tǒng)的等效轉動慣量，kgm2；LIWL——冰區(qū)低位水線，m；m——對數S-N曲線的斜率；MBL——葉片彎矩，kNm；n——螺旋槳轉速，r/s；nn——以最大持續(xù)功率自由運轉（無冰塊）時的螺旋槳標定轉速，r/s；N——冰載荷循環(huán)次數；Nclass——螺旋槳各葉片每轉一圈遭受冰塊的參考沖擊數；Nice——船舶營運壽命期內螺旋槳葉片受到的冰載荷總次數；NR——等效疲勞應力下的載荷參考次數（108循環(huán)次）；NQ——每個沖擊循環(huán)過程中的螺旋槳轉數；P0.7——螺旋槳0.7R處的螺距，m；P0.7n——最大持續(xù)功率自由運轉（無冰塊）時螺旋槳0.7R處的螺距，m；P0.7b——系柱工況最大持續(xù)功率運轉時螺旋槳0.7R處的螺距，m；PCD——螺栓節(jié)圓直徑，m；Q(φ)——扭矩，kNm；QAmax——作為模擬計算結果的最大響應扭矩幅值，kNm；Qemax——發(fā)動機最大扭矩，kNm；QF(φ)——用于頻域計算的冰塊激勵扭矩，kNm；Qfr——調距機構中的摩擦扭矩，轉矩扭矩減額，kNm；Qmax——螺旋槳與冰相互作用在螺旋槳上產生的最大扭矩，kNm；Qmotor——電動機最大轉矩，kNm；Qn——最大持續(xù)功率自由運轉（無冰塊）時的標定扭矩，kNm；Qr(t)——作用于螺旋槳軸系上的響應扭矩，kNm；Qpeak——響應扭矩Qr(t）的最大值，kNm；Qsmax——船舶營運壽命期內的最大轉葉扭矩，kNm；Qsex——對應于葉片失效載荷Fex的轉葉極限扭矩，kNm；Qvib——慮及部件的振動扭矩，取自敞水條件下的頻域扭振計算，kNm；r——葉剖面半徑，m；R——螺旋槳半徑，m；Rp0.2——部件選用材料的屈服強度（塑性應變?yōu)?.2%時MPa，按CCS《材料與焊接規(guī)范》選??；Rm——葉片材料的抗拉強度，MPa，按CCS《材料與焊接規(guī)范》選?。籗——安全系數；Sfat——疲勞安全系數；Sice——確定葉片冰塊作用力的冰強度系數；T——系柱條件下的螺旋槳水動推力，kN；Tb——船舶營運壽命期內最大向后螺旋槳冰塊推力，kN；Tf——船舶營運壽命期內最大向前螺旋槳冰塊推力，kN；Tn——最大額定功率自由運轉（無冰塊）時的螺旋槳推力，kN；Tr——作用于軸系上的最大響應推力，kN；Tkmax——彈性聯(lián)軸器能承受的最大扭矩，kNm；Tkmax2——一次載荷循環(huán)下的Tkmax，kNm；Tkmax1——5×104次載荷循環(huán)下的Tkmax，kNm；Tkv——106次載荷循環(huán)下的振動扭矩幅值，kNm；kmax——5×104次載荷循環(huán)下的Tkmax的最大變化值，kNm；t——葉剖面最大厚度，m；Z——槳葉數；zpin——剪切銷數量；αi——以旋轉角度計的螺旋槳葉片與冰相互作用的持續(xù)時間，°;α1——螺旋槳冰塊扭矩葉片次激勵分量的相位角，°;α2——螺旋槳冰塊扭矩倍葉片次激勵分量的相位角，°;γε——疲勞折減系數（分布和試樣尺寸影響）；γv——疲勞折減系數（不同幅值載荷影響）；γm——疲勞折減系數（平均應力影響）；ρ——疲勞折減系數，將最大應力幅值與108應力循環(huán)次的等效疲勞應力相關聯(lián)；σexp——海水中應力循環(huán)次數達到108后即失效所對應的葉片材料平均疲勞強度，MPa；σfat——108應力循環(huán)次數的冰載荷等效疲勞應力幅值，MPa；σfl——葉片材料的典型疲勞強度，MPa；σref1——參考應力σref1=0.6.Rp0.2+0.4.Rm，MPa；σref2——參考應力，σref2=0.7.Rm或σref2=0.6.Rp0.2+0.4.Rm，取較小者，MPa；σst——由Fb或Ff引起的最大應力，MPa；(σice)bmax——最大向后螺旋槳冰載荷引起的主應力，MPa；(σice)fmax——最大向前螺旋槳冰載荷引起的主應力，MPa；(σice)Amax——慮及槳葉位置處的最大冰載荷應力幅值，MPa；σmean——平均應力，MPa；(σice)A(N)——槳葉應力幅值分布，MPa。4.3.2本節(jié)所用載荷的定義和使用說明見表4.3.2：載荷定義和使用說明表4.3.2Fb由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動力載荷，引起的螺旋槳葉片壽命期內的最大向后受Ff由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動力載荷，引起的螺旋槳葉片壽命期內的最大向前受Qsmax由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動力載荷，引起的螺旋槳葉片壽命期內的最大轉矩扭形式為在導邊或尖端區(qū)域上分布的壓Tb由螺旋槳和冰相互作用引起的對螺旋槳（所有葉片）壽命期內的最大推力。推力方向為螺旋槳槳軸Tf由于螺旋槳和冰相互作用引起的對螺旋槳（所有葉片）壽命期內最大推力。推力方向為螺旋槳槳軸Qmax由螺旋槳和冰相互作用，包括作用于葉片的水動用于估算推進軸系上的響應扭矩（Qr）Fex塑性彎曲導致葉片損失的極限葉片載荷。該力可導致葉片完全失效，即在根部區(qū)域產生了塑性彎曲用于確保調距機構的金字塔強度原螺旋槳軸系上的最大響應扭矩，計及軸系對于冰塊激勵（扭轉振動）的動態(tài)響應和螺旋槳受到的平Tr軸系上的最大響應推力，計及軸系對于冰塊激勵力。FbFb圖4.3.2葉片向后受力方向示意圖4.4冰作用載荷4.4.1螺旋槳和冰相互作用本規(guī)定適用于位于船尾的具有可調螺距或固定螺距的開式螺旋槳和導管螺旋槳。船首螺旋槳的冰載荷應予以特別考慮。下述給定載荷為船舶整個營運壽命期內正常操作工況下預期的單次作用最大值，并包括螺旋槳反轉后的載荷（如適用）。這些載荷不涉及設計范圍之外的操作工況，例如一個停止旋轉的螺旋槳被拖過冰層的工況。僅就螺旋槳和冰相互作用產生的載荷，本規(guī)定也適用于具有齒輪傳動或一個集成電動機的定向和全向推進器（包括齒輪傳動式和吊艙式）。但載荷模型不包含冰從側向（徑向）進入已轉向的全向推進器的螺旋槳而產生的冰載荷，也不包含冰塊沖擊牽引式螺旋槳槳轂引起的載荷工況。對冰沖擊推進器本體產生的冰載荷本節(jié)無具體規(guī)定，但應根據具體情況進行估算。除另有說明外，4.4中給出的載荷是包含冰載荷和水動力載荷在內的總載荷，應單獨應用（除非另有說明），且僅擬用于部件強度計算。Fb為螺旋槳在船舶營運壽命期內正轉碾磨冰塊期間所經歷的槳葉受到向后彎曲的最大Ff為螺旋槳在船舶營運壽命期內正轉碾磨冰塊期間所經歷的槳葉受到向前彎曲的最大4.4.2冰級系數考慮的設計冰塊尺寸為Hice×2Hice×3Hice。表4.4.2列出了各冰級用于估算螺旋槳冰載荷的設計冰厚Hice和冰的強度系數Sice。設計冰厚和冰強度系數表4.4.2Icebreaker*Hice[m]Sice[-]4.4.3開式螺旋槳的設計冰載荷（1）葉片最大向后受力Fb當D＜Dlimit時：kN當D≥Dlimit時，EQ\*jc3\*hps12\o\al(\s\up4(1.4),ce)C1——系數，對于破冰船附加標志的船舶，取1.1。Sice和Hice按表4.4.2選?。籲——對調距槳，即為最大持續(xù)功率無冰塊自由運轉時的標定轉速；對定距槳，即為最大持續(xù)功率無冰塊自由運轉時的標定轉速的85%；與原動機的形式無關；r/s。（2）葉片最大向前受力Ff當D＜Dlimit時：kN當D≥Dlimit時，Hice按表4.4.2選取；（3）載荷工況表4.4.3(3）中的載荷工況1~4適用于調距槳和定距槳，載荷工況5適用于可翻轉的螺旋槳。開式螺旋槳載荷工況表4.4.3(3)力Fb在葉片吸力面上，對從0.6R到葉梢并從導邊延伸0.2倍弦長的區(qū)域，均勻施加的壓力力以外的螺旋槳的葉梢區(qū)域，均Ff在葉片壓力面上，對從0.6R到葉梢并從導邊延伸0.2倍弦長的區(qū)域，均勻施加的壓力50%Ff以外的螺旋槳的葉梢區(qū)域，均在葉片壓力面上，對從0.6R到葉梢并從周邊延伸0.2倍弦長的區(qū)域，均勻施加的壓力4.4.4導管螺旋槳的設計冰載荷（1）葉片最大向后受力Fb當D＜Dlimit時，當D≥Dlimit時，式中：Dlimit=4Hice，m；C1——系數，對于破冰船附加標志的船舶，取1.1Sice和Hice按表4.4.2選??；n同4.4.3(1）。（2）葉片最大向前受力Ff當D＜Dlimit時，當D≥Dlimit時，()|2式中：Dlimit=|1-dHice，m；(D,Hice按表4.4.2選??；（3）載荷工況表4.4.4(3）中的載荷工況1和3適用于所有螺旋槳，載荷工況5適用于可翻轉的螺旋槳。導管螺旋槳載荷工況表4.4.4(3)力Fb在葉片吸力面上，對從0.6R到葉梢并從導邊延伸0.2倍弦長的區(qū)域，均勻施加的壓力Ff在葉片壓力面上，對從0.6R到葉梢并從導邊延伸0.5倍弦長的區(qū)域，均勻施加的壓力60%Ff或60%Fb，在葉片壓力面上，對從0.6R到葉梢并從周邊延伸0.2倍弦長的區(qū)域，均勻施加的壓力4.4.5開式螺旋槳和導管螺旋槳通用的設計冰載荷（1）用于設計調距機構的最大轉葉扭矩Qsmax應針對表4.4.3(3）和表4.4.4(3）中所述載荷工況下的Fb和Ff，計算繞葉片軸作用的轉葉扭矩Qsmax。如果這些轉矩扭矩值小于下式計算的值，則應選用該值作為最小值。0.7kNm式中：F取Fb和Ff中絕對值較大者。葉片失效時的極限轉葉扭矩Qsex的確定見4.4.6。（2）葉片載荷的分布圖4.4.5(2）給出的Weibull分布（下式表示Fice超越（Fice）max的概率）用于葉片的疲勞設計。式中：k——圖譜的形狀參數，對于開式螺旋槳，取k=0.75，對于導管螺旋槳，取k=1.0；Nice——為圖譜中的載荷循環(huán)次數，見4.4.5(3）；Fice——為葉片冰載荷的隨機變量，0≤Fice≤(Fice)max。導致的葉片應力幅值分布為：式中：圖4.4.5(2)用于疲勞設計的Weibull分布（超越概率）（3）冰載荷循環(huán)次數：應按下式確定載荷圖譜中每個槳葉的載荷循環(huán)次數：Nice=k1k2Nclassn式中：Nclass——對應于各冰級的參考沖擊數，按表4.4.5(3）選?。籯1——螺旋槳位置系數，位于中心線上的螺旋槳取1，位于兩翼的螺旋槳取2，牽引式螺旋槳無論其位于中心線還是兩翼，都取3；k2——浸沒系數，由下式確定：當f<0時，k2=0.8-f；當0≤f≤1時，k2=0.8-0.4f；當1<f≤2.5時，k2=0.6-0.2f；當f>2.5時，k2=0.1；式中：其中h0缺省時可取為D/2。具有破冰船附加標志的船舶，上述載荷循環(huán)次數Nice應乘以系數3。對于承受螺旋槳所有葉片與冰相互作用產生的載荷的部件，上述載荷循環(huán)次數（Nice）還應乘以槳葉數（Z）。各冰級的參考沖擊數表4.4.5(3)Nclass4.4.6開式螺旋槳和導管螺旋槳通用的葉片失效載荷(1)彎曲力Fex葉片失效載荷是由塑性彎曲導致葉片失效的最小載荷。該力為0.8R處作用于葉片最弱方向的極限載荷，應采用下列公式從葉根至0.5R范圍內迭代計算。kN式中：c、t和r分別為葉根圓角以外最弱截面處的葉片柱形截面的實際弦長、厚度和半徑，典型位置是在圓角與葉片輪廓的端接處。作為替代，也可通過反映實際葉片非線性塑性材料特性的適當應力分析來計算失效載荷。當葉稍彎曲超過螺旋槳直徑的10%時，即可視作葉片失效。（2）極限轉矩扭矩Qsex應根據作用在0.8R處的葉片失效載荷Fex來確定轉葉扭矩的極限值。導致葉片失效的力通常從槳葉中心線向導邊和隨邊逐步減小。距槳葉自轉中心的某一距離處產生最大轉葉扭矩。應通過合適的應力分析或使用以下公式計算最大轉矩扭矩：=max(cLE0.8,0.8cTE0.8)CspexFex式中的取值不應小于0.3；Csp——慮及轉葉臂變化的無量綱參數；Cfex——慮及葉片失效力變化的無量綱參數；圖4.4.6(2）顯示了轉葉扭矩隨葉片失效載荷沿整個弦長方向的變化而變化。圖4.4.6(2)力作用在0.8R處弦長不同位置處的葉片失效載荷和相應的轉葉扭矩4.4.7開式螺旋槳和導管螺旋槳通用的軸向設計載荷（1）作用于槳軸上的最大螺旋槳冰塊推力向前推力Tf：TffkN向后推力Tb：T本規(guī)定中的載荷模型不包括當冰塊撞擊在牽引式螺旋槳槳轂上時產生的冰槳作用載荷。（2）作用于驅動螺旋槳的推進軸上的設計推力應按下式計算作用于螺旋槳推進軸上的設計推力。在向前方向的載荷和向后方向的載荷中取較大者同時作為兩個方向的設計載荷。系數2.2和1.5考慮了軸系縱向振動引起的動態(tài)放大率。向前推力：rfrf向后推力：rb如水動系柱推力T未知，則Trb如水動系柱推力T未知，則T應按表4.4.7(2)選取。T值