Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда за счет увеличения высоты изгибно-гравитационных волн. Во время движения подводного судна с резонансной скоростью дополнительно осуществляют сдувание пограничного слоя жидкости в верхней части судовой обшивки с помощью насоса. Насос расположен внутри судна в водопроточном канале. Водозаборная часть канала располагается в носовой оконечности судна. Выход канала - в месте расположения подошвы изгибно-гравитационной волны. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом при всплытии в сплошном льду.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном (В.М.Козин, А.В. Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. - ПМФТ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, N 2, с. 78 - 81) [1].

Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонасной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждения ИГВ максимальна.

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и водоизмещением последнего [1].

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности разрушения ледяного покрова.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью.

Отличительные: во время движения судна дополнительно осуществляют сдувание пограничного слоя жидкости в верхней части судовой обшивки с помощью насоса, расположенного внутри судна в водопроточном канале, при этом водозаборная часть канала располагается в носовой оконечности судна, а выход канала - в месте расположения подошвы ИГВ.

Сдувание пограничного слоя увеличивает скорость обтекания корпуса, что в свою очередь в соответствии с законом Бернулли где P - давление в жидкости: ρ,V - плотность и скорость жидкости соответственно, приведет к уменьшению давления в районе выходного канала, т.е. в области расположения подошвы ИГВ увеличит прогиб льда, т.е. высоту ИГВ.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то включают насос, расположенный внутри судна в водопроточном канале. Водозаборную часть канала выполняют в носовой оконечности судна, а выход - в верхней части судовой обшивки в месте расположения подошвы ИГВ. Расположение выхода канала под подошвой ИГВ при работающем насосе увеличит скорость обтекания корпуса судна в этом месте и приведет к падению давления, что в свою очередь увеличит высоту ИГВ и уровень изгибных напряжений в ледяном покрове, т.е. ледоразрушающая способность судна возрастает.

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема реализации предлагаемого решения.

Под ледяным покровом 1 начинает движение подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если высота возбуждаемых ИГВ h₁ окажется недостаточной для разрушения льда, то включают насос 3, расположенный внутри судна в водопроточном канале 4. Сдувание пограничного слоя жидкости в области 5 увеличивает скорость обтекания судовой обшивки в месте расположения подошвы ИГВ, что вызовет увеличение высоты ИГВ до значения h₂, т.е. повысит ледоразрушающую способность судна.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что во время движения судна дополнительно осуществляют сдувание пограничного слоя жидкости в верхней части судовой обшивки с помощью насоса, расположенного внутри судна в водопроточном канале, при этом водозаборная часть канала располагается в носовой оконечности судна, а выход канала - в месте расположения подошвы изгибно-гравитационной волны.

РИСУНКИ

Рисунок 1