Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения ледяного покрова. Технический результат достигается за счет увеличения растягивающих напряжений в ледяном покрове при неизменных параметрах изгибно-гравитационных волн путем создания теплового удара. Создают тепловой удар посредством подачи под лед перегретой жидкости в месте формирования подошвы волны. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами (1. Козин В.М. "Резонансный метод разрушения ледяного покрова". Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. -Владивосток, ИАПУ, -1993 г. - 44 с.).

Известно техническое решение (2. Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследование волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна". -ПМТФ, Новосибирск, -Изд-во ВО "Наука".- 1994. -N2. -с. 78-81), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью ν_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна.

Недостатком метода является его ограниченная ледоразрушающая способность, при заданных параметрах судна и условиях плавания в ледовой обстановке.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения растягивающих напряжений на нижней поверхности ледяного покрова при его деформировании ИГВ.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном резонансным способом.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ.

Отличительные: на нижней поверхности льда в месте формирования над корпусом судна подошвы изгибно-гравитационной волны создают тепловой удар посредством подачи под лед перегретой жидкости.

Известно (3. Богородский В.В., Гаврило В.П. Лед. Физические свойства. Современные методы гляциологии. Л.: Гидрометеоиздат. 1980. - 383 с.), что при повышении температуры модуль упругости льда уменьшается. При прогибе льда от воздействия ИГВ (на подошве волны) и нагревании нижней поверхности это приведет к смещению нейтральной от ледяной пластины вверх, т.е. к ее верхней поверхности. Такое смещение нейтральной оси при неизменных параметрах ИГВ (тепловое воздействие носит локальный характер) вызовет увеличение растягивающих деформаций, а значит и растягивающих напряжений, возникающих на нижней поверхности ледяного покрова на подошве ИГВ. Таким образом, ледоразрушающая способность ИГВ возрастает.

Способ осуществляется существующим образом. Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью ν_p для возбуждения резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн оказывается недостаточной для разрушения ледяного покрова, то под нижнюю поверхность льда в место формирования над корпусом судна подошвы ИГВ, т.е. в место наибольшего прогиба льда [2], подают перегретую жидкость (например, перегретый водяной пар). Создание в этом месте локального теплового удара практически не изменит параметры ИГВ, но изменит в районе теплового воздействия физико-механические характеристики льда, что приведет к увеличению максимальных растягивающих напряжений на нижней поверхности ледяного покрова. В результате ледоразрушающая способность ИГВ возрастет.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показана схема реализации предлагаемого решения.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении H начинает движение со скоростью ν_p подводное судно 2, которое возбуждает резонансные ИГВ - 3. Если амплитуда возбуждаемых волн 3 недостаточна для разрушения льда 1, то под нижнюю поверхность льда в место формирования под корпусом судна подошвы волны 4 подают перегретую жидкость 5. Локальный тепловой удар подо льдом в области 4 изменяет физико-механические характеристики льда в этом месте, что приводит к перераспределению деформаций и увеличению растягивающих напряжений на подошве ИГВ - 3.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн, отличающийся тем, что на нижней поверхности льда в месте формирования над корпусом судна подошвы изгибно-гравитационной волны создают тепловой удар посредством подачи под лед перегретой жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1