Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к средствам, обеспечивающим навигацию в замерзающих бассейнах. Судно на воздушной подушке начинают перемещать по льду, развивая изгибно-гравитационные волны. По достижении указанными волнами максимальной кривизны скорость судна снижают, одновременно уменьшая давление в воздушной подушке до атмосферного в момент опускания судна на подошву волны, а затем увеличивают до значения, когда судно получает максимальный дифферент на корму, одновременно повышая давление в воздушной подушке до максимально возможного. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам на воздушной подушке (СВП), разрушающим ледяной покров резонансным методом, т.е. путем возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) (Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток, ИАПУ, 1993 г.).

Известен способ разрушения ледяного покрова, при котором судно совершает вращательные колебания с резонансной частотой за счет соответствующего перераспределения давления в носовом и кормовом секторах воздушной подушки для увеличения амплитуды ИГВ (Патент РФ 2057048 от 27.03.96).

Недостатком известного способа является необходимость наличия на судне дорогостоящего оборудования, соответствующей вычислительной техники и специализированной программы для предварительного расчета резонансной частоты.

Сущность изобретения заключается в разработке более простого способа увеличения амплитуды ИГВ.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается судном на воздушной подушке путем возбуждения в ледяном покрове резонансных изгибно-гравитационных волн.

Отличительные: после возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн скорость судна сначала снижают, одновременно уменьшая давление в воздушной подушке до атмосферного в момент опускания судна на подошву волны, а затем скорость увеличивают до значения, когда судно получит максимальный дифферент на корму, одновременно повышая давление в воздушной подушке до максимально возможного.

Известно (Зуев В.А., Козин В.М. Использование судов на воздушной подушке для разрушения ледяного покрова. Владивосток: ДВГУ. - 1988. - 128 с.), что по мере возрастания скорости СВП u и приближения ее к резонансной u_p, кривизна профиля ИГВ возрастает и достигает максимального значения при u=u_p. Судно при этом получает максимальный дифферент на корму ψ, т.к. оно будет находиться в точке перегиба профиля ИГВ. После этого скорость судна немного уменьшают до сползания его на подошву волны и одновременно уменьшают давление в воздушной подушке до атмосферного в момент полного опускания судна на лед, при этом судно ударится корпусом о лед, что вызовет дополнительные деформации (увеличение прогибов) льда. Затем скорость судна опять повышают до величины, при которой оно выйдет на точку перегиба профиля ИГВ и получит максимальный дифферент на корму ψ. Одновременно с этим увеличивают давление в воздушной подушке до максимально возможного значения, за счет этого судно начнет подниматься вверх с некоторым ускорением а, что приведет к появлению дополнительной вертикальной составляющей силы давления на лед, равной m•а (где m - масса судна). Данные маневры (уменьшение и последующее увеличение скорости судна и давления в воздушной подушке) приведут к дополнительной подкачке энергии в волну и росту амплитуды.

Способ осуществляется следующим образом. Судно выводят на лед и начинают движение по ледяному покрову с постепенно возрастающей от нуля скоростью u. По мере движения СВП в ледяном покрове возникнут и начнут развиваться ИГВ. При u=u_p кривизна профиля ИГВ достигнет максимального значения, а судно получит максимальный дифферент на корму ψ. Затем судно переводят на режим торможения и уменьшают скорость до такой величины, чтобы судно опустилось на подошву волны. Одновременно путем отключения вентиляторного комплекса понижают давление в воздушной подушке до атмосферного для обеспечения удара корпуса судна о лед в момент нахождения его на подошве волны. После этого скорость судна опять увеличивают до величины, при которой судно вновь получит максимальный дифферент на корму, а давление в воздушной подушке увеличивают до максимальной величины. Судно при этом начинает "взбираться" на волну с одновременным увеличением давления на лед за счет приобретения судном вертикального ускорения. Если разрушения льда не произойдет, то подобное маневрирование повторяют неоднократно до максимального увеличения амплитуды ИГВ, что увеличит эффективность разрушения льда СВП резонансным способом.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке путем возбуждения в ледяном покрове резонансных изгибно-гравитационных волн, отличающийся тем, что после возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн скорость судна сначала снижают, одновременно уменьшая давление в воздушной подушке до атмосферного в момент опускания судна на подошву волны, а затем скорость увеличивают до значения, когда судно получит максимальный дифферент на корму, одновременно повышая давление в воздушной подушке до максимально возможного.