Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: подводное судно 2 перемещают подо льдом 1 и возбуждают во льду резонансные изгибно-гравитационные волны 3 при движении с резонансной скоростью. Во время движения судну 2 придают плохообтекаемую форму путем формирования в носовой и кормовой оконечностях гидродинамических вихрей 8. Отсос воды для формирования вихрей производят из области минимального давления, возникающей на корпусе судна при его обтекании водой. Изобретение позволяет повысить эффективность воздействия на ледяной покров. 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 резонансным изгибно-гравитационными волнами (ИГВ) определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном ([1] - В.М. Козин, А.В. Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. - ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, №2, 78-81).

Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждаемых 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 неменяющихся 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 судну придают плохообтекаемую форму путем формирования в носовой и кормовой оконечностях гидродинамических вихрей, причем отсос воды для формирования вихрей производят из области минимального давления, возникающей на корпусе судна при его обтекании водой.

Известно ([2] - Г.Е.Павленко. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт, 1956, 508 с.), что причиной волнообразования (волнового сопротивления) являются области повышенных давлений в носовой и кормовой оконечностях судна, а также область пониженного давления, возникающая в миделевой (средней) части его корпуса. При этом чем больше перепад давлений в этих областях, т.е. чем хуже обтекаемость корпуса, тем больше волновое сопротивление и соответственно больше высота возбуждаемых волн. Таким образом, если у идущего судна дополнительно повысить давление в носу и корме и одновременно дополнительно понизить давление в средней части корпуса, то можно получить заявленный технический результат.

Известно ([3] - Л.Г.Лойцянский. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978, 736 с.), что наличие на пути поступательного движущегося потока реальной жидкости гидродинамического вихря приводит к искривлению линий тока потока, т.е. взаимодействие потока с вихрем аналогично взаимодействию потока с твердым телом и поэтому сопровождается возникновением сопротивления поступательному движению жидкости. Таким образом, сформировав в носу и корме гидродинамические вихри, можно дополнительно повысить давление в этих областях.

Также известно [3], что с ростом скорости давление в потоке жидкости падает. Поэтому отсос воды для формирования вихрей следует производить из области минимального давления, возникающей на корпусе судна. Эта область располагается, как правило, в районе миделевой части, т.е. там, где скорость обтекания корпуса наибольшая. Отсос воды из этой области приведет к дополнительному возрастанию скорости и соответствующему падению давления.

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 при помощи входных каналов, расположенных в районе миделевой части судна, и выходных, расположенных в носу и корме, и включением насосов, размещенных в соединяющих их водопроводах, формируют гидродинамические вихри. В результате обтекаемость (гидродинамическая) корпуса ухудшится, что увеличит высоту ИГВ и соответственно эффективность разрушения ледяного покрова.

Схема реализации изобретения поясняется чертежом. Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то включают насосы 4, расположенные в водопроводах 5, которые соединяют входные каналы 6 (расположенные в миделевой части судна) и выходные 7 (расположенные в носу и корме). В результате возникнут гидродинамические вихри 8, которые ухудшат обтекаемость судна, что в свою очередь увеличит высоту ИГВ 9.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что во время движения судну придают плохообтекаемую форму путем формирования в носовой и кормовой оконечностях гидродинамических вихрей, причем отсос воды для формирования вихрей производят из области минимального давления, возникающей на корпусе судна при его обтекании водой.

РИСУНКИ

Рисунок 1