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. При движении судна (2) буксируют под первым за кормой судна гребнем волны тело (4) с положительной плавучестью. Плавучесть тела (4) периодически изменяют с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн. Изобретение позволяет повысить эффективность воздействия на ледяной покров. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. Владивосток, ИАПУ ДВО РАН, 1993, 44с.).

Известно техническое решение (2. Патент RU 2149795 С1, 27.05.2000), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ) максимальна, с одновременной буксировкой под первым за кормой судна гребнем волны тела с положительной плавучестью.

Недостатком решения является недостаточное увеличение амплитуды ИГВ, возбуждаемых при движении судна и буксировке тела.

Сущность изобретение заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении подводного судна.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретения:

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ при его движении с одновременной буксировкой под первым за кормой судна гребнем волны тела с положительной плавучестью.

Отличительные: плавучесть тела периодически изменяют с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинает движение подводное судно с резонансной скоростью. Если амплитуда возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то в процессе движения судна под ледяным покровом размещают и буксируют тело с положительной плавучестью (например, эластичную емкость, заполненную воздухом). При помощи буксира его располагают под первым за кормой судна гребнем волны, высота которого максимальна по сравнению с другими гребными [2]. Сила выталкивания воды (архимедова сила), действующая на тело, будет увеличивать высоту гребня, т.е. амплитуду ИГВ, за кормой судна. В зависимости от толщины льда объем тела увеличивают путем подкачки в него сжатого воздуха. Если это не приведет к разрушению льда, то при помощи компрессора, установленного на судне, плавучесть тела периодически изменяют (увеличивают, а затем уменьшают) с частотой, равной частоте резонансных ИГВ. Это приведет к возбуждению дополнительных резонансных ИГВ, которые будут накладываться на основные ИГВ от поступательного движения судна, что приведет к суммированию амплитуд ИГВ и разрушению ледяного покрова.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже показана схема его реализации.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинает движение подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если амплитуда возбуждаемых при этом ИГВ-3 оказывается недостаточной для разрушения льда, то в процессе движения судна под ледяным покровом размещают и буксируют тело с положительной плавучестью 4 (эластичную емкость, заполненную воздухом). При помощи буксира 5 тело 4 располагают под первым за кормой судна гребнем волны. Для этого при помощи эхолотов 6, размещенных по длине судна, определяют профиль волны и соответствующую длину буксира 5. Сила выталкивания F, действующая на тело 4, будет увеличивать высоту гребня, т.е. амплитуду ИГВ 7, за кормой судна. В зависимости от толщины льда объем тела 4 увеличивают путем подкачки в него сжатого воздуха через шланг, закрепленный на буксире 5. Если это не приведет к разрушению льда 1, то при помощи компрессора 8 плавучесть тела 4 периодически изменяют с частотой, равной частоте резонансных ИГВ. В ледяном покрове возникнут дополнительные резонансные ИГВ 9, которые будут накладываться на основные ИГВ 3. В результате амплитуда суммарных ИГВ 10 возрастет, что приведет к разрушению льда.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении с одновременной буксировкой под первым за кормой судна гребнем волны тела с положительной плавучестью, отличающийся тем, что плавучесть тела периодически изменяют с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

РИСУНКИ

Рисунок 1