Устройство для разрушения ледяного затора на реках
Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к устройствам для разрушения ледяных заторов на реках. Изобретение направленно на предотвращение наводнений, возникающих при заторообразованиях на реках. Технический результат достигается посредством разрушения затора при помощи устройства, представляющего собой установленные на поверхности льда заряды взрывчатых веществ и затем подрываемые, при этом все заряды, кроме подрываемого первым, снабжают датчиками вертикального перемещения для обеспечения автоматического подрыва этих зарядов в момент достижения места их установки подошвы изгибно-гравитационной волны, образующейся от подрыва предыдущих зарядов. 2 ил.
Изобретение относится к ледотехнике, в частности к проведению работ по разрушению ледяных заторов на участках рек.
Уровень техники известен из решения, заключающегося в проведении простого подрыва ледяного покрова (В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 232 с.).
Недостатком решения является его низкая эффективность.
Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения затора на данном участке реки.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в предотвращении разрушительных наводнений в районах затора.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: устройство для разрушения затора на реках, представляющее собой установленные на поверхности льда заряды взрывчатых веществ.
Отличительные: все заряды, кроме подрываемого первым, снабжены датчиками вертикального перемещения для обеспечения автоматического подрыва этих зарядов в момент достижения места их установки подошвы изгибно-гравитационной волны, образующейся от подрыва предыдущих зарядов.
Известно (2. Д.Е.Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 272 с.), что при воздействии на ледяной покров импульсной нагрузки (взрыва), в последнем возникают изгибно-гравитационные волны (ИГВ), т.е. ледяной покров начинает раскачиваться. Таким образом, при проведении взрывных работ несколькими зарядами возникает возможность использования эффекта резонанса, т.е. в такт к развившимся ИГВ от подрыва первого заряда добавить энергию ИГВ от подрыва последующих зарядов. Интерференция таких волновых систем вызовет рост суммарной амплитуды ИГВ и, соответственно, изгибных напряжений в ледяном покрове, определяющих интенсивность его разрушения. Такая причинно-следственная связь обусловлена прямой зависимостью уровня напряжений от амплитуды ИГВ, т.к. длина линейных волн, каковыми являются ИГВ [2], при их интерференции не изменяется. Таким образом, увеличение амплитуды ИГВ однозначно приведет к росту кривизны профиля ИГВ, т.е. изгибных напряжений в ледяном покрове. В свою очередь, кроме локальных разрушений (майн) от подрыва зарядов, это вызовет и разрушение льда на больших площадях от формирования системы ИГВ при их благоприятной, с точки зрения ледоразрушающей способности, интерференции. В результате ожидаемый технический результат может быть достигнут с наименьшими энергозатратами.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 изображены русло реки 2, ледяной затор 1 и установленные заряды взрывчатых веществ (вид сверху); на фиг.2 - поперечное сечение русла реки в месте расположения зарядов.
Изобретение осуществляется следующим образом. В район возникшего затора 1 на реке 2 вблизи его нижней кромки 3 на поверхности льда устанавливают при помощи, например, подрывников заряды взрывчатых веществ 4, которые, кроме первого подрываемого, например 5 (фиг.1), снабжены датчиками вертикального перемещения, например, ультразвуковыми (фиг.2). Эти датчики работают как известные эхолоты, которые излучают ультразвук и по времени возвращения отраженного сигнала позволяют определить расстояние от эхолота до объекта, отразившего сигнал (в нашем случае дна водоема). Каждый датчик снабжен устройством (на чертеже не показаны), которое автоматически воспламеняет заряд в тот момент, когда расстояние от заряда до дна становится минимальным. Это может быть осуществлено, например, путем замыкания цепи, подключенной к источнику электрического тока, предварительное установленному на устройстве, и запальному устройству.
Датчик работает следующим образом. После установки заряда с датчиком на лед с помощью последнего измеряется расстояние до дна. Это расстояние в качестве базового фиксируется соответствующим устройством датчика. После подрыва первого заряда 5 во льду возникнут ИГВ 7. В момент прохождения ИГВ под зарядом с датчиком, например 8, последние неизбежно получат вертикальные перемещения. Датчик при этом непрерывно измеряет расстояние от заряда до дна. В момент, когда это расстояние окажется минимальным, т.е. достигнет какого-то значения меньше базового, а затем начнет увеличиваться (в этот момент заряд будет расположен на подошве ИГВ), с помощью автоматического устройства датчика электрическая цепь замкнется, что вызовет воспламенение устройства и подрыв заряда. При подрыве первого заряда 5 возникнут область разрушенного льда 6 и ИГВ 7 (см. фиг.2). Таким образом, в момент достижения подошвы ИГВ 7 места установки ближайшего по очередности заряда 8 и за счет имеющегося на нем датчика вертикального перемещения и запального устройства он автоматически подорвется в момент его максимального приближения ко дну водоема 10, т.е. в момент его расположения на подошве ИГВ 7. В результате амплитуда ИГВ 7 возрастает до ИГВ 9 (см. фиг.2), так как подрыв заряда 8 произойдет в такт с возникшей системой ИГВ 7. Суммарные ИГВ начнут распространяться во все стороны, что при наличии вышеописанного устройства приведет к подрыву очередных зарядов.
Таким образом, будет возникать благоприятная интерференция ИГВ, возбуждаемых от подрыва зарядов, что вызовет более эффективную, по сравнению с аналогом, раскачку льда заторошенного участка реки 1, его разрушение, очистку русла реки 2 и достижение заявленного технического результата с меньшими энергозатратами.
Устройство для разрушения ледяного затора на реках, представляющее собой установленные на льду заряды взрывчатых веществ, отличающееся тем, что все заряды, кроме подрываемого первым, снабжены датчиками вертикального перемещения для обеспечения автоматического подрыва этих зарядов в момент достижения места их установки подошвы изгибно-гравитационной волны, образующейся от подрыва предыдущих зарядов.
