Способ разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при их всплытии в сплошном льду. Способ разрушения ледяного покрова подводным судном заключается в возбуждении изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью. Во время движения судна на его верхней поверхности в носовой оконечности и наиболее вероятном месте формирования подошвы изгибно-гравитационной волны периодически создают, а затем устраняют электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна, с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равного половине их периода. Достигается повышение эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при всплытии в сплошном льду. (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. - М.: Издательство «Академия Естествознания». 2007. - 355 с. ISBN 978-5-91327-017-7).

Известно техническое решение (2. RU 2250854), в котором предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении изгибно-гравитационных волн (ИГВ) при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, во время движения судна на его верхней поверхности в носовой оконечности в наиболее вероятном месте формирования подошвы ИГВ создают электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна.

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 увеличение высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величине заглубления судна.

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, во время движения судна на его верхней поверхности в носовой оконечности в наиболее вероятном месте формирования подошвы ИГВ создают электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна.

Отличительные: электромагнитную силу периодически устраняют с частотой равной частоте резонансных ИГВ в течение времени равному половине их периода.

Известно [1], что зарождение системы ИГВ происходит непосредственно над его источником (подводным судном). Поэтому вносимые в поток возмущения в области генерации ИГВ окажут прямое воздействие на процесс их развития. Поскольку первая впадина прогрессивных ИГВ формируется над корпусом судна [1] (в носовой оконечности) в определенном месте, то появляется возможность воздействовать на реакцию упругого основания (воды) от деформирования ледяного покрова в пределах длины судна.

Очевидно, что это воздействие должно быть направлено на уменьшение силы поддержания воды в районе впадины ИГВ, т.к. понижение давления в этом месте вызовет увеличение глубины впадины и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь, это повысит эффективность разрушения льда подводным судном.

Известно (3. З.В. Богданова. К вопросу о снижении сопротивления трения транспортных судов. Труды ЦНИИМФ. - М.: Транспорт. - 1964, вып. 54, с. 72-88), что путем использования принципов магнитной гидродинамики можно ламинизировать поток жидкости, т.е. снизить сопротивление трения. Снижение сопротивления трения приводит к увеличению полноты эпюры скоростей пограничного слоя, т.е. к увеличению средней скорости обтекания участка тела, где деформируется ламинарный режим обтекания.

Также известно (4. Козин В.М., Скрипачев В.В. Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки / ПМТФ - Новосибирск: издательство СО РАН. - 1992. №5), что периодическое приложение к ледяному покрову поперечной нагрузки с частотой равной частоте резонансных ИГВ приводит к значительному увеличению деформаций (амплитуды прогибов) льда по сравнению с ее стационарным приложением.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна включают электромагнит, установленный на верхней поверхности судна в наиболее вероятном месте формирования подошвы ИГВ. Возникающую при этом электромагнитную объемную силу ориентируют в сторону движения судна, что уменьшит сопротивление тела, т.е. судна. Это приведет к ламинаризации пограничного слоя в месте установки электромагнита, т.е. под подошвой волны (практически вся поверхность судна обтекается турбулентным потоком. См. 5. Войткукнский Я.И. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение. - 1988. - 287 с.), что увеличит скорость обтекания участка корпуса судна под впадиной ИГВ. В соответствии с законом Бернулли давление в этом месте понизится и амплитуда ИГВ возрастет. Соответственно увеличатся изгибные напряжения в ледяном покрове.

Если и это не приведет к разрушению ледяного покрова, то электромагнитную силу устраняют периодически с частотой равной частоте резонансных ИГВ в течение времени равному половине их периода.

В результате периодическое уменьшение давления воды вод подошвой ИГВ приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительных резонансных ИГВ. Возникнет благоприятная с точки зрения сущности изобретения интерференция этих волн (увеличение амплитуды суммарных ИГВ), что позволит достичь заявленный технический результат.

Изобретение поясняется чертежом.

Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью Vp. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то включают и отключают электромагнит 4. В результате высота ИГВ 3 возрастет до высоты ИГВ, что повысит эффективность разрушения льда 1.

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, во время движения судна на его верхней поверхности в носовой оконечности в наиболее вероятном месте формирования подошвы изгибно-гравитационной волны создают электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна, отличающийся тем, что электромагнитную силу периодически устраняют с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равного половине их периода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам туннельно-скегового типа, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Способ разрушения ледяного покрова 1 судном 2 туннельно-скегового типа заключается в том, что возбуждают резонансные изгибно-гравитационные волны в ледяном покрове 1 при движении судна 2 по льду с резонансной скоростью, создают дополнительный прирост силы статического давления и демпфирования возмущающего воздействия бортовых роторно-винтовых движителей 5, возбуждаемых вибрацией и установленных в плоскости конструктивной ватерлинии.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам туннельно-скегового типа, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Способ разрушения ледяного покрова 1 судном 2 туннельно-скегового типа заключается в том, что возбуждают резонансные изгибно-гравитационные волны в ледяном покрове 1 при движении судна 2 по льду с резонансной скоростью, создают дополнительный прирост силы статического давления и демпфирования возмущающего воздействия бортовых роторно-винтовых движителей 5, возбуждаемых вибрацией и установленных в плоскости конструктивной ватерлинии.

Изобретение относится к области эксплуатации морских объектов, в частности предназначенных для добычи углеводородов, в ледовых условиях. Предлагаются технологии защиты неподвижного судна от надвигающегося льда.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой, при этом на лед в месте прикрепления судна герметично устанавливают купол, под который периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, подают воздух под давлением, измеренным в миллиметрах водяного столба, больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте установки купола.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам, эксплуатирующимся в ледовых условиях. Предложено ледокольное судно, которое содержит корпус с днищем (2), носовой частью (3) и кормовой частью (4).

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам на сжатом пневмопотоке, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложен способ разрушения ледяного покрова судном на сжатом пневмопотоке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к морским платформам. Предложена морская платформа (1), содержащая по меньшей мере один корпус (2), оборудованный распределенными на нем ориентируемыми силовыми установками (3, 4, 5, 6), и средства (7, 8, 9, 10, 11) управления их ориентацией и приведением в действие, причем средства управления включают в себя средства (12) отображения по меньшей мере части поверхности воды вокруг морской платформы (13) вблизи нее, связанные со средствами (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) управления работой по меньшей мере части ориентируемых силовых установок (3, 4, 5, 6) для создания и направления потока воды в сторону этой части поверхности.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к ледокольным судам и буксирам, предназначенным для эксплуатации во льдах. Предложено ледокольное судно, в кормовом подзоре которого размещен движительно-рулевой комплекс с установленными на валах гребными движителями, расположенными побортно симметрично ДП, и установленной в ДП полноповоротной винто-рулевой колонкой (ВРК) с гребным винтом, смещенной в корму от плоскости дисков гребных движителей судна.

Изобретение относится  к области судостроения, в частности к способам разрушения судами ледяного покрова. Способ заключается в следующем.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью. На верхней поверхности корпуса судна в носовой его части под первой впадиной возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн установлены крылья малого размаха. Крылья способны периодически устанавливаться и удаляться с поверхности судна с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн и находиться в установленном или удаленном положении в течение времени, равном половине периода этих волн. Достигается повышение эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при их всплытии в сплошном льду. Способ разрушения ледяного покрова подводным судном заключается в возбуждении изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью. Во время движения судна на его верхней поверхности в носовой оконечности и наиболее вероятном месте формирования подошвы изгибно-гравитационной волны периодически создают, а затем устраняют электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна, с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равного половине их периода. Достигается повышение эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.

Наверх