Устройство для разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, содержащее установленное в носовой части судна на верхней поверхности его корпуса устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту. Внешняя часть этой ленты расположена на уровне наружной обшивки корпуса с возможностью ее перемещения в направлении, противоположном направлению движения судна. Устройство способно периодически прекращать движение транспортерной ленты с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равного половине их периода. Достигается повышение эффективности разрушения льда подводным судном. 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, ИА-ПУ ДВО РАН, 1993. - 44 с.).

Известно техническое решение (2. RU 2231467 С1), в котором для разрушения ледяного покрова предлагается использовать подводное судно, способное возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационных волны (ИГВ) при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, содержит установленное в носовой части судна на верхней поверхности его корпуса устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту, внешняя часть которой расположена на уровне наружной обшивки корпуса с возможностью ее перемещения в направлении, противоположном направлению движения судна.

Недостатком устройства является недостаточная амплитуда возбуждаемых им ИГВ, т.е. его ледоразрушающая способность.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, увеличивающего амплитуду ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении подводного судна.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова подводным судном, способное возбуждать во льду резонансные ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, содержит установленное в носовой части судна на верхней поверхности его корпуса устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту, внешняя часть которой расположена на уровне наружной обшивки корпуса с возможностью ее перемещения в направлении противоположном направлению движения судна.

Отличительные: устройство способно периодически прекращать движение транспортной ленты 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 новой 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.

Очевидно, что при наличии у обтекаемого тела участка поверхности, на котором часть смоченной поверхности перемещается в направлении набегающего потока, приведет к увеличению полноты эпюры скоростей пограничного слоя, т.е. к увеличению средней скорости обтекания тела в этом месте (3. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1988. - 287 с.).

Также известно (3. 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.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В носовой части судна на его верхней поверхности в наиболее вероятном месте расположения первой впадины ИГВ устанавливают устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту, внешнюю часть которой располагают на уровне наружной обшивки корпуса. Если при движении судна с резонансной скоростью Vp амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то приводят в действие бегущую дорожку таким образом, чтобы ее внешняя часть перемещалась в направлении противоположном направлению движения судна, т.е. совпадающем с направлением набегающего потока. Это приведет к увеличению скорости жидкости под впадиной ИГВ, падению давления в соответствии с законом Бернулли в этом месте и соответствующему увеличению амплитуды ИГВ. В результате повысятся изгибные напряжения в ледяном покрове. Если и это не приведет к разрушению ледяного покрова, то вращение транспортной ленты периодически с частотой резонансных ИГВ прекращают в течение времени равному половине их периода. В результате периодическое возникновение области пониженного давления под подошвой ИГВ приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительных резонансных ИГВ, в фазе накладывающихся на основные, т.е. возбуждаемые от движения судна, ИГВ. Возникнет благоприятная с точки зрения сущности изобретения интерференция этих волн (увеличение амплитуды суммарных ИГВ), что позволит достичь заявленный технический результат.

Изобретение поясняется чертежом.

В носовой части 1 судна 2, движущегося с резонансной скоростью Vp, устанавливают бегущую дорожку 3, внешнюю часть 4 которой перемещают со скоростью V и затем ее вращение периодически прекращают, что приведет к увеличению амплитуды от ИГВ 5 до амплитуды ИГВ 6.

Устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, содержащее установленное в носовой части судна на верхней поверхности его корпуса устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту, внешняя часть которой расположена на уровне наружной обшивки корпуса с возможностью ее перемещения в направлении, противоположном направлению движения судна, отличающееся тем, что оно способно периодически прекращать движение транспортерной ленты 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, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при всплытии в сплошном льду.

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.

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.

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 подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, которое представляет собой подводное судно, способное двигаться подо льдом с резонансной скоростью и возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны. На поверхности корпуса судна установлены турбулизаторы пограничного слоя в виде поясков с возможностью периодически выдвигаться, а затем утапливаться в корпусе судна с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, и находиться в выдвинутом или утопленном положениях в течение времени, равного половине периода этих волн. Достигается повышение эффективности разрушения льда. 1 ил.

Движитель включает в себя подледный якорь, содержащий две балластные емкости, электроприводные гребные винты и расположенную сверху плиту с зубчатой наружной поверхностью, которой она взаимодействует с нижней поверхностью льда, а также буксировочную установку, содержащую один или несколько длинноходовых, продольно расположенных вне корпуса судна гидроцилиндров, гибкие штоки которых присоединяются к задней части подледного якоря. Повышается эффективность движителя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, содержащее установленное в носовой части судна на верхней поверхности его корпуса устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту. Внешняя часть этой ленты расположена на уровне наружной обшивки корпуса с возможностью ее перемещения в направлении, противоположном направлению движения судна. Устройство способно периодически прекращать движение транспортерной ленты с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равного половине их периода. Достигается повышение эффективности разрушения льда подводным судном. 1 ил.

Наверх