Способ разрушения ледяного покрова на мелководье

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке (СВП). Предложен способ разрушения ледяного покрова на мелководье, включающий в себя одновременное перемещение с резонансной скоростью в одном и том же направлении двух СВП вдоль кромки льда, при этом первое судно перемещают по свободной воде, а второе - по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансной изгибно-гравитационной волны (ИГВ). Во время движения у судов периодически с частотой резонансных ИГВ отключают и включают вентиляторно-подъемные комплексы с периодом времени, равном половине периода этих волн. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова благодаря интерференции гравитационных волн и ИГВ, возбуждаемых двумя судами. 2 ил.

 

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано для выполнения ледокольных работ с помощью СВП.

Известен способ разрушения ледяного покрова (1. RU 2203827 С2, 20.10 2002), заключающийся в перемещении СВП по свободной воде вдоль кромки льда с последующим его выходом и движением по ледяному покрову, при этом движение по свободной воде осуществляют при отключенном вентиляторно-подъемном комплексе.

Также известен способ разрушения ледяного покрова на мелководье (2. RU 2457975 C1, 10.08.2012), принятый в качестве прототипа, заключающийся в перемещении двух СВП с резонансной скоростью вдоль кромки льда, при этом первое судно перемещают по свободной воде, а второе - по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансных ИГВ.

Недостатком этого способа является его низкая эффективность.

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова резонансным методом (3. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Изд-во «Академия Естествознания». 2007. - 355 с.) за счет возбуждения во льду системы дополнительных к основной системе резонансных ИГВ.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого льда.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова на мелководье, заключающийся в одновременном перемещении в одном и том же направлении двух судов на воздушной подушке вдоль кромки льда в непосредственной близости друг к другу и к кромке льда, при этом первое судно перемещают с критической скоростью по свободной воде, а второе - с резонансной по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансной ИГВ.

Отличительные во время движения у судов периодически с частотой резонансных ИГВ отключают и включают вентиляторно-подъемные комплексы с периодом времени, равном половине периода этих волн.

Известно (4. Павленко Г.Е. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт, 1956, - 508 с.), что на мелководье при критической скорости судна υк, равной (q - ускорение силы тяжести, Н - глубина водоема), расходящиеся и поперечные волны совмещаются, образуя одну ярко выраженную поперечную волну максимальной амплитуды и движущуюся впереди судна.

Также известно (5. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат.1967. - 216 с.), что на мелководье скорость резонансных ИГВ υр в ледяном покрове также равна а длина этих волн равна где D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины, ρл - плотность льда, h - толщина льда.

Известно и то, что периодическое приложение поперечной нагрузки к ледяному покрову с частотой его резонансных ИГВ резко увеличивает его деформации (их амплитуду) по сравнению с деформациями от такой же нагрузки, но приложенной стационарно [5].

Известно (6. Войткунский Я.И., "Сопротивление движению судов". Л., Судостроение, 1988), что ухудшение обтекаемости формы подводной части корпуса судна сопровождается увеличением волнового сопротивления, т.е. амплитуды возбуждаемых волн. Таким образом, если ухудшить обтекаемость (плавность) обводов судна, то можно повысить интенсивность волнообразования и, соответственно, эффективность разрушения ледяного покрова резонансным методом. Для этого у СВП, движущегося по свободной воде, достаточно отключить вентиляторно-подъемный комплекс. Лишившись воздушной подушки, обтекаемость которой достаточно высокая, судно ляжет на корпус, представляющий у СВП коробчатую конструкцию. В результате обтекаемость формы подводной части судна ухудшится, что при неизменной скорости судна вызовет увеличение его волнового сопротивления и соответствующий рост амплитуды возбуждаемых волн.

Также известно, что при воздействии вертикальной импульсной нагрузки на лед в нем возбуждаются ИГВ [5].

Изобретение осуществляется следующим образом. По ледяному покрову начинают перемещать два СВП. При этом первое СВП перемещают по свободной воде с критической скоростью вдоль кромки льда в непосредственной близости от нее, а второе - по кромке ледяного покрова параллельным курсом также вблизи нее с резонансной скоростью. Поскольку в условиях мелководья эти скорости равны друг другу, то для достижения суммарных ИГВ наибольшей амплитуды второе СВП перемещают позади первого на расстоянии от него, равном λp/4. Такое отставание второго СВП обеспечит его расположение в пучности ИГВ, возникающих от движения первого судна. В этом случае волновое сопротивление второго СВП станет максимальным и соответственно, амплитуда суммарных, т.е. основных, ИГВ - наибольшей. Если после этого разрушения ледяного покрова не произойдет, т.е. амплитуда возбуждаемых при этом основных ИГВ окажется не достаточной для разрушения льда, то во время движения у судов периодически с частотой резонансных ИГВ отключают, а затем включают вентиляторно-подъемные комплексы с периодом времени, равном половине периода этих волн. Выполнение этих условий приведет к возбуждения в ледяном покрове системы дополнительных резонансных ИГВ. Указанная продолжительность работы комплексов будет способствовать более эффективной раскачке ледяного покрова, т.к. при отключенном комплексе (при увеличенном волновом сопротивлении) СВП будет в течение полупериода гравитационной волны находиться на ее подошве, т.е. будет способствовать увеличению ее глубины. В момент начала формирования гребня ИГВ, т.е. через время, равное ее полупериоду, комплекс включают. Волновое сопротивление снизится, что не будет препятствовать росту высоты гребня гравитационных волн, т.е. высоты этих вон. В результате гравитационные волны будут трансформироваться в ИГВ с большей по сравнению с прототипом интенсивностью.

Аналогичные процессы будут происходить и при периодических ударах по льду корпусом судна, которые будут происходить в моменты отключения вентиляторно-подъемного комплекса. В результате в ледяном покрове возникнут дополнительные ИГВ, когерентные с основными ИГВ от трансформации гравитационных волн, возбужденных при поступательном движении первого СВП. Амплитуда суммарных ИГВ вследствие интерференции всех волновых систем, а следовательно, и их ледоразрушающая способность возрастут, что позволит достичь заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид на расположение СВП сверху; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1.

По свободной воде 1 перемещают первое СВП 2 вдоль кромки 3 ледяного покрова 4 с критической скоростью υк (фиг.1). Вслед за ним с резонансной скоростью υр перемещают позади первого второе СВП 5 на расстоянии от него, равном λр/4 (фиг. 1, 2).

Способ разрушения ледяного покрова на мелководье, заключающийся в одновременном перемещении в одном и том же направлении двух судов на воздушной подушке вдоль кромки льда в непосредственной близости друг к другу и к его кромке, при этом первое судно перемещают по свободной воде с критической скоростью, а второе - с резонансной по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансной изгибно-гравитационной волны, отличающийся тем, что во время движения у судов периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн отключают и включают вентиляторно-подъемные комплексы с периодом времени, равном половине периода этих волн.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки ото льда части открытых водоемов и водотоков и может быть использовано при проведении природоохранных мероприятий для сохранения рыбы - образования отдушин, оттаивания примерзших на воде судов и сооружений, а также для получения незамерзающих прорубей в сельской местности, в том числе и для создания бассейнов для «моржей» и т.д.
Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке перемещают по свободной воде на кромку ледяного покрова с последующим по нему движением.

Изобретение относится к гидротехнике и может быть использовано при эксплуатации в условиях продленной навигации акваторий, примыкающих к причальным набережным, слипам, шлюзам и другим транспортным сооружениям.

Изобретение относится к области взрывных работ по разрушению ледового покрова. Устройство включает в себя корпус, приспособление для фиксации на ледовой поверхности и систему инициирования.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту, в частности к защитным устройствам опор трубопроводов через водные преграды. Задачей данного изобретения является повышение стойкости и надежности трубопроводных опор в условиях воздействия ледохода, карчехода, речных насосов и иных посторонних плывущих предметов, а также распространение области применения защитного устройства на опоры трубопроводов через водные преграды.

Изобретение относится к области судостроения и судоремонта и предназначено для обеспечения возможности ремонта судов в наливных доках в условиях зимнего времени при температуре окружающей среды ниже 0°С.

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки природных и искусственных водоемов, дно которых загрязнено, в частности, нефтью и нефтепродуктами.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к созданию технических средств для очистки водоемов от сине-зеленых водорослей. Устройство содержит ковш для улавливания водорослей, потокоразделители, двухбарабанную лебедку.

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 трубопроводному транспорту, в частности к защитным устройствам опор трубопроводов через водные преграды. Защитное устройство опоры трубопровода включает в себя вертикальную часть опоры, установленную в ростверк фундамента.
Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке перемещают по свободной воде на кромку ледяного покрова с последующим по нему движением.

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции выкружек, смещенных к бортам гребных валов в кормовой оконечности надводных однокорпусных водоизмещающих быстроходных судов.
Изобретение относится к ледокольным работам. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в том, что подводное судно начинают перемещать подо льдом на безопасной глубине с резонансной скоростью, возбуждая изгибно-гравитационные волны, при этом во время движения судна открывают крышки торпедных аппаратов.

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.

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.

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.

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.

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 робототехническим комплексам освоения Мирового океана, предназначенным для проведения в условиях наличия ледового покрова подводно-технических и спасательных работ. Плавучий командный модуль подледного/подводного робототехнического комплекса содержит прочные воздухонаполняемые емкости, соединенные в гирлянду необходимой длины, выполненную с возможностью наддува ее емкостей. Модуль включает в себя средства позиционирования и связи с Центром управления обеспечения работоспособности экипажа, и дополнительно снабжен водоизмещающим корпусом, выполненным составным из водоизмещающих надувных из эластичного материала плавучестей, объединенных жестким каркасом с помостом. Каркас выполняет роль пола быстро развертываемого шатра, в котором установлен нагнетатель газа, а система очистки полыньи ото льда включает размещенные на выносной подвесной, смонтированной из жестких элементов, раме ниппели, связанные напорным трубопроводом с нагнетателем газа. Командный модуль снабжен устройствами для работы, спуска и приема обитаемых и необитаемых подводных аппаратов, и оснащенный системой очистки ото льда полыньи в сплошном ледовом покрове. Достигается повышение эффективности управления работами под ледовым покровом.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Предложен способ разрушения ледяного покрова на мелководье, включающий в себя одновременное перемещение с резонансной скоростью в одном и том же направлении двух СВП вдоль кромки льда, при этом первое судно перемещают по свободной воде, а второе - по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансной изгибно-гравитационной волны. Во время движения у судов периодически с частотой резонансных ИГВ отключают и включают вентиляторно-подъемные комплексы с периодом времени, равном половине периода этих волн. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова благодаря интерференции гравитационных волн и ИГВ, возбуждаемых двумя судами. 2 ил.

Наверх