Устройство для разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к области судостроения и касается подводных ледоразрушающих судов. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью. Верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн при помощи установленных под ней приводов. Приводы приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков. Датчики установлены на палубе для измерения расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова. Верхняя палуба способна деформироваться периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, и находиться в таком состоянии в течение времени, равного половине их периода. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении 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: ИАПУ ДВО РАН, 1993. - 44 с.).

Известно техническое решение (2. RU 2268192 C1), в котором предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн (ИГВ) при помощи установленных под ней приводов, которые приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков, установленных на палубе и измеряющих расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова.

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, состоящее из подводного судна, способного возбуждать резонансные ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном ИГВ при помощи установленных под ней приводов, которые приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков, установленных на палубе и измеряющих расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова.

Отличительные: верхняя палуба способна деформироваться периодически с частотой равной частоте резонансных ИГВ и находиться в таком состоянии в течение времени равному половине периода этих волн.

Известно [1], что зарождение системы ИГВ происходит непосредственно над ее источником (подводным судном). Поэтому вносимые в поток возмущения в области генерации ИГВ окажут прямое воздействие на процесс их развития. Поскольку первые впадина и вершина прогрессивных ИГВ формируются над корпусом судна [1] (в носовой и кормовой оконечностях), 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 соответствующие изменения силы (реакции) воды в этих местах. Понижение давления под впадиной и повышение давления под вершиной ИГВ вызовут соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь это повысит эффективность разрушения льда подводным судном. Это следует из того, что, как известно (З. Войткунский Я.Н. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1988. - 287 с.), при сужении русла или канала скорость потока жидкости возрастает, а при расширении - снижается (при постоянном расходе). Это вызывает соответствующее понижение и повышение давления в потоке.

Также известно (3. Козин В.М., Скрипачев В.В. Колебания ледяного покрова под воздействием периодически меняющейся нагрузки/ ПМТФ - Новосибирск: издательство СО РАН. - 1992.№5), что 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 поясняется чертежом и осуществляется следующим образом.

Верхняя палуба 1 судна 2 выполнена в виде конструкции, например чашуйчатой, способной деформироваться при помощи установленных под ней приводов 3, на палубе 1 установлены ультразвуковые датчики 4, с помощью которых измеряют расстояния Н по вертикали от верхней палубы 1 до нижней поверхности ледяного покрова 5, при этом каждый из приводов снабжен своим датчиком.

Если при движении судна с резонансной скоростью vp амплитуда возбуждаемых ИГВ 6 окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то в процессе движения судна со скоростью vp при помощи датчиков 4 измеряют расстояния Н по всей длине судна. На основании этих замеров посредством приводов 3 палуба 1 деформируется таким образом, чтобы ее форма 7 зеркально отображала профиль ИГВ 6. Это приведет к стеснению потока в области 8 и его расширению в области 9. Соответственно давление под подошвой ИГВ 6 понизится, а под вершиной - повысится. В результате амплитуда ИГВ 6 возрастет до амплитуды ИГВ 10.

Если и это не приведет к разрушению ледяного покрова, то верхнюю палубу 1 начинают деформировать периодически с частотой резонансных ИГВ. В результате амплитуда ИГВ 10 возрастает до ИГВ 11.

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн при помощи установленных под ней приводов, которые приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков, установленных на палубе и измеряющих расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова, отличающееся тем, что верхняя палуба способна деформироваться периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, и находиться в этом состоянии в течение времени, равного половине их периода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области морской техники и добычи полезных ископаемых на морском шельфе в арктических условиях. Предложен способ предотвращения смещения или разрушения морского сооружения вследствие воздействия на него поля дрейфующих льдин, заключающийся в том, что перед морским сооружением устанавливают судно ледового класса, оснащенное расположенной в носу по меньшей мере одной винто-рулевой колонкой.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и пластины, установленной на верхней поверхности носовой части корпуса судна.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и пластины, установленной на верхней поверхности носовой части корпуса судна.

Изобретение относится к технологиям разрушения ледяного покрова для вскрытия прохода через ледовое поле к судовому оборудованию для судов ледокольного класса. Способ разрушения ледяного покрова основан на использовании для фокусировки лазерного излучения, поделенного на N кольцевых зон, фокусировку N кольцевых зон излучения осуществляют с отдельными сферическими фокусами FN, отличающимися на длину перетяжки (удвоенная длина Рэлея) L лазерного излучения в фокусах FN, расположенными последовательно друг за другом на одной оси фокусировки на глубину раскалывания ледяного покрова Т.

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Судно на воздушной подушке перемещается вдоль кромки ледяного покрова с частичным свешиванием гибкого ограждения за кромку льда.
Изобретение относится к робототехническим комплексам освоения Мирового океана, предназначенным для проведения в условиях наличия ледового покрова подводно-технических и спасательных работ.
Изобретение относится к робототехническим комплексам освоения Мирового океана, предназначенным для проведения в условиях наличия ледового покрова подводно-технических и спасательных работ.

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).
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 путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении подо льдом с резонансной скоростью, заключающийся в том, что при разрушении льда используют одновременно два судна, движущихся кильватерным строем на минимально безопасном друг от друга расстоянии и на одинаковом заглублении, при этом скорость заднего судна вначале уменьшают, а затем увеличивают до резонансной в момент расположения над ним подошвы изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых передним судном, после этого его заглубление увеличивают на величину, равную диаметру корпуса переднего судна. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и выдвижного устройства, образующего обтекаемую выпуклость над верхней поверхностью носовой части корпуса судна и способного периодически выдвигаться и задвигаться с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн и находиться в выдвинутом или задвинутом положениях в течение времени, равного половине периода этих волн. Достигается повышение эффективности разрушения льда. 1 ил.

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 периодически устанавливается, т.е. выдвигается из корпуса судна, клиновидный кавитатор с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, время нахождения кавитатора в выдвинутом положении должно быть равно половине их периода. Достигается повышение эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается подводных ледоразрушающих судов. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью. Верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн при помощи установленных под ней приводов. Приводы приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков. Датчики установлены на палубе для измерения расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова. Верхняя палуба способна деформироваться периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, и находиться в таком состоянии в течение времени, равного половине их периода. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном. 1 ил.

Наверх