Способ разрушения ледяного покрова на мелководье

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Предложен способ разрушения ледяного покрова на мелководье, который заключается в одновременном перемещении в одном и том же направлении двух судов на воздушной подушке вдоль кромки льда в непосредственной близости друг от друга и к кромке льда. Первое судно перемещают с критической скоростью по свободной воде, а второе - с резонансной по сплошному льду позади первого. Расстояние между ними должно быть равно половине длины резонансных изгибно-гравитационных волн, а параметры первого судна должны быть достаточными для возбуждения гравитационных волн, высота гребней которых должна быть больше глубины подошвы изгибно-гравитационных волн. Это обеспечит заливание поверхности ледяного покрова гравитационными волнами перед вторым судном, что снизит прочность льда и соответственно повысит эффективность его разрушения. 2 ил.

 

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано для выполнения ледокольных работ с помощью амфибийных судов на воздушной подушке (СВП).

Известен способ (1. RU 2457975 С1, 10.08.2012). разрушения ледяного покрова на мелководье, заключающийся в перемещении 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).

Недостатком этого способа является его низкая эффективность вследствие быстрой затухаемости гравитационных волн при их трансформации в изгибно-гравитационные и частичного отражения от кромки льда.

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова резонансным методом за счет уменьшения прочностных свойств льда в процессе выполнения ледокольных работ.

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 горбовой скоростью по свободной воде, а второе - с резонансной по сплошному льду позади первого.

Отличительные: расстояние между ними должно быть равно половине длины резонансных изгибно-гравитационных волн, а параметры первого судна должны быть достаточными для возбуждения гравитационных волн, высота гребней которых должна быть больше глубины подошвы изгибно-гравитационных волн.

Известно (2. Павленко Г.Е. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт, 1956, - 508 с.), что на мелководье при критической скорости судна υ_к, 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 (3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат. 1967. - 216 с.), что на мелководье скорость резонансных ИГВ υ_p в ледяном покрове также равна а длина этих волн равна где D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины, ρ_л - плотность льда, h - толщина льда.

Известно и то (4. Петров И.Г. Выбор наиболее вероятных значений механических характеристик льда. Труды ААНИИ, 1976, т. 331, с. 4-41), что с повышением температуры прочностные характеристики льда снижаются.

Изобретение осуществляется следующим образом. Если при движении одного СВП с резонансной скоростью вдоль кромки ледяного покрова разрушения льда не происходит, т.е. его массы оказывается не достаточно для возбуждения ИГВ необходимой амплитуды, то на ледяной покров выводят второе СВП. 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. При этом расстояние между ними в направлении движения должно быть равно половине длины резонансных ИГВ λ_p/2, а параметры первого судна должны быть достаточными для возбуждения гравитационных волн, высота гребней которых должна быть больше глубины подошвы ИГВ. Поскольку в условиях мелководья эти скорости равны друг другу, то при указанном взаимном расположении судов гребень гравитационной волны будет всегда накладываться на подошву ИГВ. Поскольку его высота больше глубины подошвы, то это будет приводить к заливанию водой поверхности ледяного покрова перед вторым судном. В результате температура льда от низкой атмосферной резко поднимется до температуры воды. Очевидно, что это снизит прочностные характеристики ледяного покрова и соответственно повысит толщину разрушаемого льда, т.е. позволит достичь заявленный технический результат.

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

По свободной воде 3 перемещают первое СВП 1 вдоль кромки 4 ледяного покрова 5 с критической скоростью υ_к (фиг. 1), которое возбуждает гравитационные волны 6 с высотой гребня hг (фиг. 2). Вслед за ним с резонансной скоростью υ_р перемещают второе СВП 2 на расстоянии от него, равном λ_p/2 (фиг. 1), которое возбуждает ИГВ с глубиной подошвы hп (фиг. 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 кромке льда, при этом первое судно перемещают с критической скоростью по свободной воде, а второе - с резонансной по сплошному льду позади первого, отличающийся тем, что расстояние между ними должно быть равно половине длины резонансных изгибно-гравитационных волн, а параметры первого судна должны быть достаточными для возбуждения гравитационных волн, высота гребней которых должна быть больше глубины подошвы изгибно-гравитационных волн.