Способ разрушения ледяного покрова
Владельцы патента RU 2725906:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (RU)
Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: подводное судно 2 начинают перемещать подо льдом 1 на безопасной глубине с резонансной скоростью, возбуждая изгибно-гравитационные волны 3, при этом во время движения судна 2 из его корпуса выдвигают жесткие, водонепроницаемые горизонтальные пластины 4, вызывая уменьшение глубины воды подо льдом. Пластины 4 выдвигают и задвигают периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, при этом в выдвинутом положении они находятся в течение времени, равному половине их периода. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. 2 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.
Известен способ разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ) определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном (1. RU 2188903 C1), заключающийся в возбуждении во льду резонансных ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью причем во время движения судна из его корпуса выдвигают жесткие пластины.
Недостатком такого 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 повышение эффективности разрушения ледяного покрова.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при неизменных резонансной скорости и величины заглубления судна.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении во льду резонансных ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, причем во время движения судна из его корпуса выдвигают жесткие пластины.
Отличительные: пластины выдвигают и задвигают периодически с частотой резонансных ИГВ, при этом в выдвинутом положении они должны находиться в течение времени, равного половине их периода.
Известно (2. Костюков А.А. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение. 1966. - 448 с.), что близость дна, т.е. мелководье, увеличивает высоту волн по сравнению с глубокой водой. Таким образом, если после возбуждения резонансных ИГВ подо льдом разместить жесткий и непроницаемый для воды экран, то это уменьшит глубину воды подо льдом в месте расположения экрана (жестких, водонепроницаемых пластин) и вызовет соответствующее увеличение высоты ИГВ.
Также известно (3. Козин В.М., Скрипачёв В.В. Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки / ПМТФ - Новосибирск: изд-во 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 на безопасной глубине начинают перемещать судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна из верхней части его корпуса, например, из-под верхней палубы, по всей длине судна выдвигают жесткие, водонепроницаемые горизонтальные пластины. Выдвижение таких пластин из верхней части корпуса желательно потому, что это обеспечит их максимальное приближение к ледяному покрову, т.е. минимальную глубину воды подо льдом над пластинами. Уменьшение глубины приведет к трансформации ИГВ на глубокой воде в волны на мелководье, т.е. к росту их высоты (см. [2]) и увеличению эффективности разрушения ледяного покрова.
Если и это не приведет к разрушению ледяного покрова, то пластины выдвигают и задвигают в корпус судна периодически с частотой резонансных ИГВ, при этом в выдвинутом положении они должны находиться в течение времени, равного половине их периода. В результате периодическое уменьшение глубины воды под льдом над пластинами приведет к периодическому увеличению высоты ИГВ с их резонансной частотой, т.е. возбуждению дополнительных резонансных ИГВ, в фазе накладывающихся на основные, т.е. от движения судна. Возникает их благоприятная, с точки зрения задачи изобретения, интерференция (увеличение суммарных амплитуд), что позволит достичь заявленный технический результат.
Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид на судно и ледяной покров с боку; на фиг. 2 - вид на судно спереди.
Под ледяным покровом 1 на безопасной глубине Н начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью vp. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то из корпуса судна 2 выдвигают горизонтальные пластины 4. Выдвижение жестких, водонепроницаемых горизонтальных пластин 4 вызовет увеличение высоты до ИГВ 5. Периодическое выдвижение пластин 4 приведет к увеличению их высоты до ИГВ 6.
Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, причем во время движения судна из его корпуса выдвигают жесткие пластины, отличающийся тем, что пластины выдвигают и задвигают периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, при этом в выдвинутом положении они должны находиться в течение времени, равному половине их периода.
