Способ разрушения ледяного покрова
Владельцы патента RU 2784539:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук" (RU)
Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях. Предложен способ разрушения ледяного покрова, который заключается в возбуждении подводным многокорпусным судном в ледяном покрове резонансных изгибно-гравитационных волн. Два подводных корпуса многокорпусного судна соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между ними. Во время движения судна при возникновении необходимости увеличения его ледоразрушающей способности расстояние между корпусами уменьшают до минимально безопасного значения. Давление между ними уменьшится, что увеличит высоту возбуждаемых изгибно-гравитационных волн, т.е. их ледоразрушающую способность.
Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях, в частности, к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. В.М. Козин. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Академия Естествознания. 2007. 355 с. ISBN 978-5-91327-017-7, см. с. 5-9).
Уровень техники известен из решения, в котором для разрушения ледяного покрова резонансным методом предлагается использовать многокорпусное судно, состоящее из двух подводных корпусов. Для повышения эффективности разрушения льда предложено соединять корпуса между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями. Если при этом кормовые оконечности подводных корпусов раздвинуть (увеличить расстояние между ними) в горизонтальной плоскости, а носовые - сдвинуть (уменьшить расстояние между ними), то между корпусами судов в соответствии с теоремой Н.Е. Жуковского о подъемной силе крыла (или о подъемной силе тела), ориентированного под углом атаки по отношению к вектору скорости набегающего потока, возникнет область пониженного давления. Это приведет к возникновении дополнительной вертикальной нагрузки на лед. В результате интенсивность ломки льда между корпусами возрастет, так как к волновой нагрузке добавится нагрузка вследствие уменьшения сил поддержания льда (реакции упругого основания), что вызовет появление во льду дополнительных изгибных напряжений (1. RU2100248 C1).
Недостатком решения является ограниченность его ледоразрушающей способности.
Задачей изобретения является увеличение высоты возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн (ИГВ).
Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между ними.
Отличительные: во время движения судна расстояние между корпусами уменьшают до минимально безопасного значения.
Известен феномен взаимного притягивания кораблей при их движении на малых расстояниях друг от друга (2. Присасывание кораблей (судов) // Военно-морской словарь / Под ред. В.Н. Чернавина. - Москва: Военное издательство, 1990. - С. 340. - ISBN 5-203-00174-Х.). Появление взаимного притяжения между двумя объектами (падению давления между ними), перемещающимися в несжимаемой жидкости, объясняется с помощью уравнения Бернулли. В соответствии с ним в стационарном потоке давление жидкости снижается там, где возрастает скорость, что приводит к появлению разницы давлений между наружными и внутренними бортами кораблей, которые перемещаются параллельно друг другу.
Также при проведении модельных экспериментов установлено, что при движении моделей подводных судов подошва ИГВ (где возникает область с максимально пониженным давлением) формируется в пределах их длины (3. В.М. Козин, и др. Ледоразрушающая способность изгибно-гравитационных волн от движения объектов. Владивосток: Дальнаука. 2005. 191 с. ISBN 5-8044-0508-Х).
Изобретение осуществляется следующим образом.
Вначале под ледяным покровом начинают перемещать подводное многокорпусное судно с резонансной скоростью при параллельном относительно друга походном (эксплуатационном) расположении его корпусов относительно друг друга. Если разрушения льда при этом не происходит, то при помощи предварительно установленных на судне приводов корпуса сдвигают в горизонтальной плоскости до минимально безопасного значения. Между корпусами возникнет область пониженного давления. В результате к волновой нагрузке на ледяной покров от ИГВ добавится нагрузка от этой области, способствующей уменьшению силы поддержания льда и, как следствие этого, появлению во льду дополнительных изгибных напряжений. Это приведет к возбуждению ИГВ большей интенсивности (увеличению суммарной высоты ИГВ) т.е. к повышению эффективности разрушения ледяного покрова (увеличению толщины разрушаемого льда) - достижению заявленного технического результата.
Изобретение не нуждается в графическом пояснении.
Способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между ними, отличающийся тем, что во время движения судна расстояние между корпусами уменьшают до минимально безопасного значения.
