Способ разрушения ледяного покрова
Владельцы патента RU 2785058:
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 области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар по льду снизу посредством периодической и одновременной перекладки горизонтальных рулей на противоположные углы атаки. Изобретение направлено на увеличение толщины разрушаемого ледяного покрова резонансным способом.
Изобретение относится к области судостроения, в частности, к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом при всплытии в сплошном льду.
Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), возбуждаемыми подводным судном (1. RU 2170688 С1), при реализации которого предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения ИГВ при его движении с резонансной, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна. При движении судна дополнительно создают гидравлический удар по льду снизу посредством оттеснения пограничного слоя от корпуса судна с последующим торможением подводного судна. Для этого оттесняют пограничный слой при помощи поворота пластин, предварительно установленных в кормовой оконечности судна.
Недостатком способа является невозможность увеличения амплитуды ИГВ, т.е. ледоразрушающей способности судна, при его движении с резонансной скоростью.
Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ при движении судна с резонансной скоростью.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого льда.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ при его движении и создания гидравлического удара по льду снизу.
Отличительные: гидравлический удар создают посредством периодической и одновременной перекладки горизонтальных рулей на противоположные углы атаки.
Известно (2. Войткунский Я.И. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение. - 1988. - 288 с.), что при перепаде давления в потоке жидкости происходит ее перемещение из области повышенного давления в область пониженного, т.е. возникает своеобразное течение. Если его затормозить или остановить за счет возникновения встречного потока, то при равных изначально их параметрах это приведет к скачкообразному уменьшению вплоть до нуля скорости их относительного движения, т.е. гидроудару - резкому повышению давления в потоке жидкости (3. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидропроводы. М.: Машиностроение. - 1982. - 424 с.). Периодическое возникновение этой области повышенного давления неизбежно приведет к возбуждению в ледяном покрове его волновых колебаний. Наложение этой волновой системы на параметры основных ИГВ (от поступательного движения судна) приведет к периодическому возрастанию суммарных ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности.
Способ осуществляется следующим образом.
Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью. Если амплитуда возбуждаемых при этом резонансных ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то горизонтальные (рубочные или кормовые) рули начинают периодически и одновременно перекладывать на противоположные углы атаки. Неизбежно возникающие при этом кренящие моменты можно устранить, например, при помощи гироскопического успокоителя бортовой качки, предварительно установленного на судне.
На нагнетающей и засасывающей поверхностях горизонтальных рулей, обтекаемых набегающим потоком под углом атаки, возникнут соответствующие области повышенной и пониженной давлений [2]. Это вызовет соответствующие перемещения воды (течение) из области с повышенным давлением в область - с пониженным. При перекладке рулей на противоположные углы их направления также изменятся. В результате этого вследствие инерционных свойств воды неизбежно будет происходить их "столкновение", т.е. возникнет встречное взаимодействие потоков. Это приведет к скачкообразному уменьшению их относительных скоростей (или внезапной остановке), т.е. к гидроудару. Периодическое возникновение этой области повышенного давления вызовет возбуждение в ледяном покрове его волновые колебания. Наложение этой волновой системы на параметры основных ИГВ (от поступательного движения судна) приведет к периодическому возрастанию суммарных ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности.
Изобретение не нуждается в графическом пояснении.
Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении и создания гидравлического удара по льду снизу, отличающийся тем, что гидравлический удар создают посредством периодической и одновременной перекладки горизонтальных рулей на противоположные углы атаки.
