СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2002 года по МПК E02B15/02 B63G8/18 B63B35/08 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами - ИГВ (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 г.).

Известно техническое решение (Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна", ПМТФ, Новосибирск: Наука, 1994. 2, стр.78-91), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при его движении с резонансной скоростью v_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна.

Недостатком метода является его ограничительная разрушающая способность при заданных параметрах судна и условиях плавания в ледовой обстановке.

Изобретение направлено на решение технической задачи по разработке способа увеличения высоты ИГВ для повышения эффективности разрушения льда подводным судном резонансным методом.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом: при движении подводного судна с резонансной скоростью возбуждают во льду резонансные ИГВ, после возбуждения резонансных ИГВ скорость судна снижают и в момент достижения первой за кормой судна вершиной волны рубки судна вновь начинают перемещать судно с резонансной скоростью и одновременно сообщают горизонтальным рубочным рулям периодические перекладки на углы атаки от 0 до 90^o и от 90 до 0^o с частотой резонансных ИГВ.

Известно (Войткунский Я.И. и др. "Гидромеханика", Л.: Судостроение, 1982 г.), что при движении тела в потоке реальной жидкости впереди его образуется область повышенного давления. Таким образом, если под вершиной ИГВ расположить рубку судна, то область повышенного давления, возникающая перед ней, будет располагаться под вершиной ИГВ. Это приведет к суммированию давлений в воде от развившихся ИГВ и от повышенного давления перед рубкой. Также известно (Башта Т.М. и др. "Гидравлика, гидромашины и гидропроводы", М.: Машиностроение, 1982), что внезапное появление в потоке жидкости какого-либо гидравлического сопротивления приводит в месте его расположения к резкому повышению давления, т.е. к гидроудару. Если такие гидроудары производить подо льдом с частотой резонансных ИГВ, то в ледяном покрове разовьется дополнительная система резонансных ИГВ (Козин В.М., Скрипачев В.В. "Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки", ПМТФ, Новосибирск: Наука, 1992, 5, стр.141-145). Если эту систему дополнительных ИГВ наложить в фазе на основную от движения судна, то произойдет суммирование колебаний. В результате высота результирующих ИГВ возрастет, что увеличит изгибные напряжения в ледяном покрове и, соответственно, повысит эффективность разрушения льда подводным судном резонансным способом. Очевидно, что интенсивность дополнительных ИГВ будет напрямую зависеть от величины гидравлического сопротивления.

Схема реализации изобретения поясняется чертежом.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинают перемещать подводное судно 2 со скоростью v_p для возбуждения резонансных ИГВ 3. Если высота этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то скорость судна снижают. В результате возбужденные ИГВ 3 начнут его обгонять. В момент достижения первой за кормой судна вершиной волны 4 рубки 5 судна 2 (место расположения вершины ИГВ 4 определяют, например, при помощи эхолотов 6) скорость судна вновь увеличивают до резонансной. Одновременно с этим горизонтальным рубочным рулям 7 судна начинают сообщать периодически перекладки на углы атаки α от 0 до 90^o и от 90 до 0^o с частотой резонансных ИГВ ω. В результате в ледяном покрове разовьется дополнительная система резонансных ИГВ 8, которая будет накладываться в фазе на основные ИГВ 3, возбуждаемые корпусом судна 2. В итоге высота результирующих ИГВ 9 возрастет, что повысит эффективность разрушения льда.

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: возбуждают подо льдом (1) изгибно-гравитационные волны (3) при движении судна (2) с резонансной скоростью. После возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн скорость судна (2) снижают и вновь начинают перемещать его с резонансной скоростью в момент достижения первой за кормой судна вершиной волны (4) рубки (5) судна (2) с одновременным сообщением горизонтальным и рубочным рулям (7) судна (2) периодических перекладок на углы атаки от 0 до 90^o и от 90 до 0^o с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн. Изобретение позволяет увеличить высоту волны, разрушающей лед. 1 ил.

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью, отличающийся тем, что после возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн скорость судна снижают и вновь начинают перемещать его с резонансной скоростью в момент достижения первой за кормой судна вершиной волны рубки судна с одновременным сообщением горизонтальным рубочным рулям судна периодических перекладок на углы атаки от 0 до 90 и от 90 до 0^o с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн.