СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2005 года по МПК B63B35/08 B63G8/22 E02B15/02 

Изобретение относится к области судоходства в условиях сплошного ледового покрова.

Из уровня техники известен способ разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), возбуждаемыми подводным судном при его движении с резонансной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна (В.М.Козин, А.В.Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна, ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, №2, стр.78-91).

Недостатком способа является невозможность увеличения амплитуды ИГВ.

Изобретение направлено на решение технической задачи по повышению эффективности разрушения льда подводным судном.

Поставленная техническая задача решается следующим образом. Подводным судном при движении с резонансной скоростью возбуждают во льду резонансные изгибно-гравитационные волны, затем судно резко тормозят для создания гидравлического удара и в момент, определяемый при помощи бортового эхолота, когда первая за кормой впадина изгибно-гравитационной волны достигнет средней части судна, осуществляют быстрое погружение, образуя над верхней частью судна область разряжения, при этом горизонтальную составляющую скорости увеличивают для сохранения резонансного режима.

Известно, что при движении тела в жидкости за ним вследствие вязкостных свойств жидкости и из-за отрыва пограничного слоя образуется попутный поток, т. е. струя поступательно движущейся за телом жидкости (Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. Л., Судостроение, 1988). Скорость в этом потоке в районе кормовой оконечности тела примерно равна скорости тела. Если тело (подводное судно) резко затормозить, то попутный поток, продолжая свое поступательное движение по инерции, встретит на своем пути препятствие в виде остановившегося судна. Это приведет к скачкообразному уменьшению скорости попутного потока и, как известно из курса гидравлики (Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидропроводы. М.: Машиностроение, 1982), к гидроудару, т.е. резкому повышению давления в районе кормы судна. Наложение этого давления на давление на нижнюю поверхность ледяного покрова от волновых колебаний воды приведет к увеличению деформаций льда, т.е. высоты гребня ИГВ.

Из указанных источников известно также, что первая за кормой судна впадина ИГВ имеет наибольшую глубину. Если под ней создать разряжение, то это приведет к увеличению ее глубины. Для этого в момент прохождения впадины ИГВ над заторможенным судном последнее быстро погружают, что увлекает за ним массы воды, расположенные над верхней частью корпуса судна. В этом случае над верхней частью судна в воде возникнет область пониженного давления (разряжение), что и вызовет увеличение глубины впадины. Таким образом, если осуществить выше описанный маневр судна, то он приведет к возрастанию высоты гребня и глубины впадины, т.е. амплитуды ИГВ. В результате роста деформаций льда повысится эффективность его разрушения подводным судном.

Способ поясняется чертежом.

На чертеже показана схема реализации изобретения.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинает движение подводное судно 2 со скоростью V_p, которое возбуждает систему резонансных ИГВ-3. Одновременно за судном вследствие вязкости воды образуется попутный поток 4. Если амплитуда возбуждаемых волн 3 недостаточна для разрушения льда 1, то судно 2 резко тормозят (например, за счет реверса гребного винта 5). Это вызовет увеличение деформаций льда до профиля ИГВ 6. В момент, когда первая за кормой судна 2 впадина ИГВ 7 достигнет средней части судна 8 (этот момент может быть определен при помощи эхолота 9, установленного в средней части судна 2) и займет положение 10, последнее начинают быстро погружать, при этом горизонтальную составляющую скорости увеличивают до V_p для сохранения резонансного движения. Над верхней частью судна, т.е. под впадиной ИГВ 10 возникнет область пониженного давления (разряжение) 11, что вызовет дальнейшее увеличение деформаций льда до профиля ИГВ 12 и повышение эффективности его разрушения подводным судном.

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: подводное судно (2) перемещают подо льдом (1) и возбуждают во льду резонансные изгибно-гравитационные волны (3) при движении с резонансной скоростью. После возбуждения во льду (1) изгибно-гравитационных волн (3) судно (2) резко тормозят для создания гидравлического удара, затем в момент, определяемый при помощи бортового эхолота (9), когда первая за кормой впадина (7) изгибно-гравитационной волны (3) достигнет средней части (8) судна, осуществляют быстрое погружение, образуя над верхней частью судна (2) область разряжения (11), при этом горизонтальную составляющую скорости увеличивают для сохранения резонансного режима. Изобретение позволяет повысить эффективность воздействия на ледяной покров. 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 во льду изгибно-гравитационных волн судно резко тормозят для создания гидравлического удара, затем в момент, определяемый при помощи бортового эхолота, когда первая за кормой впадина изгибно-гравитационной волны достигнет средней части судна, осуществляют быстрое погружение, образуя над верхней частью судна область разряжения, при этом горизонтальную составляющую скорости увеличивают для сохранения резонансного режима.