УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2019 года по МПК E02B15/02 F42D3/00 

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к устройству, используемому для разрушения ледяного покрова на водной поверхности.

Из существующего уровня техники известно устройство (Карманов Е.В., Копнышев С.Л., Козлов В.В., Охитин В.Н., Меньшаков С.С. Устройство для вскрытия ледяного покрова, патент RU 2422765, опубликованный 27.06.2011 г.), которое включает заряд взрывчатого вещества (ВВ), установленный под ледяным покровом, и систему подрыва. Заряд ВВ снабжен поплавковой камерой обтекаемой формы, заполненной газом или иным материалом, плотность которого меньше плотности воды. Устройство выполнено с возможностью его фиксирования между надводной поверхностью ледяного покрова и зарядом ВВ на требуемом расстоянии. При подаче команды на подрыв инициируется заряд ВВ, под действием взрывной нагрузки лед разрушается и выбрасывается из зоны разрушения.

Основным недостатком данного технического решения является большая трудоемкость работ по подготовке лунки и последующей установке и фиксации заряда подо льдом.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ (Карнаков В.В., Махонин И.К., Фесенко А.В., Цыпкин В.И. Способ разрушения ледового покрова, патент RU 2180095, опубликован 27.02.2002 г.), заключающийся в установке на одной вертикали по меньшей мере двух зарядов: одного или нескольких термитных, предназначенных для плавления льда, и одного фугасного заряда ВВ, погружаемого на заданную глубину подо льдом. После погружения фугасный заряд ВВ дистанционно подрывают, что приводит к разрушению ледяного покрова и созданию в нем свободной ото льда майны определенных размеров.

Недостатки данного технического решения следующие.

- Необходимость применения в определенных ситуациях нескольких термитных зарядов для гарантированного плавления всей толщи льда, что делает устройство для реализации способа более громоздким.

- При использовании гибкой связи между термитным и фугасным зарядами, длина которой может достигать 1,5-2,0 метров, фугасный заряд необходимо придерживать и опускать под лед вручную после прохождения термитным зарядом всей толщи льда. Таким образом, в данной ситуации работа устройства требует постоянного контроля и участия оператора (работника).

Целью предлагаемого изобретения является снижение трудоемкости и повышение безопасности и эффективности работ по разрушению ледяного покрова.

Задачей изобретения является создание устройства, устраняющего недостатки аналогов, которое позволит осуществить подрыв заряда ВВ подо льдом с разрушением льда и максимальным выбросом кусков последнего из зоны разрушения. При этом устройство не будет требовать применения дополнительных конструктивных модификаций в зависимости от ледовой обстановки, а количество и длительность операций по подготовке устройства к работе значительно снизятся.

Технический результат - упрощение, а также повышение оперативности и эффективности процесса разрушения ледяного покрова.

Данный результат достигается за счет того, что устройство для разрушения ледяного покрова включает в себя корпус, приспособление для фиксации на ледовой поверхности и систему инициирования, и отличается тем, что в корпусе на одной оси установлены ближе ко льду кумулятивный заряд и над ним проникающий модуль, содержащий заряд ВВ, на расстоянии h друг от друга, определяемым экспериментальным или расчетным путем из условий невлияния ударной волны, образованной в процессе взрыва кумулятивного заряда, на работоспособность конструкции проникающего модуля и невозбуждения детонации в его заряде ВВ; при этом проникающий модуль соединен с разгонным блоком, обеспечивающим движение его вдоль корпуса и проникание под лед на заданную глубину подрыва.

Металлическая облицовка кумулятивного заряда может иметь коническую, полусферическую, или иную осесимметричную форму. Проникающий модуль может представлять собой удлиненное цилиндрическое тело с выпуклой обтекаемой головной частью, например, конического, оживального или иного профиля с притуплением или без него. Разгонный блок, например, пороховой реактивный двигатель, сообщает проникающему модулю необходимую скорость для пробития ослабленного отверстием льда и погружения на глубину подрыва.

Корпус устройства может быть выполнен как со сплошными стенками, так и в виде жесткого каркаса, в котором устанавливаются все остальные элементы. В преимущественном варианте исполнения устройства корпус изготавливается из легкого материала, например, из пластика.

Также в корпусе устройства могут быть установлены направляющие, предназначенные для дополнительной стабилизации движения по ним проникающего модуля с разгонным блоком.

Возможен вариант исполнения устройства, в котором между кумулятивным зарядом и проникающим модулем установлена прослойка из материала, гасящего действие ударной волны, например, из поролона, или иного поглощающего материала. В этом случае расстояние h может быть сокращено.

Малый вес устройства позволяет производить его установку и фиксацию на ледовой поверхности ручным способом. Возможна установка устройства с летательного аппарата, например, с вертолета, с последующей фиксацией первого на поверхности льда. При необходимости возможно произвести установку и последующее одновременное приведение в действие нескольких устройств, установленных на требуемой площади ледяного покрова.

Запуск системы инициирования устройства или группы устройств производится дистанционным способом, например, радиосигналом, что обеспечивает безопасность проведения работ.

Применение кумулятивного заряда для пробития во льду отверстия с целью прохода через него и последующего заглубления под лед проникающего модуля с зарядом ВВ избавляет от необходимости применения отдельных технических средств для бурения лунок и, таким образом, ускоряет процесс погружения разрывного заряда ВВ под лед по сравнению с ближайшим аналогом.

Процесс работы устройства не требует дополнительного контроля или вмешательства со стороны оператора (работника), что снижает трудоемкость и повышает безопасность при использовании устройства по сравнению с аналогами.

Предлагаемое устройство позволяет эффективно разрушать ледяной покров в различной ледовой обстановке, в т.ч. при наличии подо льдом шуги, и не требует проведения дополнительных подготовительных работ или применения вспомогательных конструктивных модификаций.

На чертеже изображено устройство для разрушения ледяного покрова в двух вариантах исполнения (фиг. 1а и фиг. 1б). Оно включает в себя систему инициирования 1 разгонный блок 2, фугасный заряд ВВ 3, проникающий модуль 4, направляющие 5 для движения по ним проникающего модуля с разгонным блоком, корпус 6, прослойка из материала, гасящего действие ударной волны 7, кумулятивный заряд 8, приспособление 9 для крепления устройства на ледовой поверхности.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливается на поверхность льда и при помощи приспособления 9 фиксируется в положении, перпендикулярном ледяной поверхности.

При подаче дистанционного сигнала на систему инициирования 1 последней приводится в действие разгонный блок 2, приводящий в движение проникающий модуль 4, и производится инициирование кумулятивного заряда 8, например, посредством электродетонатора. Кумулятивный заряд 8 пробивает лед, в результате чего в нем образуется шпур и зоны материала ослабленной прочности вокруг него.

Модуль 4, набрав скорость, проникает в ослабленный отверстием лед. Пройдя толщу льда, модуль продолжает движение в воде, и в момент достижения заданной глубины подрыва происходит возбуждение детонации в его заряде ВВ 3. Взрыв данного заряда приводит к разрушению и выбросу льда таким образом, что остается свободная от него майна.

Изобретение относится к области взрывных работ по разрушению ледового покрова. Устройство включает в себя корпус, приспособление для фиксации на ледовой поверхности и систему инициирования. В корпусе на одной оси установлены ближе ко льду кумулятивный заряд и над ним проникающий модуль с фугасным зарядом взрывчатого вещества. Проникающий модуль соединен с разгонным блоком, который приводит его в движение. Расстояние h между кумулятивным зарядом и проникающим модулем определяется экспериментальным или расчетным путем. Возможно заполнение пространства между зарядом и проникающим модулем прослойкой из материала, поглощающей энергию ударной волны. Расстояние h в этом случае уменьшается. После подачи команды на систему инициирования кумулятивный заряд пробивает во льду шпур, а проникающий модуль под действием разгонного блока движется по образованному шпуру, и после проникания под лед на заданную глубину подрыва происходит инициирование его заряда взрывчатого вещества. В результате взрыва происходит разрушение ледяного покрова и выброс кусков льда из зоны разрушения. Изобретение позволяет снизить трудоемкость, а также повысить безопасность и эффективность работ по разрушению ледяного покрова водоемов. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для разрушения ледяного покрова, включающее корпус, приспособление для фиксации на ледовой поверхности и систему инициирования, отличающееся тем, что в корпусе на одной оси установлены ближе ко льду кумулятивный заряд и над ним проникающий модуль с размещенным в нем зарядом взрывчатого вещества (ВВ) на расстоянии h друг от друга, определяемом экспериментальным или расчетным путем, исходя из условий невлияния ударной волны, образованной в процессе взрыва кумулятивного заряда, на работоспособность конструкции проникающего модуля и невозбуждения детонации в его заряде ВВ; при этом проникающий модуль соединен с разгонным блоком, обеспечивающим движение его вдоль корпуса и проникание под лед на заданную глубину подрыва.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проникающий модуль представляет собой удлиненное цилиндрическое тело с выпуклой обтекаемой головной частью, направленной вниз.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между кумулятивным зарядом и проникающим модулем установлена прослойка из материала, поглощающего энергию ударной волны и позволяющего уменьшить расстояние h.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в корпусе имеются направляющие, по которым происходит движение проникающего модуля с разгонным блоком.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что его система инициирования приводится в действие дистанционно.