СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2020 года по МПК B63B35/08 

Описание патента на изобретение RU2737010C1

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Известно техническое решение (1. RU 2651329 С1), в котором ледяной покров предлагается разрушать подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса. Имеющиеся на судне балластные цистерны заполняют, а затем осушают периодически с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками (2. Д.Е. Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат. 1967 - 218 с.), при этом длину троса выбирают из условий обеспечения прекращения погружения судна в момент достижения им максимальной вертикальной скорости.

Недостатками решения являются недостаточная толщина разрушаемого льда и опасность маневрирования при его осуществлении.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения ледоразрушающей способности и обеспечения безопасности эксплуатации судна.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова и повышении безопасности эксплуатации судна при его реализации.

Существенные признаки, характеризующие изобретение Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении подводного судна ко льду посредством якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой.

Отличительные: судну посредством предварительно установленных в оконечностях судна подруливающих устройств обеспечивают вращение вокруг вертикальной главной центральной оси инерции и одновременно сообщают периодическое со знакопеременными углами рыскание с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, при этом трос прикрепляют к судну в точке, расположенной на оси его вращения, а в самом тросе предусмотрен вертлюг.

Общеизвестно, что рыскание судна снижает его скорость хода из-за возбуждения на поверхности воды дополнительной к основной систему гравитационных волн. Поскольку природа возникновения этих волн и ИГВ в ледяном покрове одинакова (они возникают благодаря внешним динамическим нагрузкам и силам тяжести), то и при рыскании подводного судна в процессе его вращения вблизи ледяного покрова с резонансной частотой во льду будут возникать резонансные ИГВ.

Также известно [2], что приложение периодической нагрузки к ледяному покрову с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, значительно увеличивает его деформации по сравнению с такой же по интенсивности нагрузкой, но приложенной стационарно. Объясняется это тем, что при таком режиме в ледяном покрове возникают резонансные ИГВ, т.е. волны с наибольшей амплитудой.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В средней части судна выполняют контейнер, в котором укладывают в сложенном состоянии якорь с тросом. При возникновении необходимости всплытия судно подвсплывает на безопасное заглубление и останавливается. Затем из контейнера в вертикальном направлении выстреливается, например, при помощи пороховых зарядов якорь в сложенном состоянии с прикрепленным к нему тросом. Для пробивания льда, т.е. для создания во льду лунки, может быть использована, например, струя кумулятивного заряда, установленного в головной части якоря. После выхода якоря из-подо льда его лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта) и он прикрепляется ко льду. Затем забортной водой заполняют цистерны главного балласта. Судно приобретет отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорный трос, создавая вертикальную нагрузку на лед. Если при этом ледяной покров не разрушится, то судну посредством предварительно установленных в оконечностях судна подруливающих устройств обеспечивают вращение вокруг вертикальной главной центральной оси инерции, что обеспечит его устойчивое вращение (ось вращения не будет отклоняться от вертикали, т.е. энергозатраты на вращение будут минимальными, а вертикальная составляющая силы натяжения троса - максимальной). Параметры подруливающих устройств, обеспечивающих такой режим, определяются предварительно путем проведения соответствующих экспериментов. Вращение осуществляют с максимально возможной угловой скоростью, т.е. при полном использовании мощности подруливающих устройств. Предусмотренный в тросе вертлюг не допустит его скручивания, при этом трос прикрепляют к судну в точке, расположенной на оси его вращения, что также будет способствовать обеспечению устойчивости вращения судна (недопущению отклонения троса от вертикального положения). Неизбежно возникающие при этом за счет увлекаемых корпусом судна во вращательное движение масс воды ее центробежные силы инерции вызовут появление подо льдом области пониженного давления с максимумом разряжения на оси вращения судна, т.е. под установленным якорем. Понижение давления вызовет соответствующий рост изгибных напряжений в ледяном покрове. Если и это не вызовет разрушение ледяного покрова, то судну, кроме его равномерного вращения вокруг вертикальной оси, при помощи подруливающих устройств обеспечивают периодическое со знакопеременными углами рыскание с частотой резонансных ИГВ. Очевидно, что периодическое раскачивание судна за счет его рыскания с резонансной частотой вследствие возбуждения ИГВ максимальной амплитуды приведет к дополнительному периодическому росту изгибных напряжений в ледяном покрове, что позволит достичь заявленный технический результат.

Изобретение не нуждается в графическом пояснении.

Похожие патенты RU2737010C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Канделя Михаил Васильевич
RU2740609C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Канделя Михаил Васильевич
RU2744345C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Радионов Сергей Владимирович
RU2736180C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Васильев Алексей Сергеевич
RU2737009C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Васильев Алексей Сергеевич
RU2732521C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Жуков Дмитрий Сергеевич
RU2736191C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Васильев Алексей Сергеевич
RU2735518C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Радионов Сергей Владимирович
RU2735556C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2020
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Канделя Михаил Васильевич
RU2741815C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2019
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Назарова Вероника Павловна
  • Жуков Дмитрий Сергеевич
RU2730783C1

Реферат патента 2020 года СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении судна ко льду посредством якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой. Затем посредством предварительно установленных в оконечностях судна подруливающих устройств ему обеспечивают вращение вокруг вертикальной главной центральной оси инерции и одновременно сообщают периодическое со знакопеременными углами рыскание с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ), при этом трос прикрепляют к судну в точке, расположенной на оси его вращения, а в самом тросе предусмотрен вертлюг. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.

Формула изобретения RU 2 737 010 C1

Способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении подводного судна ко льду посредством якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой, отличающийся тем, что судну посредством предварительно установленных в оконечностях судна подруливающих устройств обеспечивают вращение вокруг вертикальной главной центральной оси инерции и одновременно сообщают периодическое со знакопеременными углами рыскание с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, при этом трос прикрепляют к судну в точке, расположенной на оси его вращения, а в самом тросе предусмотрен вертлюг.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2737010C1

СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2016
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Погорелова Александра Владимировна
  • Баурин Никита Олегович
  • Матюшина Анна Александровна
  • Рогожникова Елена Григорьевна
  • Чижиумов Сергей Димидович
RU2650292C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2004
  • Козин В.М.
RU2249074C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 1999
  • Козин В.М.
RU2154000C1
СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА 2016
  • Козин Виктор Михайлович
  • Земляк Виталий Леонидович
  • Погорелова Александра Владимировна
  • Баурин Никита Олегович
  • Кожаев Александр Владимирович
  • Матюшина Анна Александровна
  • Чижиумов Сергей Димидович
RU2651329C1

RU 2 737 010 C1

Авторы

Козин Виктор Михайлович

Земляк Виталий Леонидович

Васильев Алексей Сергеевич

Даты

2020-11-24Публикация

2020-03-05Подача