СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА Российский патент 2023 года по МПК B63B35/08 

Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях, в частности, к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. В.М. Козин. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Академия Естествознания. 2007. 355 с. ISBN 978-5-91327-017-7, см. с. 5-9).

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями. Во время движения судна между корпусами в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу (2. RU 2784537 С1 -принят за прототип).

Недостатком решения является ограниченность его ледоразрушающей способности.

Задача изобретения заключается в увеличении высоты возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн (ИГВ).

Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями, при этом между корпусами в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу.

Отличительные: во время движения судна направление скоростей в потоке воды, формирующего гидродинамическую завесу, внезапно изменяют на противоположное.

Из [2] известно, что повышение эффективности разрушения льда происходит из-за повышения давления в носовой оконечности многокорпусного судна благодаря формированию в этом месте гидродинамической завесы.

Также известно (3. Дмитревский В. И. Гидромеханика. М.: Транспорт. 1962. 296 с. см. с. 224), что при внезапном уменьшении скорости движения жидкости возникает гидравлический удар, т.е. давление в потоке жидкости резко возрастает.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид сверху на многокорпусное судно в походном (исходном) положении; на фиг .2 - многокорпусное судно в эксплуатационном (ледоразрушающем) режиме; на фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. 2 (сечение по плоскости установки насосов).

Изобретение осуществляется следующим образом.

Вначале под ледяным покровом начинают перемещать подводное многокорпусное судно 1 с резонансной скоростью при параллельном относительно друг друга расположении его корпусов (фиг. 1). Если разрушения льда не происходит, то при помощи приводов 2 (фиг. 1, фиг. 2) кормовые оконечности подводных корпусов раздвигают, а носовые оконечности сдвигают в горизонтальной плоскости. В соответствии с теоремой о подъемной силе крыла, а также согласно решению [2], между подводными корпусами возникнет область пониженного давления 3 (фиг. 2). В результате к волновой нагрузке на ледяной покров от ИГВ добавится нагрузка от этой области, способствующей уменьшению силы плавучести льда (силы поддержания) и, как следствие этого, появлению во льду дополнительных изгибных напряжений. Если этого окажется недостаточно для разрушения ледяного покрова, то во время движения судна включают насосы 4, предварительно установленные в носовых оконечностях подводных корпусов в плоскостях, перпендикулярных их диаметральным плоскостям и способных откачивать за борт воду, находящуюся в пространстве между легким и прочным корпусами судна (фиг. 3). Всасывающие 5 и нагнетающие 6 отверстия насосов, расположенных в разных корпусах, ориентированы навстречу друг другу под противоположными углами наклона α, что позволит обеспечить циркуляционное движение воды 7 (например, по часовой стрелке) между ними (фиг. 3 ), при этом наиболее эффективные для создания более интенсивной циркуляции воды углы наклона определяют предварительно либо экспериментально, либо теоретически. В результате в носовой оконечности многокорпусного судна сформируется гидродинамическая завеса или гидродинамическая "стена" 8, что приведет к возникновению областей повышенного (перед ней) 9 и пониженного 10 (за ней) давлений (фиг. 2). В свою очередь, это приведет к возбуждению ИГВ большей интенсивности (амплитуды). Если и это не приведет к разрушению льда, то во время движения судна направление скоростей в потоке воды, формирующего гидродинамическую завесу, с помощью насосов 4 (фиг. 3) внезапно изменяют на противоположное. Появление в гидродинамической завесе встречного течения (теперь уже против часовой стрелки, что на чертеже не показано) приведет к резкому уменьшению в ней скорости, т.е. к возникновению гидроудара [3]. Возникновение дополнительного повышения давления перед завесой 8 увеличит деформации льда и, соответственно, эффективность его разрушения, т.е. обеспечит достижение заявленного технического результата.

Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях. Предложен способ разрушения ледяного покрова, который заключается в возбуждении подводным многокорпусным судном в ледяном покрове резонансных изгибно-гравитационных волн. Два подводных корпуса многокорпусного судна соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между ними. Во время движения судна в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу, в которой направление скоростей в потоке воды внезапно изменяют на противоположное. В результате возникновения гидроудара давление подо льдом перед завесой увеличится, что повысит эффективность его разрушения. 3 ил.

Способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями, при этом между корпусами в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу, отличающийся тем, что во время движения судна направление скоростей в потоке воды, формирующем гидродинамическую завесу, внезапно изменяют на противоположное.