Способ испытания моделей судов ледового плавания Советский патент 1984 года по МПК B63B9/02 

о

ел ел

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам испытания моделей судов плавания в бассейне с искусственным льдом.

Известен способ испытания судов ледового плавания, заключаюидийся в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полученнунэ взвесь до образования ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю 1 .

Недостатком известного способа является невысокая точность испытания вследствие несоответствия подобия свойств ледовых полей по модулю упругости.

При использовании модели малого размера наблюдается существенное расхождение результатов модельных испытаний с данными натурных исследований. При большом масштабе модели предел прочности льда на изгиб, обеспечивающий подобие по прочности ледяного поля, получается весьма малой величиной и несоблюдение Подобия по упругости льда приводит к тому, что лед становится пластичным, а не упругим телом. Поэтому при его изгибе и разрушении нарушается геометрия образования трещин и геометрия в размере обломков. что приводит к нарушению моделирования. Это приводит к неправильной оценке сил сопротивления разрупгення льда и сил сопротивления движению в обломках и к трудностям при пересчете ледового сопротивления на натурное судно.

Цель изобретения -- повышение точности испытания путем приближения условий испытания к натурны.м условиям.

Указанная цель достигается тем, что согласно слособу испытания моделей судов ледового плавания, заключающе.муся в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, о.хлаждают полученную взвесь до образования ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю, в воду добавляют частицы полиэтилена высокого давления и перемешивают их под водой перед охлаждением взвеси до удаления с них пузырьков воздуха.

Способ испытания моделей судов ледового плавания реализуется следующим образом.

Известным способом определяют количество частиц, необходимое для образования искусственного ледяного поля в зависимости от требуемой поля и площади свободной поверхности воды. Частицы вводят в воду, перемешивают с целью удаления пузырьков воздуха, прилипающих к ним. После перемешивания частицы всплывают и ровным слоем размещаются

ПО поверхности воды. Поверхность воды и взвесь охлаждают до замерзания верхнего слоя. В результате получают искусственное ледяное поле. Известными способами измеряют его прочность и упругость, осуществляют движение модели, измеряют скорость движения, сопротивление, крен, дифферент, угловые скорости и т. п. После окончания движения измеряют толщину ледяного поля. Обломки убирают с водной поверхности и помепдают в среду с положительной температурой. После полного таяния льда частицы используют в следующе.м опыте. Известными методами проводят пересчет ледового сопротивления модели на натурное судно и оценивают его ледопроходимость.

Применяют частицы (юлиэтилена высокого давления, у которого плохая адгезия со льдом, а плотность и коэффициент трения такие же как у натурного льда. Размер частиц от 1 до 30 мм. Г1редел прочности и модуль упругости искусственного льда получают меньше, чему натурного льда, из за нарушения и ослабления связей между зерна.ми льда частицами полиэтилена.

5Плотность и коэффициент трения искусст

венного льда получаются такими же как у, натурного льда, так как в состав искусственного льда входят только твердые частицы и зерна натурного льда с одинаковыми плотностью и коэффициентом трения.

0Способ реализуется применением двух

видов искусственного льда. В первом случае используются частицы одинаковых раз.ме ров. Получают ледяное поле различной толщины с постоянным значением прочности и упругости, определяемым размерами час5 тип. Из.менение прочности и упругости осуществляют изменением раз.меров твердых частиц. Прочность и упругость меняется за счет изменения поверхности контакта твердых частиц и зерен льда. Более .мелким часд тицам соответствует больтяя поверхность контакта с плохой адгезией и, как следствие, меньп.1ая прочность и упругость искусственного льда. Опытная проверка показывает, что способ испытания в таком льду обеспечивает подобие процессов, происходящих

5 при движении .моделей натурным для малых масштабов моделей, начиная с 1:15 и .меньше. Во второ.м случае используют частицы разных размеров в пропорции, обеспечивающей плотное расположение крупных частиц. Получают искусственное ледяное поле с постоянным значение.м его толщины, определяемым размерами крупных частиц. Изменение толпдины ледяного поля получают из.менением размеров крупных частиц. Прочность и упругость меняют за счет измене ния толщины льда, намораживаемого между частицами. Большей толщине льда соответствует большая прочность и упругость искусственного ледяного поля. Опытная проверка показывает, что способ испытания в таком льду обеспечивает подобие происходящих при движении моделей процессов натурным для моделей больших и малых масштабов, начиная с 1:10 и до 1:50. Охлаждение водной поверхности можно производить в специальном ледовом бассейне искусственным холодом или в открытом бассейне в зимнее время при отрицательной температуре. Таяние льда, находящегося в обломках после проведения опыта, можно осуществлять теплой водой или теплым воздухом (помещать обломки в помещение с положительной температурой). Предлагаемый способ испытания моделей судов ледового плавания в искусственном льду обеспечивает уменьшение предела прочности и модуля упругости ледяного поля в равной степени, что приводит к соблюдению подобия по прочности и упругости. Поэтому осуществляется подобие и правильная оценка сил сопротивления разрушения льда, соблюдается геометрия образования трещин и геометрия в размере обломков. Этот способ обеспечивает также соблюдение подобия по плотности и трению льда о корпус, что в совокупности с геометрическим подобием обломков приводит к подобию и правильной оценке сил сопротивления движению в обломках. Таким образом, обеспечивается подобие и правильная оценка основных составляющих сил ледового сопротивления. Следствием этого является простой пересчет результатов модельных испытаний на натурное судно. Этому способу также свойственны: изменение предела прочности и модуля упругости искусственного льда в зависимости от масштаба модели судна, повторяемость проведения испытаний в одинаковой среде, простая технология приготовления ледового поля.

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЕЙ СУДОВ ЛЕДОВОГО ПЛАВАНИЯ заключающийся в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полученную взвесь до образования ледового поля и определя ют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности испытания путем приближения условий испытания к натурным условиям, в воду добавляют частицы полиэтилена высокого давления и перемешивают их под водой перед охлаждением взвеси до удаления с них пузырьков воздуха.