Способ испытания моделей судов ледового плавания

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) В 63 В 902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3528921/27-11 (22) 09.11.82 (46) 07.02.84. Бюл. № 5 (72) В. А. Зуев, E. М. Грамузов и В. Б. Беляков (71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А. А. Жданова (53) 629.12.002.011 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 441190, кл. В 63 В 9/02, 1974 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЕЛ СУДОВ ЛЕДОВОГО ПЛАВАНИЯ, заключающийся в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полученную взвесь до образования ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю, отличаюи(ийся тем, что, с целью повышения 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.

1071515

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

Известе н способ испытания судов ле5 дового плавания, заключаюшиися в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полученную взвесь до образования ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его мо- 1О дель по ледовому полю 11) .

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

При использовании модели малого раз!

5 мера 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 упрхгим 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 разрушения льда и сил сопротивления движению в обломках и к трудностям при пересчете ледового сопротивления на натурное судно.

Способ испытания моделей судов ледового плавания реализуется следуюц!им образом.

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

Цель изобретения — — повь шенис точности испытания путем приближения условий испытания к натурным условиям.

Указанная цель достигается reм, что

35 согласно с.к!собу испьпания моделей судов ледового плавания, заключаю!цемуeÿ в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полхченну!о взвесь до образования 40 ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю, в воду добавляют частицы полиэтилена высокого давления и пер.мешивают их под водой перед охлаждением взвеси до удаления с них пу- 45 зырьков воздуха. по поверхности воды. Поверхность воды и взвесь охлаждают до замерзания верхнего слоя. B 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 водНоН поверхности и помешают в среду с положительной температурой. После полного таяния льда частицы используют в следующем опытс. Известными методами проводят пересчет ледового сопротивления модели на натурное судно и оценивают его ледопроходимость.

Применяют частицы полиэтилена 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. 11редел прочности и модуль упругости искусственного льда получают меньше, чем у натурногольда, из за нарушения и ослабления связей между зернами льда частицами полиэтилена.

Плотность и коэффициент трения искусст венного льда получаются такими же как у, натурного льда, так как в состав искусственного льда входят только твердые частипы и зерна натурного л»да с одинаковыми плотностью и коэффициентом грения.

Способ реализуется применением двух видов искусственного льда. Б первом случае используются частицы одинаковых размеров. Получают ледяное поле различной толщины с постоянным значение!а прочности и упругосги. определяемым размеэами частиц. Изменение прочности и упругости осу-! цествляют изменением размеров твердых частиц. Прочность и упругость меняется за счет изменения поверхности контакта твер;LbIx частиц и зерен льда. Более мелким частицам соответствует большая поверхность контакта с плохой адгезией и, как следствие, меньшая прочность и упругость искусственного льда. Опытная проверка показывает, что способ испытания в таком льду обеспечивает подобие процессов, происходящих при движении моделей натурным для малых масштабов моделей, начиная с 1:15 и меньше. Бо втором случае используют частицы разных размеров в пропорции, обеспечивающей плотное расположение крупных частиц. Получают искусственное ледяное поле с постоянным значением его толшины, определяемым размерами крупных частиц. Изменение толщины ледяного поля получают изменением размеров крупных частиц. Прочность и упругость менякт зы сче. изменения толщины льда, намораживаемого между частицами. Большей толщине льда соответствует большая прочность и упругость искусственного ледяного поля. Опытная

1071515

Составитель В. Быстрый

Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Корректор A. Зимокосов

Заказ 11543/14 Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 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 I: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.