Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. Технический результат достигается за счет повышения точности определения резонансной скорости. Подводное судно перемещают подо льдом с резонансной скоростью, соответствующей максимальной амплитуде изгибно-гравитационных волн. Данную скорость определяют и поддерживают по максимальному отклонению отраженного от ледяного покрова ультразвукового сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к под водным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. "Резонансный метод разрушения ледяного покрова." Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. -Владивосток, ИАПУ, 1993, 44 с.).

Известно техническое решение (2. Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. " ПМТФ, Новосибирск: изд-во ВО "Наука", 1994, N2, с. 78-81), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн V_ρ, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ) максимальна. Величина V_ρ при этом определяется при помощи датчиков давления, установленных на поверхности льда.

Недостатком способа является сложность и трудоемкость замеров параметров ИГВ в натурных условиях, т.к. для определения V_ρ требуется предварительная установка на лед датчиков перемещения.

Сущность изобретения заключается в разработке способа определения V_ρ при разрушении льда подводным судном резонансным методом.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном резонансным методом.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при его движении с резонансной скоростью.

Отличительные: резонансную скорость определяют при помощи ультразвуковых сигналов, исходящих от излучателя и отражающихся от ледяного покрова; отраженные ультразвуковые сигналы воспринимаются приемниками; излучатель и приемники ультразвуковых сигналов устанавливают на верхней палубе судна; значение резонансной скорости определяют по максимальному отклонению отраженного от ледяного покрова ультразвукового сигнала.

Для этого на верхней палубе судна устанавливают один излучатель и за ним по длине судна несколько приемников ультразвуковых сигналов. При отсутствии деформации во льду или малости амплитуды ИГВ (нижняя поверхность ледяного покрова горизонтальна) ультразвуковой сигнал, отразившись от льда, вернется в место, близкое к расположению излучателя. По мере развития ИГВ вследствие приближения скорости судна V к резонансной V_ρ будет возникать отклонение направления отраженного сигнала и воспринимать его будут более удаленные от излучателя приемники. При V= V_ρ амплитуда ИГВ и соответствующее отклонение сигнала достигнут наибольшей величины, что будет свидетельствовать о наступлении изгибно-гравитационного резонанса.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно, скорость которого постепенно увеличивают от нуля. Одновременно с началом движения судна включают излучатель и приемники ультразвуковых сигналов. По месту расположения приемника, воспринимающего наиболее интенсивный отраженный от льда сигнал, судят о величине отклонения направления отражения. Как только величина отклонения достигает максимальной величины, дальнейшее увеличение скорости судна прекращают и продолжают движение с этой найденной скоростью.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже показана схема реализации предлагаемого решения.

Под ледяным покровом 1 начинает движение подводное судно 2. На верхней палубе судна устанавливают излучатель 3, а за ним по длине судна несколько приемников 4-7 ультразвуковых сигналов. При малых деформациях льда (см. кривую 8) отклонение сигнала λ₁ будет наименьшим, поэтому наиболее интенсивный отраженный сигнал воспримет приемник 4. По мере развития ИГВ величина отклонения будет увеличиваться и при наступлении равенства V = V_ρ достигнет своего максимального значения λ₂, что будет соответствовать наступлению резонанса (см. кривую 9). Дальнейшее движение судна осуществляют с данной скоростью, т. к. во льду будут возникать ИГВ максимальной амплитуды. Если скорость судна V станет больше V_ρ, то амплитуда ИГВ, а соответственно и отклонение сигнала λ начнут уменьшаться.

Таким образом, по отклонению отраженного от ледяного покрова сигнала определяют резонансную скорость V_ρ.с

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что упомянутую скорость определяют при помощи ультразвуковых сигналов, исходящих от излучателя, которые отражаются от ледяного покрова и воспринимаются приемниками ультразвуковых сигналов, для чего излучатель и приемники устанавливают на верхней палубе судна, а резонансную скорость определяют по максимальному отклонению отраженного сигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1