Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к судостроению в частности к судам, плавающим во льдах и разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. Технический результат достигается за счет перемещения подводного судна подо льдом на безопасной глубине погружения со скоростью, обеспечивающей непрерывное разрушение льда за счет разряжения на корпусе судна. Скорость определяют и поддерживают по минимуму гидростатического давления с помощью датчика давления, установленного в центральной части корпуса судна. 2 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к подводным судам, плавающим во льдах и разрушающим ледяной покров.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), возбуждаемыми подводным судном (Козин В. М. , Онищук А.В. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна". - ПМТФ, Новосибирск. - Изд-во ВО "Наука", 1994. - N 2, с. 78-81), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна.

Недостатком способа является высокая (резонансная) скорость при его реализации, что сопровождается большими энергозатратами и риском повреждения верхних строений судна при выполнении ледокольных работ вблизи торосов или замерзших разводьях, ограниченных размеров в паковых льдах.

Сущность изобретения заключается в разработке способа разрушения ледяного покрова при движении подо льдом судна со скоростью, меньшей резонансной.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении энергозатрат при разрушении льда и снижении риска повреждения корпуса судна.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

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

Отличительные: регистрируют степень разряжения, возникающего на корпусе судна, при помощи датчика давления, затем скорость судна постепенно увеличивают, при достижении судном скорости, обеспечивающей разрушение льда за счет максимального разряжения, возникающего на корпусе судна, дальнейшее увеличение скорости прекращают.

Известно (см. 1. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1988.- 288 с.), что при движении тела в жидкости в средней его части возникает область пониженного давления. При этом максимальное разряжение возникает при скорости тела, значительно меньшей скорости, соответствующей возбуждению поверхностных волн наибольшей амплитуды. Таким образом, если подводное судно перемещать подо льдом со скоростью, соответствующей максимальному разряжению, то это приведет к деформации и разрушению ледяного покрова при скорости судна, существенно меньшей резонансной, т.е. скорости, при которой амплитуда ИГВ максимальна.

Для определения и поддержания скорости движения подводного судна, соответствующей максимальному разряжению, можно использовать датчик гидростатического давления. Место установки датчика давления зависит от особенностей распределения давлений по корпусу подводного судна при его движении под поверхностью воды при отсутствии волнового сопротивления [1]. При этом в носовой и кормовой оконечностях происходит повышение давления в жидкости и его понижение в центральной части корпуса. Если датчик давления расположить в центральной части корпуса, то по его показаниям можно определить степень разряжения, возникающего на корпусе судна.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно с минимальной скоростью и одновременной регистрации давления при помощи датчика, установленного в центральной части корпуса судна. После этого скорость подводного судна постепенно увеличивают. По мере увеличения скорости давление в жидкости начнет падать. При достижении максимального разряжения дальнейшее увеличение скорости прекращают и продолжают перемещать судно с найденной таким образом скоростью. При этом прогибы льда резко увеличатся, и начнется разрушение ледяного покрова.

Предлагаемое изобретение поясняется графически. На фиг. 1 показана схема распределения давлений по корпусу подводного судна при отсутствии волнового сопротивления [1].

На фиг. 2 представлена схема процесса разрушения ледяного покрова за счет разряжения, возникающего на корпусе подводного судна.

Под ледяным покровом 1 на безопасной глубине H перемещают подводное судно 2. В центральной части корпуса устанавливают датчик давления 3, по показаниям которого судят о величине разряжения. При скорости движения подводного судна, соответствующей максимальному разряжению на корпусе, увеличение скорости прекращают и продолжают движение с найденной таким образом скоростью. Вследствие чего прогиб льда 4 над судном резко увеличится и начнется его разрушение (сплошной лед 4 превратится в поле битого льда 5).

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, отличающийся тем, что регистрируют степень разряжения, возникающего на корпусе судна, при помощи датчика давления, затем скорость судна постепенно увеличивают, при достижении судном скорости, обеспечивающей разрушение льда за счет максимального разряжения, возникающего на корпусе судна, дальнейшее увеличение скорости прекращают.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2