Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. Технический результат достигается за счет создания подо льдом гидравлического удара. В район вершины первого за кормой судна гребня волн в момент начала разрушения ледяного покрова под лед подают газ, охлажденный до низкой температуры. 2 ил.

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

Известно техническое решение (2. Козин В.М. Способ разрушения ледяного покрова. Патент РФ N 2139809, 1999 г.), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) с дополнительно создаваемым гидравлическим ударом по льду снизу за счет подачи воздуха под лед в район вершины первого за кормой судна гребня волн в момент начала разрушения ледяного покрова.

Недостатком метода является его ограниченная ледоразрушающая способность.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение: ограничительные признаки: ледяной покров разрушается подводным судном путем путем возбуждения во льду резонансных ИГВ, с дополнительно создаваемым гидравлическим ударом по льду снизу за счет подачи воздуха под лед в район вершины первого за кормой судна гребня волн в момент начала разрушения ледяного покрова; отличительные признаки: под лед подают газ, охлажденный до низкой температуры.

Известно (Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978 - 735 с.), что с понижением температуры кинематическая вязкость газа уменьшается. Такое свойство газа при прочих равных условиях приводит к увеличению скорости его истечения из замкнутого объема с повышенным давлением. Поэтому создание под гребнем ИГВ газовой подушки из переохлажденного газа уменьшит время его истечения через образующиеся во льду сквозные трещины. В свою очередь это увеличит скорость воды, устремляющейся в освобождающуюся при выходе газа полость подушки, и соответственно повысит мощность гидроудара, возникающего при резком уменьшении скорости воды вследствие появления на ее пути гидравлического сопротивления в виде сквозных трещин.

Способ осуществляется следующим образом. Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью V_р. В момент начала трещинообразования, определяемого при помощи акустической станции судна по появлению характерного для разрушения льда шума, под ледяной покров подается переохлажденный газ в район вершины ИГВ. В результате под вершиной ИГВ будет образовываться газовая подушка, которая в этом месте оттеснит воду ото льда. В момент раскрытия трещин на вершине ИГВ газ из подушки устремится наружу. В освободившееся подо льдом пространство устремятся массы воды. При полном выходе газа из подушки движущаяся вода вследствие большей, чем у газа, вязкости резко уменьшит свою скорость. Это приведет к гидроудару по льду снизу. В результате возрастут амплитуда ИГВ и степень разрушенности ледяного покрова.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показана схема деформирования ледяного покрова от возбуждаемых ИГВ, а на фиг. 2 - от действия гидроудара.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинает движение подводное судно 2 с резонансной скоростью V_р. В момент начала трещинообразования, т.е. появление трещин 3, под лед подают сжатый переохлажденный газ в район вершины первого за кормой судна гребня волн 4. В результате меньшей, чем у воды, плотности газ оттеснит воду ото льда. Таким образом, под вершиной образуется газовая подушка 5. В момент раскрытия трещины 3 на вершине ИГВ газ 6 из подушки 5 устремится наружу. В освободившиеся пространство устремятся массы воды 7. При полном выходе газа 6 массы воды 7 затормозятся, что вызовет гидравлический удар по льду снизу в районе вершины ИГВ. В результате возрастут амплитуда волны А и степень разрушенности ледяного покрова.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн с дополнительно создаваемым гидравлическим ударом по льду снизу за счет подачи воздуха под лед в район вершины первого за кормой судна гребня волн в момент начала разрушения ледяного покрова, отличающийся тем, что под лед подают газ, охлажденный до низкой температуры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2