Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Под впадиной изгибно-гравитационной волны создают разрежение за счет вращения крыльчатки, установленной в верхней части корпуса судна, и появления центробежных сил. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения льда. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом при всплытии в сплошном льду.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), возбуждаемыми подводным судном (1. В.М. Козин, А.В. Онищук "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 разонансной скоростью U_р, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна.

Недостатком способа является невозможность увеличения амплитуды ИГВ, т. е. ледоразрушающей способности судна, при его движении с резонансной скоростью.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении.

Отличительные: под впадиной изгибно-гравитационной волны создают разрежение за счет вращения крыльчатки, установленной в верхней части корпуса судна, и появления центробежных сил.

Известно [1], что зарождение системы ИГВ происходит непосредственно над его источником (подводным судном). Поэтому вносимые в поток возмущения в области генерации ИГВ окажут прямое воздействие на процесс их развития. Поскольку первая впадина прогрессивных ИГВ формируется над корпусом судна [1] (в новой оконечности), то появляется возможность воздействовать на реакцию упругого основания (воды) от деформирования ледяного покрова в пределах длины судна. Очевидно, что это воздействие должно быть направленно на уменьшение силы поддержания воды в районе впадины ИГВ, т.к. создание разрежения в этом месте вызовет увеличение глубины впадины и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь это повысит эффективность разрушения льда подводным судном.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью υ_p для возбуждения резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн оказывается недостаточной для разрушения ледяного покрова, то под первой впадиной ИГВ создают разрежение, например, за счет вращения крыльчатки, предварительно устанавливаемой в верхней части корпуса судна в наиболее вероятном месте расположения максимальной стрелки прогиба (впадины) льда. Как показали опыты [1], это место практически не зависит от скорости судна, заглубления и толщины льда и определяется лишь геометрией корпуса. Вращение крыльчатки, работающей по принципу центробежного насоса, вызовет появление центробежных сил и соответствующей области пониженного давления (разрежения) с максимумом разряжения на ее оси вращения. Понижение давления под впадиной ИГВ увеличит ее глубину и соответственно амплитуду ИГВ. В результате повысятся изгибные напряжения в ледяном покрове и эффективность разрушения льда подводным судном.

На чертеже показана схема реализации изобретения.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении H начинают перемещать подводное судно 2 со скоростью υ_p. Если амплитуда возбужденных резонансных ИГВ 3 оказывается недостаточной для разрушения ледяного покрова 1, то под первой впадиной 4 прогрессивных ИГВ 3 создают область пониженного давления (разрежение) 5 за счет вращения крыльчатки 6 со скоростью ω и появления соответствующих центробежных сил 7. Понижение давления под впадиной 4 увеличит ее глубину и амплитуду ИГВ до профиля волн 8, что повысит эффективность разрушения ледяного покрова 1 подводным судном 2.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, отличающийся тем, что под впадиной изгибно-гравитационной волны создают разрежение за счет вращения крыльчатки, установленной в верхней части корпуса судна, и появления центробежных сил.

РИСУНКИ

Рисунок 1