Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к судостроению и водному транспорту, касаясь технологии разрушения ледяного покрова подводными судами, плавающими в ледовых условиях и разрушающих ледяной покров резонансным способом. Способ разрушения ледяного покрова подводным судном заключается в возбуждении изгибно-гравитационных волн при его движении подо льдом с резонансной скоростью. Одновременно осуществляют отсос забортной воды внутрь судна при помощи насоса. Насос располагают внутри судна в водопроточном канале. Водозаборную часть канала располагают в верхней части судовой обшивки в месте расположения подошвы изгибно-гравитационной волны, а выход канала - в кормовой части судна. Отсос забортной воды внутрь судна осуществляют посредством периодического включения насоса с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.

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

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), возбуждаемыми при движении судна подо льдом с резонансной скоростью с одновременным отсосом забортной воды внутрь судна при помощи насоса, расположенного внутри судна в водопрочном канале. При этом водозаборная часть канала располагается в верхней части судовой обшивки в месте расположения подошвы ИГВ, а выход канала - в кормовой части судна ([1] - В. М. Козин. Способ разрушения ледяного покрова, патент РФ 2137667 от 20.09.99).

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т. е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости определяется заглублением и водоизмещением судна, а также расходом жидкости через водозаборную часть канала.

Задача заявляемого изобретения заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при неменяющихся скорости, заглублении и водоизмещении судна, а также расходе жидкости через водозаборную часть канала.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при его движении с резонансной скоростью с одновременном отсосом забортной воды внутрь судна при помощи насоса, расположенного внутри судна в водопрочном канале, при этом водозаборную часть канала располагают в верхней части судовой обшивки в месте расположения подошвы ИГВ, а выход канала - в кормовой части судна.

Отличительные: отсос забортной воды внутрь судна осуществляют путем периодического включения насоса с частотой, равной частоте резонансных ИГВ.

Известно ([2] - Д. Хейсин. Динамика ледяного покрова. Л. : Гидрометеоиздат, 1967, 218 с. ), что динамическое приложение нагрузки с частотой резонансных ИГВ приводит к возникновению в ледяном покрове изгибно-гравитационного резонанса, т. е. к резкому возрастанию деформаций льда по сравнению со статическим приложением нагрузки.

Очевидно, что отсос воды внутрь судна при постоянно включенном насосе будет вызывать появление под подошвой волны стационарной области пониженного давления, которая по своему характеру воздействия на ледяной покров будет эквивалентна некоторой постоянно действующей своеобразной статической нагрузке. Если заставить эту область пониженного давления пульсировать, т. е. периодически изменять ее интенсивность от нуля до максимального значения с частотой резонансных ИГВ, то в ледяном покрове вместо дополнительного локального прогиба от квазистатического действия нагрузки разовьются дополнительные резонансные ИГВ, амплитуда которых может в несколько раз превышать статический прогиб льда (См. [2] ). Кроме этого, система дополнительных ИГВ будет взаимодействовать с основными ИГВ от поступательного движения судна, вызывая периодически благоприятную с точки зрения поставленной задачи интерференцию, т. е. сложение амплитуд двух волновых систем. В результате высота результирующих ИГВ возрастет.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то насос, расположенный в водопроточном канале судна, начинают периодически включать и выключать с частотой резонансных ИГВ. Это приведет к появлению дополнительных ИГВ. Наложение этих ИГВ на основные ИГВ приведет к увеличению высоты результирующих ИГВ и соответствующему повышению эффективности разрушения ледяного покрова.

Изобретение поясняется чертежом, показывающим схему его реализации.

Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью v_p. Если высота возбуждаемых ИГВ h₁, окажется недостаточной для разрушения льда, то насос 3, расположенный в канале 4 начинают периодически включать с частотой резонансных ИГВ. Это приведет к появлению дополнительных ИГВ 5. Наложение этих волн на основные ИГВ 6 приведет к увеличению высоты h₂ результирующих ИГВ 7.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении изгибно-гравитационных волн при его движении подо льдом с резонансной скоростью с одновременным отсосом забортной воды внутрь судна при помощи насоса, расположенного внутри судна в водопроточном канале, при этом водозаборную часть канала располагают в верхней части судовой обшивки в месте расположения подошвы изгибно-гравитационной волны, а выход канала - в кормовой части судна, отличающийся тем, что отсос забортной воды внутрь судна осуществляют путем периодического включения насоса с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

РИСУНКИ

Рисунок 1