Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к разрушению льда с помощью подводных судов. Сущность изобретения: осуществляют способ подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью, при этом после возбуждения указанных волн судну сообщают продольные колебания с частотой этих волн. Изобретение позволяет повысить эффективность разрушения льда. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами [1].

Известно техническое решение [2], в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью v_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ) максимальна.

Недостатком метода является его ограничительная ледоразрушающая способность, при заданных параметрах судна и условиях плавания в ледовой обстановке.

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 изобретения.

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

Отличительные: после возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн судну сообщают продольные колебания с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн.

Известно [3] , что при обтекании тела жидкостью под углом атаки α>0 вследствие циркуляционного движения жидкости вокруг него на верхней поверхности тела возникает область пониженного давления, а на нижней - область повышенного давления, и, наоборот, при α<0 области давлений изменят свой знак. Таким образом, если движущемуся судну сообщить продольные колебания, то на его верхней поверхности будут периодически возникать области разряжения и повышенного давления, т.е. подо льдом появится дополнительный источник ИГВ. Если судно будет совершать продольные колебания с частотой резонансных ИГВ [1], то амплитуда возбуждаемых при этом дополнительных ИГВ достигнет максимального значения. Наложение дополнительных ИГВ на ИГВ от движения судна с резонансной скоростью увеличит их суммарную амплитуду. В результате ледоразрушающая способность ИГВ возрастет.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью v_p для возбуждения резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то судну, например, при помощи цистерн замещения сообщают продольные колебания с частотой резонансных ИГВ и размахом от - α до +α. Это приведет к появлению над верхней поверхностью судна знакопеременной области избыточного давления, что вызовет генерацию в ледяном покрове дополнительных ИГВ. Их наложение на ИГВ от движения судна с v_p увеличит амплитуду суммарных ИГВ и их ледоразрушающую способность.

Изобретение поясняется чертежом, показывающим схему его реализации.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинает движение со скоростью v_p подводное судно 2, которое возбуждает резонансные ИГВ 3 максимальной амплитуды А₁. Если амплитуда возбуждаемых волн 3 недостаточна для разрушения льда 1, то судну 2 при помощи цистерн замещения 4 сообщают продольные колебания с размахом от - α до +α. Это приведет к появлению над верхней поверхностью судна знакопеременной области избыточного давления 5, что вызовет генерацию в ледяном покрове 1 дополнительных ИГВ 6. Наложение ИГВ 6 на ИГВ 3 увеличит амплитуду А₂ суммарных ИГВ 7 и их ледоразрушающую способность.

Источники информации 1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 1993, 44 с.

2. Козин В. М. , Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна /ПМТФ. - Новосибирск: Наука, 1994, 2, с. 78-91.

3. Костюков А.А. Сопротивление воды движению судов. - Л.: Судостроение, 1966, 447 с.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью, отличающийся тем, что после возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн судну сообщают продольные колебания с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн.

РИСУНКИ

Рисунок 1