Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: при движении судна на воздушной подушке возбуждают во льду резонансные изгибно-гравитационные волны. Разрушение ледяного покрова осуществляется на участках акваторий с максимальной скоростью подледного течения. Судно движется в направлении, противоположном направлению скорости течения, и по траектории, совпадающей с линиями тока подледного течения. Изобретение позволяет увеличить толщину разрушаемого льда. 2 ил.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к амфибийным судам на воздушной подушке (СВП), разрушающим ледяной покров резонансным методом на акваториях с подледным течением.

Известно техническое решение (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток, ИАПУ, - 1993. - 44 с.), в котором предлагается разрушать ледяной покров СВП путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ), т.е. волн максимальной амплитуды.

Недостатком способа является ограниченная ледоразрушающая способность этих судов.

Сущность изобретения заключается в разработке способа использования эффекта эжекции (силы присасывания), возникающего при разрушении ледяного покрова путем возбуждения резонансных ИГВ на акваториях с подледным течением.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины льда, разрушаемого резонансным методом.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

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

Отличительные: разрушение ледяного покрова осуществляется на участках акваторий с максимальной скоростью подледного течения, при этом судно движется в направлении, противоположном направлению скорости течения, и по траектории, совпадающей с линиями тока подледного течения.

Известно (2. Войткунский Я.И. и др. Гидромеханика: Л. Судостроение, 1988 г. - 280 с. ), что при неизменном расходе в сужающихся руслах давление на стенках канала падает по закону Бурнулли. Эту закономерность и предлагается использовать в заявляемом изобретении, поскольку возникающие во льду ИГВ частично уменьшают площадь гидравлического сечения в районе подошвы волны. При неизменном расходе воды и наличии подледного течения это приводит к понижению давления под подошвой ИГВ, т.е. к увеличению их амплитуды, и, соответственно, ледоразрушающей способности возбуждаемых волн.

Способ осуществляется следующем образом.

Перед началом выполнения ледокольных работ определяют траекторию, вдоль которой подо льдом скорость подледного течения максимальна. Эту операцию можно выполнить, например, путем сверления во льду отверстий (лунок) и последующим помещением под лед приборов, измеряющих скорость потока. Затем по определенной траектории в направлении, противоположном направлению скорости течения, начинают перемещать СВП с резонансной скоростью. Возбуждаемые при этом ИГВ будут частично уменьшать площадь гидравлического сечения русла, что приведет к сгущению линий тока подледного потока, т.е. к увеличению скорости подледного течения под подошвами ИГВ. В свою очередь, это вызовет падение давления и, соответственно, увеличит амплитуду ИГВ. Движение ИГВ навстречу течению увеличит этот эффект, т.к. скорость распространения ИГВ относительно движущегося потока воды возрастет. В противном случае, когда скорость ИГВ и скорость течения могут оказаться равными, т.е. ИГВ будут неподвижны по отношению к подледному потоку, этого эффекта может не возникнуть или он окажется незначительным. В результате толщина разрушаемого льда увеличится.

Изобретение поясняется графически, где на фиг.1 показана траектория движения СВП, а на фиг.2 - особенности гидродинамики подледного течения при наличии ИГВ.

Перед началом выполнения ледокольных работ определяют траекторию 1, вдоль которой подо льдом скорость подледного течения максимальна (фиг.1). Затем по этой определенной траектории 1 в противоположном течению направлении начинают перемещать СВП 2 с резонансной скоростью Возбуждаемые при этом ИГВ 3 (фиг.2) будут частично уменьшать площадь гидравлического сечения русла ω₁ по сравнению с ω₂, что приведет к сгущению линий тока 4, т.е. к увеличению скорости подледного течения под подошвой ИГВ 5 и возникновению эффекта эжекции. Это вызовет падение давления под подошвой ИГВ 5 и соответствующее увеличение амплитуды ИГВ 3. В результате изгибные напряжения и, соответственно, толщина разрушаемого льда возрастут.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, отличающийся тем, что разрушение ледяного покрова осуществляется на участках акватории с максимальной скоростью подледного течения, при этом судно движется в направлении, противоположном направлению скорости течения, и по траектории, совпадающей с линиями тока подледного течения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2