Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: подводное судно (2) начинают перемещать подо льдом (1) на безопасной глубине с резонансной скоростью, возбуждая изгибно-гравитационные волны (3), при этом над судном (2) формируют горизонтальный поток (4), что вызовет уменьшение глубины воды подо льдом и увеличение указанных волн. 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) определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном (1. В.М.Козин, А.В.Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. - ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, 2, 78-81).

Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждаемых ИГВ максимальна.

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и воздоизмещением последнего [1].

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности разрушения ледяного покрова.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью.

Отличительные: во время движения судна над его корпусом формируют горизонтальный поток воды.

Известно (2. А. А.Костюков. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение. 1966. - 448 с.), что близость дна, т.е. мелководье, увеличивает высоту волн по сравнению с глубокой водой. Таким образом, если после возбуждения резонансных ИГВ подо льдом уменьшить глубину воды, то это вызовет соответствующее увеличение высоты ИГВ.

Также известно (3. Г.Е. Павленко. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт. 1956. - 507 с.), что всякий поток воды имеет турбулентность, создающую перемешивание воды и приводящую к интенсивному рассеиванию ее энергии. Поэтому, если на пути поступательно движущегося потока жидкости существует поперечный поток, то их взаимодействие будет сопровождаться еще большими перемешиванием и рассеиванием энергии, т.е. будет происходить уменьшение скоростей потоков. Таким образом, если подо льдом на некотором заглублении сформировать горизонтальный поток жидкости, т.е. поток со скоростью, параллельной поверхности ледяного покрова, то на пути воды, совершающей вертикальные колебания при возбуждении ИГВ, встретится препятствие в виде своеобразного жидкого экрана. Наличие такого подледного экрана (течения) будет ограничивать перемещение частиц жидкости в пространстве между плоскостью потока и нижней поверхностью льда, т.е. приведет к превращению глубокой воды в мелководье.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на безопасной глубине начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна над его корпусом при помощи насосов, расположенных внутри судна, формируют горизонтальный поток воды по всей длине судна, т.е. создают подо льдом жидкий экран. Формирование экрана над корпусом обеспечит его максимальное приближение к ледяному покрову, т.е. минимальную глубину воды подо льдом. Уменьшение глубины приведет к трансформации ИГВ на глубокой воде в волны на мелководье, т. е. к росту их высоты (см. [2]) и увеличению эффективности разрушения ледяного покрова.

Реализация изобретения поясняется чертежом.

Под ледяным покровом 1 на безопасной глубине Н начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то над судном 2 формируют горизонтальный поток 4, что вызовет уменьшение глубины воды подо льдом до величины h, увеличение высоты ИГВ 5 и повышение эффективности разрушения ледяного покрова 1.

Формула изобретения

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что во время движения судна над его корпусом формируют горизонтальный поток воды.

РИСУНКИ

Рисунок 1