Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к судоходству в условиях ледяного покрова. Сущность изобретения: подводное судно перемещают подо льдом с резонансной скоростью, возбуждая изгибно-гравитационные волны, при этом во время движения судну придают положительную плавучесть и перекладывают рубочные и кормовые горизонтальные рули на отрицательные углы атаки для удержания судна на заданной глубине. Положительную плавучесть придают путем откачки балласта, например, из цистерн главного балласта, уравнительных, быстрого погружения, замещения и т.д. Поворотом рулей и балластом силу плавучести приводят к нулю, сопротивление воды движению судна возрастет, что увеличит высоту волн и повысит эффективность разрушения льда.

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 водоизмещением 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 изобретения.

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

Отличительные: во время движения судна ему придают положительную плавучесть и перекладывают рубочные и кормовые горизонтальные рули на отрицательные углы атаки для удержания судна на заданной глубине.

Известно [2. А.А.Костюков. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение, 1966, 448 с. ] , что с ростом угла атаки сопротивление крыла (горизонтального руля) возрастает. Поэтому, если для удержания подводного судна на заданной глубине приходится перекладывать горизонтальные рули на положительные или отрицательные углы атаки α, то это приведет к увеличению сопротивления как рулей, так и судна в целом. При движении подводного судна вблизи поверхности воды увеличение сопротивления произойдет в основном за счет волновой составляющей, т.к. при увеличении углов атаки в местах расположения рулей будут возникать области с возрастающим повышенным давлением, которые в свою очередь, являясь причиной волнообразования [2], будут способствовать увеличению высоты возбуждаемых волн. Одновременно с перекладкой рулей на углы атаки α на них начнет действовать соответствующая подъемная сила [2], которая приведет к вертикальному перемещению судна, т.е. к изменению заданной глубины его погружения. Для компенсации этой силы может быть использована сила плавучести, зависящая от количества принятого балласта на судно. Таким образом, изменяя силу плавучести судна и удерживая его на заданной глубине посредством перекладки горизонтальных рулей на углы атаки, можно добиться увеличения высоты ИГВ и повышения эффективности разрушения ледяного покрова.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на заданной глубине начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью. Если высота этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то судну придают положительную плавучесть путем откачки балласта, например, из цистерн главного балласта, из уравнительных цистерн, цистерн быстрого погружения, из цистерн замещения и т.п. Одновременно с этим рубочные и кормовые горизонтальные рули судна поворачивают на отрицательные углы атаки (в этом случае их подъемная сила будет направлена вниз) до значений, когда сила плавучести судна (архимедова сила) станет равной нулю. После этого судно продолжают перемещать подо льдом с резонансной скоростью и на заданной глубине. Сопротивление воды его движению возрастет, что увеличит высоту возбуждаемых ИГВ и соответственно повысит эффективность разрушения ледяного покрова.

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 ему придают положительную плавучесть и перекладывают рубочные и кормовые горизонтальные рули на отрицательные углы атаки для удержания судна на заданной глубине.