Способ разрушения ледяного покрова

 

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: разрушение ледяного покрова осуществляют вблизи берега с использованием напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, возникающего по береговой линии 2 во время морского прилива. Сначала судно на воздушной подушке 3 перемещают перпендикулярно кромке с резонансной скоростью и, если берег пологий, судно выходит на него, если берег крутой, судно разворачивают или тормозят вблизи него, затем судно перемещают вдоль кромки с резонансной скоростью. Изобретение позволяет повысить эффективность воздействия на ледяной покров. 2 ил.

Изобретение относится к области судоходства в условиях ледового покрова вблизи берега, т.е. к выполнению ледокольных работ с использованием судов на воздушной подушке (СВП).

Известно техническое решение (Козин В.М. "Резонансный метод разрушения ледяного покрова". Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада, Владивосток, ИА-ПУ, 1993, 44 стр.), 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.

Изобретение направлено на достижение технического результата по повышению эффективности воздействия на ледяной покров.

Поставленная техническая задача достигается путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при движении судна на воздушной подушке, при этом разрушение ледяного покрова осуществляют вблизи берега с использованием напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, возникающего по береговой линии во время морского прилива, при этом сначала судно перемещают перпендикулярно кромке с резонансной скоростью и, если берег пологий, судно выходит на него, если берег крутой, судно разворачивают или тормозят вблизи него, затем судно перемещают вдоль кромки с резонансной скоростью.

Общеизвестно, что во время прилива вблизи берега происходит подъем уровня воды. Если этот процесс возникает на акватории, покрытой льдом, то при подъеме уровня воды в кромке ледяного покрова, примороженной к берегу, возникнут изгибные напряжения. Если эти напряжения суммировать с изгибными напряжениями, возникающими от возбуждения ИГВ, то можно достичь желаемого технического результата.

Способ осуществляется следующем образом По ледяному покрову (по береговому припаю) начинают перемещать СВП с резонансной скоростью. Если разрушения льда не происходит, то определяется время наступления максимального прилива, т.е. того момента, когда ожидается наибольший подъем уровня воды у берега. За счет этого ледяной покров, примерзший к берегу, начнет испытывать наибольшие изгибные деформации (иногда они являются причиной отрыва берегового припая) вдоль береговой линии. Для их использования при разрушении льда резонансными ИГВ СВП при достижении максимального прилива начинают перемещать перпендикулярно кромке береговой линии. Первая вершина ИГВ, движущаяся впереди судна и вызывающая изгибные деформации того же знака, что и приливная волна, увеличит изгибные напряжения во льду у берега, что при низменных параметрах СВП разрушит кромку ледяного покрова у берега. При этом, если берег пологий, то СВП выходит на берег. Если берег крутой, то для предотвращения столкновения с ним, СВП после возбуждения ИГВ разворачивают или тормозят вблизи берега. Возбужденные же ИГВ благодаря накопленной энергии по инерции продолжают распространяться и достигают береговую линию. Очевидно, что первый маневр будет более эффективным. Наличие у льда свободной кромки уменьшит его несущую способность. В результате этого последующее движение СВП вдоль этой кромки с резонансной скоростью вызовет ИГВ большей амплитуды, что увеличит ледоразрушающую способность судна, т.е. толщину разрушаемого льда при неизменных энергозатратах (мощности) СВП.

На фиг.1 - схема деформирования ледяного покрова до прилива, а на фиг.2 - с учетом влияния прилива.

По ледяному покрову 1 при глубине водоема h₁ перпендикулярно береговой линии 2 начинают перемещать СВП 3 с резонансной скоростью V_p (фиг.1). Если разрушение льда 1 от возбуждаемых ИГВ 4 не происходит, то ожидают максимального подъема воды до уровня ₂ и начинают перемещать судно сначала - перпендикулярно кромке с резонансной скоростью и, если берег пологий, судно выходит на него, если берег крутой, судно разворачивают или тормозят вблизи него, затем судно перемещают вдоль кромки с резонансной скоростью. В результате изгибные напряжения от первой вершины возбуждаемых ИГВ 7 наложатся на изгибные напряжения от прилива (кривая 5), что увеличит толщину разрушаемого льда (фиг.2). В результате в ледяном покрове 1 у береговой линии 6 возникнут максимальные изгибные напряжения.

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 осуществляют вблизи берега с использованием напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, возникающего по береговой линии во время морского прилива, при этом сначала судно перемещается перпендикулярно кромке с резонансной скоростью и, если берег пологий, судно выходит на него, если берег крутой, судно разворачивается или тормозит вблизи него, затем судно перемещается вдоль кромки с резонансной скоростью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2