Способ сжатия моделированного ледового поля и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к судостроению и касается технологии проектирования оборудования для опытовых бассейнов. Способ сжатия ледового моделированного поля включает образование в ледовом поле кромки и приложение к ледовому полю усилия сжатия путем нагружения пластины, размещенной вдоль кромки поля. Кромку поля образуют путем перемещения погруженной в лед пластины, которую размещают вдоль борта бассейна. При этом пластину закрепляют на буксировочной тележке. Сжатие ледового поля осуществляют при повторном проходе движущейся вместе с буксировочной тележкой пластины. Предварительно пластину нагружают через трособлочную систему калиброванными грузами. Устройство, предназначенное для реализации этого способа, имеет систему нагружения, пластину, сжимающую лед, и манометр. Система нагружения и пластина установлены на перемещающейся вдоль ледового поля буксировочной тележке. При этом пластина подвешена к державке на оси, жестко скрепленной с пластиной и имеющей возможность перемещения относительно державки. Система нагружения выполнена в виде двух закрепленных на буксировочной тележке роликов, через которые перекинута гибкая связь. Гибкая связь соединена с одного конца с упомянутой осью в державке, а на другом конце гибкой связи подвешены калиброванные грузы. Технический результат реализации изобретения заключается в повышении надежности устройства для сжатия моделированного ледового поля и точности определения величины сжимающего усилия, а также в сокращении времени на отделение моделированного ледового поля от борта опытового бассейна. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к судостроению и касается вопросов проектирования оборудования для опытовых бассейнов. В частности, оно может быть использовано в ледовом опытовом бассейне при моделировании движения ледокола в сжатом ледовом поле. При моделировании ледовое поле должно быть отделено от борта бассейна и сжато заданным по величине усилием. Для этого используют обычно гидравлические системы нагружения с выдвижными щитами. Щиты подводят к кромке поля, создают необходимое давление и проводят буксировку модели судна в сжатом ледовом поле.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является "Стационарная испытательная машина для сжатия льда" (И.С.Песчанский. Ледоведение и ледотехника, Гидрометиоиздат, Л., 1967 г, с.207), а также способ сжатия моделированного ледового поля, вытекающий из работы этого устройства, принятые за прототип.

Устройство включает насосную станцию, систему гидроприводов, гидроцилиндр, верхнюю и нижнюю пластины, сжимающие лед, манометр. Устройство располагают стационарно на борту опытового бассейна таким образом, чтобы верхняя пластина упиралась в кромку ледового поля, и с помощью гидроцилиндра задают усилие сжатия.

Однако известное решение имеет ряд недостатков, являющихся следствием необходимости стационарного размещения машины в ледовой камере опытового бассейна. В результате при намораживании льда подвижные части устройства вмораживаются в поле и их перед использованием приходится очищать от льда. При этом действительное усилие сжатия можно определить только приблизительно по манометру, показывающему величину давления в гидросистеме. Кроме того, затрачивается значительное время для отделения ледового поля от борта бассейна.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности устройства для сжатия ледового поля, точности определения величины сжимающего усилия и сокращение времени на отделение ледового поля от борта бассейна.

Для этого в известном способе, включающем образование в ледовом поле кромки и приложение к ледовому полю усилия сжатия путем нагружения пластины, кромку поля образуют путем перемещения вдоль борта бассейна погруженной в лед пластины, закрепленной на буксировочной тележке, а сжатие ледового поля осуществляют при повторном проходе движущейся вместе с буксировочной тележкой пластины, которую предварительно нагружают через трособлочную систему калиброванными грузами.

В устройстве для сжатия моделированного ледового поля, включающем систему нагружения, пластину, сжимающую лед, и манометр, система нагружения и пластина установлены на перемещающейся вдоль ледового поля буксировочной тележке, при этом пластина подвешена к державке на оси, жестко скрепленной с пластиной и имеющей возможность перемещения относительно державки, а система нагружения выполнена в виде двух закрепленных на буксировочной тележке роликов, через которые перекинута гибкая связь, соединенная с одного конца с упомянутой осью в державке, а на другом ее конце подвешены калиброванные грузы.

Нагружение сжимающей лед пластины калиброванными грузами позволяет повысить точность задания сжимающего усилия и достоверность получаемых экспериментальных данных. Образование кромки поля путем перемещения буксировочной тележкой пластины дает возможность сократить время подготовки эксперимента и, тем самым, уменьшить временной дрейф физико-механических характеристик льда.

Предложенная конструкция устройства позволяет значительно упростить систему нагружения и увеличить надежность ее работы в условиях холодильной камеры.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

К основанию 1 буксировочной тележки, перемещающейся на колесах вдоль бассейна 2 по рельсам 3, прикреплена державка 4, внутри которой подвижно на роликах 5 размещена ось 6, жестко скрепленная с сжимающей лед пластиной 7, размещенной в ледовом поле 8. К торцу оси 6 прикреплена гибкая связь в виде троса 9, которая через ролики 10 связывает ось 6 с подвесом 11, на котором размещены калиброванные грузы 12. Ролики 10 и модель испытуемого в ледовом поле судна 13 прикреплены к основанию 1.

Сжатие ледового поля с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. Собирают устройство по схеме, приведенной на чертеже, не нагружая пластину 7 грузами 12. Приводят в движение буксировочную тележку 1 и прорезают канал 14, отделяющий ледовое поле от борта бассейна 2. Затем возвращают тележку 1 в исходное положение, прикрепляют к ней модель судна 13 и устанавливают на подвес 11 грузы 12. При этом на ледовое поле оказывается давление, равное где G - вес калиброванных грузов, h₁ - толщина льда, L - длина пластины.

Затем приводят в движение буксировочную тележку 1 с поджатой пластиной 7 и в сжатом льду определяют величину буксировочного сопротивления модели судна.

Для оценки порядка величин рассмотрим конкретный пример. Предположим, что требуется реализовать степень сжатия в 1 балл, при котором р=2 кПа. Примем L= 5 м, h₁= 0,03 м, тогда вес калиброванных грузов равен G=ph₁L= 2000х0,03х5=300 Н.

Формула изобретения

1. Способ сжатия ледового моделированного поля, включающий образование в ледовом поле кромки и приложение к ледовому полю усилия сжатия путем нагружения пластины, размещенной вдоль кромки поля, отличающийся тем, что кромку поля образуют путем перемещения погруженной в лед пластины, закрепленной на буксировочной тележке, вдоль борта бассейна, а сжатие ледового поля осуществляют при повторном проходе движущейся вместе с буксировочной тележкой пластины, которую предварительно нагружают через трособлочную систему калиброванными грузами.

2. Устройство для сжатия моделированного ледового поля, включающее систему нагружения, пластину, сжимающую лед, и манометр, отличающееся тем, что система нагружения и пластина установлены на перемещающейся вдоль ледового поля буксировочной тележке, при этом пластина подвешена к державке на оси, жестко скрепленной с пластиной и имеющей возможность перемещения относительно державки, а система нагружения выполнена в виде двух закрепленных на буксировочной тележке роликов, через которые перекинута гибкая связь, соединенная с одного конца с упомянутой осью в державке, а на другом ее конце подвешены калиброванные грузы.

РИСУНКИ

Рисунок 1