Способ разрушения льда

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к оборудованию речных ледокольных судов для осуществления способа разрушения льда. Способ разрушения льда осуществляется с помощью гидравлических струй, направляемых на лед с носовой части ледокольного судна. Источником гидравлических струй является электрогидрореактивный двигатель, а струи являются реактивными и непрерывными. Водозаборное устройство для подачи воды к электрогидрореактивному двигателю располагают в нижней носовой части судна. При подходе к кромке ледяного покрытия осуществляют пригруз носовой части. Достигается повышение эффективности разрушения льда и проходимости ледокольного судна. 3 ил.

Изобретение относится к способам разрушения ледового покрова речными ледоколами.

Известен способ разрушения льда ударной волной, образующейся при высоковольтном разряде: ударная волна вырывается через сопла и динамически воздействует на лед, разрушая его. Этот способ реализован с помощью судовой ледокольной приставки содержащей рабочий орган в виде обращенного вверх наклонного клина, образующего форштевень, и камеру с соплами, расположенную внутри клина, снабженную источником высоковольтного импульсного напряжения и соединенными с ним блоками электродов, расположенными в камере, сопла которой размещены в диаметральной плоскости форштевня и ориентированы вверх (Авт. св. СССР №1131757, МПК В 63 В 35/08 - аналог).

Недостатками данного способа разрушения льда является то, что ломание льда осуществляется снизу вверх и приходится затрачивать дополнительную энергию на поднятие льда вверх.

Наиболее близким к заявляемому является способ разрушения льда с помощью гидравлических струй, направляемых на лед с носовой части ледокольного судна, причем гидравлическим струям сообщают импульсный динамический напор с помощью импульсного водомета (гидропушки) (Авт. св. СССР №203494, МПК В 63 В 38/08 - прототип).

Недостатками данного способа разрушения льда является то, что импульсный характер действия требует большего времени на разрушение льда, а также вызывает повышенные импульсные динамические нагрузки на оборудование, что снижает срок их эксплуатации и надежность. Кроме этого, данный способ не ломает лед, а только производит предварительное его ослабление путем повышения трещиноватости ледяного покрова в месте воздействия струй.

Задача заявляемого решения - повышение ледопроходимости речного ледокольного судна.

Техническим результатом является повышение давления на лед в результате пригружения и утяжеления носовой части при непрерывном воздействии гидравлической струи.

Поставленная задача достигается тем, что в способе разрушения льда с помощью гидравлических струй, направляемых на лед с носовой части ледокольного судна, источником гидравлических струй является электрогидрореактивный двигатель, а струи являются реактивными и непрерывными.

На чертежах представлено устройство для реализации заявляемого способа.

На фиг.1 показано исходное положение судна у кромки льда; на фиг.2 - положение судна у кромки льда в момент запуска электрогидрореактивного двигателя (ЭГРД); на фиг.3 - положение судна в процессе ломки льда и продвижения вперед.

Устройство содержит корпус 1 ледокольного судна, электрогидрореактивный двигатель с соплом (ЭГРД) 2, насос 3 низкого давления, водозаборное устройство 4, водовод 5, цистерну с водой (емкость) 6. Позицией 7 обозначена реактивная струя воды, 8 - направление движения (поток) засасываемой воды, 9 - область понижения давления, 10 - лед, 11 - выступающая носовая часть судна.

Способ осуществляется следующим образом.

Ледокольное судно 1 подходит вплотную к кромке ледяного покрытия, льда 10, своей носовой частью 11. Носовые емкости 6 (например, бочки или балластные цистерны) заполняются забортной водой для создания дополнительного пригруза этой части судна (фиг.1). Пригруз носовой части может выполняться и другими способами, например путем перемещения в носовую часть любого балласта от середины или с кормы судна или направлением впускного отверстия в направлении вниз-вперед.

После этого включается насос 3 и электрогидрореактивный двигатель (ЭГРД) 2, расположенный в выступающей носовой части судна. Поступающая в ЭГРД по водоводу 5 из водозаборного устройства 4 вода ускоряется и выбрасывается в виде реактивной струи 7 из его сопла с большой скоростью вниз, в сторону льда.

Под действием создаваемой электрогидрореактивным двигателем 2 реактивной силы, направленной вверх, носовая часть 11 судна приподнимается (фиг.2). Включается ходовой двигатель судна и оно начинает движение в сторону льда. При этом выступающая носовая часть 11 судна нависает надо льдом 10 и на лед непрерывно действует мощная реактивная струя воды 7, выбрасываемая ЭГРД. Одновременно с этим происходит понижение давления на лед снизу, со стороны воды, в результате действия отсасывающего эффекта, который возникает в области 9 водозаборного устройства 4, находящегося в воде подо льдом в нижней носовой части судна. Совместное действие на лед этих двух факторов приводит к интенсивному разрушению льда - лед трескается и ломается, тем самым увеличивая проходимость судна.

Ломание льда становится более эффективным за счет ряда факторов.

Во-первых, высокого давления струи воды на лед, усиливающегося за счет веса дополнительно пригруженной балластом носовой части судна и малого сечения струи. В данном случае функцию носовой части корпуса судна, которая обычно и ломает лед, берет на себя мощная реактивная водяная струя, силовое воздействие которой на лед сравнимо с весом пригруженной носовой части.

Во-вторых, дополнительного силового действия на лед из-за отсасывания воды из подледной области 9 в направлении 8, которое усиливает и ускоряет процесс разрушения и ломки льда по ходу судна.

В-третьих, необходимо отметить еще один положительный эффект, который возникает в результате всасывания воды водозаборным устройством. В результате всасывания воды возникает дополнительная сила, прилагаемая к судну и направленная в сторону движения судна, что облегчает его продвижение вперед.

Таким образом, увеличение проходимости речных ледокольных судов происходит не импульсно, как в прототипе, а непрерывно, что повышает его эффективность, снижает ударные нагрузки.

Формула изобретения

Способ разрушения льда с помощью гидравлических струй, направляемых на лед с носовой части ледокольного судна, отличающийся тем, что гидравлические струи являются реактивными и непрерывными и создают их электрогидрореактивным двигателем, при этом водозаборное устройство для подачи воды к электрогидрореактивному двигателю располагают в нижней носовой части судна, а при подходе к кромке ледяного покрытия осуществляют пригруз носовой части судна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3