Способ разрушения ледяного покрова



Способ разрушения ледяного покрова

 


Владельцы патента RU 2506194:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема") (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН") (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") (RU)

Изобретение относится к ледокольным работам. Сущность изобретения: судно на воздушной подушке движется по ледяному покрову и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ), при этом на лед создаются дополнительные нагрузки с помощью гидропушки, предварительно установленной на судне, выстреливающей порции воды с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, в направлении движения судна на расстояние, равное ¾ длины резонансных ИГВ от места нахождения судна, вызывая у судна знакопеременный дифферент. Изобретение позволяет увеличить толщину разрушаемого льда. 1 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к амфибийным судам на воздушной подушке (СВП), разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: издательство «Академия Естествознания», 2007. - 355 с.).

Известно (2. Богородский В.В., Гаврило В.П., Недошивин О.А. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат. - 1983. - 232 с.), что для разрушения ледяных пластин возможно применение водомета, т.е. гидропушки.

Наиболее близким аналогом является решение, в котором предложено разрушать ледяной покров СВП путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) при его движении с одновременным созданием на лед дополнительной периодической нагрузки, возникающей от периодической дифферентировки судна с частотой резонансных ИГВ (3. RU 2188894 C2, 10.09.2002).

Недостатком этого способа является его ограниченная ледоразрушающая способность.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды возбуждаемых ИГВ.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины льда, разрушаемого резонансным методом.

Существенные признаки, характеризующие изобретение

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении.

Отличительные: в процессе движения на лед создают дополнительную периодическую нагрузку с помощью гидропушки, выстреливающей в направлении движения судна порции воды с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн и на расстояние, равное ¾ длины резонансных изгибно-гравитационных волн от места нахождения судна, при этом массу порции воды выбирают достаточной для создания максимально безопасного дифферента судна на корму, возникающего от выстрела гидропушки при заданной высоте ее установки на судне.

Также известно (4. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат.1967. - 217 с), что периодическое приложение ко льду вертикальной нагрузки с частотой резонансных ИГВ ω ( , где ρв - плотность воды; g - ускорение силы тяжести; D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины) приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительной системы резонансных ИГВ. Если периодическую дополнительную нагрузку прикладывать в такт с основными ИГВ, возбуждаемыми во льду движущимся СВП, то произойдет сложение амплитуд основных и дополнительных ИГВ.

Известно (5. RU 2057048, C1 от 27.03.1996), что дополнительные ИГВ можно возбуждать путем создания у СВП периодического дифферента с частотой резонансных ИГВ.

Также известно (6. Жесткая В.Д., Козин В.М. Исследования возможностей разрушения ледяного покрова амфибийными судами на воздушной подушке резонансным методом. Владивосток: Дальнаука. 2003. - 161 с), что появление у СВП дифферента на корму увеличивает его ледоразрушающую способность. Она также возрастает при применении теплового удара по льду [1].

Изобретение осуществляется следующим образом.

По ледяному покрову начинают перемещать СВП с резонансной скоростью vp.Если амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то судно смещают относительно профиля ИГВ так, чтобы его центр масс оказался над точкой перегиба профиля, т.е. узлом ИГВ. В этом случае судно получит максимальный дифферент на корму (его можно определить при помощи штатного судового дифферентометра), что увеличит его волновое сопротивление и, соответственно, амплитуду ИГВ. В таком положении СВП будет находиться на расстоянии от первой впадины ИГВ впереди судна, равном ¾ длины резонансной ИГВ (см. [3]).

Затем в процессе движения судна на лед создают дополнительную нагрузку с помощью гидропушки, предварительно установленной на судне и выстреливающей в направлении движения СВП порции воды с частотой, равной частоте резонансных ИГВ ω, на расстояние, равное ¾λр. Такое расстояние и частота выстрелов обеспечат гидроудары по первой впадине ИГВ, возбуждаемых от движения СВП, которые приведут к возникновению дополнительной системы резонансных ИГВ. Ее наложение в такт с основной, т.е. возбуждаемой от движения СВП, приведет к их благоприятной интерференции - сложению их амплитуд. Поскольку температура воды выше температуры льда, то по впадине ИГВ одновременно также будут наноситься и тепловые удары, ослабляющие прочность льда, а значит дополнительно увеличивающие суммарную амплитуду ИГВ. Периодичность выстрелов гидропушки приведет к появлению у судна дополнительного знакопеременного дифферента, что также будет способствовать росту амплитуды ИГВ. При этом массу порции воды выбирают достаточной для создания максимально безопасного суммарного дифферента судна на корму, т.е. исключающего касание корпуса СВП со льдом кормовой частью, с учетом высоты установки гидропушки на судне.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже приведена схема его реализации.

По ледяному покрову 1 начинают перемещать СВП 2 с резонансной скоростью vp. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то судно 2 смещают так, чтобы его центр масс оказался над узлом ИГВ 4. Затем на лед создают дополнительную нагрузку 5 от периодических выстрелов гидропушкой 6 порции воды с частотой ω на расстоянии (3/4)λр. Это приведет к возрастанию амплитуды до ИГВ 7. Периодичность выстрелов гидропушки приведет к появлению у судна знакопеременного дифферента ±Мдиф. В результате суммарная амплитуда волн возрастает до ИГВ 8, что позволит достичь заявленный технический результат.

Способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, отличающийся тем, что в процессе движения на лед создают дополнительную периодическую нагрузку с помощью гидропушки, выстреливающей в направлении движения судна порции воды с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, и на расстояние, равное 3/4 длины резонансных изгибно-гравитационных волн от места нахождения судна, при этом массу порции воды выбирают достаточной для создания максимально безопасного дифферента судна на корму, возникающего от выстрела гидропушки при заданной высоте ее установки на судне.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано при разрушении льда с использованием судов, в частности ледоколов. Способ разрушения льда заключается в том, что непосредственно перед раскалыванием льда в результате механического воздействия на лед судна, как минимум, одну выбранную область поверхности льда, а также незначительную часть его толщи вблизи упомянутой области облучают под заданным углом мощным сфокусированным инфракрасным излучением, энергия которого достаточна, по крайней мере, для расплавления поверхности льда с образованием проталины.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке обводненных месторождений полезных ископаемых. Способ включает укладку на поверхность воды теплоизолирующего материала.

Изобретение относится к ледокольным работам. Способ разрушения ледяного покрова основан на создания подо льдом гидроудара и включает подсоединение эластичной камеры с положительной плавучестью тросом к подводному судну.

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям, находящимся в открытом море, в частности к способам и устройствам для защиты морских конструкций от вибраций, вызванных обледенением.

Изобретение относится к способам и средствам воздействия на айсберги с целью предотвращения их столкновений со стационарными или плавающими добычными комплексами.

Изобретение относится к буровой шахте и буровому судну с буровой шахтой. .

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для разрушения ледяных заторов. .

Изобретение относится к области морского судоходства и может быть использовано на морских судах, работающих в ледовых условиях. .

Изобретение относится к судостроению и касается создания стационарных ледостойких платформ различного назначения, преимущественно для разведки и добычи углеводородов на континентальном шельфе морей, а также создания ледостойких перекрытий ледового пояса морских стационарных платформ для арктических условий.
Изобретение относится к ледокольному флоту и, в частности, касается технологии разрушения ледяного покрова. .
Изобретение может быть использовано при разрушении льда с использованием судов, в частности ледоколов. Способ разрушения льда заключается в том, что непосредственно перед раскалыванием льда в результате механического воздействия на лед судна, как минимум, одну выбранную область поверхности льда, а также незначительную часть его толщи вблизи упомянутой области облучают под заданным углом мощным сфокусированным инфракрасным излучением, энергия которого достаточна, по крайней мере, для расплавления поверхности льда с образованием проталины.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов конструкции судна ледового плавания и компоновки его пропульсивного комплекса. Кормовая оконечность судна ледового плавания имеет корпус с кормовым подзором, размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, включающий установленную в диаметральной плоскости судна центральную пропульсивную винтовую установку и побортно установленные и расположенные на площадке пропульсивные установки в виде полноповоротных винто-рулевых колонок с гребным винтом, и наклонный ахтерштевень.

Изобретение относится к ледокольным работам. Способ разрушения ледяного покрова основан на создания подо льдом гидроудара и включает подсоединение эластичной камеры с положительной плавучестью тросом к подводному судну.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к танкерам ледового класса. Корпус танкера содержит днище, второе дно, вертикальные борта, балластные цистерны, верхнюю палубу, грузовую зону с размещенными последовательно грузовыми танками в виде ряда, ориентированного по длине судна, симметрично относительно его диаметральной плоскости, которые имеют продольные и поперечные переборки и днище плоской конструкции.

Изобретение относится к области судостроения, преимущественно к судам с атомной энергетической установкой, эксплуатируемых на трассах Северного Морского пути. .

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания ледокольных судов, предназначенных для прокладки широкого ледяного канала. .

Изобретение относится к области борьбы с разливами нефти и к способу сдерживания разливов нефти. .

Изобретение относится к водному транспорту и касается создания морских объектов в виде судов активного ледового плавания или объектов специального назначения, предназначенных для постоянной эксплуатации в сложных ледовых условиях (например, буровых и нефтегазодобывающих платформ).

Изобретение относится к области обеспечения безопасной эксплуатации добычных платформ в арктических морях. .

Изобретение относится к способу, согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, создания водного судна, главным образом, ледокола или грузового судна, танкера или подобного транспортного судна с улучшенными характеристиками проникновения в лед, при этом судно имеет корпус с первым концом и вторым концом и снабжено на втором конце узлом двигателя, которое создает основную двигательную силу судна, тогда как судно перемещается любым концом вперед, и рулевое управление судна, в соответствии с чем упомянутый второй конец судна имеет такую форму и размеры, чтобы как таковой он имел бы характеристики эффективного проникновения в лед.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Способ разрушения ледяного покрова осуществляют путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при движении подводного судна, при этом под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар посредством резкого торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления. Местное гидравлическое сопротивление создают посредством периодического открытия и закрытия раскрывающихся вертикальных и горизонтальных кормовых рулей с частотой, равной частоте возбуждаемых резонансных изгибно-гравитационных волн. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова подводным судном. 2 ил.
Наверх