Способ разрушения ледяного покрова



Способ разрушения ледяного покрова
Способ разрушения ледяного покрова

 


Владельцы патента RU 2506195:

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 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.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом.

Известно техническое решение (RU 2165371 С1, 20.04.2001), в котором предлагается разрушать ледяной покров за счет создания подо льдом гидравлического удара посредством резкого торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления в виде выдвигающихся из корпуса судна пластин.

Недостатком способа является невозможность дополнительного увеличения амплитуды изгибно-гравитационных волн (ИГВ), т.е. ледоразрушающей способности судна, при его движении с резонансной скоростью из-за однократного использования энергии попутного потока, а также конструктивная сложность установки выдвижных пластин.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушают подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, при этом под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар по льду снизу посредством торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления.

Отличительные: местное гидравлическое сопротивление образуют посредством периодического раскрытия и закрытия, раскрывающихся вертикальных и горизонтальных кормовых рулей с частотой, равной частоте возбуждаемых ИГВ.

Известно (см. Войткунский Я.И. Сопротивление воды движению судов.- Л.: Судостроение, 1988, 288 с.), что при движении тела в жидкости за ним вследствие вязкостных свойств жидкости и из-за отрыва пограничного слоя образуется попутный поток, т.е. струя поступательно движущейся за телом жидкости, значительной протяженности. Скорость в этом потоке в районе кормовой оконечности тела примерно равна скорости тела. Если тело, т.е. подводное судно, резко затормозить, то попутный поток, продолжая свое поступательное движение по инерции, встретит на своем пути препятствие в виде остановившегося судна. Это приведет к скачкообразному уменьшению скорости попутного потока и, как известно из курса гидравлики (см. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы.- М.: Машиностроение, 1982, 424 с.), - к гидроудару, т.е. резкому повышению давления в районе кормы судна. При этом степень повышения давления будет зависеть от эффективности торможения попутного потока, которую можно повысить посредством образования в кормовой оконечности судна местного гидравлического сопротивления на пути движения попутного потока. Наложение этого давления на давление на нижнюю поверхность ледяного покрова от волновых колебаний воды приведет к увеличению деформаций льда, т.е. амплитуды ИГВ. В результате ледоразрушающая способность судна возрастет.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью vp для возбуждения резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн оказывается недостаточной для разрушения ледяного покрова, то судно, например, за счет реверса гребных винтов резко тормозят. Попутный поток, сформировавшийся за судном при его поступательном движении, продолжая по инерции свое движение, встретит на своем пути препятствие в виде остановившегося судна. Это приведет к скачкообразному увеличению давления в районе кормы судна. Для увеличения степени повышения давления в кормовой оконечности образуют местное гидравлическое сопротивление, например, в виде периодически раскрывающихся и закрывающихся вертикальных и горизонтальных рулей, с частотой равной частоте ИГВ. Это приведет к генерации дополнительной системы ИГВ. Совпадение частот ИГВ от поступательного движения судна и частоты ИГВ от периодически открывающихся и закрывающихся рулей обеспечит равенство длин этих волн и соответствующее периодическое сложение амплитуд. Результирующая амплитуда возрастает, соответственно возрастут изгибные напряжения и, следовательно, повысится эффективность разрушения льда резонансным способом.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 показана схема деформирования ледяного покрова ИГВ и действия гидроудара, а на фиг.2 - сечение А-А по фиг.1.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинает движение подводное судно 2 со скоростью vp, которое возбуждает систему резонансных ИГВ-3. Одновременно за судном вследствие вязкости воды образуется попутный поток 4.

Если амплитуда возбуждаемых волн 3 недостаточна для разрушения льда 1, то судно 2 резко тормозят (например, за счет реверса гребного винта 5). Одновременно с этим начинают периодически раскрывать и закрывать вертикальные и горизонтальные рули 9 с частотой, равной частоте ИГВ 3. При этом габаритный диаметр корпуса с раскрытыми рулями Д1 должен быть больше диаметра попутного потока Д2. Попутный поток 4, продолжая по инерции свое движение, встретит на своем пути препятствие в виде остановившегося судна 2 и гидравлическое сопротивление в виде раскрытых рулей 9. Скорость потока резко уменьшится, что приведет к появлению в районе кормы судна области повышенного давления 6. Это давление мгновенно передастся на нижнюю поверхность льда 1. Одновременно с этим периодическое раскрытие и закрытие вертикальных и горизонтальных рулей, с частотой равной частоте возбуждаемых движением ПС волн, приведет к генерации дополнительной системы ИГВ 7. Совпадение частоты ИГВ 3 от поступательного движения судна и частоты ИГВ 7 от периодически открывающихся и закрывающихся рулей обеспечит сложение амплитуд. Рост суммарной амплитуды ИГВ 8 приведет к увеличению эффективности разрушения ледяного покрова 1.

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, при этом под ледяным покровом дополнительно создают гидравлический удар по льду снизу посредством торможения подводного судна и образования в кормовой оконечности в момент торможения судна местного гидравлического сопротивления, отличающийся тем, что сопротивление создают посредством периодического раскрытия и закрытия раскрывающихся вертикальных и горизонтальных кормовых рулей с частотой, равной частоте возбуждаемых изгибно-гравитационных волн.



 

Похожие патенты:

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 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 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 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 области судостроения. Буксируемое устройство имеет корпус, который состоит из симметрично расположенных относительно диаметральной плоскости устройства двух боковых ледокольных корпусов и центрального вспомогательного ледокольного корпуса, который расположен в диаметральной плоскости устройства впереди боковых ледокольных корпусов так, что плоскость его мидель-шпангоута находится вблизи линии, проходящей через форштевни двух боковых ледокольных корпусов, а его ширина по миделю равна не менее 0,2 аналогичной ширины боковых ледокольных корпусов. Центральный вспомогательный и боковые ледокольные корпусы имеют наклонный форштевень и жестко соединены между собой рамой. Боковые ледокольные корпусы выполнены относительно своей диаметральной плоскости несимметричными, их внешние борта являются прямостенными и имеют одинаковую ширину по миделю. Достигается снижение сопротивления движению ледокольного судна во льдах, обеспечивается прокладка широкого судоходного канала. 1 ил.
Наверх