Устройство для разрушения ледяного покрова

Авторы патента:

Лошманов Антон Юрьевич (RU)

Орлов Максим Юрьевич (RU)

Савунов Максим Александрович (RU)

Козин Виктор Михайлович (RU)

Кипин Денис Юрьевич (RU)

Матюшина Анна Александровна (RU)

Хромов Александр Игоревич (RU)

Верещагина Александра Сергеевна (RU)

Рогожникова Елена Григорьевна (RU)

Верещагин Владислав Юрьевич (RU)

Земляк Виталий Леонидович (RU)

Гринкруг Лев Соломонович (RU)

Анисимов Антон Николаевич (RU)

Погорелова Александра Владимировна (RU)

B63B35/08 - ледоколы

Владельцы патента RU 2550862:

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 (ИМиМ ДВО РАН) (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГПГУ) (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 при всплытии. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, оснащенного балластными цистернами, за счет осушения которых создаются дифферент на корму и сила плавучести. В носовой части судна предусмотрен контейнер с вложенной в него емкостью, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала. Внутренние стороны контейнера снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, прикреплена к днищу контейнера при помощи строп и при распрямлении во время подачи воздуха приобретает торообразную форму. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова подводным судном. 5 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при всплытии.

Известно техническое решение (Карлинский С.Л. Концепция безопасности подледного плавания // Технический отчет ФГУП МТ "РУБИН". БЛИЦ. 11-05-07. 2007. 570), в котором ледяной покров при всплытии предлагается разрушать носовой оконечностью посредством осушения балластовых цистерн, т.е. возникающей при этом силой плавучести, и создания дифферента на корму.

Недостатком решения является ограниченность толщины разрушаемого льда, зависящей от объема балластных цистерн, т.е. запаса плавучести судна.

Сущность изобретения заключатся в разработке устройства, позволяющего увеличить силу плавучести судна.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности, т.е. увеличении толщины разрушаемого льда.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна и оснащенного балластными цистернами, за счет осушения которых создаются дифферент на корму и сила плавучести.

Отличительные: в носовой части судна предусмотрен контейнер с вложенной в него емкостью, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала, ее внутренние стороны снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, прикреплена к днищу контейнера при помощи строп и при распрямлении во время подачи воздуха приобретает торообразную форму.

Для осуществления предлагаемого решения в носовой части судна выполняют контейнер, в который укладывают емкость, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала. Емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, при поступлении которого в емкость последняя приобретает форму тора. Внутренние стенки тора снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи строп прикреплена к днищу контейнера.

Устройство работает следующим образом. Если при всплытии судна после осушения балластных цистерн и создания дифферента на корму судно не способно разрушить ледяной покров, то судно погружают и подо льдом размещают емкость, в которую при помощи гибкого шланга закачивают воздух. В результате емкость приобретет торообразную форму, диаметр которой должен быть больше диаметра подводного судна. Это необходимо для исключения контакта между емкостью и носовой поверхностью судна при его повторном приледнении. После этого судно повторно всплывает, при этом за счет строп, прикрепляющих емкость к днищу контейнера, место контакта носовой оконечности со льдом окажется в центре кривизны торообразной поверхности емкости, а за счет возникших сил плавучести емкость прижмется к нижней поверхности ледяного покрова, образовав при этом ограниченный сверху и по бортам объем. Для увеличения силы плавучести в этот объем за счет перепускных клапанов подается воздух, количество которого должно обеспечить его полное заполнение. Если возникшая при этом дополнительная сила поддержания опять окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова в месте контакта носовой оконечности со льдом, то давление в емкости повышают, за счет гофрированности ее стенок диаметр емкости увеличивают, одновременно при помощи клапанов заполняя сжатым воздухом увеличивающийся внутренний объем торообразной емкости до возникновения первых сквозных трещин во льду. Дальнейшее увеличение давления и расхода воздуха для питания емкости нецелесообразно, т.к. нарушение сплошности ледяного покрова приведет к интенсивному истечению воздуха через образовавшиеся трещины. Вслед за воздухом в движение будут неизбежно вовлечены и массы воды, находящиеся вблизи образованной воздушной подушки, т.к. давление в этой области будет падать. Поскольку плотность и вязкость воздуха существенно меньше, чем у воды, то в момент выхода через трещины последних порции воздуха, увлеченные в аналогичное движение массы воды на своем пути движения, встретят местное гидравлическое сопротивление в виде трещин, что приведет к возникновению гидроудара и соответственному увеличению степени разрушенности ледяного покрова. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показано судно при всплытии известным способом; на фиг. 2 - размещение подо льдом заявленного устройства; на фиг. 3 - совместная работа известного и заявленного устройств; на фиг. 4 - увеличение диаметра торообразной емкости; на фиг. 5 - схема возникновения гидроудара.

В носовой части судна 1 выполняют контейнер 2, в который укладывают емкость (не показана). Если при всплытии судна силы плавучести P₁ окажется недостаточно для разрушения ледяного покрова 3, то под ним размещают емкость 4, выполненную из гофрированного упругого материала, посредством подачи через гибкий шланг 5 воздуха (источник сжатого воздуха не показан). Емкость прикреплена к днищу контейнера 2 стропами 6 (фиг. 2). После повторного приледнения судна 1 за счет перепускных клапанов 7 (фиг. 2-4) объем 8 внутри емкости 4 (фиг. 2-4) заполняют воздухом. Если возросшая при этом сила Р₂>Р₁ опять окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то давление в емкости 4 повышают, за счет гофрированности ее стенок диаметр емкости увеличивают, одновременно при помощи клапанов 7 заполняя воздухом увеличивающийся объем 8 до тех пор, когда возросшая величина силы P₃>P₂>P₁ (фиг. 4) станет достаточной для возникновения первых сквозных трещин 9, что приведет к гидроудару в области 10 и увеличению степени разрушенности ледяного покрова (фиг. 5, подводное судно не показано).

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, оснащенного балластными цистернами, за счет осушения которых создаются дифферент на корму и сила плавучести, отличающееся тем, что в носовой части судна предусмотрен контейнер с вложенной в него емкостью, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала, ее внутренние стороны снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, прикреплена к днищу контейнера при помощи строп и при распрямлении во время подачи воздуха приобретает торообразную форму.

Изобретение относится к области судостроения, более конкретно - к ледокольным судам и буксирам, предназначенным для эксплуатации во льдах в условиях мелководных акваторий.

Толкаемая буксиром-толкачом ледокольная приставка для создания судоходного канала во льдах // 2549738

Изобретение относится к области судостроения и касается вопроса создания новых разрушающих лед технических средств, работающих в сочетании с буксиром, которые смогут формировать достаточно широкий канал для беспрепятственного движения крупнотоннажных судов во льдах.

Научно-исследовательское ледокольное судно для сейсморазведки по 3d технологии в арктических морях // 2549303

Изобретение относится к области судостроения, в частности к надводным научно-исследовательским судам. Предложено научно-исследовательское ледокольное судно для проведения сейсморазведки по 3D технологии вне зависимости от ледовых условий, имеющее корпус, в котором размещается сейсмическое оборудование, а также шахту для выпуска и укладки на дно донной сейсмокосы.

Сейсмографическое судно для сейсморазведки по 2d технологии в арктических морях вне зависимости от ледовых условий // 2539430

Изобретение относится к области сейсморазведки подводных месторождений нефти и газа в арктических морях. Предложено судно с конструкцией, объединяющей преимущества надводного корабля (высокий уровень обитаемости, безопасность, большие площади палуб, позволяющие производить обслуживание и ремонт сейсмооборудования) и преимущества многоцелевой подводной станции в части применения гидроакустических излучателей и буксируемых в толще воды подо льдом сейсмокос для 2D технологии сейсморазведки.

Носовая оконечность корпуса судна повышенной ледопроходимости // 2536568

Изобретение относится к области судостроения и касается проектирования обводов корпуса судна повышенной ледопроходимости, имеющего форштевень с бульбом. Предложена носовая оконечность корпуса судна, имеющего в районе мидель-шпангоута днище с малой или нулевой килеватостью и борта, близкие к вертикальным, содержащая бульб, имеющий в своей верхней части прямое или слегка изогнутое ребро, образованное в диаметральной плоскости при соединении правой и левой поверхностей бульба под пространственным углом 30-150°, имеющее наклон вперед до 30° к плоскости ватерлинии и пересекающее плоскости (уровни) самого верхнего и самого нижнего положений расчетной ватерлинии судна в носу для разных вариантов его загрузки.

Носовая оконечность ледокола // 2535588

Изобретение относится к морским транспортным средствам, предназначенным для эксплуатации в ледовых полях Арктики. Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что носовая оконечность ледокола, включающая оптимальной формы обводы носовой части корпуса, содержит бортовые поворотные рабочие органы для образования скважин в толстом льду по ходу продвижения ледокола.

Способ разрушения ледяного покрова и полупогружное ледокольное судно // 2535346

Изобретение относится к области судостроения и касается разрушения ледяного покрова морскими ледокольными судами для перевозки грузов. Предложен способ разрушения ледяного покрова, при котором при движении полупогружного судна создают выталкивающую архимедову силу, давящую на нижнюю поверхность льда в вертикальном направлении, и разрушают лед заведенным под него тараном с ледоразрушающим ребром, связанным с корпусом судна.

Способ разупрочнения ледяного покрова // 2533025

Изобретение относится к проведению предупредительных работ для предотвращения заторообразования на участке реки и может быть использовано для разупрочнения ледяного покрова в местах подводных коммуникаций.

Способ ледового плавания судов и суда для его осуществления // 2532666

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации судов в ледовых условиях. При ледовом плавании судов ледового и неледового класса предварительно суда неледового класса размещают в суда-доки ледового класса, после чего все суда ледового класса вместе с ледоколом соединяют в кильватерную колонну «в упор» введением носовой части судна в кормовую выемку впереди идущего судна и стыковки с помощью унифицированного стыковочного узла.

Способ разрушения ледяного покрова // 2531857

Изобретение относится к ледотехнике, в частности, к выполнению ледокольных работ судами на воздушной подушке. Во время морского отлива судно на воздушной подушке движется с резонансной скоростью вдоль береговой линии на расстоянии от кромки примерзшего к берегу льда и возбуждает во льду резонансные изгибно-гравитационные волны, при этом судну сообщают поперечные периодические перемещения с амплитудой, не превышающей половину длины волны статического прогиба льда, и частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн.

Способ разрушения ледяного покрова // 2551322

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при всплытии посредством нагружения льда снизу за счет создания силы плавучести. Способ осуществляется посредством создания у судна дифферента на корму и силы плавучести за счет осушения балластных цистерн. При этом судну создают дополнительную силу плавучести, которую периодически изменяют с частотой, равной собственной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове импульсной нагрузкой. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном. 4 ил

Кормовая оконечность судна ледового плавания // 2551638

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкциям кормовых оконечностей судов ледового плавания. Предложена кормовая оконечность судна ледового плавания, содержащая ледорезный выступ, жестко закрепленный на ахтерштевне в диаметральной плоскости судна и расположенный позади пера руля по ходу движения судна. Верхний конец оси поворота пера руля пропущен через ахтерштевень, а нижний размещен на пятке, жестко скрепленной с килем, ось поворота пера руля размещена со стороны ледорезного выступа, который жестко связан вертикальной стойкой с соответствующим концом пятки, образуя вертикальную защитную раму вокруг винто-рулевого комплекса. Задняя по ходу движения судна кромка вертикальной стойки заострена. По обе стороны ахтерштевня под острым углом к горизонтальной плоскости на подводной поверхности корпуса судна жестко закреплены отбойники льда, свободные кромки которых опущены ниже закрепленных кромок, по меньшей мере, на уровень ниже верхней кромки винта. Расстояние от оси поворота пера руля до его задней по ходу движения судна кромки не превышает радиус кривизны, описываемой этой кромкой. Технический результат заключается в повышении управляемости судна при его движении задним ходом и повышении надежности защиты винто-рулевого комплекса, в особенности при перекладке пера руля на любой из бортов судна. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ движения судна во льдах // 2551697

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации судов в ледовых условиях. Предложен способ движения судна во льдах, включающий создание упора при помощи движителя судна и воздействие его корпуса на массив льда с дополнительным созданием разрежения в воде путем ее забора и откачки из зоны в оконечности корпуса, в направлении которой производится движение судна, при этом откачку воды осуществляют движителем судна или его средством активного управления. Технический результат заключается в снижении энергозатрат на осуществление движения судов в ледовых условиях.

Способ разрушения ледяного покрова и устройство для разрушения ледяного покрова // 2552753

Изобретение относится к разрушению ледяного покрова в период льдообразования, дрейфа и в период торошения ледяных полей, расположенных как в условиях мелкого, так и глубокого морей. Устанавливают под лед заряды взрывчатого вещества и устраивают их поочередный подрыв с интервалом времени, равным времени прохождения изгибно-гравитационной волны от места подрыва предыдущего до места подрыва последующего зарядов. Над ледяным покровом устанавливают заряды взрывчатых веществ и подрывают их одновременно с подрывом зарядов, установленных под ледяным покровом. При этом перед установкой зарядов взрывчатого вещества измеряют скорость и направление ветра, подводных течений и дрейфа ледовых полей, определяют толщину льда. Заряды взрывчатого вещества размещают с формированием направления распространения взрывной волны в противоположные стороны от места нахождения морского объекта хозяйственной деятельности. Воздействующее на ледовое покрытие плавсредство снабжено источником газа и системой подачи его с коллектором и содержит кабель-трос, другой конец которого через электромагнитный размыкатель соединен с балластом. Заряды размещают в водонепроницаемых оболочках, выполненных в виде шара. Кабель-трос соединяют с шарами посредством зажигательной свечи. Заряды выполнены в виде объемно-детонирующей смеси. Обеспечивается повышение надежности защиты морских объектов хозяйственной деятельности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для растапливания льда для прохождения судна (варианты) // 2553485

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации судов в покрытых льдом водах. Предложено устройство для растапливания льда для прохождения судна, включающее в себя: котел, сконфигурированный с возможностью нагревать теплоноситель; высокотемпературный насос, сконфигурированный с возможностью переносить нагретый теплоноситель; нагревательный кожух, сконфигурированный с возможностью нагрева посредством теплоносителя, переносимого посредством высокотемпературного насоса, и присоединенный к носовому отсеку судна; и установку получения струи горячего газа, сконфигурированную с возможностью расположения спереди от нагревательного кожуха и выбрасывания струей воздуха, нагретого посредством теплоносителя. Рассмотрены также варианты выполнения устройства с использованием блока нагревательного ножа. Технический результат заключается в повышении эффективности и упрощении конструкции устройства для растапливания льда. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ разрушения ледяного покрова // 2553516

Изобретение относится к технологиям разрушения ледяного покрова для вскрытия прохода через ледовое поле. Способ разрушения ледяного покрова основан на использовании двух видов воздействия на ледяное поле: облучение мощным лазерным излучением и нагружение льда корпусом ледокола. На ледоколе устанавливают лазерные установки, фокусирующие устройства которых ориентированы на ледяной покров вниз. Для образования надрезов в ледяном поле его облучение начинают с кромки поля и осуществляют по линиям, параллельным курсу движения ледокола. Разрушение ледяного покрова осуществляется по этим линиям надреза под воздействием нагрузки, создаваемой корпусом ледокола при его движении. Технический результат заключается в сокращении числа операций и состава оборудования, необходимых для реализации способа, в повышении линейной плотности распределения энергии лазерного излучения вдоль линий сканирования, в снижении ледовой нагрузки на корпус судна, в формировании канала для проводки судов правильной формы, ширина которого превосходит максимальную ширину ледокола. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ обеспечения постановки подводных аппаратов с борта судна в ледовых условиях // 2554721

Изобретение относится к области использования технических средств освоения океана и проведения подводно-технических и спасательных работ в условиях наличия ледового покрова. Предложен способ обеспечения постановки подводных аппаратов с борта судна в ледовых условиях, при котором берут прочные воздухонаполняемые емкости, составляют гирлянду необходимой длины, закрепленную на двух штангах на борту судна, опускают конструкцию в воду, затем осуществляют наддув емкостей и оттесняют от борта битый лед, при этом осадка надувной конструкции за счет балласта превышает осадку льда. Технический результат заключается в повышении безопасности и упрощении проведения спуска и подъема подводных аппаратов и других подводно-технических средств.

Судовое ледокольное устройство // 2556137

Изобретение относится к области судостроения и касается повышения ледовой проходимости судов. Предложено судовое ледокольное устройство, которое содержит колун, закрепленный шарнирно на горизонтальной оси в носовой подводной части судна так, что во время хода судна колун находится подо льдом и направлен вперед. Колун приводится в колебательное движение с помощью якорно-швартовного шпиля с закрепленным на его верхнем фланце кривошипом, передающим движение на колун посредством цепи, соединенной шарнирно с кривошипом, проведенной через блок, установленный на рычаге в носу вблизи форштевня, и прикрепленной к колуну. При этом цепь является дополнительным элементом разрушения льда в качестве пилы, так как совершает возвратно-поступательные движения. Для регулировки исходной высоты колуна в зависимости от толщины ледяного покрова и осадки судна предусмотрены рычаг с блоком и гидроприводом, а также талреп, смонтированный между звеньями цепи. Предусмотрена фиксация колуна в верхнем нерабочем положении. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и эффективности судового ледокольного устройства. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Двухплатформенный комплекс плавучих средств для строительства, ремонта и обследования морских трубопроводов и сооружений в ледовых условиях // 2562817

Изобретение относится к области судостроения, а более конкретно - к судам для выполнения подводно-технических работ. Предложен двухплатформенный комплекс плавучих средств для строительства, ремонта и обследования морских трубопроводов и сооружений в ледовых условиях, включающий судно ледового плавания и технологическое оборудование для обследования, строительства и ремонта морских технических объектов с модулем для подводной стыковки и сварки морских трубопроводов на нефтяных и газовых месторождениях. Комплекс дополнен вторым судном ледового плавания, имеющим ледокольную форму корпуса, для колки льда на месте проведения работ, на котором размещен модуль для подводной стыковки и сварки морских трубопроводов. Технический результат заключается в повышении эффективности проведения подводно-технических работ в ледовых условиях на мелководных акваториях. 2 ил.

Морская технологическая ледостойкая плавучая платформа с ледокольными формами обводов корпуса (варианты) // 2563288

Изобретение относится к области морской ледотехники, касается создания ледостойких платформ для освоения месторождений нефти и газа на шельфе замерзающих морей и решает задачу по уменьшению смещения технологической плавучей платформы при ее развороте под действием внешних сил со стороны ледовых образований за счет повышения скорости ее разворота, по защите турели и райзерных линий от контакта с килем тороса и с притопленными корпусом льдинами. Предложены варианты формы обводов корпуса морской ледостойкой платформы, оборудованной размещенными в корпусе по диаметральной плоскости платформы в ее носовой части райзерными линиями и турелью, обеспечивающей платформе возможность самопроизвольного разворота в направлении действия главного вектора внешних сил, и удерживаемой на месте с помощью якорной системы удержания, соединенной с турелью. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.