Устройство для разрушения ледяного покрова



Устройство для разрушения ледяного покрова
Устройство для разрушения ледяного покрова

 


Владельцы патента RU 2612065:

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

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью, при этом в носовой оконечности судна в кольцевом канале между прочным и легким корпусами судна установлены две гофрированные кольцевые пластины, способные вращаться вокруг продольной оси судна в противоположных направлениях. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Изд-во «Академия Естествознания», 2007. - 355 с., ISBN 978-5-91327-017-7).

Известно техническое решение (2. RU 2241634 С1, 10.12.2004. Бюл. №34), в котором предлагается увеличить толщину разрушаемого льда за счет повышения степени турбулентности пограничного слоя посредством увеличения вязкости воды при ее охлаждении.

Недостатком устройства является недостаточное увеличение амплитуды возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ), т.е. толщины разрушаемого льда.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, увеличивающего амплитуду ИГВ, возбуждаемых движущимся судном.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью.

Отличительные: в носовой оконечности судна в выполненном между прочным и легким корпусами судна и ориентированном перпендикулярно его продольной оси кольцевом канале установлены две гофрированные кольцевые пластины, способные вращаться вокруг продольной оси судна в противоположных направлениях, при этом канал снабжен заслонкой, способной закрывать его сверху.

Известно (3. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Дрофа. 2003. - 842 с.), что причиной перехода ламинарного режима в турбулентный являются возмущения, поступающие в пограничный слой, а также появление поперечных к направлению движения тела составляющих скорости потока, появляющихся из-за возникновения в пограничном слое поперечного градиента давлений. Таким образом, если в пограничном слое с помощью предложенного устройства создать условия для возникновения в нем поперечных к направлению движения судна, т.е. перпендикулярных к линиям тока внешнего невязкого потока, больших скоростей, то это приведет к повышению степени турбулентности пограничного слоя.

Также известно (4. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1988, с. 288), что с ростом степени турбулентности пограничного слоя судна увеличивается вязкостное сопротивление, в частности, сопротивление формы. В свою очередь, сопротивление формы влияет на распределение давления воды по поверхности корпуса судна, которое определяет величину волнового сопротивления, т.е. увеличение сопротивления формы увеличивает высоту возбуждаемых волн (см. [4], с. 116). Этому также способствует наличие на поверхности судна ниши (см. [4], с. 86), которой в предложенном устройстве является выполненный в носовой оконечности и открытый сверху канал.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, в носовой оконечности которого между прочным и легким корпусами приготовлен кольцевой канал. Для уменьшения его сопротивления движению судна в обычном режиме (без разрушения льда) канал закрыт сверху. В канале, боковые стенки которого ориентированы перпендикулярно продольной оси судна, установлены две вращающиеся в противоположных направлениях (это исключит возникновение кренящего момента, ухудшающего поперечную остойчивость судна) гофрированные, т.е. изогнутые, например, по синусоидальному закону кольцевые пластины. Такая форма пластин при их вращении в противоположных направлениях будет обеспечивать периодическое сближение и удаление друг от друга их вертикальных стенок. При сближении стенок давление между ними будет повышаться (вода будет вытесняться из этой области), а при удалении - понижаться (вода будет всасываться). В результате в пограничном слое будут периодически возникать области повышенного и пониженного давлений, что неизбежно приведет к появлению поперечных к основному (внешнему) потоку составляющих скоростей. Это повысит степень турбулентности пограничного слоя. Волновое сопротивление, а значит, и амплитуда ИГВ возрастут, что увеличит толщину разрушаемого льда, т.е. получить заявленный технический результат.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан боковой вид устройства; на фиг. 2. - вырыв I на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство для разрушения ледяного покрова 1 состоит из подводного судна 2, в носовой оконечности которого между прочным 3 и легким 4 корпусами (фиг. 3) приготовлен кольцевой канал 5 (фиг. 1, 2), снабженный заслонкой 6 ( открытое положение; закрытое положение). Боковые стенки 7 канала 5 ориентированы перпендикулярно продольной оси 8 судна 2 (фиг. 2). В канале установлены две гофрированные кольцевые пластины 9 (фиг. 2), при вращении которых в пограничном слое 10 (фиг. 1, 2) создаются области максимальных повышенного 11 и пониженного 12 давлений (фиг. 2, 3). Если амплитуда ИГВ 13, возбуждаемых от движения судна с резонансной скоростью Up, окажется недостаточной для разрушения льда 1, то заслонку 6 открывают (положение ) и пластины 9 начинают вращаться. В результате в пограничном слое 10 возникнут поперечные скорости 14 (фиг. 3), что увеличит степень турбулентности пограничного слоя 10 и приведет к росту амплитуды от ИГВ 13 до ИГВ 15 (фиг. 1).

1. Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью, отличающееся тем, что в носовой оконечности судна в выполненном между прочным и легким корпусами судна и ориентированном перпендикулярно его продольной оси кольцевом канале установлены две гофрированные кольцевые пластины, способные вращаться вокруг продольной оси судна в противоположных направлениях.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что канал снабжен заслонкой, способной закрывать его сверху.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в качестве движителей судов и подводных лодок. Движитель подводной лодки включает жестко закрепленную на корпусе подводной лодки кольцевую диафрагму и электрогидравлический насос.

Изобретение относится к технологии судостроения и касается изготовления подводных аппаратов (ПА), которые могут быть использованы при транспортировке углеводородов из донных поверхностей морей и океанов.

Изобретение относится к области подводного судостроения и касается эксплуатации подводных объектов, плавающих в районах с ледообразованием. На подводном объекте устанавливают цистерны плавучести, которые при всплытии подводного объекта до соударения со льдом на опережение выпускают на гибких связях.

Изобретение относится к области подводного кораблестроения. Предложено устройство для всплытия подводной лодки (ПЛ) в ледовых условиях, состоящее из выдвижного выступа для форсирования ледяного поля и привода, причем выдвижной выступ выполнен в виде по меньшей мере одной пары щитов, размещенных над открытой частью ниши с возможностью их подъема с образованием треугольной призмы, зафиксированной с помощью замочного соединения, предназначенной для форсирования ледяного поля, при этом привод для раскрытия щитов и удержания их в положении для контакта с поверхностью ледяного поля выполнен в виде по меньше мере одной эластичной емкости, размещенной в нише, эластичная емкость соединена с системой сжатого воздуха и снабжена клапаном стравливания для выпуска воздуха, а объем эластичной емкости, заполненной воздухом, соответствует величине избыточной плавучести ПЛ, обеспечивающей всплытие ПЛ с заданной вертикальной скоростью.
Изобретение относится к телеуправляемым подводным робототехническим системам и может быть использовано при высокоточном обследовании, фотовидеосъемке и профилировании подводных протяженных поверхностей.

Изобретение относится к морским транспортным операциям. Предложен способ транспортировки углеводородов из донных месторождений морей и океанов, включающий изготовление одного или нескольких отдельных полых корпусов, которые располагают последовательно и выполняют транспортировку посредством гребных винтов с приводами из порта приема углеводородов в места расположения месторождения, где полые корпуса заполняют углеводородами и транспортируют их в порт приема, при этом в порту приема углеводородов и в местах расположения месторождения отдельные полые корпуса временно фиксируют на вертикальных ферромагнитных опорах, которые закреплены в донной поверхности порта и донной поверхности месторождения, посредством электромагнитов, которые зафиксированы в нижней части полых корпусов, в которых в верхней части закреплен один или несколько электромагнитных клапанов для удаления либо углеводородов, либо воздуха из внутренней части полых корпусов, а в нижней части выполнено одно или несколько отверстий для подачи внутрь полых корпусов либо забортной воды, либо воздуха.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано при поиске скоплений углеводородов. Предложен способ обнаружения углеводородов с использованием подводного аппарата, снабженного одним или несколькими измерительными компонентами.

Изобретение относится к морским транспортным операциям. Предложен способ транспортировки углеводородов из донных месторождений морей и океанов, включающий изготовление одного или нескольких отдельных полых корпусов, которые располагают последовательно, и выполняют транспортировку посредством гребных винтов с приводами из порта приема углеводородов в места расположения месторождения, где полые корпуса заполняют углеводородами и транспортируют их в порт приема, при этом в порту приема углеводородов и в местах расположения месторождения отдельные полые корпуса временно фиксируют на вертикальных ферромагнитных опорах, которые закреплены в донной поверхности порта и донной поверхности месторождения, посредством электромагнитов, которые зафиксированы в нижней части полых корпусов, в которых в верхней части закреплен один или несколько клапанов для удаления воздуха из внутренней части полых корпусов, а в нижней части выполнено одно или несколько отверстий для подачи внутрь полых корпусов либо воздуха, либо углеводородов, либо забортной воды.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным аппаратам, и может быть использовано при транспортировке углеводородов из донных месторождений морей и океанов.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным аппаратам, и может быть использовано при транспортировке углеводородов из донных месторождений морей и океанов.

Изобретение относится к области судостроения и касается конструкции кормовой оконечности судна ледового плавания. Предложено рулевое устройство судна ледового плавания c защитной рамой вокруг винто-рулевого комплекса, образованной ахтерштевнем с ледорезным выступом позади пера руля, связанным вертикальной стойкой с соответствующим концом пятки, скрепленной с килем.

Изобретение относится к области подводного судостроения и касается эксплуатации подводных объектов, плавающих в районах с ледообразованием. На подводном объекте устанавливают цистерны плавучести, которые при всплытии подводного объекта до соударения со льдом на опережение выпускают на гибких связях.

Изобретение относится к области подводного кораблестроения. Предложено устройство для всплытия подводной лодки (ПЛ) в ледовых условиях, состоящее из выдвижного выступа для форсирования ледяного поля и привода, причем выдвижной выступ выполнен в виде по меньшей мере одной пары щитов, размещенных над открытой частью ниши с возможностью их подъема с образованием треугольной призмы, зафиксированной с помощью замочного соединения, предназначенной для форсирования ледяного поля, при этом привод для раскрытия щитов и удержания их в положении для контакта с поверхностью ледяного поля выполнен в виде по меньше мере одной эластичной емкости, размещенной в нише, эластичная емкость соединена с системой сжатого воздуха и снабжена клапаном стравливания для выпуска воздуха, а объем эластичной емкости, заполненной воздухом, соответствует величине избыточной плавучести ПЛ, обеспечивающей всплытие ПЛ с заданной вертикальной скоростью.

Изобретение относится к способу разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области судостроения и касается эксплуатации ледоколов при буксировке судов ледового плавания в акваториях с ледовым покровом, а именно судов с бульбовой носовой частью.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного при движении под ледяным покровом возбуждать в нем резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ). На судне в водопроточных каналах между прочным и легким его корпусами установлены друг за другом две крыльчатки поперечными сечениями перпендикулярно продольной оси судна с открытыми участками в верхних частях, лопатки крыльчаток имеют кривизну, обеспечивающую при вращении и изменении направления вращения крыльчаток возникновение соответственно центробежных (ЦБ) и центростремительных (ЦС) сил, крыльчатки выполнены с возможностью периодически с частотой резонансных ИГВ изменять направление вращения на противоположное в течение времени, равного полупериоду этих волн, при создании ЦБ сил лопатки крыльчаток в момент окончания прохождения ими открытых участков каналов способны отклоняться на время, равное времени подхода к закрытым участкам очередных лопаток, после чего возвращаться в исходное положение. При смене направлений вращения крыльчаток, т.е. при возникновении ЦС сил, лопатки после прохождения ими открытых участков не отклоняются, открытые участки водопроточных каналов сообщены с забортной водой и оснащены клапанами, способными закрываться и открываться при возникновении ЦБ и ЦС сил соответственно. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова. 6 ил.
Наверх