Способ разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении судна ко льду посредством пары якорей и тросов с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой и загружением периодическим знакопеременным дифферентующим моментом с интервалом времени, равным времени прохождения резонансными изгибно-гравитационными волнами расстояния между прикрепленными ко льду якорями. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 2 ил.

 

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Известно техническое решение (1. Патент RU 2570916), в котором ледяной покров предлагается разрушать подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса. Затем разрушающую лед нагрузку создают за счет заполнения балластных цистерн судна забортной водой, а также вращения гребных винтов судна.

Недостатком решения являются недостаточная толщина разрушаемого льда, зависящая от емкости балластных цистерн, т.е. возникающей отрицательной силой плавучести при их заполнении, а ее увеличение (за счет вращения гребных винтов) может привести к опасному подвсплытию судна (вертикальному перемещению вверх) и его соударению со льдом.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения ледоразрушающей способности и безопасности эксплуатации судна при его осуществлении.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова и повышении безопасности эксплуатации судна при его реализации.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: судно прикрепляют ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой.

Отличительные: судно прикрепляют ко льду посредством пары якорей и тросов, расположенных в носовой и кормовой оконечностях судна, в средней части судна по середине между якорями предусматривают контейнер с вложенной в него емкостью из эластичного материала, которую заполняют сжатым воздухом.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В носовой и кормовой оконечностях судна выполняют контейнеры, в которых укладывают в сложенном состоянии якоря с тросами, при этом точки крепления тросов к судну при их натяжении должны обеспечивать нулевые кренящие моменты. При возникновении необходимости всплытия судно подвсплывает на безопасное заглубление и останавливается. Затем из контейнеров в вертикальном направлении выстреливаются, например, при помощи пороховых зарядов, якоря в сложенном состоянии. Для пробивания льда, т.е. для создания во льду лунки, может быть использована, например, струя кумулятивного заряда, установленного в головной части якоря. После выхода якорей из-подо льда их лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта) и после натяжения, т.е. устранения слабины тросов, они прикрепляются ко льду. Затем забортной водой заполняют цистерны главного балласта. Судно приобретет отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорные тросы, создавая вертикальную нагрузку на лед. Если при этом ледяной покров не разрушится, то при помощи дифферентных цистерн судно загружают периодическим знакопеременным дифферентующим моментом с интервалом времени, равным времени прохождения изгибно-гравитационными волнами с их резонансной скоростью (2. 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) расстояния между прикрепленными ко льду якорями. При возникновении дифферентующего момента в тросах появятся дополнительные силы натяжения, т.е. соответствующие дополнительные динамические нагрузки, возбуждающие ИГВ [2], а их приложение ко льду с указанным интервалом обеспечит отсутствие сдвига фаз между ИГВ, возбуждаемых судном в районах его носовой и кормовой оконечностей. Это приведет к возбуждению в ледяном покрове резонансных ИГВ, т.е. к резкому возрастанию их суммарной амплитуды и появлению во льду дополнительных нагрузок с минимальными энергозатратами, что позволит достичь заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показано положение судна после его прикрепления ко льду; на фиг. 2 - положения судна при его загружении знакопеременным дифферентующим моментом.

В носовой и кормовой оконечностях судна 1 выполняют контейнеры 2, в которые укладывают в сложенном состоянии якоря с тросами (эта позиция не показана) (фиг. 1). При возникновении необходимости всплытия судно 1 подвсплывает на безопасное заглубление Н. После выхода якорей 3 из-подо льда 4 их лапы 5 раскрываются, затем забортной водой заполняют балластные цистерны 6 (фиг. 1). Если после этого ледяной покров 4 не разрушится, то при помощи дифферентных цистерн 7 (фиг. 1) судно 1 загружают периодическим знакопеременным дифферентующим моментом ± M_d с интервалом времени, равным времени прохождения ИГВ расстояния между прикрепленными ко льду якорями λ_Я (фиг. 2). Это приведет при положительном дифференте к возбуждению ИГВ 8, а при отрицательном - ИГВ 9 (фиг. 2). Поскольку произойдет благоприятная интерференция ИГВ 8 и ИГВ 9, то возникнет резонансное увеличение их амплитуд. В итоге будет достигнут заявленный технический результат.

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой, отличающийся тем, что судно прикрепляют ко льду посредством пары якорей и тросов, расположенных в носовой и кормовой оконечностях судна, и загружают периодическим знакопеременным дифферентующим моментом с интервалом времени, равным времени прохождения резонансными изгибно-гравитационными волнами расстояния между прикрепленными ко льду якорями.