Способ разрушения ледяного покрова



Способ разрушения ледяного покрова
Способ разрушения ледяного покрова

Владельцы патента RU 2651329:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВО "АмГПГУ") (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 образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВО "ПГУ им. Шолом-Алейхема") (RU)

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 якоря и троса с последующим периодическим заполнением балластных цистерн забортной водой, их осушением с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, при этом длину троса выбирают из условий обеспечения прекращения погружения судна в момент достижения им максимальной вертикальной скорости. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 1 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 периодическим заполнением балластных цистерн забортной водой.

Отличительные: цистерны заполняют, а затем осушают периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, при этом длину троса выбирают из условий обеспечения прекращения погружения судна в момент достижения им максимальной вертикальной скорости.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В средней части судна выполняют контейнер, в котором укладывают в сложенном состоянии якорь с тросом, при этом точка крепления троса к судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна. В этом случае натяжение якорного троса не вызовет ни крена, ни дифферента судна. При возникновении необходимости всплытия судно подвсплывает на безопасное заглубление и останавливается. Затем из контейнера в вертикальном направлении выстреливается, например, при помощи пороховых зарядов якорь в сложенном состоянии с прикрепленным к нему тросом. Для пробивания льда, т.е. для создания во льду лунки, может быть использована, например, струя кумулятивного заряда, установленного в головной части якоря. После выхода якоря из-подо льда его лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта) и после натяжения, т.е. устранения слабины троса, он прикрепляется ко льду. Затем забортной водой заполняют цистерны главного балласта. Судно приобретает отрицательную плавучесть и начинает натягивать якорный трос, создавая вертикальную нагрузку на лед. Если при этом ледяной покров не разрушится, то цистерны главного балласта начинают периодически наполнять и осушать с частотой, равной частое резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ), (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). В результате судно начнет перемещаться в вертикальном направлении. При таких перемещениях между нижней поверхностью ледяного покрова и верхней частью судна в воде, как очевидно, будет возникать область повышенного (судно перемещается вверх) или область пониженного (судно перемещается вниз) давления. Это приведет к возбуждению в ледяном покрове резонансных ИГВ, т.е. к резкому возрастанию их суммарной амплитуды и появлению во льду дополнительных нагрузок. Кроме этого, при погружении судна и соответствующем выборе длины троса необходимо обеспечить мгновенную остановку судна при достижении им максимальной скорости погружения. Этот вызовет динамический удар по льду в такт с возникшей от изменения давлений подо льдом ИГВ, т.е. к увеличению ее амплитуды и разрушению льда.

Диаметр раскрытия якоря должен быть больше длины рубки, тогда при последующем всплытии судна из-подо льда после частичного осушения балластных цистерн в образовавшейся майне рубка будет взаимодействовать только с битым льдом, который не будет оказывать значительного сопротивления при ее выходе из-подо льда. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже показан вид на судно сбоку.

В средней части судна 1 выполняют контейнер, в который укладывают в сложенном состоянии якорь с тросом (эта позиция не показана). При возникновении необходимости всплытия судно 1 подвсплывает на безопасное заглубление H. После выхода якоря 2 из-подо льда 3 его лапы 4 раскрываются до диаметра d, который больше длины рубки l. Затем балластные цистерны 5 заполняют водой до тех пор, пока не произойдет разрушение ледяного покрова 3 под якорем 2 с лапами 4 за счет натяжения якорного троса 6, возникающего от создания отрицательной силы плавучести D. Точка крепления троса 6 «О» совпадает с центром величины объемного водоизмещения судна «С». Если при этом не произойдет разрушения ледяного покрова 3, то цистерны 5 начинают наполнять и осушать периодически с частотой резонансных ИГВ. В результате между нижней поверхностью ледяного покрова 3 и верхней частью судна 1 будет возникать область повышенного давления 7 (судно перемещается вверх) или область пониженного давления 8 (судно перемещается вниз). Это приведет соответственно к формированию вершины 9 и подошвы 10 возбуждаемых ИГВ. В момент остановки погружения судна 1 в якорном тросе 6 возникнет дополнительное к отрицательной силе плавучести D усилие Р. В результате суммарная нагрузка на ледяной покров 3 возрастет.

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 цистерны заполняют, а затем осушают периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, при этом длину троса выбирают из условий обеспечения прекращения погружения судна в момент достижения им максимальной вертикальной скорости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ледокольным работам. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в том, что подводное судно начинают перемещать подо льдом на безопасной глубине с резонансной скоростью, возбуждая изгибно-гравитационные волны, при этом во время движения судна открывают крышки ракетных шахт при расположении над ними вершины резонансных изгибно-гравитационных волн.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов. Предложен поисковый подводный аппарат, несущий в качестве полезной нагрузки буи, оборудованные телескопическим поплавком с устройством для плавления льда и выдвижной антенной, оснащенный бортовой системой управления, связи и навигации, источником энергии, двигателем, движителем, приводами рулевых машинок и наружным оперением с рулями, имеющий устройство отделения буев и приемоизлучающее устройство для определения толщины льда.

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 якоря, троса и лебедки, расположенных в его кормовой части, затем при помощи лебедки к судну периодически прикладывают вертикальную нагрузку, т.е.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

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.

Изобретение относится к ледокольным работам. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в том, что подводное судно начинают перемещать подо льдом на безопасной глубине с резонансной скоростью, возбуждая изгибно-гравитационные волны, при этом во время движения судна открывают крышки ракетных шахт при расположении над ними вершины резонансных изгибно-гравитационных волн.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

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 якоря, троса и лебедки, расположенных в его кормовой части, затем при помощи лебедки к судну периодически прикладывают вертикальную нагрузку, т.е.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, диаметр раскрытия лап которого должен быть больше длины рубки, обеспечивающим при помощи троса прикрепление судна ко льду, и балластными цистернами, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

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.

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, последующем заполнении балластных цистерн забортной водой и создании положительной силы плавучести за счет заполнения емкости из эластичного материала, расположенной в средней части судна посередине между якорями, сжатым воздухом.

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, последующем заполнении балластных цистерн забортной водой и создании положительной силы плавучести за счет емкости из эластичного материала, которую располагают под ледяным покровом посередине между якорями, периодически заполняют сжатым воздухом, а затем вентилируют с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамической нагрузкой. 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. Предложен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в прикреплении судна ко льду посредством якоря и троса с последующим периодическим заполнением балластных цистерн забортной водой, их осушением с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, при этом длину троса выбирают из условий обеспечения прекращения погружения судна в момент достижения им максимальной вертикальной скорости. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 1 ил.

Наверх