Способ разрушения ледяного покрова



Способ разрушения ледяного покрова
Способ разрушения ледяного покрова

Владельцы патента RU 2662909:

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 подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой, при этом на лед в месте прикрепления судна герметично устанавливают купол, под который периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, подают воздух под давлением, измеренным в миллиметрах водяного столба, больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте установки купола. 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: на лапах якоря закрепляют прочную воздухонепроницаемую ткань, по краям которой устанавливают уплотняющий элемент, а сами лапы прикрепляют к веретену якоря таким образом, чтобы после его раскрытия на поверхности ледяного покрова он образовывал купол, под который подают воздух под давлением, величина которого, измеренная высотой водяного столба, должна быть больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте образования купола, при этом диаметр раскрытия лап якоря должен быть больше длины рубки судна, а точка крепления троса к судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна.

Известно (2. Зуев В.А., Козин В.М. Использование судов на воздушной подушке для разрушения ледяного покрова. - Владивосток: Изд-во Дальневосточного ун-та, 1988. - 128 с.), что создание при помощи воздушной подушки подо льдом воздушной полости приводит к тому, что вода перестает в этом месте поддерживать ледяной покров, т.е. его легче разрушить вертикальной нагрузкой, а при достаточных размерах воздушной полости лед разрушается за счет собственных сил тяжести.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В средней части судна выполняют контейнер, в которых укладывают в сложенном состоянии якорь с тросом, при этом точки 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. На лапах якоря предварительно закрепляют прочную воздухонепроницаемую ткань, по краям которой устанавливают уплотняющий элемент. При возникновении необходимости всплытия судно подвсплывает на безопасное заглубление и останавливается. Затем из контейнера в вертикальном направлении выстреливается, например, при помощи порохового заряда, якорь 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 якоря из-подо льда его лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта) и он прикрепляются ко льду. Затем забортной водой заполняют балластные цистерны. Судно приобретет отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорный трос, создавая вертикальную нагрузку на лед. Процесс заполнения балластных цистерн продолжают до тех пор, пока не произойдет разрушение ледяного покрова под якорем. Если и после полного заполнения балластных цистерн не произойдет разрушение льда, то под ткань, закрепленную на лапах якоря и имеющую на краях уплотнительный элемент, выполненный из гуттаперчевого, т.е. легкодеформируемого материала, подают под давлением воздух.

В результате в месте установки якоря и благодаря его конструкции на поверхности ледяного покрова возникнет своеобразный купол, под который продолжают подавать воздух под давлением, величина которого, измеренная высотой водяного столба, должна быть больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте образования купола. В результате подо льдом возникнет воздушная полость, глубина которой будет больше суммы толщин льда и снега, т.е. реакция упругого основания (Архимедовы силы поддержания) воды станет равной нулю. Это приведет к разрушению льда с минимальными энергозатратами [2]. Поскольку диаметр раскрытия якоря больше длины рубки, то 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 значительное сопротивление при ее выходе из-подо льда. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показан вид на судно и ледяной покров сбоку; на фиг. 2 - сверху.

В средней части судна 1 выполняют контейнер 2, в который укладывают в сложенном состоянии якорь, на лапах которого закреплена ткань, по краям которой установлен уплотняющий элемент и трос (эта позиция не показана). При возникновении необходимости всплытия судно 1 подвсплывает на безопасное заглубление H (фиг. 1). После выхода якоря 3 из-подо льда 4 его лапы 5 раскрываются до диаметра d, который больше длины рубки (фиг. 1, 2). Затем балластные цистерны 8 заполняют забортной водой и под купол 9, образованный лапами якоря 5, тканью 6 и уплотняющим элементом 7, из компрессора 10 при помощи гибкого шланга 11 подают сжатый воздух (фиг. 1) под давлением, превышающим сумму толщин hл+hс, где hл - толщина ледяного покрова; hс - толщина снежного покрова. Это приведет к возникновению подо льдом 4 воздушной полости hп>hл+hc, т.е. к исчезновению сил поддержания (Архимедовых сил плавучести) в этом месте (фиг. 1), т.к. давление сверху надо льдом и снизу уравновесится и его прочность окажется незначительной [2], что позволит достичь 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 на лед в месте прикрепления судна герметично устанавливают купол, под который периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, подают воздух под давлением, измеренным в миллиметрах водяного столба, больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте установки купола.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подводным техническим средствам для исследования и освоения мирового океана, а именно к автономным необитаемым подводным аппаратам (ПА). ПА содержит несущую конструкцию в виде последовательно и жестко соединенных между собой в направлении продольной оси ПА с возможностью разъема и с возможностью различной ориентации относительно друг друга каркасов коробчатой формы; прочные корпуса, установленные внутри каркасов; разъемные блоки плавучести, установленные внутри каркасов; и неразъемные блоки плавучести, установленные снаружи каркасов и формирующие совместно с обтекателями внешние обводы ПА.

Изобретение относится к области судостроения и касается выполнения подводных работ. Задание по проверке, контролю, обслуживанию и строительству выполняют на подводной конструкции посредством использования подводного транспортного средства для переноса погружного блока (24) к подводной конструкции.

Изобретение относится к прогулочным лодкам, а именно к их хранению или швартовке. Система удержания лодок при их нахождении на плаву в водоеме после спуска и/или перед их подъемом из воды содержит плавучее устройство, содержащее центральный плавучий элемент и вспомогательные элементы, и первую систему перемещения.

Изобретение относится к области морской техники и предназначено для освещения подводной обстановки. Предлагается способ освещения подводной обстановки, при котором производят поиск подводных объектов автономным необитаемым подводным аппаратом (НПА), оснащенным системой обнаружения цели при его движении по заданному маршруту.

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов и физического воздействия на них. Подводный аппарат-охотник состоит из головной части, в которой размещаются бортовая система управления и связанная с ней система самонаведения, заряд взрывчатого вещества, взрыватели: контактный и неконтактный.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к подводной технике, в том числе к технике для выполнения различных подводно-технических работ, и может быть использовано для разминирования акватории.

Изобретение относится к области проектирования и строительства подводных лодок (ПЛ) и предназначено для испытательных подводных пусков торпедного и ракетного оружия.

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.

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.

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 судам, эксплуатирующимся в ледовых условиях. Предложено ледокольное судно, которое содержит корпус с днищем (2), носовой частью (3) и кормовой частью (4).

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам на сжатом пневмопотоке, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложен способ разрушения ледяного покрова судном на сжатом пневмопотоке при его движении по льду с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к морским платформам. Предложена морская платформа (1), содержащая по меньшей мере один корпус (2), оборудованный распределенными на нем ориентируемыми силовыми установками (3, 4, 5, 6), и средства (7, 8, 9, 10, 11) управления их ориентацией и приведением в действие, причем средства управления включают в себя средства (12) отображения по меньшей мере части поверхности воды вокруг морской платформы (13) вблизи нее, связанные со средствами (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) управления работой по меньшей мере части ориентируемых силовых установок (3, 4, 5, 6) для создания и направления потока воды в сторону этой части поверхности.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к ледокольным судам и буксирам, предназначенным для эксплуатации во льдах. Предложено ледокольное судно, в кормовом подзоре которого размещен движительно-рулевой комплекс с установленными на валах гребными движителями, расположенными побортно симметрично ДП, и установленной в ДП полноповоротной винто-рулевой колонкой (ВРК) с гребным винтом, смещенной в корму от плоскости дисков гребных движителей судна.

Изобретение относится  к области судостроения, в частности к способам разрушения судами ледяного покрова. Способ заключается в следующем.

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.

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.

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, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой, при этом на лед в месте прикрепления судна герметично устанавливают купол, под который периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове динамическими нагрузками, подают воздух под давлением, измеренным в миллиметрах водяного столба, больше суммы толщин ледяного и снежного покровов в месте установки купола. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 2 ил.

Наверх