Устройство для разрушения ледяного покрова



Устройство для разрушения ледяного покрова
Устройство для разрушения ледяного покрова

Владельцы патента RU 2669332:

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, 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. Точка крепления троса к подводному судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна. Под ледяным покровом на якорном тросе на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статического прогиба льда, установлены катод и анод, на которые подается напряжение от источника постоянного электрического тока. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 1 ил.

 

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при их всплытии в сплошном льду.

Уровень техники известен из устройства (1. RU 2575911 С1), которое состоит из подводного судна, снабженного якорем, прикрепленным тросом к судну и способным прикрепляться ко льду. Судно оснащено балластными цистернами объемом, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.

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

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, позволяющего увеличить деформации льда при неизменной нагрузке.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, прикрепленным тросом к судну и выполненным с возможностью прикрепления ко льду, балластными цистернами объемом, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины, при этом точка крепления троса к судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна, а диаметр раскрытия лап якоря должен быть больше длины рубки судна.

Отличительные: под ледяным покровом на якорном тросе установлен контейнер с химическим реагентом.

Известно (2. Панфилов Д.Ф. Приближенный метод расчета грузоподъемности ледяного покрова / Известия всесоюзного научно-исследовательского института ледотехники. Т. 65, 1960. - с. 221-224.), что с уменьшением плотности воды (или объемного веса воды) прогиб ледяного покрова под нагрузкой возрастает.

Общеизвестно, что при пропускании постоянного электрического тока через воду между катодом и анодом возникает электролиз, т.е. вода разлагается на кислород и водород. Таким образом, в месте их расположения возникнет область с пониженной плотностью, что, в свою очередь, приведет к возрастанию прогибов ледяного покрова, что увеличит изгибные напряжения во льду, т.е. толщину разрушаемого ледяного покрова. Если расстояние между катодом и анодом будет равно половине волны статического прогиба льда, а якорь будет прикреплен между ними, то увеличение прогиба льда будет максимальным (3. Голушкевич С.С. О некоторых задачах теории изгиба ледяного покрова. - Л.: Воениздат, 1947. - 231 с., ил.)

Изобретение осуществляется следующим образом.

В средней части судна выполнен контейнер, в который 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 порохового заряда, якорь в сложенном состоянии. Для пробивания льда, т.е. для создания во льду лунки, может быть использована, например, струя кумулятивного зарядка, установленного в головной части якоря. После выхода якоря из-подо льда его лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта), и он прикрепляется ко льду. Затем забортной водой заполняют балластные цистерны. Судно приобретает отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорный трос, создавая при этом вертикальную нагрузку на лед.

Если после полного заполнения балластных цистерн разрушения льда не произойдет, то на предварительно установленные на якорном тросе под ледяным покровом на расстоянии друг от друга равном половине длины волны статического прогиба льда катод и анод подают напряжение от источника постоянного электрического тока. В результате подо льдом в месте установки якоря возникнет область воды с меньшей плотность. Прогиб ледяного покрова возрастет [2], что, соответственно, увеличит изгибные напряжения во льду, т.е. толщину разрушаемого льда при неизменной отрицательной силе плавучести. 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 значительного сопротивления при ее выходе из-подо льда. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически.

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 Н. После выходя якоря 2 из-подо льда 3 его лапы 4 раскрываются до диаметра d, который больше длины рубки . Затем балластные цистерны 5 заполняют водой. Отрицательная сила плавучести D возникнет за счет натяжения якорного троса 6 и приведет к появлению волны статического прогиба 7 длиной λСТ. При возникновении необходимости включают источник постоянного электрического тока 8, подключенного к аноду и катоду 10, расположенными на расстоянии друг от друга λСТ что приведет к возникновению области с пониженной плотностью 11. Точка крепления троса 6 О совпадает с центром величины объемного водоизмещения судна С.

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, снабженного якорем, прикрепленным тросом к судну и выполненным с возможностью прикрепления ко льду, балластными цистернами объемом, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины, при этом точка крепления троса к судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна, а диаметр раскрытия лап якоря должен быть больше длины рубки судна, отличающееся тем, что под ледяным покровом на якорном тросе на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статического прогиба льда, установлены катод и анод, на которые подается напряжение от источника постоянного электрического тока.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению, а именно к автономным необитаемым подводным самоходным аппаратам (планерам-глайдерам) для исследования водных акваторий. Подводный планер-глайдер включает в себя систему управления плавучестью, состоящую из балластных цистерн, распределительных электромагнитных клапанов, гидронасосов рабочей жидкости, размещенных в прочном корпусе подводного планера-глайдера, эластомерных емкостей, размещенных в проницаемой части подводного планера-глайдера.

Изобретение относится к области подводной морской техники, в частности к автономным необитаемым подводным аппаратам (АНПА), и может быть применено в разного рода подводных исследованиях.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов создания средств для осуществления транспортировки, установки, снятия грузов под водой, а также для осмотра, технического обслуживания, ремонта подводных сооружений.

Изобретение относится к области водолазной техники, а конкретно подводным транспортным средствам проницаемого («мокрого») типа для доставки экипажа в легководолазном снаряжении и полезного груза в район проведения водолазных работ.

Изобретение относится к области устройств для локализации источника звука. Подводный планер содержит крылья, рули, двигатели, аккумуляторную батарею, систему управления.

Изобретение относится к гидроакустике, в частности к устройствам пеленга подводных источников шума. Автономный необитаемый подводный аппарат для измерения дифференциальных характеристик векторного звукового поля содержит носовой и кормовой звукопрозрачные обтекатели, носовой и кормовой комбинированные акустические приемники с системой подвеса, носовую и кормовую секции системы регулирования плавучести, левый и правый маршевый движитель, систему бортового управления и навигации с аккумуляторной батареей и набором датчиков, систему изменения остойчивости, герметичный контейнер, блок обработки данных комбинированных акустических приемников.

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.

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 судостроения, в частности к судам туннельно-скегового типа, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Способ разрушения ледяного покрова 1 судном 2 туннельно-скегового типа заключается в том, что возбуждают резонансные изгибно-гравитационные волны в ледяном покрове 1 при движении судна 2 по льду с резонансной скоростью, создают дополнительный прирост силы статического давления и демпфирования возмущающего воздействия бортовых роторно-винтовых движителей 5, возбуждаемых вибрацией и установленных в плоскости конструктивной ватерлинии.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам туннельно-скегового типа, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Способ разрушения ледяного покрова 1 судном 2 туннельно-скегового типа заключается в том, что возбуждают резонансные изгибно-гравитационные волны в ледяном покрове 1 при движении судна 2 по льду с резонансной скоростью, создают дополнительный прирост силы статического давления и демпфирования возмущающего воздействия бортовых роторно-винтовых движителей 5, возбуждаемых вибрацией и установленных в плоскости конструктивной ватерлинии.

Изобретение относится к области эксплуатации морских объектов, в частности предназначенных для добычи углеводородов, в ледовых условиях. Предлагаются технологии защиты неподвижного судна от надвигающегося льда.

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.

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, 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. Точка крепления троса к подводному судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна. Под ледяным покровом на якорном тросе на расстоянии друг от друга, равном половине длины волны статического прогиба льда, установлены катод и анод, на которые подается напряжение от источника постоянного электрического тока. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 1 ил.

Наверх