Устройство для разрушения ледяного покрова



Устройство для разрушения ледяного покрова
Устройство для разрушения ледяного покрова

Владельцы патента RU 2683123:

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 установлен насос, способный периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн отсасывать из-подо льда воду в течение времени, равного половине их периода, и с расходом, при котором под ледяным покровом будет возникать кавитационная каверна. 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 C1), 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 насос, способный периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн отсасывать из-подо льда воду в течение времени равному половине их периода и с расходом, при котором под ледяным покровом будет возникать кавитационная каверна.

Общеизвестно, что у всасывающего патрубка работающего насоса происходит падение давления в потоке жидкости. Поэтому при расположении патрубка вблизи нижней поверхности ледяного покрова его прогибы от действия вертикальной нагрузки возрастут.

Также известно (2. Козин В. М., Скрипачев В. В. Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки. / ПМТФ - Новосибирск.: Изд-во СО РАН. - 1992, №5), что периодическое приложение к ледяному покрову поперечной нагрузки с частотой равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) приводит к значительному увеличению деформаций (амплитуды прогибов) льда по сравнению с ее стационарным приложением.

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 периодически включают предварительно установленный на якорном тросе насос, способный периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн отсасывать из-подо льда воду в течение времени равному половине их периода и с расходом, при котором под ледяным покровом будет возникать кавитационная каверна. В результате подо льдом возникнет область воды с наибольшим падением давления, что увеличит изгибные напряжения во льду, т.е. толщину разрушаемого льда при неизменной нагрузке за счет возбуждения дополнительной системы резонансных ИГВ с большей амплитудой. 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 l. Затем балластные цистерны 5 заполняют забортной водой. Отрицательная сила плавучести D возникнет за счет натяжения якорного троса 6. При возникновении необходимости включают насос 7, способный периодически с частотой резонансных ИГВ отсасывать из-подо льда воду в течение времени равному половине их периода и с расходом, при котором под ледяным покровом будет возникать кавитационная каверна 8, что приведет к возбуждению резонансных ИГВ 9. 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 установлен насос, способный периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн отсасывать из-подо льда воду в течение времени, равного половине их периода, и с расходом, при котором под ледяным покровом будет возникать кавитационная каверна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к управлению беспилотным подводным транспортным средством под водой. Для управления автономным подводным транспортным средством в месте, находящемся под водой, согласно способу опускают по меньшей мере одну корзину автономного подводного транспортного средства к месту, находящемуся под водой возле по меньшей мере одной заранее установленной подводной конструкции, которая имеет средства обеспечения ее электрической энергией.

Изобретение относится к области техники устойчивых к давлению конструкций корпусов, в частности батискафов. Предложена самобалансирующаяся устойчивая к давлению конструкция корпуса, которая содержит сферические внутренний (1, 2), промежуточный (3, 4) и внешний(5, 6) корпуса, последовательно расположенные изнутри наружу относительно центра сферы; указанные внутренний и промежуточный корпуса, а также промежуточный и внешний корпуса соединены друг с другом посредством пары симметричных коаксиальных соединительных осей (15, 16, 17, 18) в сборе, при этом осевые линии двух пар соединительных осей в сборе взаимно перпендикулярные, что обеспечивает возможность поворота внутреннего и промежуточного корпусов, а также промежуточного и внешнего корпусов относительно друг друга; на каждой из соединительных осей в сборе установлено амортизирующее средство (151, 161, 171, 181) для противодействия биению соседних корпусов друг о друга в осевом направлении.

Изобретение относится к подводным техническим средствам для исследования и освоения мирового океана. Предложен малогабаритный многофункциональный автономный необитаемый подводный аппарат (АНПА), предназначенный для выполнения широкого круга исследовательских, поисковых и подводно-технических работ на шельфе.

Изобретение относится к области кораблестроения, в частности к корпусным конструкциям подводных технических средств. Предложена межотсечная переборка подводного технического средства, которая содержит внутренний сферический и наружный тороидальный участки полотна, при этом выпуклость внутреннего сферического участка полотна обращена в направлении оконечности прочного корпуса подводного технического средства, а выпуклость тороидального участка обращена противоположно этой оконечности.

Изобретение относится к области подводного кораблестроения, в частности к пропульсивным электроэнергетическим установкам с гребными электродвигателями, и может быть использовано в судостроении.

Изобретение относится к области подводной робототехники, в частности к телеуправляемым (по кабелю) необитаемым подводным аппаратам (ТИПА) разового применения, предназначенным для уничтожения подводных, стационарных, потенциально опасных объектов, включая морские донные и якорные мины.

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 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.

Движитель включает в себя подледный якорь, содержащий две балластные емкости, электроприводные гребные винты и расположенную сверху плиту с зубчатой наружной поверхностью, которой она взаимодействует с нижней поверхностью льда, а также буксировочную установку, содержащую один или несколько длинноходовых, продольно расположенных вне корпуса судна гидроцилиндров, гибкие штоки которых присоединяются к задней части подледного якоря.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, которое представляет собой подводное судно, способное двигаться подо льдом с резонансной скоростью и возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом. Предложено устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, содержащее установленное в носовой части судна на верхней поверхности его корпуса устройство в виде бегущей вдоль корпуса дорожки, представляющей собой транспортерную ленту.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при всплытии в сплошном льду.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при их всплытии в сплошном льду.

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 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, 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 установлен насос, способный периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн отсасывать из-подо льда воду в течение времени, равного половине их периода, и с расходом, при котором под ледяным покровом будет возникать кавитационная каверна. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова. 1 ил.

Наверх