Способ разрушения ледяного покрова

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при всплытии. Ледяной покров предлагается разрушать подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса. Имеющиеся на судне балластные цистерны заполняют забортной водой. После этого периодически начинают и прекращают вращение гребных винтов, при этом продолжительность вращения и его прекращения осуществляют в течение времени, равного половине периода резонансных изгибно-гравитационных волн. Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого льда.

 

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

Известно техническое решение (1. RU 2570916 С1), в котором ледяной покров предлагается разрушать подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса. Имеющиеся на судне балластные цистерны заполняют забортной водой, тем самым обеспечивая вертикальную нагрузку на лед за счет создания отрицательной силы плавучести. Кроме этого, дополнительную нагрузку на лед создают за счет вращения гребных винтов, т.е. увеличения силы натяжения троса.

Недостатком решения является его недостаточная эффективность, т.е. ограниченная толщина разрушаемого ледяного покрова.

Сущность изобретения заключается в разработке способа, позволяющего увеличить прогибы льда.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующим заполнением балластных цистерн забортной водой и вращения гребных винтов.

Отличительные: вращение винтов начинают и прекращают периодически, при этом продолжительность вращения и его прекращения осуществляют в течение времени, равном половине периода резонансных изгибно-гравитационных волн.

Известно (2. Д.Е. Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат. 1967 - 218 с.), что приложение периодической нагрузки к ледяному покрову с периодом, равным периоду резонансных ИГВ, значительно увеличивает его деформации по сравнению с такой же по интенсивности нагрузкой, но приложенной стационарно. Объясняется это тем, что при такой нагрузке в ледяном покрове возникают резонансные ИГВ, т.е.волны с наибольшей амплитудой.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В средней части судна выполняют 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 при отсутствии хода у судна не вызовет ни крена, ни дифферента. 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 прикрепляется ко льду. Затем забортной водой заполняют балластные цистерны. Судно приобретет отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорный трос, создавая при этом вертикальную нагрузку на лед. Совпадение направления действия этой нагрузки с направлением сил тяжести льда увеличивает его разрушаемую толщину. Диаметр раскрытия якоря должен быть больше длины рубки. В этом случае 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. Если после заполнения балластных цистерн не произойдет разрушение ледяного покрова под якорем, то начинают вращать гребные винты. Якорный трос отклонится от первоначального вертикального положения и дополнительно натянется. Если после увеличения оборотов вращения до максимальных значений разрушения льда не произойдет, то вращение винтов начинают и прекращают периодически, при этом продолжительность вращения и его прекращения осуществляют в течение времени, равном половине периода резонансных ИГВ, величину которого можно определить по зависимостям из работы [2]. При таком режиме работы гребного винта будут возникать дополнительное натяжение троса (винт вращают) и его ослабление (вращение винта прекращают). Таким образом, в течение периода резонансных ИГВ ко льду будут прикладываться и сниматься дополнительная вертикальная нагрузка в такт с возбуждаемыми ИГВ, что вызовет резонансное увеличение их амплитуд и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяном покрове, т.е. достичь заявленный технический результат.

Изобретение не нуждается в графическом пояснении.

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса с последующими заполнением балластных цистерн забортной водой и вращением гребных винтов, отличающийся тем, что вращение винтов начинают и прекращают периодически, при этом продолжительность вращения и его прекращения осуществляют в течение времени, равного половине периода резонансных изгибно-гравитационных волн.