DE3433961A1 - Verfahren zum unterstuetzen eines eisbrechvorganges - Google Patents

Verfahren zum unterstuetzen eines eisbrechvorganges

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DE3433961A1
DE3433961A1 DE19843433961 DE3433961A DE3433961A1 DE 3433961 A1 DE3433961 A1 DE 3433961A1 DE 19843433961 DE19843433961 DE 19843433961 DE 3433961 A DE3433961 A DE 3433961A DE 3433961 A1 DE3433961 A1 DE 3433961A1
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Axel Dr. 8000 München Hayd
Martin 8000 München Maurer
Peter Dipl.-Ing. Dr. 8031 Steinebach Meinke
Joachim Dr. 2070 Großhansdorf Schwarz
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MT Aerospace AG
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MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/08—Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor

Description

™ Cm. *m
M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Akti engesei 1 schaft
gii/sd
München, 13. September 1984
Verfahren zum Unterstützen eines Eisbrechvorganges
!5 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Unterstützen eines Eisbrechvorganges.
Um die vereisten Seeregionen für die Schiffahrt freizuhalten, werden Eisbrecher eingesetzt, die allerdings
2^ seit Jahrzehnten in praktisch unveränderter Bauweise verwendet werden. Diese konventionellen Eisbrecher leiden unter hohem Energieverbrauch, geringer Arbeitsgeschwindigkeit, Störanfälligkeiten infolge von Eisschäden und gleichweise schlechten Seeeigenschaften im freien Seeraum.
Ein wesentlicher Fortschritt wurde mit einem das Prinzip des Scherbruchs anwendenden Verfahrens erreicht. Auch bei dieser neuentwickelten Eisbrecherform ist eine optimale
Eisbrechung nur bei bestimmten Eisstärken und in begrenzten Geschwindigkeitsbereichen gewährleistet, so daß dieses Eisbrecherkonzept ergänzender Eisbrechhilfen bedarf, wenn Arbeitsgeschwindigkeit und Einsatzbreite weiter gesteigert werden sollen. Bekannt sind mechanische Eisbrechhilfen, mit denen das Eis vorgeritzt und angerissen wird.
7.2243/F
, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das möglichst einfach durchgeführt eine wirkungsvolle Vorbereitung des Eises zum leichteren und schnelleren Brechen des Eises ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäb dadurch gelöst, daß das Eis vo-p-dem eigentlichen Brechvorgang mit hochfrequenten Schwingungen bestrahlt wird.
Die Bestrahlung bewirkt, daß die Kenndaten des Eises,
wie die Festigkeit, der Elastizitätsmodul, der Schubmodul und die Bruchzähigkeit des Eises so verändert werden, daß bestimmte Bruchmuster entstehen, die die Bruch- IQ arbeit des anschließenden Brechvorganges vermindert.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch Brucheis mit definierter Geometrie herausgebrochen werden, indem die Konturen des erwünschten Brucheises bestrahlt und auf diese Weise als eine Art Sollbruchf1ächen vorbereitet werden.
Als Einstrahlungsenergien werden vorzugsweise Phononen oder Photonen, z.B. Maser, Laser, verwendet. Derartige Einstrahlungen bieten gegenüber dem bekannten mechanischen Verfahren eine wesentlich einfacher durchführbare Eisbrechhilfe.
Die zu brechenden Eisflächen werden vorteilhaft entlang vorgegebener Bahnen rasterartig bestrahlt, so daß die Kristallstruktur und damit die mechanischen Eigenschaften des Eises über die gesamte Fläche verändert werden. Die Festigkeit und der Ε-Modul werden in diesem Bereich verkleinert, so daß von dem anschließend durchfahrenden Eisbrecher wesentlich weniger Energie gefordert wird. Der Eisbrecher kann damit auch durch das Eis durchgefahren werden.
7.2243/F
13.09.1984
Es gibt Anwendungen, z.B. für Forschungsarbeiten, bei denen eine möglichst homogene Strukturänderung des Eises erwünscht wird. Für diese Fälle wird vorgeschlagen, einen breiten Strahl zu verwenden, um das Eis möglichst flächenhaft in seinen mechanischen Eigenschaften zu verändern und damit eine gleichmäßige Strukturveränderung zu erreichen.
Die Eisbrechhilfe gemäß der Erfindung ist nicht nur für Meereis, sondern auch für jede Eisschicht (Gletscher,. Bergseen, u.a.) geeignet, die gebrochen werden muß.
Das Strahlengerät, z.B. ein hochfrequenzmodul1ierter Laser, wird, wie in der Zeichnung Fig. 1 gezeigt,
1^ über das Eis 10 entlang paralleler Bahnen 11 hin- und hergeführt. Durch hochfrequente Schwingungen, deren Frequenz so abgestimmt ist, daß damit die inter- und intramolekularen Schwingungsfrequenzen im Eis angeregt werden, wird die Struktur des Eises entlang der Ein-Strahlbereiche 11 verändert und damit die Festigkeit herabgesetzt. Das Eis läßt sich demzufolge im bestrahlten Bereich 12 leichter brechen als in den nicht vorbehandelten Stellen 13.
2^ In den Überlappungsbereichen 14 zweier Einstrahlungsbahnen 11 kann aufgrund der doppelten Bestrahlung eine weitere Strukturveränderung erfolgen.
Will man diese Inhomgenität in der neuen Struktur
vermeiden bzw. reduzieren, so wird man einen breiten Energiestrahl 15' verwenden, der in einem Durchgang das Eis 16 großflächig beaufschlagt.
7.2243/F
13.09.1984
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Bestrahlung einzelner vorgegebener geradliniger oder gekrümmter Bahnen, die als Sol 1bruchf1ächen dienend die Größe und die Geometrie des Brucheises bestimmen.
7.2243/F 13.09.1984
- Leerseite -

Claims (1)

  1. M.A.N. MASCHINENFABRIK AUGSBURG-NÜRNBERG Aktiengesellschaft
    gü/sd
    München, 13. September 1984
    Pate ntansprüche
    1. Verfahren zum Unterstützen eines Eisbrechvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß das Eis vor dem eigentlichen Brechvorgang mit hochfrequenten Schwingungen bestrahlt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Eis mit Phononen oder Photonen bestrahlt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet , daß die zu brechende Fläche des Eises bahnenweise bestrahlt wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eis f 1 ächenmäßi g breitbandig bestrahlt wi rd.
    7.2243/F
DE19843433961 1984-05-18 1984-09-15 Verfahren zum unterstuetzen eines eisbrechvorganges Granted DE3433961A1 (de)

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