RU2143372C1

RU2143372C1 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2143372C1
Application number: RU99103518A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 1999-12-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; submarine vessels breaking ice cover by resonance method. SUBSTANCE: resonance flexural gravitational wave generator is extended from ship's hull in way of her motion. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking due to extension of generator at distance ensuring interference of two wave systems at maximum resulting amplitude. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. "Резонансный метод разрушения ледяного покрова". Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток, ИАПУ, - 1993 г.- 44 с.). The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines, destroying the ice cover by the resonant method (1. Kozin V.M. "Resonance method of ice cover destruction." The dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences in the form of a scientific report. - Vladivostok, IAPU , - 1993 - 44 p.).

Известно техническое решение (2. Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследование волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна". - ПМТФ, Новосибирск, - Изд-во "Наука". - 1994. - N2. - с.78-81), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении со скоростью резонансной v_р, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ) максимальна.A technical solution is known (2. Kozin V.M., Onishchuk A.V. "Model study of wave formation in continuous ice cover from the movement of a submarine". - ПМТФ, Novosibirsk, - Publishing House "Science". - 1994. - N2. - p. 78-81), in which it is proposed to destroy the ice cover by an underwater vessel by excitation of flexural-gravitational waves in ice when it moves with a resonant speed v _p , i.e. at a speed at which the amplitude of the excited flexural-gravitational waves (IGW) is maximum.

Недостатком метода является невозможность увеличения амплитуды ИГВ, т.е. его ледоразрушающей способности, при движении судна со скоростью v_р.The disadvantage of this method is the impossibility of increasing the amplitude of the IHV, i.e. its ice-breaking ability when the vessel is moving at a speed of v _p .

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении подводного судна. The essence of the invention lies in the development of a method for increasing the amplitude of IGW excited during the translational motion of an underwater vessel.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном резонансным способом. The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel in a resonant manner.

Существенные признаки, характеризующие изобретение. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные признаки: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду системы резонансных ИГВ. Restrictive signs: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by exciting a system of resonant IGWs in ice.

Отличительные признаки: во льду возбуждают дополнительную систему резонансных ИГВ посредством выдвижения из корпуса судна в направлении его движения генератора волн на расстояние, обеспечивающее интерференцию двух волновых систем с максимальной результирующей амплитудой. Distinctive features: an additional system of resonant IGWs is excited in ice by moving a wave generator from a ship’s hull in the direction of its movement to a distance that ensures the interference of two wave systems with a maximum resulting amplitude.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью v_р для возбуждения системы резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн оказывается недостаточной для разрушения ледяного покрова, то в ледяном покрове возбуждают дополнительную систему резонансных ИГВ посредством выдвижения из корпуса судна генератора этих волн в направлении движения судна. Генератор для уменьшения дополнительных потерь и увеличения только волновой составляющей сопротивления может быть выполнен в виде обтекаемого конуса, закрепленного на выдвигающейся штанге. По мере выдвижения генератора в ледяном покрове будут возбуждаться дополнительные ИГВ с определенным сдвигом по фазе к основной системе ИГВ, возбуждаемой корпусом судна. Эти волновые системы будут интерферировать, т.е. накладываться друг на друга. При определенном выдвиге генератора амплитуда суммарных ИГВ достигнет максимального значения (этот момент можно установить при помощи имеющихся на судне эхолотов). После этого выдвижение генератора прекращают и осуществляют дальнейшее движение судна подо льдом с зафиксированным положением генератора. Поскольку результирующая амплитуда ИГВ возрастает, то, соответственно, возрастут изгибные напряжения в ледяном покрове, а следовательно, и эффективность разрушения льда резонансным способом.Under the ice cover at a given depth, a submarine begins to move at a speed of v _p to excite a system of resonant IGWs. If the amplitude of these waves is insufficient to destroy the ice cover, then in the ice cover an additional system of resonant IGWs is excited by moving the generator of these waves from the hull of the vessel in the direction of movement of the vessel. The generator to reduce additional losses and increase only the wave component of the resistance can be made in the form of a streamlined cone mounted on a retractable rod. As the generator advances in the ice cover, additional IGVs will be excited with a certain phase shift to the main IGV system, excited by the ship's hull. These wave systems will interfere, i.e. overlap each other. With a certain extension of the generator, the amplitude of the total IGW reaches the maximum value (this moment can be set using the echo sounders available on the vessel). After that, the extension of the generator is stopped and the vessel moves further under ice with the fixed position of the generator. Since the resulting amplitude of the IGW increases, then, accordingly, the bending stresses in the ice cover increase, and, consequently, the efficiency of ice destruction by the resonant method.

На чертеже показана схема деформирования ледяного покрова при выдвижении генератора дополнительных резонансных ИГВ. The drawing shows a diagram of the deformation of the ice cover when extending the generator of additional resonant IGV.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении H начинает движение подводное судно 2 со скоростью v_р, которое возбуждает систему резонансных ИГВ 3. В носовой оконечности размещен генератор, который в исходном положении занимает позицию 4. С целью исключения его влияния на ходовые характеристики судна при исходном положении генератора его выполняют в виде конуса (надели на носовой оконечности), геометрия которого полностью соответствует обводам корпуса судна в месте его расположения. Если амплитуда возбуждаемых волн 3 недостаточна для разрушения льда 1, то генератор 4, закрепленный на штанге 5, начинают выдвигать в направлении движения судна. По мере его выдвижения во льду будут возбуждаться дополнительные ИГВ 6. При достижении генератора положения 7 ИГВ 3 и ИГВ 6 возникает такая интерференционная картина, когда амплитуда результирующих ИГВ 8 достигнет максимальных значений. Этот момент можно зафиксировать эхолотом 9. После чего положение генератора относительно судна фиксируют и осуществляют дальнейшее движение судна 2 подо льдом 1. Рост суммарной амплитуды ИГВ 8 приводит к увеличению эффективности разрушения ледяного покрова.Under the ice sheet 1 at a given deepening H, the submarine 2 begins to move at a speed of v _p , which excites a system of resonant IGV 3. At the bow end there is a generator that, in its initial position, occupies position 4. In order to exclude its influence on the ship's running characteristics at the initial the position of the generator is performed in the form of a cone (put on the fore end), the geometry of which fully corresponds to the contours of the hull at its location. If the amplitude of the excited waves 3 is not enough to break the ice 1, then the generator 4, mounted on the rod 5, begin to push in the direction of movement of the vessel. As it advances in ice, additional IGV 6s will be excited. Upon reaching the position generator 7 of IGV 3 and IGV 6, such an interference pattern arises when the amplitude of the resulting IGV 8 reaches its maximum value. This moment can be recorded with an echo sounder 9. After that, the position of the generator relative to the vessel is fixed and further movement of the vessel 2 under ice 1 is carried out. The increase in the total amplitude of the IGW 8 leads to an increase in the efficiency of ice cover destruction.

Claims

A method of destroying ice cover by an underwater vessel by exciting a system of resonant flexural-gravitational waves in ice, characterized in that an additional system of resonant flexural-gravitational waves is excited in ice by extending a wave generator from a ship’s hull in the direction of its movement by a distance that ensures the interference of two wave systems with maximum resulting amplitude.