RU2175296C1

RU2175296C1 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2175296C1
Application number: RU2000114518A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-10-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; submarine ships breaking ice cover by resonance flexural gravitational waves. SUBSTANCE: ship's speed is reduced after exciting resonance flexural gravitational waves. At the moment when first (after ship's stern) through reaches point of location of propeller, ship's speed is increased to resonance level and further motion of ship is continued at said speed. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами [1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток, ИАПУ ДВО РАН, 1993 г., 44 с.]. The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines that destroy the ice sheet by resonant flexural-gravitational waves [1. Kozin V.M. Resonant ice cover destruction method. A dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences in the form of a scientific report. - Vladivostok, IAPU FEB RAS, 1993, 44 pp.].

Известно техническое решение [2. Козин В. М., Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. ПМТФ. Новосибирск: Наука, 1994, N 2, с. 78 - 81], в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью V_p, 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 studies of wave formation in a continuous ice cover from the movement of a submarine. PMTF. Novosibirsk: Nauka, 1994, N 2, p. 78 - 81], in which it is proposed to destroy the ice cover by an underwater vessel by exciting bending gravitational waves in ice when it moves with a resonant speed V _p , that is, at a speed at which the amplitude of the excited bending gravitational waves (IGW) is maximum.

Недостатком метода является невозможность увеличения амплитуды ИГВ, т.е. его ограничительная ледоразрушающая способность, при заданных параметрах судна и условиях плавания в ледовой обстановке. The disadvantage of this method is the impossibility of increasing the amplitude of the IHV, i.e. its limiting ice-breaking ability, given the parameters of the vessel and sailing conditions in ice conditions.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ. The essence of the invention lies in the development of a method of increasing the amplitude of IVG.

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 изобретения. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ при его движении с резонансной скоростью. Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by excitation of resonant IGWs in ice when it moves at a resonant speed.

Отличительные: после возбуждения резонансных изгибно-гравитационных волн скорость судна снижают и вновь начинают перемещать его с резонансной скоростью в момент достижения первой за кормой судна подошвы волны места расположения его гребного винта. Distinctive: after the excitation of resonant bending-gravitational waves, the speed of the vessel is reduced and it starts to move again with resonant speed at the moment the first wave of the propeller is located behind the stern of the vessel.

Известно [3. Лукашевич А.А., Перник А.Д., Фирсов Г.А. Теория корабля. 1950, 447 с.], что в месте расположения гребного винта, а именно перед ним, в связи с появлением силы засасывания возникает область разряжения. Если эту область расположить под подошвой ИГВ, то это будет способствовать возрастанию амплитуды ИГВ, что увеличит их ледоразрушающую способность. It is known [3. Lukashevich A.A., Pernik A.D., Firsov G.A. Theory of the ship. 1950, 447 pp.], That at the location of the propeller, namely in front of it, in connection with the appearance of the suction force, a vacuum region occurs. If this area is located under the foot of the IHV, this will increase the amplitude of the IHV, which will increase their ice-breaking ability.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью V_p для возбуждения резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то скорость судна снижают. При снижении скорости судна ИГВ начнут его обгонять. В момент, когда первая за кормой судна подошва ИГВ (наиболее глубокая [2]) достигнет места расположения гребного винта (этот момент можно определить при помощи, например, эхолота, установленного в кормовой части судна), скорость судна вновь увеличивают до резонансной и продолжают его дальнейшее движение с указанной скоростью. За счет такого расположения гребного винта под подошвой ИГВ возникнет область пониженного давления, что вызовет увеличение прогиба льда. Соответственно возрастет амплитуда ИГВ и их ледоразрушающая способность.Under the ice cover at a given depth, a submarine begins to move at a speed of V _p to excite resonant IGWs. If the amplitude of these waves is insufficient to destroy the ice cover, then the speed of the vessel is reduced. When the speed of the vessel decreases, the IGV will begin to overtake it. At the moment when the IGW sole first behind the stern of the vessel (the deepest [2]) reaches the location of the propeller (this moment can be determined using, for example, an echo sounder installed in the stern of the vessel), the speed of the vessel is again increased to resonant and continued to further movement at the indicated speed. Due to this arrangement of the propeller, a region of reduced pressure will appear under the IGV sole, which will cause an increase in the deflection of ice. Accordingly, the amplitude of the IHV and their ice-breaking ability will increase.

Изобретение поясняется чертежом, показывающим схему его реализации. The invention is illustrated by a drawing showing a diagram of its implementation.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении H начинает движение со скоростью V_p подводное судно 2, которое возбуждает резонансные ИГВ 3 максимальной амплитуды А₁. Если амплитуда возбуждаемых волн 3 недостаточна для разрушения льда 1, то скорость судна 2 снижают и вновь увеличивают до резонансной в момент, когда первая за кормой судна подошва ИГВ 4 достигнет места расположения гребного винта 5 (этот момент определяют при помощи эхолота 6, установленного в корме судна 7). Этот момент показан на чертеже позицией 7. За счет такого расположения гребного винта 5 под подошвой ИГВ 4 в корме судна 7 возникает область пониженного давления 8, что вызовет увеличение амплитуды волны до значения А₂ (A₂ > A₁). Соответственно возрастут изгибные напряжения в ледяном покрове и ледоразрушающая способность ИГВ.Under the ice cover 1 at a given deepening H, a submarine 2 begins to move at a speed of V _p , which excites resonant IHV 3 of maximum amplitude A ₁ . If the amplitude of the excited waves 3 is insufficient to destroy the ice 1, then the speed of the vessel 2 is reduced and again increased to resonance at the moment when the first IGV 4 sole behind the stern of the vessel reaches the location of the propeller 5 (this moment is determined using the echo sounder 6 installed in the stern vessel 7). This moment is shown in the drawing by the position 7. Due to this arrangement of the propeller 5 under the sole of the IGV 4 in the stern of the vessel 7, a region of reduced pressure 8 appears, which will cause an increase in the wave amplitude to the value A ₂ (A ₂ > A ₁ ). Correspondingly, bending stresses in the ice cover and the ice-breaking ability of IGW will increase.

Claims

A method of destroying an ice sheet by an underwater vessel by exciting resonant flexural-gravitational waves in ice when it moves at a resonant speed, characterized in that, after exciting resonant flexural-gravitational waves are excited, the speed of the vessel is reduced and it starts to move again at a resonant speed when it reaches the first after the stern vessel soles of the wave location of its propeller.