RU2180303C2

RU2180303C2 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2180303C2
Application number: RU2000106465A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2002-03-10

Abstract

FIELD: breaking ice cover by means of submarine vessels. SUBSTANCE: ice cover is broken by excitation of resonance flexural gravitational waves in ice due to translational motion of submarine and by means of generator extended from ship's hull in way of her motion through distance sufficient for interference of two wave systems at maximum resultant amplitude; besides that, hydraulic impact are delivered from generator towards first crest of waves periodically at frequency of resonance flexural gravitational waves. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking. 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 VM "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. патент РФ 2143372 от 27.12.99), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) от его поступательного движения и от генератора, выдвинутого из корпуса судна на расстояние, обеспечивающее интерференцию двух волновых систем с максимальной результирующей амплитудой. A technical solution is known (2. Kozin V.M. RF patent 2143372 dated 12.27.99), in which it is proposed to destroy the ice cover by an underwater vessel by exciting resonant flexural-gravitational waves (IGW) in ice from its translational motion and from a generator extended from the hull of the vessel at a distance that ensures the interference of two wave systems with a maximum resulting amplitude.

Недостатком способа является невозможность увеличения амплитуды ИГВ, т. е. их ледоразрушающей способности, при движении судна со скоростью v_р.The disadvantage of this method is the impossibility of increasing the amplitude of IGV, i.e., their 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 of increasing the amplitude of IGV 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: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ от его поступательного движения и от генератора, выдвинутого из корпуса судна в направлении его движения на расстояние, обеспечивающее интерференцию двух волновых систем с максимальной результирующей амплитудой. Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by excitation of resonant IGWs in ice from its translational motion and from a generator extended from the 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.

Отличительные: из генератора в направлении к вершине первого гребня волн периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн производят гидроудары. Distinctive: from the generator towards the top of the first wave crest periodically with the frequency of the resonant bending-gravitational waves produce hydroblows.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом на заданном заглублении с резонансной скоростью v_р начинают перемещать подводное судно с выдвинутым генератором. Если амплитуда системы интерферирующих ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то при помощи гидропушки, установленной на судне, и трубопровода, одновременно выполняющего роль выдвигаемой штанги, из генератора в направлении к вершине первого гребня волн периодически с частотой резонансных ИГВ производят гидроудары. Совпадение частот резонансных ИГВ и гидроударов обеспечит равенство длин ИГВ от поступательного движения судна и ИГВ, возбуждаемых от импульсной нагрузки (гидроударов). В результате ледяной покров начнет дополнительно раскачиваться в такт с основной волновой системой от поступательного движения судна, что приведет к сложению амплитуд основной и дополнительной систем ИГВ и соответствующему повышению эффективности разрушения льда. Кроме того, локальное воздействие гидроудара на нижнюю поверхность ледяной пластины может вызвать трещинообразование или полное разрушение льда. Последующее воздействие на ослабленный в местах гидроударов ледяной покров ИГВ от проходящего эти участки судна будет приводить к дальнейшему росту амплитуд волн.Under the ice cover at a given depth with a resonant speed v _p begin to move the submarine with the extended generator. If the amplitude of the system of interfering IHVs is insufficient to destroy the ice cover, then using a hydraulic gun mounted on the vessel and a pipeline simultaneously acting as a retractable rod, hydroblows are periodically made from the generator towards the top of the first wave crest with the frequency of resonant IHVs. The coincidence of the frequencies of the resonant IHV and water hammer will ensure that the IHV lengths are equal to the translational motion of the vessel and the IHV excited from the pulse load (water hammer). As a result, the ice cover will begin to swing additionally in time with the main wave system from the translational motion of the vessel, which will lead to the addition of the amplitudes of the main and additional IGW systems and a corresponding increase in the efficiency of ice destruction. In addition, the local impact of water hammer on the lower surface of the ice plate can cause cracking or complete destruction of the ice. The subsequent impact on the ice cover of the water vapor layer, weakened in places of hydroshocks, from the vessel passing through these sections will lead to a further increase in the wave amplitudes.

На чертеже показана схема реализации предлагаемого решения. The drawing shows a diagram of the implementation of the proposed solution.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н с резонансной скоростью v_p начинают перемещать подводное судно 2 с выдвинутым генератором 3. Если амплитуда системы интерферирующих ИГВ 4 окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то при помощи гидропушки 5, установленной на судне, и трубопровода 6, одновременно выполняющего роль выдвигаемой штанги, из генератора 3 в направлении к вершине первого гребня волн 7 периодически с частотой резонансных ИГВ производят гидроудары. В результате ледяной покров 1 начинает дополнительно раскачиваться в такт с основной волновой системой от поступательного движения судна, что приведет к сложению амплитуд основной 4 и дополнительной 8 систем ИГВ (позицией 9 показан профиль суммарных ИГВ) и соответствующему повышению эффективности разрушения льда.Under the ice cover 1 at a given depth H with a resonant speed v _p , the submarine 2 begins to move with the extended generator 3. If the amplitude of the system of interfering IGV 4 is insufficient to destroy the ice cover, then using a hydraulic gun 5 installed on the vessel and pipeline 6, simultaneously playing the role of a retractable rod, from the generator 3 in the direction of the top of the first wave crest 7 periodically with the frequency of resonant IHWs produce hydroblows. As a result, the ice cover 1 begins to swing additionally to the beat with the main wave system from the translational movement of the vessel, which will result in the addition of the amplitudes of the main 4 and additional 8 IGV systems (position 9 shows the profile of the total IGV) and a corresponding increase in the efficiency of ice destruction.

Claims

The method of destruction of the ice cover by an underwater vessel by excitation of resonant flexural-gravitational waves in ice from its translational motion and from a generator extended from the vessel’s hull in the direction of its movement by a distance providing interference of two wave systems with a maximum resulting amplitude, characterized in that from the generator in the direction to the top of the first wave crest periodically with the frequency of the resonant bending-gravitational waves produce hydroblows.