RU2180304C2

RU2180304C2 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2180304C2
Application number: RU2000114446A
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: 2002-03-10

Abstract

FIELD: breaking ice cover by means of submarine vessels. SUBSTANCE: proposed method consists in excitation of resonance flexural gravitational waves in ice by ship running at resonance speed; after excitation of these waves, longitudinal oscillations at frequency of these waves are imparted to ship. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами [1]. The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines that destroy the ice cover by resonant flexural-gravitational waves [1].

Известно техническое решение [2], 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], 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 , i.e. at a speed at which the amplitude of the excited flexural-gravitational waves (IGW) is maximum.

Недостатком метода является его ограничительная ледоразрушающая способность, при заданных параметрах судна и условиях плавания в ледовой обстановке. The disadvantage of this method is 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 the 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 судну сообщают продольные колебания с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн. Distinctive: after excitation of resonant flexural-gravitational waves, the vessel is informed of longitudinal vibrations with the frequency of resonant flexural-gravitational waves.

Известно [3] , что при обтекании тела жидкостью под углом атаки α>0 вследствие циркуляционного движения жидкости вокруг него на верхней поверхности тела возникает область пониженного давления, а на нижней - область повышенного давления, и, наоборот, при α<0 области давлений изменят свой знак. Таким образом, если движущемуся судну сообщить продольные колебания, то на его верхней поверхности будут периодически возникать области разряжения и повышенного давления, т.е. подо льдом появится дополнительный источник ИГВ. Если судно будет совершать продольные колебания с частотой резонансных ИГВ [1], то амплитуда возбуждаемых при этом дополнительных ИГВ достигнет максимального значения. Наложение дополнительных ИГВ на ИГВ от движения судна с резонансной скоростью увеличит их суммарную амплитуду. В результате ледоразрушающая способность ИГВ возрастет. It is known [3] that when a fluid flows around a body at an angle of attack α> 0, due to the circulation motion of the fluid around it, a region of reduced pressure appears on the upper surface of the body, and a region of increased pressure appears on the lower surface of the body, and, vice versa, when α <0, the pressure regions will change your sign. Thus, if longitudinal motion is reported to a moving vessel, then areas of rarefaction and high pressure will periodically appear on its upper surface, i.e. an additional source of IGV will appear under the ice. If the vessel performs longitudinal oscillations with the frequency of resonant IGWs [1], then the amplitude of additional IGWs excited in this case will reach its maximum value. The imposition of additional IGV on the IGV from the movement of the vessel at a resonant speed will increase their total amplitude. As a result, the ice-breaking ability of IGV will increase.

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 судну, например, при помощи цистерн замещения сообщают продольные колебания с частотой резонансных ИГВ и размахом от - α до +α. Это приведет к появлению над верхней поверхностью судна знакопеременной области избыточного давления, что вызовет генерацию в ледяном покрове дополнительных ИГВ. Их наложение на ИГВ от движения судна с v_p увеличит амплитуду суммарных ИГВ и их ледоразрушающую 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 sheet, then, for example, longitudinal oscillations with a frequency of resonant IHV and a span from - α to + α are reported using replacement tanks. This will lead to the appearance of an alternating region of excess pressure above the vessel’s surface, which will cause the generation of additional IGV in the ice sheet. Their superposition on the IHV from the movement of the vessel with v _p will increase the amplitude of the total IHV and their ice-breaking ability.

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 Н 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 судну 2 при помощи цистерн замещения 4 сообщают продольные колебания с размахом от - α до +α. Это приведет к появлению над верхней поверхностью судна знакопеременной области избыточного давления 5, что вызовет генерацию в ледяном покрове 1 дополнительных ИГВ 6. Наложение ИГВ 6 на ИГВ 3 увеличит амплитуду А₂ суммарных ИГВ 7 и их ледоразрушающую способность.Under the ice cover 1 at a predetermined depth H, the submarine 2 begins to move at a speed v _p , which excites resonant IGV 3 of maximum amplitude A ₁ . If the amplitude of the excited waves 3 is not enough to destroy the ice 1, then the vessel 2 with the help of replacement tanks 4 report longitudinal oscillations with a range from - α to + α. This will lead to the appearance of an alternating area of overpressure 5 above the upper surface of the vessel, which will cause the generation of additional IGV 6 in the ice cover 1. The application of IGV 6 to IGV 3 will increase the amplitude A _{2 of the} total IGV 7 and their ice-breaking capacity.

Источники информации
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, 44 с.Sources of information
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 p.

2. Козин В. М. , Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна /ПМТФ. - Новосибирск: Наука, 1994, 2, с. 78-91. 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, 2, p. 78-91.

3. Костюков А.А. Сопротивление воды движению судов. - Л.: Судостроение, 1966, 447 с. 3. Kostyukov A.A. Water resistance to ship traffic. - L .: Shipbuilding, 1966, 447 p.

Claims

A method of destroying an ice sheet by an underwater vessel by exciting resonant flexural-gravitational waves in ice during its movement at a resonant speed, characterized in that longitudinal vibrations with a frequency of resonant flexural-gravitational waves are reported to the vessel after exciting resonant flexural-gravitational waves.