RU2194117C2

RU2194117C2 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2194117C2
Application number: RU2000114519A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2002-12-10

Abstract

FIELD: ice-breaking jobs. SUBSTANCE: flexural gravitational waves 3 are excited under ice 1 during motion of ship 2 at resonance speed. After excitation of resonance flexural gravitational waves, speed of ship 2 is reduced and she starts running at resonance speed again at moment first crest 4 of wave reaches conning tower at simultaneous putting fairwater diving planes 7 of ship 2 to angles of attack from 0-90 deg and from 90-0 deg at frequency of flexural gravitational waves. EFFECT: increased height of ice breaking wave. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами - ИГВ (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.). The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines destroying the ice cover by resonant flexural-gravitational waves - IGV (Kozin V.M. "Resonant ice cover destruction method", Dissertation for the degree of Doctor of Technical Sciences in the form of a scientific report, Vladivostok , IAPU FEB RAS, 1993).

Известно техническое решение (Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна", ПМТФ, Новосибирск: Наука, 1994. 2, стр.78-91), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при его движении с резонансной скоростью v_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна.A technical solution is known (Kozin V.M., Onishchuk A.V. "Model studies of wave formation in continuous ice cover from the movement of a submarine", PMTF, Novosibirsk: Nauka, 1994. 2, p. 78-91), in which it is proposed to destroy ice cover by an underwater vessel by excitation of IGW in ice during its movement with a resonant speed v _p , i.e. at the speed at which the amplitude of the excited IGV is maximum.

Недостатком метода является его ограничительная разрушающая способность при заданных параметрах судна и условиях плавания в ледовой обстановке. The disadvantage of this method is its limiting destructive ability under given vessel parameters and navigation conditions in ice conditions.

Изобретение направлено на решение технической задачи по разработке способа увеличения высоты ИГВ для повышения эффективности разрушения льда подводным судном резонансным методом. The invention is aimed at solving the technical problem of developing a method for increasing the height of the IGW to increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel by the resonance method.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом: при движении подводного судна с резонансной скоростью возбуждают во льду резонансные ИГВ, после возбуждения резонансных ИГВ скорость судна снижают и в момент достижения первой за кормой судна вершиной волны рубки судна вновь начинают перемещать судно с резонансной скоростью и одновременно сообщают горизонтальным рубочным рулям периодические перекладки на углы атаки от 0 до 90^o и от 90 до 0^o с частотой резонансных ИГВ.The solution of this problem is achieved as follows: when the submarine moves at a resonant speed, resonant IGWs are excited in ice, after the resonant IGWs are excited, the speed of the vessel is reduced and, when the first peak of the vessel’s first after the stern of the vessel, the vessel starts to move the vessel again at the resonant speed and simultaneously reports horizontal chopping wheels periodic shifting to angles of attack from 0 to 90 ^o and from 90 to 0 ^o with a frequency of resonant IGV.

Известно (Войткунский Я.И. и др. "Гидромеханика", Л.: Судостроение, 1982 г.), что при движении тела в потоке реальной жидкости впереди его образуется область повышенного давления. Таким образом, если под вершиной ИГВ расположить рубку судна, то область повышенного давления, возникающая перед ней, будет располагаться под вершиной ИГВ. Это приведет к суммированию давлений в воде от развившихся ИГВ и от повышенного давления перед рубкой. Также известно (Башта Т.М. и др. "Гидравлика, гидромашины и гидропроводы", М.: Машиностроение, 1982), что внезапное появление в потоке жидкости какого-либо гидравлического сопротивления приводит в месте его расположения к резкому повышению давления, т.е. к гидроудару. Если такие гидроудары производить подо льдом с частотой резонансных ИГВ, то в ледяном покрове разовьется дополнительная система резонансных ИГВ (Козин В.М., Скрипачев В.В. "Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки", ПМТФ, Новосибирск: Наука, 1992, 5, стр.141-145). Если эту систему дополнительных ИГВ наложить в фазе на основную от движения судна, то произойдет суммирование колебаний. В результате высота результирующих ИГВ возрастет, что увеличит изгибные напряжения в ледяном покрове и, соответственно, повысит эффективность разрушения льда подводным судном резонансным способом. Очевидно, что интенсивность дополнительных ИГВ будет напрямую зависеть от величины гидравлического сопротивления. It is known (Voitkunsky Y.I. et al. "Hydromechanics", L .: Sudostroenie, 1982) that when a body moves in a stream of real liquid in front of it, an area of increased pressure is formed. Thus, if a ship's cabin is located under the top of the IGV, then the area of increased pressure arising in front of it will be located under the top of the IGV. This will lead to a summation of the pressures in the water from the developed IHV and from the increased pressure before logging. It is also known (Bashta T.M. et al. "Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic lines", M .: Mashinostroenie, 1982) that the sudden appearance of any hydraulic resistance in the fluid flow leads to a sharp increase in pressure at its location, i.e. e. to water hammer. If such hydroblows are produced under ice with a frequency of resonant IGWs, then an additional system of resonant IGWs will develop in the ice cover (Kozin V.M., Skripachev V.V. 5, p. 141-145). If this system of additional IGW is superimposed in phase on the main one from the movement of the vessel, then the oscillations will be summed up. As a result, the height of the resulting IHV will increase, which will increase the bending stresses in the ice cover and, accordingly, increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel in a resonant manner. Obviously, the intensity of additional IGW will directly depend on the hydraulic resistance.

Схема реализации изобретения поясняется чертежом. The implementation scheme of the invention is illustrated in the drawing.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н начинают перемещать подводное судно 2 со скоростью v_p для возбуждения резонансных ИГВ 3. Если высота этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то скорость судна снижают. В результате возбужденные ИГВ 3 начнут его обгонять. В момент достижения первой за кормой судна вершиной волны 4 рубки 5 судна 2 (место расположения вершины ИГВ 4 определяют, например, при помощи эхолотов 6) скорость судна вновь увеличивают до резонансной. Одновременно с этим горизонтальным рубочным рулям 7 судна начинают сообщать периодически перекладки на углы атаки α от 0 до 90^o и от 90 до 0^o с частотой резонансных ИГВ ω. В результате в ледяном покрове разовьется дополнительная система резонансных ИГВ 8, которая будет накладываться в фазе на основные ИГВ 3, возбуждаемые корпусом судна 2. В итоге высота результирующих ИГВ 9 возрастет, что повысит эффективность разрушения льда.Under the ice cover 1 at a given depth H, the submarine 2 begins to move at a speed of v _p to excite resonant IHV 3. If the height of these waves is insufficient to destroy the ice cover, then the speed of the vessel is reduced. As a result, excited IGV 3 will begin to overtake him. At the moment of reaching the first at the stern of the vessel with the top of wave 4 of the deckhouse 5 of vessel 2 (the location of the top of the IGV 4 is determined, for example, using echo sounders 6), the speed of the vessel is again increased to resonance. Simultaneously with this horizontal cutting rudders, 7 vessels begin to periodically report shifts to angles of attack α from 0 to 90 ^o and from 90 to 0 ^o with a frequency of resonant IGW ω. As a result, an additional system of resonant IGV 8 will develop in the ice sheet, which will be superimposed in phase on the main IGV 3 excited by the hull of the vessel 2. As a result, the height of the resulting IGV 9 will increase, which will increase the efficiency of ice destruction.

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 ship is reduced and it starts to move again at a resonant speed when it reaches the first after the stern vessel wave apex cuttings vessel with simultaneous communication horizontal rudders conning-tower vessel periodic reruns at angles of attack of 0 to 90 and from 90 to 0 ^o with a frequency of resonance of ibno gravity waves.