RU2229415C1

RU2229415C1 - Device for breaking ice cover

Info

Publication number: RU2229415C1
Application number: RU2003113292/11A
Authority: RU
Inventors: Э.С. Горкунов (RU); Э.С. Горкунов; В.Л. Колмогоров (RU); В.Л. Колмогоров; В.М. Козин (RU); В.М. Козин; В.И. Одиноков (RU); В.И. Одиноков
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2004-05-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; devices for breaking ice cover. SUBSTANCE: proposed device includes ship with ice-breaking attachment provided with side wedge-shaped knives which extend forward. Inclined stem mounted in CL of attachment also extends forward. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking. 1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам продления навигации на внутренних водных путях, преимущественно может использоваться для создания судоходных каналов.The invention relates to a means of extending navigation on inland waterways, mainly can be used to create navigable canals.

Уровень техники заявляемого изобретения известен из устройства для разрушения ледяного покрова, состоящего из движущегося во льду судна с ледокольной приставкой (1. Зуев В.А., Козин В.М. Использование судов на воздушной подушке для разрушения ледяного покрова. - Владивосток: ДВГУ, 1988. с.11), на днище которой устанавливают ледорезные ножи и которую используют для прокладки в ледяном покрове судоходного канала.The prior art of the claimed invention is known from a device for breaking the ice cover, consisting of a vessel moving in ice with an icebreaker attachment (1. Zuev V.A., Kozin V.M. Use of hovercraft to destroy the ice cover. - Vladivostok: FENU, 1988. p.11), on the bottom of which ice-cutting knives are installed and which is used for laying in the ice cover of the navigable canal.

Недостатком известного устройства является его низкая эффективность, обусловленная тем, что известная ледокольная приставка разрушает ледяной покров с большими энергозатратами.A disadvantage of the known device is its low efficiency, due to the fact that the known icebreaker unit destroys the ice cover with high energy consumption.

Сущность изобретения заключается в устранении указанного технического недостатка.The invention consists in eliminating the specified technical disadvantage.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова за счет использования ледокольной приставки, способной при ее эксплуатации создавать сжимающие усилия, за счет которых лед разрушается из-за потери устойчивости формы ледяного покрова.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of ice sheet destruction by using an icebreaker attachment capable of creating compressive forces during its operation, due to which the ice is destroyed due to the loss of stability of the shape of the ice sheet.

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

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из движущегося во льду судна с ледокольной приставкой.Restrictive: a device for the destruction of ice cover, consisting of a vessel moving in ice with an icebreaker attachment.

Отличительные: приставка по бортам имеет выступающие впереди приставки боковые ножи клиновидной формы, способствующие возникновению в ледяном покрове между ножами сжимающих усилий, приводящих к потере устойчивости формы ледяной пластины, при этом в диаметральной плоскости приставки дополнительно устанавливают выступающий впереди приставки наклонный форштевень.Distinctive: the prefix on the sides has wedge-shaped lateral knives protruding in front of the prefix, contributing to the occurrence of compressive forces in the ice cover between the knives, leading to the loss of stability of the shape of the ice plate, while the inclined stem protruding in front of the prefix is additionally installed.

Известно (2. Н.М. Беляев. Сопротивление материалов. - М.: Наука, 1976. - С.447-454), что при достижении сжимающих усилий в стержне или пластине, превышающих эйлеровы напряжения, последние теряют устойчивость формы, изгибные деформации в них резко возрастают, что может привести к их разрушению при незначительных усилиях.It is known (2. N.M. Belyaev. Resistance of materials. - M .: Nauka, 1976. - P.447-454) that upon reaching compressive forces in a rod or plate exceeding Euler stresses, the latter lose their shape stability, bending deformations they increase sharply, which can lead to their destruction with little effort.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

В носовой оконечности судна при помощи креплений устанавливают ледокольную приставку, перед которой в ледяном покрове создают свободную кромку. В качестве ледокольной приставки используют плавучую емкость, оснащенную в носовой оконечности в ее диаметральной плоскости выступающим впереди приставки форштевнем, наклоненным под углом к горизонтальной поверхности и по бортам боковыми выступающими впереди приставки ножами с таким же, но отрицательным по отношению к форштевню углом наклона и имеющими в плане клиновидную геометрическую форму. При движении судна перпендикулярно свободной кромке льда в его части, находящейся между ножами, возникнут сжимающие усилия, которые благодаря наклонному форштевню и достаточному упору судового движителя, превысят эйлеровы напряжения, что приведет к потере устойчивости формы на этом участке ледяного покрова и его разрушению. Отломанный от сплошного ледяного покрова участок льда притопится приставкой ее наклонным днищем, а его обломки наклонными бортами судна раздвинутся под кромки образовавшегося канала. Судно с приставкой продвинется на длину разрушенного участка льда и процесс разрушения следующего участка льда повторится. Для свободного прохода судна в прокладываемом канале ширина приставки должна быть больше ширины судна, а для возможности создания сжимающих усилий боковые ножи должны обладать соответствующей податливостью, т.е. способностью деформироваться, и поворачиваться в горизонтальной плоскости на расстояния, достаточные для возникновения эйлеровых напряжений в полосе льда между ножами.An icebreaker attachment is installed in the fore end of the vessel with the help of fasteners, in front of which a free edge is created in the ice sheet. As an icebreaker attachment, a floating container is used, equipped in the bow tip in its diametrical plane with a stem projecting in front of the console, tilted at an angle to the horizontal surface and on the sides with side blades protruding in front of the console with the same angle of inclination and having a negative plan wedge-shaped geometric shape. When the vessel moves perpendicular to the free edge of the ice in its part located between the knives, compressive forces will arise, which, due to the inclined stem and sufficient support of the ship's propulsion, will exceed the Eulerian stresses, which will lead to loss of shape stability in this section of the ice cover and its destruction. A piece of ice broken off from a continuous ice cover will be flooded by the prefix with its inclined bottom, and its fragments with the inclined sides of the vessel will move apart under the edges of the formed channel. The vessel with the prefix will advance the length of the destroyed ice section and the destruction process of the next ice section will be repeated. For free passage of the vessel in the channel being laid, the prefix width must be greater than the width of the vessel, and for the possibility of creating compressive forces, the side knives must have the corresponding flexibility, i.e. the ability to deform, and rotate in a horizontal plane at distances sufficient for the occurrence of Euler stresses in the ice strip between the knives.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

В носовой оконечности судна 1 при помощи креплений 2 устанавливают ледокольную приставку 3, перед которой в ледяном покрове 4 создают его свободную кромку 5. Приставку 3 выполняют в виде плавучей емкости, в диаметральной плоскости 6 которой устанавливают форштевень 7, наклонный под углом к горизонтально поверхности, а по бортам - боковые ножи 8 с углом в плане β и наклоненные к горизонту под таким же, но отрицательным по отношению к форштевню углом. Благодаря такой геометрической форме форштевня и боковым ножам при их контакте со свободной кромкой 5 в ледяном покрове между ножами 8 будут возникать сжимающие усилия 9. При достаточных расстоянии l и усилии 9 это приведет к потере устойчивости формы участка льда 10 и его разрушению. Отломанный участок льда 10 от сплошного льда 4 притопится наклонным днищем приставки 3, и его обломки бортами 11 судна 1 раздвинутся под кромки образовавшегося канала 12.An icebreaker attachment 3 is installed in the bow of the vessel 1 using fasteners 2, in front of which an ice free edge 5 is created in the ice sheet 4. The attachment 3 is made in the form of a floating container, in the diametrical plane 6 of which a stem 7 is installed, inclined at an angle to the horizontal surface, and on the sides - side knives 8 with an angle in the plan β and inclined to the horizon at the same but negative angle to the stem. Due to this geometrical shape of the stem and the side blades, when they come in contact with the free edge 5, compressive forces 9 will arise between the blades 8 in the ice sheet. With a sufficient distance l and force 9 this will lead to the loss of stability of the shape of the ice section 10 and its destruction. The broken-off section of ice 10 from solid ice 4 will be flooded by the inclined bottom of the prefix 3, and its fragments by the sides 11 of the vessel 1 will move apart under the edges of the formed channel 12.

Claims

A device for destroying the ice cover, consisting of a vessel moving in ice with an icebreaker attachment, characterized in that the attachment along the sides has side wedges that are in front of the attachment, which contribute to the occurrence of compressive forces in the ice cover between the knives, leading to the loss of stability of the shape of the ice plate, while in the diametrical plane of the console, an inclined stem protruding in front of the console is additionally installed.