RU2231469C1

RU2231469C1 - Device for breaking ice cover

Info

Publication number: RU2231469C1
Application number: RU2003113293/11A
Authority: RU
Inventors: Э.С. Горкунов (RU); Э.С. Горкунов; В.Л. Колмогоров (RU); В.Л. Колмогоров; В.М. Козин (RU); В.М. Козин
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2003-05-05
Filing date: 2003-05-05
Publication date: 2004-06-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; submarine ships breaking ice cover by resonance method.

SUBSTANCE: proposed device excites resonance flexural gravitational waves when ship is running under ice at resonance speed and extensible unit forming streamlined convexity above upper surface of fore portion of ship's hull.

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 ДВО РАН, 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] VM Kozin Resonance method of ice cover destruction. Thesis for the degree of Doctor of Technical Sciences in the form of a scientific report. - Vladivostok: IAPA FEB RAS, 1993, 44 pp.).

Из технического уровня не выявлено ближайшего аналога, однако известно техническое решение, характеризующее общий уровень техники заявляемого изобретения.The closest analogue has not been identified from the technical level, however, a technical solution is known that characterizes the general level of technology of the claimed invention.

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, №2, с.78-91), в котором предлагается разрушать ледяной покров устройством в виде подводного судна, возбуждающего во льду изгибно-гравитационные волны 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 VM, Onishchuk AV Model studies of wave formation in continuous ice cover from the movement of a submarine / ПМТФ, Novosibirsk: Nauka, 1994, No. 2, p. 78-91), in which It is proposed to destroy the ice cover by a device in the form of an underwater vessel, exciting flexural-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 устройства является недостаточная амплитуда возбуждаемых им ИГВ, т.е. его ледоразрушающая способность.The disadvantage of this device is the insufficient amplitude of the IGV excited by it, i.e. its ice-breaking ability.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, увеличивающего амплитуду ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении подводного судна.The essence of the invention lies in the development of a device that increases the amplitude of the IGW excited during the translational motion of an underwater vessel.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel.

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

Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и выдвижного устройства, образующего обтекаемую выпуклость над верхней поверхностью носовой части корпуса судна.The device for breaking the ice cover consists of an underwater vessel capable of exciting resonant flexural-gravitational waves when moving under ice at a resonant speed, and a retractable device forming a streamlined bulge above the upper surface of the bow of the ship.

Известно ([3] Рабинович Е.З. Гидравлика. М.: Гос. изд-во ф.м. литературы, 1963, 408 с.), что сужение русла при неизменном расходе жидкости приводит к увеличению скорости потока и в соответствии с законом Бернулли падению давления в месте сужения.It is known ([3] Rabinovich EZ Hydraulics. M.: State Publishing House of Physical and Mathematical Literature, 1963, 408 pp.) That channel narrowing at a constant flow rate leads to an increase in flow rate and in accordance with the law Bernoulli pressure drop at the site of narrowing.

Также известно [1], что зарождение системы ИГВ происходит непосредственно над их источником (подводным судном). Поэтому вносимые в поток возмущения в области генерации ИГВ окажут прямое воздействие на процесс их развития. Поскольку первая впадина прогрессивных ИГВ формируется над корпусом судна [1] (в новой оконечности) в определенном месте, то появляется возможность воздействовать на реакцию упругого основания (воды) от деформирования ледяного покрова в пределах длины судна. Очевидно, что это воздействие должно быть направлено на уменьшение силы поддержания воды в районе впадины ИГВ, т.к. понижение давления в этом месте вызовет увеличение глубины-впадины и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь это повысит эффективность разрушения льда подводным судном.It is also known [1] that the IGV system originates directly above their source (submarine vessel). Therefore, disturbances introduced into the flow in the field of generation of IGW will have a direct impact on the process of their development. Since the first depression of progressive IGV is formed above the hull of the vessel [1] (at the new tip) in a certain place, it becomes possible to influence the reaction of the elastic base (water) from deformation of the ice cover within the vessel's length. Obviously, this effect should be aimed at reducing the strength of maintaining water in the region of the basin of the IHV, since a decrease in pressure at this point will cause an increase in the depth-depression and a corresponding increase in bending stresses in the ice plate. In turn, this will increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

В носовой части судна на его верхней поверхности в наиболее вероятном месте расположения первой впадины ИГВ устанавливают устройство, например, в виде накладного легкодеформируемого листа, способное выдвигаться за габариты корпуса и образовывать над поверхностью хорошо обтекаемую выпуклость. Если при движении судна с V_p амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то вышеуказанное устройство выдвигают. Это приводит к стеснению потока под впадиной ИГВ и соответствующему увеличению их амплитуды вследствие падения давления в этом месте. В результате повысятся изгибные напряжения в ледяном покрове и эффективность разрушения льда по сравнению с известным решением [2].In the fore part of the vessel on its upper surface at the most probable location of the first depression of the IHV, a device is installed, for example, in the form of an overhead easily deformable sheet that can extend beyond the dimensions of the hull and form a well streamlined bulge above the surface. If, when the vessel is moving with V _{p, the} amplitude of the excited IGW will be insufficient to destroy the ice, then the above device is put forward. This leads to the restriction of the flow under the basin of the IHV and a corresponding increase in their amplitude due to the pressure drop in this place. As a result, bending stresses in the ice cover and the efficiency of ice destruction will increase in comparison with the known solution [2].

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

В носовой части 1 судна 2 устанавливают выдвижное устройство 3, способное образовывать выпуклость 4, что приводит к увеличению амплитуды ИГВ 5 до амплитуды ИГВ 6.In the bow 1 of the vessel 2, a retractable device 3 is installed, capable of forming a bulge 4, which leads to an increase in the amplitude of the IGV 5 to the amplitude of the IGV 6.

Claims

Device for breaking ice cover, consisting of an underwater vessel capable of exciting resonant flexural-gravitational waves when moving under ice at a resonant speed, and a retractable device forming a streamlined bulge above the upper surface of the bow of the ship.