RU2236979C1

RU2236979C1 - Device for breaking ice cover

Info

Publication number: RU2236979C1
Application number: RU2003115583/11A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин (RU); В.М. Козин
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2004-09-27

Abstract

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

SUBSTANCE: proposed device includes submarine vessel running under ice at resonance speed and exciting resonance flexural gravitational waves. Boundary layer turbulators mounted on surface of ship's hull are made in form of bands which are extended from ship's hull for control of degree of turbulence.

EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом при всплытии в сплошном льду.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines sailing in ice conditions and destroying the ice cover in a resonant way when surfacing in solid ice.

Известно устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, движущееся подо льдом и возбуждающее резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ) (1. Козин В.М., Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна - ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994. -.№2. - С.78-81).A device for the destruction of the ice cover, which is an underwater vessel moving under ice and exciting resonant bending-gravitational waves (IGW) (1. Kozin V.M., Onishchuk A.V. Model studies of wave formation in a continuous ice cover from the movement of an underwater vessel - PMTF, Novosibirsk, VO "Nauka", 1994.-.№2. - P.78-81).

Известное устройство работает следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью Vp, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждаемых ИГВ максимальна.The known device operates as follows. The vessel floats to a safe depth and moves under the ice with a resonant speed Vp, i.e. at the speed at which the height of the excited IGV is maximum.

Недостатком устройства является ограниченность высоты возбуждаемых ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и водоизмещением последнего [1].The disadvantage of this device is the limited height of the excited IHV, i.e. their ice-breaking capacity, which at the resonant speed of the vessel is determined by the depth and displacement of the latter [1].

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.The technical result is to increase the efficiency of the destruction of the ice cover.

Задачей изобретения является увеличение высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.The objective of the invention is to increase the height of the IHV at a constant resonant speed and the depth of the vessel.

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

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное двигаться подо льдом с резонансной скоростью и возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны.Restrictive: a device for the destruction of the ice cover, which is an underwater vessel, capable of moving under ice with a resonant speed and to excite resonant bending-gravitational waves.

Отличительные: на поверхности корпуса судна установлены турбулизаторы пограничного слоя в виде поясков с возможностью их выдвижения из корпуса судна для регулирования степени турбулентности.Distinctive: on the surface of the ship’s hull, boundary layer turbulators are installed in the form of belts with the possibility of their extension from the ship’s hull to regulate the degree of turbulence.

Известно (2. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. -Л.: Судостроение. 1998. - 288с.), что с ростом степени турбулентности пограничного слоя судна увеличивается вязкостное сопротивление, в частности, сопротивление формы. В свою очередь, сопротивление формы влияет на распределение давления воды по поверхности корпуса судна, которое определяет величину волнового сопротивления, т.е. высоту возбуждаемых волн (см. [2] на с.116). Таким образом, если на поверхности судового корпуса установить турбулизаторы, которые будут увеличивать возмущения, поступающие в пограничный слой, то это приведет к возрастанию как полного, так и волнового сопротивлений, т.е. к росту амплитуды возбуждаемых волн.It is known (2. Voitkunsky Y.I. Resistance to ship traffic. -L .: Shipbuilding. 1998. - 288 pp.) That with an increase in the degree of turbulence of the vessel’s boundary layer, viscosity resistance, in particular, shape resistance, increases. In turn, the shape resistance affects the distribution of water pressure over the surface of the hull, which determines the magnitude of the wave resistance, i.e. the height of the excited waves (see [2] on p.116). Thus, if turbulizers are installed on the surface of the ship's hull, which increase the disturbances entering the boundary layer, this will lead to an increase in both the total and wave impedances, i.e. to an increase in the amplitude of the excited waves.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна повышают степень турбулентности его пограничного слоя. Для этого на его верхней поверхности выдвигают предварительно установленные турбулизаторы, выполненные в виде выдвигаемых поясков. В обычном режиме движения судна пояски утоплены в корпус и не оказывают воздействия на пограничный слой судна. При необходимости всплытия судна из-под сплошного льда пояски выдвигают на определенную величину, что вызовет увеличение степени турбулентности пограничного слоя и соответствующее увеличение сопротивления воды движению судна высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающую способность.Under the ice cover, a submarine begins to move at a resonant speed [1]. If the height of the excited IGW turns out to be insufficient for the destruction of ice, then during the movement of the vessel the degree of turbulence of its boundary layer is increased. To do this, on its upper surface put forward pre-installed turbulators, made in the form of extendable belts. In the normal mode of movement of the vessel, the belts are recessed into the hull and do not affect the boundary layer of the vessel. If necessary, the vessel emerges from under the ice, the belts are extended by a certain amount, which will cause an increase in the degree of turbulence of the boundary layer and a corresponding increase in water resistance to movement of the vessel with the height of the IGW, i.e. their ice-breaking ability.

Реализация изобретения поясняется чертежом.The implementation of the invention is illustrated in the drawing.

Под ледяным покровом 1 начинает движение подводное судно 2 с резонансной скоростью Vp. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда, то пояски 4 выдвигают из корпуса судна при помощи предварительно установленных приводов на величину В. При этом величина их выдвижения будет влиять на рост сопротивления воды, высоты ИГВ 5, что будет приводить к соответствующему повышению эффективности разрушения ледяного покрова 1. Если высота ИГВ 5 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то величину выдвижения В поясков 4 увеличивают, а движение судна 2 возобновляют.Under the ice cover 1 begins the movement of the submarine 2 with a resonant speed Vp. If the height of the excited IGV 3 is not sufficient to break the ice, then the belts 4 are pulled out of the ship’s hull using pre-installed drives by a value of B. Moreover, the magnitude of their extension will affect the growth of water resistance, the height of the IGV 5, which will lead to a corresponding increase in efficiency destruction of the ice cover 1. If the height of the IHV 5 is insufficient to destroy the ice 1, then the amount of extension B of the belts 4 is increased, and the movement of the vessel 2 is resumed.

Claims

A device for destroying the ice cover, which is an underwater vessel capable of moving under ice with a resonant speed and generating resonant bending-gravitational waves, characterized in that boundary layer turbulators in the form of belts are installed on the surface of the vessel’s hull with the possibility of their extension from the vessel’s hull for regulation degree of turbulence.