RU2277490C1

RU2277490C1 - Device for breaking ice cover

Info

Publication number: RU2277490C1
Application number: RU2005101970/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин (RU); Виктор Михайлович Козин; Андрей Валентинович Онищук (RU); Андрей Валентинович Онищук
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2006-06-10

Abstract

FIELD: technology of breaking ice cover and cleaning water basins from ice.

SUBSTANCE: proposed device is just submarine vessel running under ice at resonance speed and exciting flexural gravitational waves. In front of submarine vessel, self-propelled explosive charge with reservoir made from elastic material and towed by it is positioned. Said reservoir is filled with gas; self-propelled explosive charge may move at speed exceeding resonance speed, thus forming lane in ice cover which slackens ice cover and increases amplitude of flexural gravitational waves.

EFFECT: enhanced safety of submarine vessel; enhanced efficiency of ice breaking.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к подводным судам, плавающим во льдах и разрушающим ледяной покров резонансным способом.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular, to submarines floating in ice and destroying ice cover in a resonant manner.

Уровень техники известен из технического решения, заключающегося в перемещении подводного судна под ледяным покровом с резонансной скоростью и подрыве под первым впереди носа судна гребнем волн заряда взрывчатого вещества (1. Патент РФ №2177893, кл. В 63 В 35/08, 2000 г.).The prior art is known from a technical solution consisting in moving a submarine under an ice sheet with resonant speed and undermining an explosive charge wave crest under the first in front of the bow of the vessel (1. RF Patent No. 2177893, class B 63 V 35/08, 2000 )

Недостатком способа является опасность повреждения корпуса судна при подрыве заряда взрывчатого вещества при его движении вблизи судна.The disadvantage of this method is the danger of damage to the hull when the explosive charge is detonated when it moves near the vessel.

Сущность изобретения заключается в разработке безопасного устройства для увеличения амплитуды изгибно-гравитационных волн (ИГВ).The essence of the invention lies in the development of a safe device for increasing the amplitude of flexural-gravitational waves (IGW).

Технический результат, достигаемый в решении поставленной задачи, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном и безопасности его эксплуатации.The technical result achieved in solving the problem is to increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel and the safety of its operation.

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 при этом резонансные ИГВ.Restrictive: a device for the destruction of ice cover, which is an underwater vessel capable of moving under ice with a resonant speed and at the same time exciting resonant IGWs.

Отличительные: впереди судна под ледяным покровом расположен самоходный заряд взрывчатого вещества с буксируемой им емкостью из эластичного материала, заполненной газом, и способный перемещаться со скоростью, большей резонансной.Distinctive: in front of the vessel under the ice cover is a self-propelled explosive charge with a towed tank of elastic material filled with gas, and capable of moving at a speed greater than resonant.

Известно (2. Жесткая В.Д., Козин В.М. Исследования параметров ИГВ в полубесконечном ледяном покрове от движущегося СВП при наличии полосы битого льда // Труды межд. конф. Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов. - Владивосток: ДВГТУ, 1996, с.87-94), что наличие майны (полыньи) в ледяном покрове существенно снижает его несущую способность и энергозатраты на его разрушение вблизи свободной кромки. Таким образом, если впереди по курсу подводного судна искусственно создать майну, например, путем подрыва самоходного заряда взрывчатого вещества, то ледоразрушающая способность судна возрастет.It is known (2. Tough V.D., Kozin V.M., Investigations of IGV parameters in a semi-infinite ice cover from a moving SVP in the presence of a broken ice strip // Transactions of the International Conference. Problems of Strength and Operational Reliability of Ships. - Vladivostok: DVGTU, 1996 , pp. 87-94) that the presence of a lane (wormwood) in the ice cover significantly reduces its bearing capacity and energy consumption for its destruction near the free edge. Thus, if ahead of the course of the submarine, a lane is artificially created, for example, by detonating a self-propelled explosive charge, then the ice-breaking capacity of the vessel will increase.

Также известно (3. В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983, с.104-105), что наличие газовой полости под ледяным покровом при подрыве подводного заряда взрывчатого вещества позволяет сфокусировать энергию взрыва в направлении полости, а значит и ледяного покрова, за счет существенно большей сжимаемости газа по сравнению с водой, т.к. взрывная волна движется в сторону наименьшего сопротивления среды, т.е. ее энергия не распространяется во все стороны на бесконечность. За счет этого эффективность взрыва существенно повысится, а его направленность обеспечит безопасность судна, т.к. основная энергия взрыва будет направлена в сторону льда, а не подводного судна, также являющимся более сжимаемым телом по сравнению с водой.It is also known (3. V.V. Bogorodsky, V.P. Gavrilo, O.A. Nedoshivin. Destruction of ice. Methods, technical means. - L .: Gidrometeoizdat, 1983, pp. 104-105) that the presence of a gas cavity under the ice cover when the underwater charge of the explosive is blown up, it makes it possible to focus the energy of the explosion in the direction of the cavity, and hence the ice cover, due to the significantly greater compressibility of the gas compared to water, because the blast wave moves towards the lowest resistance of the medium, i.e. its energy does not extend in all directions to infinity. Due to this, the efficiency of the explosion will increase significantly, and its orientation will ensure the safety of the vessel, as the main energy of the explosion will be directed towards the ice, and not the submarine, which is also a more compressible body compared to water.

Устройство для разрушения льда (см. чертеж) состоит из следующих элементов:The device for the destruction of ice (see drawing) consists of the following elements:

- подводного судна 2, расположенного подо льдом 1 на заданном заглублении Н и движущегося с резонансной скоростью, при которой возбуждаемые им ИГВ 3 достигают максимальной амплитуды;- an underwater vessel 2 located under ice 1 at a given depth H and moving at a resonant speed at which the IGW 3 excited by it reach maximum amplitude;

- самоходного заряда 4, расположенного под ледяным покровом 1 впереди судна 2, буксирующего емкость 5 из эластичного материала, заполненной газом, при этом заряд 4 способен перемещаться со скоростью υ, большей резонансной υ_p.- a self-propelled charge 4 located under the ice sheet 1 in front of the vessel 2, towing a container 5 of elastic material filled with gas, while the charge 4 is able to move at a speed υ greater than the resonant υ _p .

Изобретение поясняется чертежом, где показана схема его реализации.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of its implementation.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении Н расположено подводное судно 2, которое способно перемещаться с резонансной скоростью υ_p. Если амплитуда возбуждаемых им ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то судно 2 выпускает самоходный заряд 4 с буксируемой емкостью 5. При достижении зарядом 4, двигающегося впереди по курсу судна, безопасного удаления от судна L производят его подрыв. В результате подрыва заряда 4 в ледяном покрове 1 возникает майна 6, ослабляющая несущую способность льда. За счет этого ледоразрушающая способность ИГВ увеличится, что приведет к непрерывному разрушению ледяного покрова, повышению эффективности разрушения льда подводным судном, а удаление заряда на расстояние L от судна повысит безопасность эксплуатации заявленного устройства.Under the ice cover 1 at a given depth H there is a submarine 2, which is capable of moving with a resonant speed υ _p . If the amplitude of the IGV 3 excited by it is not sufficient to destroy the ice cover, then the vessel 2 releases a self-propelled charge 4 with a towed capacity of 5. When the charge 4, which moves ahead in the direction of the vessel, safely removes it from the vessel L. As a result of the undermining of charge 4 in the ice cover 1, lane 6 appears, weakening the bearing capacity of ice. Due to this, the ice-breaking ability of IGV will increase, which will lead to continuous destruction of the ice cover, increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel, and removing the charge at a distance L from the vessel will increase the safety of operation of the claimed device.

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 a self-propelled explosive charge with an elastic material towed by it is located in front of the vessel under the ice cover filled with gas, and capable of moving at a speed greater than resonant.