RU2389636C2

RU2389636C2 - Method to destruct hummocked ice cover

Info

Publication number: RU2389636C2
Application number: RU2008128259/11A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин (RU); Виктор Михайлович Козин; Александра Владимировна Погорелова (RU); Александра Владимировна Погорелова; Сергей Деомидович Чижиумов (RU); Сергей Деомидович Чижиумов; Максим Александрович Савунов (RU); Максим Александрович Савунов; Михаил Викторович Козин (RU); Михаил Викторович Козин; Виталий Леонидович Земляк (RU); Виталий Леонидович Земляк; Максим Федорович Смольников (RU); Максим Федорович Смольников
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-05-20
Also published as: RU2008128259A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to water transport and can be used to destruct hummocked ice cover. Proposed method consists in moving the ship with resonance speed along edge of water opening the width of which does not exceed ship hull diametre. Asymmetry of ship position relative to water opening center causes at the start of ship motion hummock formation at water opening edge along which the ship moves.

EFFECT: higher efficiency of ice cover destruction.

2 dwg

Description

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

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающегося в том, что судно перемещают под ледяным покровом с резонансной скоростью, соответствующей максимальной амплитуде изгибно-гравитационных волн (ИГВ) (1. Патент РФ N 2056320, кл. В63В 35/08, 1993).The prior art is known from a method of destroying ice cover by an underwater vessel, namely, that the vessel is moved under the ice cover with a resonant speed corresponding to the maximum amplitude of the bending-gravitational waves (IGW) (1. RF Patent N 2056320, class B63B 35/08, 1993).

Недостатком способа является ограниченность амплитуд ИГВ, т.е. ледоразрушающей способности судна при его движении с резонансной скоростью.The disadvantage of this method is the limited amplitudes of the IHV, i.e. ice-breaking ability of the vessel when it moves at a resonant speed.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судномThe 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.

Ограничительные: ледяной покров разрушают подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ.Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by exciting resonant IGWs in ice.

Отличительные: подводное судно перемещают под одной из кромок разводья, ширина которого не превышает диаметр корпуса судна.Distinctive: the submarine is moved under one of the edges of the scuba, the width of which does not exceed the diameter of the hull.

Известно (2. Зуев В.А. Средства продления навигации на внутренних водных путях. - Л.: Судостроение. 1986. - 208 с.), что полубесконечная пластина имеет значительно меньшую несущую способность, чем бесконечная, поскольку у нее отсутствует контакт обломков на берегах трещин.It is known (2. V. Zuev, Navigation Extension Means on Inland Waterways. - L .: Shipbuilding. 1986. - 208 pp.) That a semi-infinite plate has a significantly lower load-bearing capacity than an infinite one, since it has no contact of fragments on banks of cracks.

Это было подтверждено в процессе испытаний обобщенной модели существующего подводного судна в масштабе 1:100 с относительным удлинением корпуса L/B=8, соответствующего натурному подводному судну с полным подводным водоизмещением D=12000 т. Эксперименты проводились в ледовом бассейне размерами L×В×Н=8,0×3,0×2,1 м, который представлял канал, выпиленный в ледяном покрове толщиной 0,82 м замерзшего озера. Буксировки осуществлялись при относительном заглублении модели h/L от 0,2 до 0,3 со скоростью 1,8 м/с, которая была близка к резонансной [2]. При проведении экспериментов в поле сплошного льда имитировали трещину шириной 0,001 м и разводья шириной 0,03; 0,06; 0,09 и 0,12 м. В результате испытаний было установлено, что максимальный разрушающий эффект наблюдался при прохождении модели вдоль кромок ледяного покрова, имеющих разводье шириной 0,06 м, что составляло около 40% от диаметра корпуса модели. При этом во льду появлялись не только магистральные трещины, перпендикулярные направлению движения, но и происходило измельчение обломков льда. Эффективность разрушения ледяного покрова дополнительно возрастала, если буксировку модели осуществляли не по центру разводья, а смещали под одну из его кромок. В результате начиналось трещинообразование именно в этой кромке, а затем ее более интенсивное разрушение по сравнению с движением по центру разводья, т.к. энергия возбуждаемых ИГВ начинала излучаться в направлении ослабленной трещинами кромки разводья, т.е. в направлении наименьшего пути сопротивления (как при осуществлении направленных взрывов).This was confirmed by testing a generalized model of an existing submarine at a scale of 1: 100 with a relative lengthening of the hull L / B = 8, corresponding to a full-scale submarine ship with a total underwater displacement of D = 12,000 tons. The experiments were carried out in an ice pool with dimensions L × B × H = 8.0 × 3.0 × 2.1 m, which represented a canal cut in an ice sheet 0.82 m thick of a frozen lake. Towing was carried out with a relative depth of the h / L model from 0.2 to 0.3 at a speed of 1.8 m / s, which was close to resonance [2]. When conducting experiments in a field of continuous ice, a crack with a width of 0.001 m and a scatter with a width of 0.03 were simulated; 0.06; 0.09 and 0.12 m. As a result of the tests, it was found that the maximum destructive effect was observed when passing the model along the edges of the ice sheet having a lead width of 0.06 m, which was about 40% of the diameter of the model body. At the same time, not only main cracks appeared in the ice, perpendicular to the direction of movement, but also fragmentation of ice occurred. The effectiveness of the destruction of the ice cover increased further if the towing of the model was carried out not in the center of the scatter, but was shifted under one of its edges. As a result, cracking began in this very edge, and then its more intense destruction compared with the movement in the center of the scatter, because the energy of excited IGWs began to be radiated in the direction of the edge of the divergence weakened by cracks, i.e. in the direction of the smallest resistance path (as in the case of directed explosions).

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Под ледяным покровом на безопасном заглублении начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью для возбуждения ИГВ с наибольшей амплитудой. Если амплитуда этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то с помощью штатных судовых приборов, например ледоэхолотов, в ледяном покрове обнаруживают разводье, ширина которого меньше диаметра корпуса судна. Затем начинают движение судна под одной из кромок разводья вдоль нее. За счет смещения траектории движения судна относительно центра разводья в первую очередь трещины начнут возникать в кромке, под которой перемещается судно. Ослабление несущей способности кромки за счет трещинообразования приведет к ее более интенсивному разрушению по сравнению с противоположной кромкой, т.к. энергия возбуждаемых ИГВ будет излучаться по пути наименьшего сопротивления их развитию.Under the ice cover at a safe depth, they begin to move the submarine at a resonant speed to excite IGV with the largest amplitude. If the amplitude of these waves is insufficient to destroy the ice cover, then using standard ship equipment, such as ice echo sounders, in the ice cover a scatter is found whose width is less than the diameter of the ship's hull. Then the ship begins to move under one of the scuba edges along it. Due to the displacement of the trajectory of the vessel relative to the center of the scribe, first of all, cracks will begin to occur in the edge under which the vessel moves. The weakening of the bearing capacity of the edge due to cracking will lead to its more intense destruction compared to the opposite edge, because the energy of excited IGV will be radiated along the path of least resistance to their development.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг.1 показаны профили ИГВ при движении суда вдоль кромки льда; на фиг.2 - вид на разводье сверху.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows the profiles of the IHV when the vessel moves along the ice edge; figure 2 is a view of the pipe from above.

Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью ν_p. Если амплитуда возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда, то в ледяном покрове обнаруживают разводье, ширина которого В меньше диаметра корпуса D. Судно 2 начинают перемещать под одной из кромок разводья, при этом траектория движения 5 должна оставаться параллельной кромкам разводья 4. Асимметрия в начале движения судна приведет к образованию трещин 6 в той кромке разводья, под которой движется судно. Эффективность разрушения льда увеличится, что обеспечит достижение заявленного технического результата.Under the ice cover 1 begin to move the submarine 2 with a resonant speed ν _p . If the amplitude of the IGV 3 excited in this case is insufficient to break the ice, then a scatter is found in the ice sheet, the width of which is B less than the diameter of the hull D. The ship 2 begins to move under one of the edges of the scribe, while the trajectory of 5 should remain parallel to the edges of the scribe 4. Asymmetry at the beginning of the movement of the vessel will lead to the formation of cracks 6 in the edge of the line under which the vessel is moving. The effectiveness of the destruction of ice will increase, which will ensure the achievement of the claimed technical result.

Claims

A method of destroying an ice sheet by exciting resonant flexural-gravitational waves in ice by an underwater vessel, characterized in that the vessel is moved under one of the edges of the scuba, the width of which does not exceed the diameter of the hull.