RU2506194C1 - Method of breaking ice cover - Google Patents

Method of breaking ice cover Download PDF

Info

Publication number
RU2506194C1
RU2506194C1 RU2012145912/11A RU2012145912A RU2506194C1 RU 2506194 C1 RU2506194 C1 RU 2506194C1 RU 2012145912/11 A RU2012145912/11 A RU 2012145912/11A RU 2012145912 A RU2012145912 A RU 2012145912A RU 2506194 C1 RU2506194 C1 RU 2506194C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
vessel
resonant
water
fgw
Prior art date
Application number
RU2012145912/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Козин
Виталий Леонидович Земляк
Лев Соломонович Гринкруг
Александр Тевьевич Беккер
Елена Андреевна Самар
Денис Юрьевич Кипин
Елена Григорьевна Рогожникова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН")
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема")
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН"), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема"), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения Российской академии наук" (ФГБУН "ИМиМ ДВО РАН")
Priority to RU2012145912/11A priority Critical patent/RU2506194C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506194C1 publication Critical patent/RU2506194C1/en

Links

Landscapes

  • Production, Working, Storing, Or Distribution Of Ice (AREA)

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to ice breaking. Proposed invention consists in the following: air-cushion vessel glides over ice cover to generate resonant flexural-and-gravitational waves (FGW). Note here that extra loads are applied to ice by hydraulic gun pre-mounted at said vessel to shoot water portions at frequency equal to that of resonant FGW to distance equal to 3/4 of FGW length from vessel location to cause the vessel sign-variable trim.
EFFECT: higher thickness of broken ice.
1 dwg

Description

Изобретение относится к судостроению, в частности к амфибийным судам на воздушной подушке (СВП), разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: издательство «Академия Естествознания», 2007. - 355 с.).The invention relates to shipbuilding, in particular to amphibious hovercraft (SVP), destroying the ice cover by the resonance method (1. Kozin VM Resonance method of ice cover destruction. Inventions and experiments. M: publishing house "Academy of Natural Sciences", 2007 . - 355 p.).

Известно (2. Богородский В.В., Гаврило В.П., Недошивин О.А. Разрушение льда. Методы, технические средства. Л.: Гидрометеоиздат. - 1983. - 232 с.), что для разрушения ледяных пластин возможно применение водомета, т.е. гидропушки.It is known (2. Bogorodsky V.V., Gavrilo V.P., Nedoshivin O.A. Destruction of ice. Methods, technical means. L .: Gidrometeoizdat. - 1983. - 232 p.) That it is possible to use ice plates to destroy water jet, i.e. water guns.

Наиболее близким аналогом является решение, в котором предложено разрушать ледяной покров СВП путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) при его движении с одновременным созданием на лед дополнительной периодической нагрузки, возникающей от периодической дифферентировки судна с частотой резонансных ИГВ (3. RU 2188894 C2, 10.09.2002).The closest analogue is the solution in which it is proposed to destroy the ice cover of the SVP by excitation of resonant flexural-gravitational waves (IHV) in ice during its movement with the simultaneous creation of an additional periodic load on the ice arising from the periodic differentiation of the vessel with a frequency of resonant IHV (3. RU 2188894 C2, 09/10/2002).

Недостатком этого способа является его ограниченная ледоразрушающая способность.The disadvantage of this method is its limited ice-breaking ability.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды возбуждаемых ИГВ.The essence of the invention lies in the development of a method of increasing the amplitude of excited IVG.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины льда, разрушаемого резонансным методом.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the thickness of the ice destroyed by the resonance method.

Существенные признаки, характеризующие изобретениеThe essential features characterizing the invention

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении.Restrictive: a method of destroying the ice cover of a hovercraft by exciting resonant flexural-gravitational waves in ice during its movement.

Отличительные: в процессе движения на лед создают дополнительную периодическую нагрузку с помощью гидропушки, выстреливающей в направлении движения судна порции воды с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн и на расстояние, равное ¾ длины резонансных изгибно-гравитационных волн от места нахождения судна, при этом массу порции воды выбирают достаточной для создания максимально безопасного дифферента судна на корму, возникающего от выстрела гидропушки при заданной высоте ее установки на судне.Distinctive: in the process of moving onto ice, they create an additional periodic load with the help of a water gun, firing a portion of water in the direction of the vessel’s movement with a frequency equal to the frequency of the resonant flexural-gravitational waves and a distance equal to ¾ the length of the resonant flexural-gravitational waves from the location of the vessel, in this case, a mass of a portion of water is selected sufficient to create the most safe trim of the vessel on the stern, arising from the shot of the hydraulic gun at a given height of its installation on the vessel.

Также известно (4. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат.1967. - 217 с), что периодическое приложение ко льду вертикальной нагрузки с частотой резонансных ИГВ ω (

Figure 00000001
, где ρв - плотность воды; g - ускорение силы тяжести; D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины) приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительной системы резонансных ИГВ. Если периодическую дополнительную нагрузку прикладывать в такт с основными ИГВ, возбуждаемыми во льду движущимся СВП, то произойдет сложение амплитуд основных и дополнительных ИГВ.It is also known (4. Kheisin D.E. Dynamics of the ice cover. - L .: Gidrometeoizdat. 1967. - 217 s) that a periodic application of vertical load to ice with a frequency of resonant IGW ω (
Figure 00000001
 where ρ in - the density of water; g is the acceleration of gravity; D is the cylindrical rigidity of the ice plate) will lead to the excitation of an additional system of resonant IGWs in the ice sheet. If a periodic additional load is applied to the beat with the main IGV excited in ice by the moving SVP, then the amplitudes of the main and additional IGV will be added.

Известно (5. RU 2057048, C1 от 27.03.1996), что дополнительные ИГВ можно возбуждать путем создания у СВП периодического дифферента с частотой резонансных ИГВ.It is known (5. RU 2057048, C1 dated 03/27/1996) that additional IHVs can be excited by creating a periodic trim with a frequency of resonant IHVs in the SVP.

Также известно (6. Жесткая В.Д., Козин В.М. Исследования возможностей разрушения ледяного покрова амфибийными судами на воздушной подушке резонансным методом. Владивосток: Дальнаука. 2003. - 161 с), что появление у СВП дифферента на корму увеличивает его ледоразрушающую способность. Она также возрастает при применении теплового удара по льду [1].It is also known (6. Zhestkaya VD, Kozin VM Investigation of the possibility of ice cover destruction by amphibious hovercraft by the resonance method. Vladivostok: Dalnauka. 2003. - 161 s) that the appearance of a trim on the stern increases its ice-breaking ability. It also increases with the use of heat stroke on ice [1].

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

По ледяному покрову начинают перемещать СВП с резонансной скоростью vp.Если амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то судно смещают относительно профиля ИГВ так, чтобы его центр масс оказался над точкой перегиба профиля, т.е. узлом ИГВ. В этом случае судно получит максимальный дифферент на корму (его можно определить при помощи штатного судового дифферентометра), что увеличит его волновое сопротивление и, соответственно, амплитуду ИГВ. В таком положении СВП будет находиться на расстоянии от первой впадины ИГВ впереди судна, равном ¾ длины резонансной ИГВ

Figure 00000002
(см. [3]). SVPs begin to move along the ice cover with a resonant velocity v p. If the amplitude of the excited IGV turns out to be insufficient for ice destruction, then the vessel is displaced relative to the IGV profile so that its center of mass is above the inflection point of the profile, i.e. IGV node. In this case, the vessel will receive the maximum trim on the stern (it can be determined using a standard ship trimometer), which will increase its wave resistance and, accordingly, the amplitude of the IHV. In this position, the SVP will be at a distance from the first depression of the IGV in front of the vessel, equal to ¾ the length of the resonant IGV
Figure 00000002
 (see [3]).

Затем в процессе движения судна на лед создают дополнительную нагрузку с помощью гидропушки, предварительно установленной на судне и выстреливающей в направлении движения СВП порции воды с частотой, равной частоте резонансных ИГВ ω, на расстояние, равное ¾λр. Такое расстояние и частота выстрелов обеспечат гидроудары по первой впадине ИГВ, возбуждаемых от движения СВП, которые приведут к возникновению дополнительной системы резонансных ИГВ. Ее наложение в такт с основной, т.е. возбуждаемой от движения СВП, приведет к их благоприятной интерференции - сложению их амплитуд. Поскольку температура воды выше температуры льда, то по впадине ИГВ одновременно также будут наноситься и тепловые удары, ослабляющие прочность льда, а значит дополнительно увеличивающие суммарную амплитуду ИГВ. Периодичность выстрелов гидропушки приведет к появлению у судна дополнительного знакопеременного дифферента, что также будет способствовать росту амплитуды ИГВ. При этом массу порции воды выбирают достаточной для создания максимально безопасного суммарного дифферента судна на корму, т.е. исключающего касание корпуса СВП со льдом кормовой частью, с учетом высоты установки гидропушки на судне.Then, during the movement of the vessel onto the ice, an additional load is created with the help of a water gun pre-installed on the vessel and firing a portion of water with a frequency equal to the frequency of the resonant IHW ω in the direction of the SVP movement at a distance equal to ¾λ p . Such a distance and frequency of shots will be provided by hydroblows along the first depression of the IHV, excited by the movement of the SVP, which will lead to the emergence of an additional system of resonant IHV. Its overlapping with the main, i.e. excited from the movement of the SVP, will lead to their favorable interference - the addition of their amplitudes. Since the water temperature is higher than the ice temperature, thermal shock will also be simultaneously applied to the IGW depression, weakening the strength of the ice, and thus additionally increase the total amplitude of the IGV. The frequency of hydropower shots will lead to the appearance of an additional alternating trim on the vessel, which will also contribute to an increase in the amplitude of the IVG. In this case, the mass of a portion of water is chosen sufficient to create the safest possible total trim of the vessel aft, i.e. excluding touching the hull of the SVP with ice at the stern, taking into account the height of the hydraulic gun on the ship.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже приведена схема его реализации.The invention is illustrated graphically, where the drawing shows a diagram of its implementation.

По ледяному покрову 1 начинают перемещать СВП 2 с резонансной скоростью vp. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то судно 2 смещают так, чтобы его центр масс оказался над узлом ИГВ 4. Затем на лед создают дополнительную нагрузку 5 от периодических выстрелов гидропушкой 6 порции воды с частотой ω на расстоянии (3/4)λр. Это приведет к возрастанию амплитуды до ИГВ 7. Периодичность выстрелов гидропушки приведет к появлению у судна знакопеременного дифферента ±Мдиф. В результате суммарная амплитуда волн возрастает до ИГВ 8, что позволит достичь заявленный технический результат.On ice sheet 1 begin to move SVP 2 with a resonant speed v p. If the height of the excited IGV 3 is insufficient to destroy the ice 1, then the vessel 2 is displaced so that its center of mass is above the IGV node 4. Then, an additional load of 5 portions of water with a water cannon 6 of water with a frequency ω at a distance of 3 (3 / 4) λ p . This will lead to an increase in amplitude to the IHV 7. The frequency of the hydrogun shots will lead to the appearance of an alternating trim ± M dif . As a result, the total wave amplitude increases to IGW 8, which will achieve the claimed technical result.

Claims (1)

Способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн при его движении, отличающийся тем, что в процессе движения на лед создают дополнительную периодическую нагрузку с помощью гидропушки, выстреливающей в направлении движения судна порции воды с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, и на расстояние, равное 3/4 длины резонансных изгибно-гравитационных волн от места нахождения судна, при этом массу порции воды выбирают достаточной для создания максимально безопасного дифферента судна на корму, возникающего от выстрела гидропушки при заданной высоте ее установки на судне. A method of destroying the ice cover of an hovercraft by excitation of resonant flexural-gravitational waves in ice during its movement, characterized in that during the movement on ice they create an additional periodic load with the help of a water gun, firing a portion of water in the direction of the vessel with a frequency equal to the frequency resonant bending-gravitational waves, and a distance equal to 3/4 the length of the resonant flexural gravitational waves from the vessel's location, wherein the selected portion of the mass of water sufficient to I create the safest trim of the vessel on the stern, arising from the shot of the hydraulic gun at a given height of its installation on the vessel.
RU2012145912/11A 2012-10-26 2012-10-26 Method of breaking ice cover RU2506194C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145912/11A RU2506194C1 (en) 2012-10-26 2012-10-26 Method of breaking ice cover

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012145912/11A RU2506194C1 (en) 2012-10-26 2012-10-26 Method of breaking ice cover

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2506194C1 true RU2506194C1 (en) 2014-02-10

Family

ID=50032184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012145912/11A RU2506194C1 (en) 2012-10-26 2012-10-26 Method of breaking ice cover

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506194C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110006627A (en) * 2019-04-18 2019-07-12 哈尔滨工程大学 A kind of experimental observation device that simulation aircushion vehicle subglacial air cavity is propagated

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2057048C1 (en) * 1992-07-13 1996-03-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover by hovership
RU2188896C2 (en) * 2000-08-22 2002-09-10 Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover
RU2188894C2 (en) * 2000-08-22 2002-09-10 Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover
RU2245274C1 (en) * 2003-12-04 2005-01-27 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Device for breaking ice cover

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2057048C1 (en) * 1992-07-13 1996-03-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover by hovership
RU2188896C2 (en) * 2000-08-22 2002-09-10 Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover
RU2188894C2 (en) * 2000-08-22 2002-09-10 Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover
RU2245274C1 (en) * 2003-12-04 2005-01-27 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Device for breaking ice cover

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110006627A (en) * 2019-04-18 2019-07-12 哈尔滨工程大学 A kind of experimental observation device that simulation aircushion vehicle subglacial air cavity is propagated
CN110006627B (en) * 2019-04-18 2021-01-05 哈尔滨工程大学 Experimental observation device for simulating air cavity propagation under air cushion ship

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2457975C1 (en) Method of ice breaking in shallow water
RU2531857C1 (en) Method of ice cover destruction
Zhang et al. An experimental study on the dynamic response of a hull girder subjected to near field underwater explosion
RU2506194C1 (en) Method of breaking ice cover
US8552282B1 (en) Propulsion defeating system
RU2507104C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2674635C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2506195C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2601545C1 (en) Method of breaking ice
RU2603422C1 (en) Method for sheet ice breaking
RU2353542C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2613663C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2601547C1 (en) Method of breaking ice
RU2784554C1 (en) Device for breaking the ice cover
RU2601546C1 (en) Method of breaking ice
RU2679526C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2493044C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2801369C1 (en) Method for breaking the ice cover
RU2457976C1 (en) Ice breaker
RU2601517C1 (en) Method of breaking ice
RU2679524C1 (en) Ice cover breaking method
RU2188896C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2807453C1 (en) Method for breaking ice cover
RU2793005C1 (en) Method of breaking the ice cover
RU2589190C1 (en) Method of ice breaking

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161027