RU2588562C1 - Device for breaking down ice cover - Google Patents

Device for breaking down ice cover Download PDF

Info

Publication number
RU2588562C1
RU2588562C1 RU2015120879/11A RU2015120879A RU2588562C1 RU 2588562 C1 RU2588562 C1 RU 2588562C1 RU 2015120879/11 A RU2015120879/11 A RU 2015120879/11A RU 2015120879 A RU2015120879 A RU 2015120879A RU 2588562 C1 RU2588562 C1 RU 2588562C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
impellers
blades
vessel
sections
rotation
Prior art date
Application number
RU2015120879/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Козин
Виталий Леонидович Земляк
Александра Владимировна Погорелова
Сергей Демидович Чижиумов
Елена Григорьевна Рогожникова
Анна Александровна Матюшина
Никита Олегович Баурин
Александр Андреевич Ламаш
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГПГУ")
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")
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГПГУ"), 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") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" (ФГБОУ ВПО "АмГПГУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2588562C1 publication Critical patent/RU2588562C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: invention relates to underwater vessels which break down ice using a resonance method. Device for ice breaking consists of a submarine vessel, capable of moving under ice cover and excite therein resonance flexural-gravity waves. Vessel has in water-flow channels between its strong and light two impellers, cross-sections of which are located perpendicular to longitudinal axis of vessel, they are located one after another and have in top parts open sections, impellers can rotate in opposite directions. Blade impellers at end of open channel sections are able to deviate, that is,can be held down to inner surface of impellers, for a time equal to time of approach to closed sections of next blades, after which they return into initial position. Blades of front and rear impellers are bent in directions opposite to direction of their rotation, and blades of rear impeller are further inclined to its rotation axis. Impellers are also configured to periodically with frequency of resonance flexural-gravity waves start and stop its rotation during time equal to half-period of said waves.
EFFECT: higher efficiency of ice breaking.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом, т.е. путем возбуждения в ледяном покрове резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. - М.: Издательство «Академия Естествознания». 2007. - 355 с. ISBN 978-5-91327-017-7).The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines destroying ice cover by the resonance method, i.e. by excitation in the ice sheet of resonant flexural-gravitational waves (IGW) (1. Kozin VM Resonance method of destruction of the ice sheet. Inventions and experiments. - Moscow: Publishing House "Academy of Natural Sciences". 2007. - 355 p. ISBN 978- 5-91327-017-7).

Известно техническое решение (2. RU2240252 C2, 28.02.2002), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном за счет создания от вращения крыльчатки, расположенной в верхней части корпуса судна, области повышенного давления под возникающей вершиной ИГВ.A technical solution is known (2. RU2240252 C2, 02.28.2002), in which it is proposed to destroy the ice cover by an underwater vessel by creating from the rotation of the impeller located in the upper part of the vessel's hull an area of increased pressure under the arising top of the IHV.

Недостатками этого решения являются: наличие на корпусе судна выступающей части в виде крыльчатки, увеличивающей сопротивление воды и, вследствие этого, уменьшающей скорость его хода; громоздкость конструкции крыльчатки, выходящей за габариты корпуса; низкая работоспособность решения из-за гидродинамического несовершенства его осуществления (отсутствие целенаправленного, т.е. фокусированного, воздействия генерируемых гидродинамических сил на вершину ИГВ) и, соответственно, недостаточная высота возбуждаемых ИГВ.The disadvantages of this solution are: the presence on the hull of the protruding part in the form of an impeller, which increases the resistance of water and, consequently, reduces its speed; the cumbersome design of the impeller beyond the dimensions of the housing; low working capacity of the solution due to the hydrodynamic imperfection of its implementation (the absence of the targeted, i.e. focused, effect of the generated hydrodynamic forces on the top of the IGW) and, accordingly, the insufficient height of the excited IGV.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, установленного в корпусе судна и увеличивающего высоту ИГВ, возбуждаемых при движении судна под ледяным покровом.The essence of the invention consists in the development of a device installed in the hull of the vessel and increasing the height of the IHV, excited when the vessel moves under ice cover.

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

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

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного при движении под ледяным покровом возбуждать в нем резонансные ИГВ и создающего с помощью вращающейся крыльчатки, расположенной в верхней части корпуса судна, область повышенного давления под ледяным покровом в месте расположения вершины ИГВ.Restrictive: a device for the destruction of ice cover, consisting of an underwater vessel, capable of driving resonant IHV in it under the ice cover and using a rotating impeller located in the upper part of the ship’s hull, an area of increased pressure under the ice cover at the location of the top of the IHV.

Отличительные: на судне в выполненных между его прочным и легким корпусами водопроточных каналах установлены две крыльчатки, поперечные сечения которых расположены перпендикулярно продольной оси судна, они расположены друг за другом и имеют в верхних частях открытые участки, крыльчатки выполнены с возможностью вращаться в противоположных направлениях, а лопатки крыльчаток в момент окончания прохождения ими открытых участков каналов - отклоняться, т.е. прижиматься к внутренней поверхности крыльчаток, на время, равное времени подхода к закрытым участкам очередных лопаток, после чего возвращаться в исходное положение, лопатки передней и задней крыльчаток отогнуты в направлениях, противоположных направлениям их вращения, а лопатки задней крыльчатки дополнительно наклонены к оси ее вращения, крыльчатки также имеют возможность периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн начинать и прекращать свое вращение в течение времени, равного полупериоду этих волн.Distinctive: on the vessel, two impellers are installed between the strong and light hulls of the water-flowing channels, the cross sections of which are perpendicular to the longitudinal axis of the vessel, they are located one after the other and have open sections in the upper parts, the impellers can rotate in opposite directions, and impeller blades at the moment of completion of passage of open sections of channels by them - deviate, i.e. press against the inner surface of the impellers for a time equal to the approach time to the closed sections of the next blades, then return to their original position, the blades of the front and rear impellers are bent in the directions opposite to the directions of their rotation, and the blades of the rear impeller are additionally inclined to the axis of its rotation, the impellers also have the ability to periodically start and stop their rotation with a frequency of resonant flexural-gravitational waves over a period equal to the half-period of these waves.

Общеизвестно, что при вращательном движении среды на ее массу неизбежно будут действовать центробежные силы. Эту очевидную закономерность можно использовать для повышения эффективности разрушения ледяного покрова резонансным методом с помощью предложенного устройства. Для этого эти силы следует направить под вершину возбуждаемых ИГВ, что повысит в этой области гидродинамическое давление, т.е. увеличит высоту ИГВ.It is well known that during the rotational motion of a medium, centrifugal forces will inevitably act on its mass. This obvious pattern can be used to increase the efficiency of ice cover destruction by the resonance method using the proposed device. To do this, these forces should be directed below the top of the excited IGW, which will increase the hydrodynamic pressure in this area, i.e. increase the height of the IHV.

Из курса гидравлики известно, что, если жидкость вращается крыльчаткой, лопатки которой отогнуты в направлениях, противоположных направлению их вращения (например, как у рабочего колеса центробежного насоса), то центробежные силы будут иметь только радиальное направление. Если же лопатки крыльчатки дополнительно наклонены к оси ее вращения (например, как лопасти у гребного винта судна), то к радиальным, окружным (вследствие закручивания жидкости) добавятся и осевые составляющие потока, т.е. появится течение воды подо льдом. Если этот осевой поток направить под впадину ИГВ, то давление в этой области понизится.It is known from the course of hydraulics that if the fluid rotates by an impeller, the blades of which are bent in the directions opposite to the direction of their rotation (for example, as with the impeller of a centrifugal pump), then centrifugal forces will have only a radial direction. If the impeller blades are additionally inclined to the axis of its rotation (for example, like the blades of a ship’s propeller), then the axial components of the flow will be added to the radial, circumferential (due to the twisting of the liquid), i.e. water will flow under the ice. If this axial flow is directed under the basin of the IHV, then the pressure in this region will decrease.

Также известно (3. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Дрофа. 2003. - 842 с.), что при взаимодействии потоков жидкости с различными скоростями на границе их раздела возникает пограничный слой, в пределах толщины которого из-за вязкости жидкости скорости в потоках резко изменяются в поперечных к ним направлениях. Таким образом, при встречном движении двух потоков жидкости с одинаковыми скоростью и вязкостью, которые будет создавать предложенное устройство, на границе их раздела будет происходить их взаимное торможение с интенсивным вихреобразованием. Тогда в соответствии с законом Бернулли давление на этой границе будет возрастать, и в результате возникнет своеобразный гидродинамический барьер (гидродинамическое сопротивление), препятствующий протеканию через него набегающего внешнего потока (в нашем случае при рассмотрении для лучшего понимания обращенного движения (см. [3])), т.е. когда судно считают неподвижным, а вода и ледяной покров как бы надвигаются на него, скорость внешнего потока будет равна скорости судна, что приведет к повышению давления перед ним. Кроме того, на пути внешнего потока в месте расположения устройства при его работе между корпусом судна и нижней поверхностью ледяного покрова возникнет область завихренной жидкости, что повысит степень турбулентности не только пограничного слоя, возникающего на поверхности самого судна, но приведет и к турбулизации всего внешнего потока между его корпусом и льдом. Вязкостное сопротивление судна возрастет, что, в свою очередь, увеличит давление в этой области (см. [3]).It is also known (3. Loytsyansky LG, Mechanics of liquid and gas. - M.: Drofa. 2003. - 842 p.) That during the interaction of fluid flows with different velocities, a boundary layer arises at the interface, within the thickness of which - due to the viscosity of the fluid, the velocities in the flows change sharply in the directions transverse to them. Thus, with the oncoming movement of two fluid flows with the same speed and viscosity, which will be created by the proposed device, at their interface, they will mutual inhibition with intense vortex formation. Then, in accordance with Bernoulli’s law, the pressure at this boundary will increase, and as a result, a kind of hydrodynamic barrier (hydrodynamic resistance) will arise that prevents the incoming external flow from flowing through it (in our case, when considering for a better understanding of the reversed motion (see [3]) ), i.e. when the vessel is considered motionless, and the water and ice cover seem to be approaching it, the speed of the external flow will be equal to the speed of the vessel, which will increase the pressure in front of it. In addition, in the path of the external flow at the device’s location between the ship’s hull and the lower surface of the ice sheet, a region of swirling liquid will appear, which will increase the degree of turbulence of not only the boundary layer that occurs on the surface of the vessel itself, but will also lead to turbulence of the entire external flow between his hull and ice. The viscosity of the vessel will increase, which, in turn, will increase the pressure in this area (see [3]).

Также известно (4. Д.Е. Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 218 с.), что приложение периодической динамической нагрузки к ледяному покрову с частотой, равной частоте резонансных ИГВ, значительно увеличивает деформации ледяного покрова по сравнению с такой же по интенсивности нагрузкой, но приложенной стационарно. Объясняется это тем, что при таких воздействиях возникают резонансные ИГВ.It is also known (4. D.E. Heysin. Dynamics of ice cover. - L .: Gidrometeoizdat, 1967. - 218 p.) That the application of a periodic dynamic load to the ice cover with a frequency equal to the frequency of resonant IGW significantly increases the deformation of the ice cover in comparison with the same intensity load, but applied stationary. This is explained by the fact that under such influences resonant IGWs arise.

Таким образом, если под вершиной ИГВ, возникших от поступательного движения подводного судна (основных резонансных ИГВ), периодически создавать область повышенного давления с частотой резонансных ИГВ, то это приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительных резонансных ИГВ.Thus, if under the apex of the IGW arising from the translational movement of the submarine (the main resonant IGV), a period of increased pressure is created periodically with the frequency of the resonant IGV, this will lead to the excitation of additional resonant IGV in the ice sheet.

Очевидно, что для достижения максимального периодического возрастания амплитуды суммарных ИГВ необходимо, чтобы время воздействия сил, возбуждающих дополнительные ИГВ, равнялось половине периода Τ основных резонансных ИГВ, величину которого. можно определить по зависимости [4]Obviously, in order to achieve the maximum periodic increase in the amplitude of the total IHV, it is necessary that the exposure time of the forces exciting additional IHV is equal to half the period Τ of the main resonant IHV, the value of which. can be determined by the dependence [4]

T = 2 π D / ρ л h g 4 6

Figure 00000001
, T = 2 π D / ρ l h g four 6
Figure 00000001
,

где: D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρл - плотность льда; h - толщина ледяного покрова; g - ускорение силы тяжести.where: D is the cylindrical stiffness of the ice plate; ρ l is the density of ice; h is the thickness of the ice cover; g is the acceleration of gravity.

В этом случае при перемещении льда вверх и вниз от возникших дополнительных ИГВ возбуждающие их силы будут совпадать с направлениями перемещения льда. Таким образом, возникнет наиболее эффективная своеобразная дополнительная к основным ИГВ раскачка ледяного покрова.In this case, when the ice moves up and down from the additional IGWs that have arisen, the forces that excite them will coincide with the directions of ice movement. Thus, the most effective kind of additional build-up of ice cover to the main IGW will arise.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

В корпусе судна в наиболее вероятном месте расположения вершины ИГВ выполнены два водопроточных канала с открытыми в верхних частях участками. В каналах установлены крыльчатки, выполненные с возможностью вращаться в противоположных направлениях и оснащенные лопатками, отогнутыми в направлениях, противоположных направлениям вращения крыльчаток. Такая форма лопаток так же, как и форма лопастей рабочих колес центробежных насосов, увеличивает эффективность их работы. В нашем случае - создает при заданных энергозатратах максимальные центробежные силы, возникающие при выбросе крыльчатки через открытые участки водопроточных каналов масс воды. Габариты каналов и крыльчаток не превышают габаритов судна в месте их расположения, что в отличие от аналога не приводит к появлению дополнительного сопротивления в виде сопротивления выступающих частей. Вертикальное расположение стенок каналов обеспечит строгое направление (фокусированное воздействие) выбрасываемых потоков воды, под вершину ИГВ. Кроме повышения давления под вершиной ИГВ за счет создаваемых устройством центробежных сил и области завихренной жидкости, его работа за счет близости расположения (друг за другом) водопроточных каналов приведет к гидродинамическому взаимодействию возбуждаемых крыльчатками потоков воды. Вращение крыльчаток в противоположных направлениях не только исключит возникновение кренящего момента, ухудшающего поперечную остойчивость судна, но приведет и к возникновению перпендикулярно расположенного к направлению движения судна гидродинамического барьера, увеличивающего работоспособность предложенного устройства. Для обеспечения возможности заполнения рабочего объема крыльчаток забортной водой после выброса через открытые участки водопроточных каналов масс воды за счет центробежных сил лопатки в момент окончания прохождения ими открытых участков каналов отклоняются, т.е. прижимаются к внутренней поверхности крыльчаток. За отклоненными лопатками вследствие оттеснения воды возникнут области пониженного давления [3], куда устремится забортная вода, обеспечивая тем самым заполняемость данных частей рабочих объемов крыльчаток. После истечения времени, равного времени подхода к закрытым участкам каналов очередных лопаток, они возвращаются в исходное положение. В результате весь рабочий объем крыльчаток, кроме открытых участков каналов, будет заполнен забортной водой.In the ship’s hull, at the most probable location of the IGV peak, two water-flowing channels with open sections in the upper parts are made. Impellers are installed in the channels, which are configured to rotate in opposite directions and equipped with vanes bent in directions opposite to the directions of rotation of the impellers. This shape of the blades, as well as the shape of the blades of the impellers of centrifugal pumps, increases their efficiency. In our case, it creates, at given energy inputs, the maximum centrifugal forces that arise when the impeller is ejected through open sections of water-flowing channels of water masses. The dimensions of the channels and impellers do not exceed the dimensions of the vessel at their location, which, unlike the analogue, does not lead to the appearance of additional resistance in the form of the resistance of the protruding parts. The vertical arrangement of the walls of the channels will provide a strict direction (focused effect) of the ejected water flows, under the top of the IHV. In addition to increasing the pressure under the summit of the IGW due to the centrifugal forces created by the device and the swirling liquid region, its operation due to the proximity of the water flow channels (one after another) will result in hydrodynamic interaction of the water flows excited by the impellers. Rotation of the impellers in opposite directions not only eliminates the occurrence of heeling moment, worsening the transverse stability of the vessel, but also leads to the appearance of a hydrodynamic barrier perpendicular to the direction of movement of the vessel, increasing the efficiency of the proposed device. To ensure that the working volume of the impellers can be filled with outboard water after the masses of water are ejected through open sections of the water-flowing channels due to the centrifugal forces of the blade, they are rejected at the moment they pass the open sections of the channels, i.e. pressed against the inner surface of the impellers. For deflected blades due to water displacement, areas of reduced pressure will appear [3], where outboard water will rush, thereby ensuring the occupancy of these parts of the working volumes of the impellers. After the expiration of the time equal to the approach time to the closed sections of the channels of the next blades, they return to their original position. As a result, the entire working volume of the impellers, except for the open sections of the channels, will be filled with sea water.

Вращение задней крыльчатки приведет к появлению кроме радиального и окружного дополнительного осевого потока, направленного в район кормовой оконечности судна, т.е. под первую следующую за вершиной подошву ИГВ, что приведет к понижению давления под ней. Для этого угол наклона лопаток крыльчатки к оси ее вращения (острый или тупой) выбирают в зависимости от направления ω.The rotation of the rear impeller will lead to the appearance, in addition to the radial and circumferential additional axial flow, directed to the aft end of the vessel, i.e. under the first foot of the IHV following the top, which will lead to a decrease in pressure below it. For this, the angle of inclination of the impeller blades to the axis of its rotation (sharp or blunt) is chosen depending on the direction of ω.

С целью уменьшения гидродинамического сопротивления на пути осевого потока задняя кромка водопроточного канала в пределах его открытого участка закруглена. В результате давление под впадиной ИГВ понизится, т.е. амплитуда прогиба ледяного покрова возрастет. Кроме того, возникающий осевой поток будет создавать дополнительный к гребному винту упор судна. В результате периодических с частотой резонансных ИГВ появлений под вершиной и подошвой соответственно областей повышенного и пониженного давлений возникнет система дополнительных резонансных ИГВ, которая, накладываясь на основные резонансные ИГВ, вследствие интерференции будет периодически увеличивать высоту суммарных ИГВ. Таким образом, работа устройства обеспечит более высокое по сравнению с аналогом увеличение высоты ИГВ, что позволит достичь заявленный технический результат.In order to reduce the hydrodynamic drag along the axial flow path, the trailing edge of the water flow channel within its open area is rounded. As a result, the pressure under the basin of the IHV will decrease, i.e. the amplitude of the deflection of the ice cover will increase. In addition, the resulting axial flow will create an additional stop for the vessel to the propeller. As a result of the occurrence of regions of increased and reduced pressures that are periodic with resonance IHV under the apex and sole, respectively, a system of additional resonant IHVs will appear, which, overlapping the main resonant IHVs, will periodically increase the height of the total IHVs due to interference. Thus, the operation of the device will provide a higher than the analogue increase in the height of the IHV, which will achieve the claimed technical result.

Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг. 1 показан вид на устройство сбоку; на фиг. 2 и 3 - сечения по Α-A и B-B на фиг. 1; на фиг. 4 - вырыв I на фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a side view of the device; in FIG. 2 and 3 are sections along Α-A and B-B in FIG. one; in FIG. 4 - tear I in FIG. one.

В корпусе судна 1 выполнены два водопроточных канала 2 с открытыми участками 3 (фиг. 1-3). В каналах 2 установлены крыльчатки 4, передняя из которых оснащена лопатками 5, а задняя - 6. Крыльчатки способны вращаться в противоположных направлениях (фиг. 2, 3). Если при движении судна 1 с резонансной скоростью up под ледяным покровом 7 высота возбуждаемых ИГВ 8 окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то крыльчатки начинают вращать с угловыми скоростями ±ω соответственно, что приведет к выбросу через открытые участки 3 водопроточных каналов 2 масс воды 9 и 10 (фиг. 2, 3), которые будут иметь как радиальные составляющие 11 (за счет центробежных сил), так и окружные составляющие 12 скорости (за счет закручивания воды в соответствующих каналах 2 (фиг. 2, 3)). Возникший за счет центробежных сил поток воды (составляющие 11) приведет к увеличению давления под вершиной ИГВ 8. Окружные составляющие 12 вызовут возникновение гидродинамического барьера 13 и турбулизацию внешнего потока 14. Лопатки 15 в момент окончания прохождения ими открытых участков 3 каналов 2 отклоняются, т.е. прижимаются к внутренней поверхности крыльчаток 4, что приведет к возникновению областей пониженного давления 16 и, вследствие этого, - потоков забортной воды 17 (фиг. 2, 3). Осевой поток 18, возникающий благодаря наклону лопаток 6 задней крыльчатки к оси ее вращения, приведет к появлению области пониженного давления 19 (фиг. 1, 4). Периодическое появление под подошвой и вершиной ИГВ 8 соответственно областей повышенного и пониженного давлений приведет к возбуждению дополнительных резонансных ИГВ 20. В результате работы устройства произойдет увеличение высоты от ИГВ 8 до ИГВ 21.In the hull of the vessel 1 there are two water-flowing channels 2 with open sections 3 (Fig. 1-3). The impellers 4 are installed in the channels 2, the front of which is equipped with blades 5, and the rear - 6. The impellers are able to rotate in opposite directions (Fig. 2, 3). If, when vessel 1 moves with a resonant speed u p under the ice cover 7, the height of the excited IGV 8 is insufficient to destroy the ice cover, then the impellers begin to rotate at angular speeds ± ω, respectively, which will lead to the release of 2 masses of water through open sections 3 of the flow channels 3 9 and 10 (FIG. 2, 3), which will have both radial components 11 (due to centrifugal forces) and circumferential velocity components 12 (due to the twisting of water in the corresponding channels 2 (FIG. 2, 3)). The flow of water (components 11) due to centrifugal forces will lead to an increase in pressure under the summit of the IGW 8. The circumferential components 12 will cause the formation of a hydrodynamic barrier 13 and the turbulence of the external flow 14. The vanes 15 at the moment they pass through the open sections of 3 channels 2 are rejected, i.e. e. pressed against the inner surface of the impellers 4, which will lead to the appearance of areas of reduced pressure 16 and, consequently, flows of overboard water 17 (Fig. 2, 3). The axial flow 18, arising due to the inclination of the blades 6 of the rear impeller to the axis of its rotation, will lead to the appearance of a reduced pressure region 19 (Figs. 1, 4). The periodic appearance under the sole and apex of the IGV 8, respectively, of the areas of high and low pressure will lead to the excitation of additional resonant IGV 20. As a result of the operation of the device, the height will increase from IGV 8 to IGV 21.

Claims (1)

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного при движении под ледяным покровом возбуждать в нем резонансные изгибно-гравитационные волны и создающего с помощью вращающейся крыльчатки, расположенной в верхней части корпуса судна, область повышенного давления под ледяным покровом в месте расположения вершины изгибно-гравитационной волны, отличающееся тем, что на судне в выполненных между его прочным и легким корпусами водопроточных каналах установлены две крыльчатки, поперечные сечения которых расположены перпендикулярно продольной оси судна, они расположены друг за другом и имеют в верхних частях открытые участки, крыльчатки выполнены с возможностью вращаться в противоположных направлениях, а лопатки крыльчаток в момент окончания прохождения ими открытых участков каналов - отклоняться, т.е. прижиматься к внутренней поверхности крыльчаток, на время, равное времени подхода к закрытым участкам очередных лопаток, после чего возвращаться в исходное положение, лопатки передней и задней крыльчаток отогнуты в направлениях, противоположных направлениям их вращения, а лопатки задней крыльчатки дополнительно наклонены к оси ее вращения, крыльчатки также имеют возможность периодически с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн начинать и прекращать свое вращение в течение времени, равного полупериоду этих волн. Device for breaking ice cover, consisting of an underwater vessel capable of generating resonant bending-gravitational waves in it when moving under the ice cover and creating, using a rotating impeller located in the upper part of the ship's hull, an area of increased pressure under the ice cover at the location of the peak -gravity wave, characterized in that on the vessel two impellers are installed between the strong and light hulls of the water-flowing channels, the cross sections of which are perpendicular to the longitudinal axis of the vessel, they are located one after the other and have open sections in the upper parts, the impellers are able to rotate in opposite directions, and the impeller blades are deflected at the moment they pass through the open sections of the channels, i.e. press against the inner surface of the impellers for a time equal to the approach time to the closed sections of the next blades, then return to their original position, the blades of the front and rear impellers are bent in the directions opposite to the directions of their rotation, and the blades of the rear impeller are additionally inclined to the axis of its rotation, the impellers also have the ability to periodically start and stop their rotation with a frequency of resonant flexural-gravitational waves over a period equal to the half-period of these waves.
RU2015120879/11A 2015-06-01 Device for breaking down ice cover RU2588562C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2588562C1 true RU2588562C1 (en) 2016-06-27

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110473446A (en) * 2019-08-20 2019-11-19 哈尔滨工程大学 A kind of water elastic wave ice-breaking model test apparatus that research underwater sailing body evokes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3101066A (en) * 1961-07-14 1963-08-20 Frederick R Haselton Submarine hydrodynamic control system
RU2219088C2 (en) * 2002-02-28 2003-12-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of breaking ice cover
RU2219089C2 (en) * 2002-02-28 2003-12-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of breaking ice cover
RU2240252C2 (en) * 2002-02-28 2004-11-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of an ice cover destruction
RU2240253C2 (en) * 2002-02-28 2004-11-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of an ice cover destruction

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3101066A (en) * 1961-07-14 1963-08-20 Frederick R Haselton Submarine hydrodynamic control system
RU2219088C2 (en) * 2002-02-28 2003-12-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of breaking ice cover
RU2219089C2 (en) * 2002-02-28 2003-12-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of breaking ice cover
RU2240252C2 (en) * 2002-02-28 2004-11-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of an ice cover destruction
RU2240253C2 (en) * 2002-02-28 2004-11-20 Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН Method of an ice cover destruction

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110473446A (en) * 2019-08-20 2019-11-19 哈尔滨工程大学 A kind of water elastic wave ice-breaking model test apparatus that research underwater sailing body evokes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO852757L (en) DEVICE FOR SUBMISSION OF SOLIDS IN FLUIDS AND LINEAR MOVEMENT OF FLUIDS.
RU2249074C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2589235C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2588562C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2506195C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2588563C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2353540C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2588564C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2585133C1 (en) Device for destruction of ice cover
RU2612298C2 (en) Device for breaking down ice cover
RU2589227C1 (en) Device for breaking down ice cover
RU2584636C1 (en) Device for breaking down ice cover
KR20020020624A (en) Method of reducing frictional resistance of a hull, and frictional resistance reducing vessel
RU2219088C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2240253C2 (en) Method of an ice cover destruction
RU2213022C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2721221C1 (en) Method of ice cover destruction
KR20130002144U (en) Propeller for Ship
RU2007111210A (en) METHOD FOR USING ENVIRONMENTAL FLOW ENERGY AND ENERGY COMPLEX FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2793475C1 (en) Ice breaking device
RU2219089C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2219090C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2778470C1 (en) Device for breaking ice cover
RU2144481C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2540357C1 (en) Device to increase immersed vessel motion efficiency