RU2613658C1

RU2613658C1 - System for demolishing of floe

Info

Publication number: RU2613658C1
Application number: RU2016103296A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Александра Владимировна Погорелова; Елена Григорьевна Рогожникова; Александр Владимирович Кожаев; Сергей Геннадьевич Барченко; Никита Олегович Баурин; Константин Игоревич Ипатов; Анна Александровна Матюшина
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-03-21

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention is relevant to the field of shipbuilding, in particular, to underwater vessels, which demolish floe by force of resonance method. The system for demolishing of floe consists of underwater vessel capable to generate resonance bending-and-gravitational waves in the course of ship cruise under ice with resonance speed. Elastic easily-deformed hydrophobic coating fastened with the aid of non-tight connections and stretched along shipboards is mounted on upper ship deck.

EFFECT: aspect of invention is increasing efficiency of ice destruction with the aid of underwater vessel.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Изд-во «Академия Естествознания», 2007. - 355 с.).The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines that destroy the ice cover by the resonance method (1. Kozin V.M. Resonance method of ice cover destruction. Inventions and experiments. M: Publishing house "Academy of Natural Sciences", 2007. - 355 from.).

Известно техническое решение (2. Козин В.М. Устройство для разрушения ледяного покрова. RU 2268192 С1 от 20.01.2005. Бюл. №02), в котором предлагается разрушать ледяной покров устройством в виде подводного судна, возбуждающего во льду изгибно-гравитационные волны (ИГВ) при движении судна подо льдом с резонансной скоростью u_р. При этом верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном ИГВ при помощи установленных под ней приводов. Эти приводы приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков, установленных на палубе и измеряющих расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова. Это позволяет увеличить амплитуду, т.е. ледоразрушающую способность возбуждаемых судном ИГВ.A technical solution is known (2. Kozin VM Device for breaking the ice cover. RU 2268192 C1 from 01.20.2005. Bull. No. 02), in which it is proposed to destroy the ice cover with a device in the form of an underwater vessel that excites bending and gravitational waves in ice (IGV) when the vessel moves under ice with a resonant speed u _p . The upper deck of the vessel is made in the form of a structure capable of deforming to a shape that mirrors the profile of the IGW excited by the vessel using the drives installed underneath. These drives are driven in accordance with the readings of ultrasonic sensors mounted on the deck and measuring the vertical distance from the upper deck to the lower surface of the ice sheet. This allows you to increase the amplitude, i.e. ice-breaking ability of IGV excited by the vessel.

Недостатком устройства является сложность его конструкции.The disadvantage of this device is the complexity of its design.

Сущность изобретения заключается в разработке более простой конструкции.The invention consists in the development of a simpler design.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном за счет уменьшения стоимости изготовления устройства.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel by reducing the cost of manufacturing the device.

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

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью.Restrictive: a device for the destruction of ice cover, consisting of an underwater vessel capable of exciting resonant flexural-gravitational waves when the vessel moves under ice at a resonant speed.

Отличительные: на верхней палубе судна установлено упругое, легкодеформируемое гидрофобное покрытие, закрепленное по бортам судна негерметичными связями.Distinctive: on the upper deck of the vessel there is an elastic, easily deformable hydrophobic coating fixed on the sides of the vessel with leaks.

Известно (3. Павленко Г.Е. Сопротивление воды движению судов. М.: Изд-во «Морской транспорт», 1956. - 508 с.), что при движении судна вблизи непроницаемой поверхности (дна водоема, стенки канала и пр.) скорость обтекания поверхности судна возрастает, что сопровождается понижением давлений (см. [3] на стр. 452, 476). Очевидно, что такие же процессы будут происходить на верхней палубе подводного судна при его движении подо льдом в непосредственной близости от него, что является необходимым условием для возбуждения ИГВ. Из этого следует, что если на верхней палубе судна установить упругое покрытие и негерметичными, т.е. позволяющими забортной воде перемещаться под покрытием и не препятствовать его вертикальным перемещениям, связями закрепить его по бортам, то за счет разницы давлений на верхней и нижней палубе и по бортам покрытие начнет вспучиваться, еще в большей степени, чем само судно, стесняя поток между нижней поверхностью ледяного покрова и верхней палубой судна. Это приведет к дополнительному возрастанию скоростей потока над верхней палубой и соответствующему уменьшению давления под подошвой ИГВ, формирующейся в районе середины длины судна (см. 4. Козин В.М, Земляк В.Л. Всплытие подводных судов в ледовых условиях. - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН. 2012. - 195 с.).It is known (3. Pavlenko G.E. Water resistance to the movement of ships. M: Publishing House "Sea Transport", 1956. - 508 pp.) That when the vessel moves near an impenetrable surface (bottom of a reservoir, channel wall, etc.) the speed around the surface of the vessel increases, which is accompanied by a decrease in pressure (see [3] on pages 452, 476). It is obvious that the same processes will occur on the upper deck of a submarine when it moves under the ice in the immediate vicinity of it, which is a necessary condition for the excitation of IGW. From this it follows that if on the upper deck of the vessel to install an elastic coating and leaky, i.e. allowing outside water to move under the cover and not to prevent its vertical movements, to fasten it along the sides with ties, due to the pressure difference on the upper and lower deck and along the sides, the coating will begin to swell, even more so than the vessel itself, restricting the flow between the lower surface ice cover and the upper deck of the ship. This will lead to an additional increase in flow velocities over the upper deck and a corresponding decrease in pressure under the sole of the IHV that forms in the region of the mid-length of the vessel (see 4. Kozin V.M., Zemlyak V.L. Surfacing of submarines in ice conditions. - Komsomolsk-on -Amure: IMiM FEB RAS. 2012 .-- 195 p.).

Гидрофобность, т.е. способность покрытия отталкивать воду (несмачиваемость), будет увеличивать полноту эпюр скоростей в пограничном слое, и, соответственно, дополнительно увеличивать среднюю скорость обтекания верхней палубы набегающим потоком.Hydrophobicity, i.e. the ability of the coating to repel water (non-wettability) will increase the completeness of the velocity plots in the boundary layer, and, accordingly, additionally increase the average speed of the flow around the upper deck with an incident flow.

Понижение давления под подошвой ИГВ увеличит амплитуду, т.е. соответствующий рост изгибных напряжений в ледяном покрове, что повысит эффективность разрушения льда с меньшими затратами по сравнению с аналогом.Lowering the pressure under the sole of the IHV will increase the amplitude, i.e. a corresponding increase in bending stresses in the ice cover, which will increase the efficiency of ice destruction with lower costs compared to the analogue.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид на устройство сбоку, а на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a side view of the device, and in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

На верхней палубе 1 судна 2 установлено упругое гидрофобное покрытие 3, закрепленное по бортам судна 2 негерметичными связями 4. При возникновении необходимости разрушения ледяного покрова 5 судно подвсплывает на безопасную глубину H и начинает движение с резонансной скоростью u_р. Если бы судно 2 не имело покрытия 3, то в ледяном покрове 5 возбуждались бы ИГВ 6. При наличии покрытия 3 и заглубления судна на глубину H, разницы давлений на верхней палубе 1 и по бортам 7 и возможности забортной воды 8 через негерметичные связи 4 перемещаться под покрытием 3 оно вспучится и займет из положения 3 положение 9. В результате в ледяном покрове 5 будут возбуждаться ИГВ 10, что позволит достичь заявленный технический результат.On the upper deck 1 of vessel 2, an elastic hydrophobic coating 3 is installed, fixed on the sides of the vessel 2 by leaks 4. When it becomes necessary to destroy the ice cover 5, the vessel floats to a safe depth H and starts moving at a resonant speed u _p . If vessel 2 did not have a cover 3, then IGV 6 would be excited in the ice cover 5. If there was a cover 3 and the vessel was deepened to a depth H, the pressure differences on the upper deck 1 and along the sides 7 and the possibility of sea water 8 moving through leaks 4 under cover 3, it will swell and take position 9 from position 3. As a result, IGW 10 will be excited in the ice cover 5, which will achieve the claimed technical result.

Claims

An ice cover destruction device, consisting of an underwater vessel capable of exciting resonant flexural-gravitational waves when the vessel moves under ice at resonant speed, characterized in that an elastic, easily deformable hydrophobic coating is installed on the upper deck of the vessel, fixed on the sides of the vessel with leaks.