RU2650287C1

RU2650287C1 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2650287C1
Application number: RU2016141722A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Александра Владимировна Погорелова; Никита Олегович Баурин; Анна Александровна Матюшина; Елена Григорьевна Рогожникова; Сергей Димидович Чижиумов
Priority date: 2016-10-24
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2018-04-11

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: method of breaking ice cover is proposed, consisting in attaching a vessel to ice by means of a pair of anchors and cables, followed by filling ballast tanks with seawater and creating a positive buoyancy force due to filling a container of an elastic material, located in the middle part of the vessel midway between the anchors, with compressed air.

EFFECT: increasing the thickness of the ice cover to be broken.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, способным разрушать сплошной ледяной покров при их всплытии. Известно техническое решение (1. Патент RU 2570916), в котором ледяной покров предлагается разрушать подводным судном посредством его прикрепления ко льду при помощи якоря и троса. Затем разрушающую лед нагрузку создают за счет заполнения балластных цистерн судна забортной водой, а также вращения гребных винтов судна.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines capable of destroying a continuous ice cover when they emerge. A technical solution is known (1. Patent RU 2570916), in which it is proposed to destroy the ice cover by an underwater vessel by attaching it to the ice using an anchor and a cable. Then, an ice-breaking load is created by filling the vessel’s ballast tanks with sea water, as well as rotating the ship’s propellers.

Недостатком решения являются недостаточная толщина разрушаемого льда, зависящая от емкости балластных цистерн, т.е. возникающей отрицательной силы плавучести при их заполнении, а ее увеличение (за счет вращения гребных винтов) может привести к опасному подвсплытию судна (вертикальному перемещению вверх) и его соударению со льдом.The disadvantage of the solution is the insufficient thickness of destructible ice, depending on the capacity of the ballast tanks, i.e. emerging negative buoyancy when filling them, and its increase (due to the rotation of the propellers) can lead to a dangerous sub-floating of the vessel (vertical movement upwards) and its collision with ice.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения льдоразрушающей способности и безопасности эксплуатации судна при его осуществлении.The essence of the invention lies in the development of a method of increasing ice-breaking ability and safety of operation of the vessel during its implementation.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении льдоразрушающей способности и безопасности эксплуатации судна при его реализации.The technical result obtained by the implementation of the invention is to increase the ice-breaking ability and safety of operation of the vessel during its implementation.

Существенные признаки, характеризующие изобретениеThe essential features characterizing the invention

Ограничительные: судно прикрепляют ко льду при помощи якоря и троса с последующим периодическим заполнением балластных цистерн забортной водой.Restrictive: the vessel is attached to ice using an anchor and a cable, followed by periodic filling of ballast tanks with outboard water.

Отличительные: судно прикрепляют ко льду посредством пары якорей и тросов, расположенных в носовой и кормовой оконечностях судна, в средней части судна предусматривают контейнер с вложенной в него емкостью из эластичного материала, которую заполняют сжатым воздухом.Distinctive: the vessel is attached to ice by means of a pair of anchors and cables located in the fore and aft ends of the vessel; in the middle part of the vessel, a container with a container of elastic material embedded in it, which is filled with compressed air, is provided.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

В носовой и кормовой оконечностях судна выполняют контейнеры, в которые укладывают в сложенном состоянии якоря с тросами, при этом точки крепления тросов к судну при их натяжении должны обеспечивать нулевые кренящий и дифферентующий моменты. При возникновении необходимости всплытия судно подвсплывает на безопасное заглубление и останавливается. Затем из контейнеров в вертикальном направлении выстреливаются, например, при помощи пороховых зарядов якоря в сложенном состоянии. Для пробивания льда, т.е. для создания во льду лунки, может быть использована, например, струя кумулятивного заряда, установленного в головной части якоря. После выхода якорей из-подо льда их лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта) и после натяжения, т.е. устранения слабины у тросов, они прикрепляются ко льду. Затем забортной водой наполняют цистерны главного балласта. Судно приобретет отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорные тросы, создавая вертикальную нагрузку на лед. Если при этом ледяной покров не разрушится, то в емкость из эластичного материала, расположенную в контейнере средней части судна посередине между якорями, подают сжатый воздух из его источника при помощи гибкого шланга. В результате емкость всплывет, т.е. приледнится, между якорями возникнет положительная сила плавучести, что увеличит изгибные напряжения, т.е. нагрузку на лед. Равноудаленность расположения емкости от якорей увеличит ее интенсивность, т.к. сила плавучести окажется приложенной в точке максимального вспучивания ледяного покрова. Давление сжатого воздуха, а значит и объем емкости, т.е. ее положительные силы плавучести (силы Архимеда), увеличивают до начала разрушения ледяного покрова. В результате будет достигнут заявленный технический результат.At the bow and stern ends of the vessel, containers are carried out in which anchors with cables are laid in the folded state, while the points of attachment of the cables to the vessel when they are tensioned should provide zero heeling and trim moments. If there is a need for ascent, the vessel floats to a safe depth and stops. Then from the containers in the vertical direction they shoot, for example, with the help of gunpowder charges, the anchors in the folded state. For punching ice, i.e. to create a hole in the ice, for example, a jet of cumulative charge installed in the head of the anchor can be used. After the anchors exit from under the ice, their paws automatically open (according to the principle of an opening umbrella) and after tension, i.e. eliminate slack in the cables, they attach to the ice. Then the tanks of the main ballast are filled with sea water. The vessel will acquire negative buoyancy and begin to pull anchor cables, creating a vertical load on the ice. If at the same time the ice cover does not collapse, then compressed air from its source is supplied to the container of elastic material located in the container of the middle part of the vessel in the middle between the anchors using a flexible hose. As a result, the capacity will pop up, i.e. icing up, a positive buoyancy force will appear between the anchors, which will increase bending stresses, i.e. load on ice. Equidistance of the location of the tank from the anchors will increase its intensity, because buoyancy will be applied at the point of maximum expansion of the ice cover. The pressure of compressed air, and hence the volume of the container, i.e. its positive buoyancy forces (Archimedes forces) increase before the destruction of the ice cover. As a result, the claimed technical result will be achieved.

Изобретение поясняется графически где: на фиг. 1 показан вид на судно сбоку после его прикрепления ко льду; на фиг. 2 - после заполнения емкости сжатым воздухом.The invention is illustrated graphically where: in FIG. 1 shows a side view of a ship after it is attached to ice; in FIG. 2 - after filling the tank with compressed air.

В оконечностях судна 1 выполняют контейнеры 2, в которые укладывают в сложенном состоянии якоря с тросами (эта позиция не показана). При возникновении необходимости всплытия судно 1 подвсплывает на безопасное заглубление Н (фиг. 1). После прикрепления якорей 3 ко льду 4 с помощью тросов 5 заполняют балластные цистерны 6, что вызовет деформацию ледяного покрова 4 до профиля 9 (фиг. 1). Если после этого ледяной покров 4 не разрушится, то в емкость 7 через гибкий шланг 8 подают сжатый воздух (фиг. 2). В результате емкость 7 всплывет и займет положение 10. Это увеличит деформации льда от профиля 9 (фиг. 1, 2) до профиля 11 (фиг. 2). Если и этого окажется недостаточно для разрушения ледяного покрова 4, то давление в емкости 7, а значит и ее размеры до габаритов 12 (фиг. 2) увеличивают до тех пор, пока ледяной покров 4 не разрушится. Использование при реализации предложенного способа прикрепляемых ко льду якорей позволит сконцентрировать прилагаемое ко льду нагружение в области между якорями, т.е. уменьшить энергозатраты на разрушение ледяного покрова.At the ends of the vessel 1, containers 2 are made, into which anchors with cables are laid in the folded state (this position is not shown). When there is a need for ascent, the vessel 1 floats up to a safe deepening H (Fig. 1). After the anchors 3 are attached to the ice 4 with the help of cables 5, the ballast tanks 6 are filled, which will cause deformation of the ice cover 4 to the profile 9 (Fig. 1). If after this the ice cover 4 does not collapse, then compressed air is supplied to the container 7 through the flexible hose 8 (Fig. 2). As a result, the container 7 will pop up and take a position of 10. This will increase the ice deformation from profile 9 (Fig. 1, 2) to profile 11 (Fig. 2). If this is not enough to destroy the ice cover 4, then the pressure in the tank 7, and therefore its size up to dimensions 12 (Fig. 2), is increased until the ice cover 4 is destroyed. When implementing the proposed method, the use of anchors attached to ice will make it possible to concentrate the loading applied to ice in the area between the anchors, i.e. reduce energy costs for the destruction of the ice cover.

Claims

A method of destroying ice cover by an underwater vessel by attaching it to ice using an anchor and a cable, followed by filling ballast tanks with sea water, characterized in that the vessel is attached to ice by means of a pair of anchors and cables located in the fore and aft ends of the vessel, in the middle part of the vessel In the middle between the anchors, a container is provided with a container of elastic material embedded in it, which is filled with compressed air.