RU2651322C1

RU2651322C1 - Device for breaking down ice cover

Info

Publication number: RU2651322C1
Application number: RU2017100066A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Елена Григорьевна Рогожникова; Константин Игоревич Ипатов; Михаил Васильевич Канделя; Анна Александровна Матюшина; Анастасия Валерьевна Ткачева
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-04-19

Abstract

FIELD: ship building.

SUBSTANCE: invention relates to shipbuilding, particularly to submarine vehicles which break up ice cover. Proposed is a device for the destruction of the ice cover consisting of a submarine vessel equipped with an anchor, which provides the vessel attachment to the ice using the cable, and ballast tanks, which filling with the outboard water provides occurrence of the negative buoyancy, sufficient to destroy the ice cover of a given thickness. Anchor legs opening diameter should be longer than the length of the cockpit. Point of the rope securing to the submarine should be aligned with the submarine displacement center. Under the ice cover, a source of compressed air is installed on the anchor line.

EFFECT: technical result consists in improvement of ice breaking efficiency.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области ледотехники, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при их всплытии в сплошном льду.The invention relates to the field of ice engineering, in particular to submarines destroying the ice cover when they emerge in solid ice.

Уровень техники известен из устройства (1. RU 2575911 C1), которое состоит из подводного судна, снабженного якорем, прикрепленным тросом к судну, и способным прикрепляться ко льду. Судно оснащено балластными цистернами объемом, заполнение которого забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточной для разрушения ледяного покрова заданной толщины.The prior art is known from a device (1. RU 2575911 C1), which consists of a submarine equipped with an anchor, attached with a cable to the vessel, and capable of attaching to ice. The vessel is equipped with ballast tanks with a volume, the filling of which with sea water provides the appearance of a negative buoyancy force sufficient to destroy the ice cover of a given thickness.

Недостатком решения является ограниченность толщины разрушаемого льда, зависящей от объема балластных цистерн, т.е. запаса плавучести судна.The disadvantage of this solution is the limited thickness of destructible ice, which depends on the volume of ballast tanks, i.e. vessel buoyancy.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, позволяющего увеличить разрушающую нагрузку.The invention consists in the development of a device that allows to increase the breaking load.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности, т.е. увеличении толщины разрушаемого льда.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase efficiency, i.e. increasing 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, снабженного якорем, прикрепленным тросом к судну и выполненным с возможностью прикрепления ко льду, балластными цистернами объемом, заполнение которых забортной водой обеспечивает возникновение отрицательной силы плавучести, достаточным для разрушения ледяного покрова заданной толщины, при этом точка крепления троса к судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна, а диаметр раскрытия лап якоря должен быть больше длины рубки судна.Restrictive: a device for the destruction of ice cover, consisting of a submarine equipped with an anchor, attached with a cable to the vessel and made with the possibility of attachment to ice, ballast tanks with volume, the filling of which with outboard water provides the occurrence of negative buoyancy forces sufficient to destroy the ice cover of a given thickness, the point of attachment of the cable to the vessel should coincide with the center of the volumetric displacement of the vessel, and the diameter of the opening of the legs of the anchor should be greater than us felling the ship.

Отличительные: под ледяным покровом на якорном тросе установлен источник сжатого воздуха.Distinctive: under the ice cover on the anchor cable a source of compressed air is installed.

Известно (2. Панфилов Д.Ф. Приближенный метод расчета грузоподъемности ледяного покрова / Известия всесоюзного научно-исследовательского института ледотехники. Т. 65, 1960. - с. 221-224), что с уменьшением плотности воды (или объемного веса воды) прогиб ледяного покрова под нагрузкой возрастает.It is known (2. Panfilov DF An approximate method for calculating the capacity of ice cover / Bulletin of the All-Union Scientific Research Institute of Ice Engineering. T. 65, 1960. - S. 221-224) that with a decrease in the density of water (or volumetric weight of water) ice cover under load increases.

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is as follows.

В средней части судна выполнен контейнер, в который укладывают в сложенном состоянии якорь с тросом. При этом точка крепления троса к судну должна совпадать с центром величины объемного водоизмещения судна. В этом случае натяжения якорного троса не вызовет ни крена, ни дифферента судна. При возникновении необходимости всплытия судно подвсплывает на безопасное заглубление и останавливается. Затем из контейнера в вертикальном направлении выстреливается, например, при помощи порохового заряда, якорь в сложенном состоянии. Для пробивания льда, т.е. для создания во льду лунки, может быть использована, например, струя кумулятивного зарядка, установленного в головной части якоря. После выхода якоря из-подо льда его лапы автоматически раскрываются (по принципу раскрывающегося зонта), и он прикрепляется ко льду. Затем забортной водой заполняют балластные цистерны. Судно приобретет отрицательную плавучесть и начнет натягивать якорный трос, создавая при этом вертикальную нагрузку на лед.In the middle part of the vessel, a container is made in which an anchor with a cable is laid in the folded state. In this case, the point of attachment of the cable to the vessel should coincide with the center of the volumetric displacement of the vessel. In this case, the tension of the anchor cable will not cause any heel or trim of the vessel. If there is a need for ascent, the vessel floats to a safe depth and stops. Then, from the container in the vertical direction is shot, for example, using a powder charge, the anchor in the folded state. For punching ice, i.e. to create holes in ice, for example, a cumulative charge jet installed in the head of the anchor can be used. After the anchor leaves the ice, its paws automatically open (according to the principle of an opening umbrella), and it is attached to the ice. Then ballast tanks are filled with sea water. The vessel will acquire negative buoyancy and begin to pull the anchor cable, while creating a vertical load on the ice.

Если после полного заполнения балластных цистерн разрушения льда не произойдет, то под ледяной покров при помощи предварительно установленного на якорном тросе шланга, подключенного к баллонам со сжатым воздухом (его источником), подают сжатый воздух. В результате подо льдом в месте установки якоря возникнет воздушно-водяная область (двухфазная среда), плотность которой будет меньше плотности воды. Прогиб ледяного покрова возрастет, что, соответственно, увеличит изгибные напряжения во льду, т.е. толщину разрушаемого льда при неизменной отрицательной силе плавучести. Поскольку диаметр раскрытия якоря больше длины рубки, то при последующем всплытии судна из-подо льда после частичного осушения балластных цистерн в образовавшейся майне рубка будет взаимодействовать только с битым льдом, который не будет оказывать значительного сопротивления при ее выходе из-подо льда. В результате будет достигнут заявленный технический результат.If, after the ballast tanks are completely filled, ice destruction does not occur, then compressed air is supplied under the ice cover using a hose pre-installed on the anchor cable connected to compressed air cylinders (its source). As a result, an air-water region (two-phase medium) will appear under the ice at the place of anchor installation, the density of which will be less than the density of water. The deflection of the ice cover will increase, which, accordingly, will increase the bending stresses in the ice, i.e. the thickness of destructible ice with a constant negative buoyancy force. Since the diameter of the opening of the anchor is greater than the length of the deckhouse, when the vessel subsequently emerges from under the ice after the ballast tanks are partially drained in the formed lane, the deckhouse will only interact with broken ice, which will not provide significant resistance when it leaves the ice. As a result, the claimed technical result will be achieved.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

В средней части судна 1 выполняют контейнер, в который укладывают в сложенном состоянии якорь с тросом (эта позиция не показана). При возникновении необходимости всплытия судно 1 подвсплывает на безопасное заглубление Н. После выхода якоря 2 из-подо льда 3 его лапы 4 раскрываются до диаметра d, который больше длины рубки 1. Затем балластные цистерны 5 заполняют водой. Отрицательная сила плавучести D вызовет натяжение якорного троса 6. Из баллонов 7 при помощи шланга 8 под лед 3 подают сжатый воздух, что приведет к возникновению воздушно-водяной области 9.In the middle part of the vessel 1, a container is carried out in which an anchor with a cable is laid in the folded state (this position is not shown). When it becomes necessary to ascend, vessel 1 floats up to a safe deepening of N. After the anchor 2 exits from under the ice 3, its legs 4 open to a diameter d that is greater than the length of the deckhouse 1. Then, the ballast tanks 5 are filled with water. Negative buoyancy force D will cause the tension of the anchor cable 6. From the cylinders 7, compressed air is supplied under the ice 3 using a hose 8, which will lead to the appearance of an air-water region 9.

Claims

A device for ice cover destruction, consisting of an underwater vessel equipped with an anchor, attached with a cable to the vessel and configured to attach to the ice, with ballast tanks with a volume, the filling of which with sea water provides a negative buoyancy force sufficient to destroy the ice cover of a given thickness, while the point of attachment of the cable to the vessel should coincide with the center of the volumetric displacement of the vessel, and the diameter of the opening of the paws of the anchor should be greater than the length of the cabin of the vessel, from characterized by the fact that under the ice cover on the anchor cable a source of compressed air is installed.