RU2651324C1

RU2651324C1 - Device for breaking down ice cover

Info

Publication number: RU2651324C1
Application number: RU2017100071A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Александра Владимировна Погорелова; Никита Олегович Баурин; Александр Владимирович Кожаев; Сергей Димидович Чижиумов; Сергей Владимирович Радионов
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. Device for the destruction of the ice cover consisting of a submarine vessel equipped with an anchor is proposed, the diameter of the paws opening must be greater than the length of the cockpit, which secures the attachment of the vessel to the ice, Ballast tanks of the assy are filled with outboard water to develop the negative buoyancy force sufficient to break the preset-depth ice. Point of the rope securing to the submarine should be aligned with the submarine displacement center. Under the ice cover, a container with a chemical reagent is installed on the anchor line.

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

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 С1), которое состоит из подводного судна, снабженного якорем, прикрепленным тросом к судну и способным прикрепляться ко льду. Судно оснащено балластными цистернами, заполнение которых 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, 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 деформации льда при неизменной нагрузке.The essence of the invention lies in the development of a device that allows you to increase the deformation of the ice at a constant load.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении его эффективности, т.е. увеличении толщины разрушаемого льда.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase its effectiveness, 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, достаточной 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 destroying the ice cover, consisting of an underwater vessel equipped with an anchor, attached with a cable to the vessel and made with the possibility of attaching to the ice, ballast tanks with volume, the filling of which with outboard water provides a negative buoyancy force 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 контейнер с химическим реагентом.Distinctive: a container with a chemical reagent is installed under the ice cover on the anchor cable.

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. - pp. 221-224) that with a decrease in the density of water (or volumetric weight of water) ice cover under load increases.

Общеизвестно, что при прохождении химической реакции в воде, сопровождающейся выделением газа, ее плотность резко уменьшается.It is well known that with the passage of a chemical reaction in water, accompanied by evolution of gas, its density decreases sharply.

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 натяжение 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 приобретает 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 acquires negative buoyancy and begins to pull the anchor cable, while creating a vertical load on the ice.

Если после полного заполнения балластных цистерн разрушения льда не произойдет, то из предварительно установленного на якорном тросе контейнера под ледяной покров подают химический реагент, например в виде карбида кальция. При его взаимодействии с водой он начнет разлагаться с бурным выделением ацетилена и большим выделением теплоты. В результате подо льдом в месте установки якоря возникнет область воды с меньшей плотностью. Прогиб ледяного покрова возрастет [2], 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 a chemical reagent, for example, in the form of calcium carbide, is supplied from the container pre-installed on the anchor cable under the ice cover. When it interacts with water, it begins to decompose with the rapid release of acetylene and a large release of heat. As a result, a region of water with a lower density will appear under the ice at the anchor installation site. The deflection of the ice cover will increase [2], 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 графически.The invention is illustrated graphically.

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

. Затем балластные цистерны 5 заполняют водой. Отрицательная сила плавучести D возникнет за счет натяжения якорного троса 6. При возникновении необходимости из контейнера 7 подают химический реагент 8, что приведет к возникновению области с пониженной плотностью 9. Точка крепления О троса 6 совпадает с центром величины объемного водоизмещения судна С.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). If there is a need to emerge, vessel 1 floats up to a safe deepening of N. After the anchor 2 emerges from under the ice 3, its legs 4 open to a diameter d that is greater than the length of the deckhouse

. Then the ballast tanks 5 are filled with water. Negative buoyancy force D will arise due to the tension of the anchor cable 6. If necessary, chemical agent 8 is supplied from the container 7, which will lead to the appearance of a region with a reduced density 9. The attachment point O of the cable 6 coincides with the center of the volume displacement of the vessel C.

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 in that a container with a chemical reagent is installed under the ice cover on the anchor cable.