RU2721221C1 - Способ разрушения ледяного покрова - Google Patents
Способ разрушения ледяного покрова Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721221C1 RU2721221C1 RU2019129030A RU2019129030A RU2721221C1 RU 2721221 C1 RU2721221 C1 RU 2721221C1 RU 2019129030 A RU2019129030 A RU 2019129030A RU 2019129030 A RU2019129030 A RU 2019129030A RU 2721221 C1 RU2721221 C1 RU 2721221C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ice
- vessel
- ice cover
- destruction
- flexural
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/08—Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ледокольным работам. Предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении подо льдом с резонансной скоростью, при этом в носовой оконечности судна формируют цилиндрический вихрь, ось вращения которого горизонтальна и перпендикулярна направлению движения судна, а его габариты превышают диаметр корпуса судна. Благодаря появлению вертикальной гидродинамической силы, возникающей в этих условиях из-за эффекта Магнуса, достигается увеличение высоты изгибно-гравитационных волн. Изобретение направлено на повышение эффективности разрушения ледяного покрова. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом, то есть путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) (см. 1 Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты М.: Издательство «Академия Естествознания», 2007-355 с.).
Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными ИГВ определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном (2. В.М. Козин, А.В. Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. - ПМТФ, Новосибирск, ВО «Наука», 1994, №2, 78-81).
Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью Vp, то есть со скоростью, при которой высота возбуждаемых ИГВ максимальна.
Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, то есть их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и воздоизмещением последнего [2].
Задачей заявляемого изобретения является увеличение высоты ИГВ.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении эффективности разрушения льда, то есть в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: ледяной покров разрушают подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при его движении подо льдом с резонансной скоростью.
Отличительные: в носовой оконечности судна формируют цилиндрический вихрь, ось вращения которого горизонтальна и перпендикулярна направлению движения судна, а его габариты превышают диаметр корпуса судна.
Известно (3. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. - 742 с., см. на стр. 360), что возникающий на вращающемся цилиндре пограничный слой, взаимодействуя с набегающим на него поперечным потоком, приводит к возникновению поперечной силы. Это явление известно под названием эффекта Магнуса (оно проявляется, в частности, при полете теннисного мяча при срезывающем ударе). Поперечная сила появляется вследствие разницы скоростей, возникающей при гидродинамическом взаимодействии пограничного слоя и потока жидкости. Там, где направления скоростей совпадают результирующая (суммарная) скорость возрастает и наоборот, что, в соответствии с уравнением Бернулли, приводит к появлению перепада давления, то есть к возникновению поперечной силы. Очевидно, что аналогичные процессы будут происходить и при взаимодействии вихря с набегающим потоком.
Способ осуществляется следующим образом.
Под ледяным покровом на безопасной глубине начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна его рубку размещают под перегибом профиля ИГВ, а в его носовой оконечности при помощи гидродинамической системы, состоящей из трубопроводов и насосов, формируют цилиндрический вихрь, ось вращения которого горизонтальна и перпендикулярна направлению движения судна. С его помощью создают поток таким образом, чтобы его продольные составляющие скоростей над верхней палубой совпадали с направлением движения судна, а под днищем судна были направлены противоположно направлению движения судна. Это условие обеспечивают габаритами вихря, превышающими диаметр корпуса судна. В результате суммарная скорость обтекания верхней палубы уменьшиться (так как продольные составляющие скорости вихря будут направлены противоположно скорости набегающего потока), а днища - возрастет. Это приведет к возникновению области повышенного давления над верхней палубой и пониженного давления под днищем, то есть появлению вертикальной силы, направленной вниз. Для компенсации этой силы, возникающей за счет эффекта Магнуса, горизонтальные рубочные рули перекладывают на положительный угол атаки. В результате под нагнетающей поверхностью рулей возникнет область повышенного давления, а под засасывающей - область пониженного давления. Поскольку при осуществлении способа рули будут расположены в точке перегиба ИГВ, то возникающая область повышенного давления под вершиной ИГВ и область пониженного давления под впадиной ИГВ вызовут увеличение результирующей высоты ИГВ, что позволит достичь заявленный технический результат.
Реализация изобретения поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид на подводное судно и деформированный ледяной покров сбоку; на фиг. 2 - вид на судно сверху.
Под ледяным покровом 1 на безопасной глубине Н перемещают подводное судно 2 с резонансной скоростью Vp (фиг 1). Если высота возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то формируют вихрь 4 (фиг 1, 2). Для компенсации возникшей силы Р горизонтальные рубочные рули из положения 5 перекладывают в положение 6 с положительным углом атаки α (фиг. 1). В результате возникнут области повышенного давления 7 и пониженного давления 8, вследствие чего высота ИГВ 3 возрастет до высоты ИГВ 9 (фиг. 1).
Claims (1)
- Способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду изгибно-гравитационных волн при его движении подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что в носовой оконечности судна формируют цилиндрический вихрь, ось вращения которого горизонтальна и перпендикулярна направлению движения судна, а его габариты превышают диаметр корпуса судна.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129030A RU2721221C1 (ru) | 2019-09-13 | 2019-09-13 | Способ разрушения ледяного покрова |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019129030A RU2721221C1 (ru) | 2019-09-13 | 2019-09-13 | Способ разрушения ледяного покрова |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2721221C1 true RU2721221C1 (ru) | 2020-05-18 |
Family
ID=70735240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019129030A RU2721221C1 (ru) | 2019-09-13 | 2019-09-13 | Способ разрушения ледяного покрова |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2721221C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763625C1 (ru) * | 2021-08-23 | 2021-12-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" | Способ разрушения ледяного покрова |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213022C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2003-09-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
RU2233227C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2004-07-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
RU2277492C1 (ru) * | 2005-01-27 | 2006-06-10 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Устройство для разрушения ледяного покрова |
RU2353540C1 (ru) * | 2007-11-30 | 2009-04-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" | Устройство для разрушения ледяного покрова |
-
2019
- 2019-09-13 RU RU2019129030A patent/RU2721221C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2213022C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2003-09-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
RU2233227C2 (ru) * | 2000-12-21 | 2004-07-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
RU2277492C1 (ru) * | 2005-01-27 | 2006-06-10 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Устройство для разрушения ледяного покрова |
RU2353540C1 (ru) * | 2007-11-30 | 2009-04-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет" | Устройство для разрушения ледяного покрова |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2763625C1 (ru) * | 2021-08-23 | 2021-12-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" | Способ разрушения ледяного покрова |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2607136C2 (ru) | Носовая оконечность быстроходного надводного корабля или относительно тихоходного гражданского судна повышенной штормовой мореходности и ледовой проходимости в автономном плавании | |
RU2651325C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2721221C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2249074C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2353540C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2723402C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2252894C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2723587C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2213022C2 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2506195C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2194119C2 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2792063C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2233227C2 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2277494C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2763625C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2137664C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2778470C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2277492C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2194121C2 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2801370C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2795356C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2144481C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
JP6198232B1 (ja) | 船体形状と推進装置 | |
RU2785058C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2252893C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова |