RU2725458C1

RU2725458C1 - Method of ice cover destruction in shallow water

Info

Publication number: RU2725458C1
Application number: RU2019131037A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Сергей Владимирович Радионов; Вероника Павловна Назарова
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-07-02

Abstract

FIELD: vessels and other watercrafts.SUBSTANCE: invention relates to ice-breaking, particularly, to performance of icebreaking works by air-cushion ships. Disclosed is a method for destruction of ice cover in shallow water, which consists in simultaneous movement in the same direction of two air-cushion vessels along ice edge in close proximity to each other and to ice edge. First ship is moved along solid ice at resonant speed, and the second one - along free water with critical speed behind the first one. Distance between them must ensure superposition of the maximum height of the gravity wave crest from the second vessel to the first one, that is the deepest, the base of the flexural-gravity wave from the first vessel, which will increase its depth due to weight of water poured onto ice.EFFECT: higher efficiency of ice cover destruction by resonance method.1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано для выполнения ледокольных работ с помощью амфибийных судов на воздушной подушке (СВП).The invention relates to ice engineering and can be used to perform icebreaking operations using amphibious hovercraft (SVP).

Известен способ (1. RU 2457975 С1, 10.08.2012) разрушения ледяного покрова на мелководье, заключающийся в перемещении двух СВП вдоль кромки льда. при этом первое судно перемещают по свободной воде, а второе - по сплошному льду позади первого на расстоянии от него, равном четверти длины резонансной изгибно-гравитационной волны (ИГВ).A known method (1. RU 2457975 C1, 08/10/2012) of ice sheet destruction in shallow water, which consists in moving two SVP along the ice edge. while the first vessel is moved in free water, and the second - on solid ice behind the first one at a distance from it, equal to a quarter of the length of the resonant flexural-gravitational wave (IGW).

Недостатком этого способа является его недостаточная ледоразрушающая способность.The disadvantage of this method is its lack of ice-breaking ability.

Сущность изобретения заключается в создании вертикальной нагрузки на лед в районе первой за кормой судна подошвы ИГВ, т.е. в месте возникновения максимальных изгибных напряжений.The essence of the invention is to create a vertical load on ice in the area of the first IGV sole behind the stern of the vessel, i.e. at the place of occurrence of maximum bending stresses.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого льда.The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the thickness of destructible ice.

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

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова на мелководье, заключающийся в одновременном перемещении в одном и том же направлении на расстоянии друг от друга двух судов на воздушной подушке вдоль кромки льда в непосредственной близости друг к другу и к кромке льда.Restrictive: a method of destroying ice cover in shallow water, which consists in simultaneously moving in the same direction at a distance from each other two hovercraft along the ice edge in close proximity to each other and to the ice edge.

Отличительные: первое судно перемещают по сплошному льду с резонансной скоростью, а второе по - свободной воде с критической скоростью позади первого, при этом расстояние между ними в направлении движения должно обеспечивать наложение максимального по высоте гребня гравитационной волны от второго судна на первую подошву изгибно-гравитационной волны от первого судна.Distinctive: the first vessel is moved on solid ice at a resonant speed, and the second on free water with a critical speed behind the first, while the distance between them in the direction of movement should ensure that the maximum height of the crest of the gravitational wave from the second vessel on the first sole is flexural-gravitational waves from the first ship.

Известно (2. Козин В.М., Земляк В.Л. Физические основы разрушения ледяного покрова резонансным методом - Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН. 2013, 250 с.), что процесс разрушения ледяного покрова СВП резонансным методом начинается под судном, а окончательная фаза наступает за кормой, т.е. в месте формирования первой, т.е. самой глубокой подошвы ИГВ.It is known (2. Kozin VM, Zemlyak VL Physical foundations of ice cover destruction by the resonance method - Komsomolsk-on-Amur: IMiM FEB RAS. 2013, 250 p.) That the process of ice cover destruction by SVP by the resonance method begins under vessel, and the final phase occurs behind the stern, i.e. in the place of formation of the first, i.e. the deepest sole of the IHV.

Известно (3. Павленко Г.Е. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт, 1956, - 508 с.), что на мелководье при критической скорости судна υ_к, равной

(q - ускорение силы тяжести, Н - глубина водоема), расходящиеся и поперечные волны совмещаются, образуя одну ярко выраженную поперечную волну максимальной амплитуды и движущуюся впереди судна.It is known (3. Pavlenko G.E. Water resistance to the movement of ships. M: Sea transport, 1956, - 508 p.) That in shallow water at a critical speed of the vessel υ _к equal to

(q is the acceleration of gravity, H is the depth of the reservoir), diverging and transverse waves are combined, forming one pronounced transverse wave of maximum amplitude and moving in front of the vessel.

Также известно (3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат.1967. - 216 с.), что на мелководье скорость резонансных ИГВ υ_p в ледяном покрове также равна

. Таким образом, в условиях мелкой воды, т.е. в речных условиях, резонансная и критическая скорости равны друг другу.It is also known (3. Kheisin D.E. Dynamics of ice cover. L .: Gidrometeoizdat. 1967. - 216 p.) That in shallow water the speed of resonant IGW υ _p in the ice cover is also equal

. Thus, in shallow water, i.e. in river conditions, the resonant and critical velocities are equal to each other.

Изобретение осуществляется следующим образом. Если при движении одного СВП с резонансной скоростью по кромке ледяного покрова разрушения льда не происходит, т.е. его массы оказывается не достаточно для возбуждения ИГВ необходимой амплитуды, то на ледяной покров выводят второе СВП. Первое СВП перемещают по кромке ледяного покрова и вблизи нее с резонансной скоростью, а второе по свободной воде - с критической, т.е. равной резонансной, скоростью параллельным курсом. Расстояние между ними в направлении движения судов должно обеспечивать наложение максимального по высоте гребня гравитационной волны от второго судна на первую т.е. самую глубокую, подошву ИГВ от первого судна. Это расстояние определяется визуально в процессе выполнения ледокольных работ или предварительно на основе модельного эксперимента в опытовом бассейне ввиду сложности возникающих и взаимодействующих волновых колебаний. При таком взаимном расположении судов гребень гравитационной волны будет накладываться на подошву ИГВ, что будет приводить к заливанию водой подошвы ИГВ за первым судном. От веса влившейся воды вертикальная нагрузка на ледяной покров возрастет, что увеличит ледоразрушающую способность ИГВ, т.е. позволит достичь заявленный технический результат.The invention is as follows. If during the movement of one SVP with a resonant speed along the edge of the ice sheet, ice destruction does not occur, i.e. its mass is not enough to excite the IGW of the required amplitude, then the second SVP is brought to the ice sheet. The first SVP is moved along the edge of the ice sheet and near it with a resonant speed, and the second in free water - with critical, i.e. equal resonant, parallel velocity. The distance between them in the direction of movement of the vessels should ensure the superposition of the maximum height of the crest of the gravitational wave from the second vessel to the first i.e. the deepest, the sole of the IHV from the first vessel. This distance is determined visually during icebreaking operations or previously based on a model experiment in the experimental pool due to the complexity of the arising and interacting wave oscillations. With such a mutual arrangement of the ships, the crest of the gravitational wave will be superimposed on the sole of the IGV, which will lead to the flooding of the sole of the IGV behind the first vessel. The vertical load on the ice cover will increase due to the weight of the infused water, which will increase the ice-breaking ability of the water vapor, i.e. will achieve the claimed technical result.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид на расположение СВП сверху; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.The invention is illustrated graphically, where: in FIG. 1 shows a top view of the location of the SVP; in FIG. 2 is a view A in FIG. 1.

По ледяному покрову 1 вдоль его кромки 2 перемещают первое СВП 3 с резонансной скоростью v_p. Позади него по свободной воде 4 перемещают второе СВП 5 с критической скоростью v_к (фиг.1). Расстояние L между судами должно обеспечивать наложение гребня гравитационной волны 6 на подошву ИГВ 7 (фиг. 1, 2).On the ice sheet 1 along its edge 2 move the first SVP 3 with a resonant speed v _p . Behind it, in free water 4, the second SVP 5 is moved with a critical speed v _k (Fig. 1). The distance L between the vessels should ensure that the crest of the gravitational wave 6 is superimposed on the sole of the IGV 7 (Fig. 1, 2).

Claims

The method of breaking the ice cover in shallow water, which consists in simultaneously moving in the same direction at a distance from each other two hovercraft along the ice edge in close proximity to each other and to the ice edge, characterized in that the first vessel is moved in continuous ice with a resonant speed, and the second in free water with a critical speed behind the first, while the distance between them in the direction of movement should ensure the superposition of the maximum height of the crest of the gravitational wave from the second vessel on the first sole of the bending-gravitational wave from the first vessel.