RU2730654C1

RU2730654C1 - Method of ice cover destruction

Info

Publication number: RU2730654C1
Application number: RU2019109814A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Алексей Сергеевич Васильев; Сергей Владимирович Радионов
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-08-24

Abstract

FIELD: vessels and other watercrafts.

SUBSTANCE: invention relates to ice-breaking, particularly, to performance of icebreaking works by air-cushion ships (ACS). Method of ice cover destruction by resonance method consists in simultaneous movement of two ACSs in immediate proximity to each other by front in one and the same direction. Additional standing flexure-gravity waves (FGW) with their resonance frequency are excited between vessels due to periodic pressure variation in their air cushions (AC). After the first passage, the vessels are turned through 180 degrees and re-moved at a resonant speed while preserving the previous mode of movement along partially destroyed sections of ice. Exciting the wave system, which is additional to the main one of translational movement of the ships, will increase the amplitude of total FGW and, accordingly, their ice breaking capacity.

EFFECT: disclosed is method of ice cover destruction.

1 cl

Description

Изобретение относится к ледотехнике и может быть использовано для выполнения ледокольных работ резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Изд-во «Академия Естествознания». 2007. - 355 с.) с помощью амфибийных СВП.The invention relates to ice technology and can be used to perform icebreaking work by the resonance method (1. Kozin VM Resonant method of destruction of the ice cover. Inventions and experiments. M .: Publishing house "Academy of Natural Sciences". 2007. - 355 p.) using amphibious hovercraft.

Известно (2. Козин В.М., Земляк В.Л., Рогожникова Е.Г. и др. Экспериментально-теоретические исследования зависимости параметров распространяющихся в плавающей пластине изгибно-гравитационных волн от условий их возбуждения / Приамурск. гос. ун-т им. Шолом-Алейхема, Амурск. гум. - пед. гос. ун-т, Ин-т машиновед. и металлургии ДВО РАН. - Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2016.-222 с.), что при одновременном движении двух СВП фронтом, т.е. расположенных на линии, перпендикулярной курсу их следования, в непосредственной близости друг к другу, ледоразрушающая способность возбуждаемых судами ИГВ за счет их интерференции возрастает.It is known (2. Kozin V.M., Zemlyak V.L., Rogozhnikova E.G. et al. Experimental and theoretical studies of the dependence of the parameters of flexural-gravitational waves propagating in a floating plate on the conditions of their excitation / Priamursk State University named after Sholem Aleichem, Amursk.Gum. - Ped. State University, Institute of Mechanical Engineering and Metallurgy FEB RAS. - Novosibirsk: Publishing House of the SB RAS. 2016.-222 p.), that while moving two SVP front, i.e. located on a line perpendicular to their course, in close proximity to each other, the ice-breaking capacity of IGVs excited by ships increases due to their interference.

Недостатком этого решения является не достаточно высокое повышение эффективности, т.е. увеличение толщины разрушаемого ледяного покрова.The disadvantage of this solution is that the efficiency increase is not sufficiently high, i.e. increase in the thickness of the destroyed ice cover.

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова резонансным методом за счет увеличения амплитуды возбуждаемых ИГВ.The essence of the invention is to increase the efficiency of destruction of the ice cover by the resonance method by increasing the amplitude of the excited IGW.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого льда.The technical result obtained during the implementation of the invention consists in increasing the thickness of the destroyed ice.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.Essential features that characterize the invention.

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, заключающийся в одновременном перемещении фронтом в одном и том же направлении двух судов на воздушной подушке в непосредственной близости друг к другу.Restrictive: a method of breaking the ice cover by the resonance method, which consists in the simultaneous movement of the front in the same direction of two hovercraft in close proximity to each other.

Отличительные: между судами за счет периодического изменения давления в их воздушных подушках возбуждают стоячие изгибно-гравитационные волны с их резонансной частотой, при этом после первого прохода суда разворачивают на 180 градусов и повторно перемещают с резонансной скоростью, сохраняя прежний режим движения, по частично разрушенным участкам льда. Distinctive: between the ships, due to periodic changes in pressure in their airbags, standing flexural-gravitational waves with their resonant frequency are excited, while after the first pass, the ships are turned 180 degrees and re-moved at a resonant speed, while maintaining the previous mode of movement, along partially destroyed sections ice.

Известно (3. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат.1967. - 216 с.), что от действия периодически изменяющейся вертикальной нагрузки в ледяном покрове возникают ИГВ, резонансная частота которых совпадает с резонансной частотой ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении СВП (4. Козин В.М., Скрипачев В.В. Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки / ПМТФ. Изд.: Наука СО РАН. - 1992. №5, стр. 141-146).It is known (3. Kheisin DE Ice cover dynamics. Leningrad: Gidrometeoizdat. 1967 - 216 p.) That from the action of a periodically changing vertical load in the ice cover, IGWs arise, the resonant frequency of which coincides with the resonance frequency of IGWs excited at translational motion of SVP (4. Kozin VM, Skripachev VV Ice cover fluctuations under the influence of periodically changing load / PMTF. Publishing house: Science SB RAS. - 1992. No. 5, pp. 141-146).

Также известно (4. Козин В.М., Земляк В.Л. Физические основы разрушения ледяного покрова резонансным методом / Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН. 2013, 250 с), что наличие во льду свободной кромки значительно уменьшает его несущую способность, т.к. при ее наличии ледяной покров легче раскачать до предельных амплитуд.It is also known (4. Kozin V.M., Zemlyak V.L. Physical basis of ice cover destruction by the resonance method / Komsomolsk-on-Amur: IM & M FEB RAS. 2013, 250 s) that the presence of a free edge in the ice significantly reduces its load-bearing ability, because if it is present, it is easier to swing the ice cover to its maximum amplitudes.

Общеизвестно, что стоячие волны возникают при встречном движении и взаимодействии волн одинаковой амплитуды и частоты.It is well known that standing waves arise during the oncoming movement and interaction of waves of the same amplitude and frequency.

Изобретение осуществляется следующим образом. Если при движении фронтом в одном и том же направлении двух СВП, одинаковых по массо-габаритным параметрам ( с равными весами и давлением в ВП), т.е. способных возбуждать ИГВ с одинаковыми параметрами, в непосредственной близости друг к другу (минимальное безопасное расстояние между судами регламентируется соответствующей документацией) с резонансной скоростью разрушения льда не произойдет, т.е. их массы окажется не достаточно для возбуждения ИГВ необходимой амплитуды, то давление в ВП судов начинают периодически изменять с частотой резонансных ИГВ [1]. В результате в ледяном покрове возникнут дополнительные (стоячие) ИГВ максимальной амплитуды, которые, накладываясь на основные ИГВ от поступательного движения судов, будут периодически увеличивать амплитуду суммарных ИГВ, т.е. их ледоразрушающую способность, в местах периодического возникновения ИГВ максимальной амплитуды. Таким образом, в сплошном ледяном покрове будут образовываться участки с разрушенным (битым) льдом, ослабляющие прочность ледяного покрова в целом из-за появления во льду свободных кромок. После первого прохода суда разворачивают на 180 градусов и повторно перемещают с резонансной скоростью, сохраняя прежний режим движения, по частично разрушенным участкам льда. Размеры разрушенных областей ледяного покрова увеличатся, что в конечном итоге позволит достичь заявленный технический результат.The invention is carried out as follows. If, when the front moves in the same direction, two hovercraft, which have the same mass-dimensional parameters (with equal weights and pressure in the airspace), i.e. capable of exciting IGW with the same parameters, in close proximity to each other (the minimum safe distance between ships is regulated by the relevant documentation) with a resonant speed of ice destruction will not occur, i.e. their mass is not enough to excite the IGW of the required amplitude, then the pressure in the airspace of the vessels begins to periodically change with the frequency of the resonant IGW [1]. As a result, additional (standing) IGWs of maximum amplitude will appear in the ice cover, which, superimposed on the main IGWs from the forward movement of vessels, will periodically increase the amplitude of the total IGWs, i.e. their ice breaking capacity, in places of periodic occurrence of IGW of maximum amplitude. Thus, in a continuous ice cover, areas with destroyed (broken) ice will form, weakening the strength of the ice cover as a whole due to the appearance of free edges in the ice. After the first pass, the vessels are turned 180 degrees and re-moved at a resonant speed, maintaining the previous mode of movement, along partially destroyed areas of ice. The size of the destroyed areas of the ice cover will increase, which ultimately will allow the claimed technical result to be achieved.

Изобретение не нуждается в графическом пояснении.The invention does not need a graphic explanation.

Claims

The method of breaking the ice cover by the resonance method, which consists in the simultaneous movement of the front in the same direction of two hovercraft in close proximity to each other, characterized in that between the vessels due to periodic changes in the pressure in their air cushions, standing flexural-gravity waves with their resonant frequency, while after the first pass, the vessels are turned 180 degrees and re-moved at the resonant speed, maintaining the previous mode of movement, along partially destroyed areas of ice.