RU2800663C1

RU2800663C1 - Method for breaking ice cover

Info

Publication number: RU2800663C1
Application number: RU2022134890A
Authority: RU
Inventors: Виктор Михайлович Козин; Виталий Леонидович Земляк; Алексей Сергеевич Васильев; Константин Игоревич Ипатов
Filing date: 2022-12-27
Publication date: 2023-07-25

Abstract

FIELD: navigation.

SUBSTANCE: navigation in ice conditions in particular underwater vessels, floating in conditions of continuous ice cover and destroying it by the resonance method. During the movement of the vessel under the ice cover, a film with a large specific gravity is placed and then towed by the vessel. During the movement, the film is shaped into its cross section in the form of a box.

EFFECT: increase in the efficiency of ice destruction.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях, в частности, к подводным судам, плавающим в условиях сплошного ледяного покрова и разрушающим его резонансным методом (1. В.М. Козин. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Академия Естествознания. 2007. 355 с. ISBN 978-5-91327-017-7, см. с. 5-9).The invention relates to navigation in ice conditions, in particular, to submarines, sailing in conditions of solid ice cover and destroying it by the resonance method (1. V.M. Kozin. Resonant method of breaking the ice cover. Inventions and experiments. M .: Academy of Natural History 2007. 355 pp. ISBN 978-5-91327-017-7, see pp. 5-9).

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающегося в возбуждении изгибно-гравитационных волн (ИГВ) во льду при его движении подо льдом с резонансной скоростью. Во время движения судна под ледяным покровом размещают и затем буксируют судном пленку с большим удельным весом (2. RU 2188898 - принят за прототип).The prior art is known from the method of destroying the ice cover by an underwater vessel, which consists in the excitation of flexural gravity waves (IGW) in the ice as it moves under the ice at a resonant speed. During the movement of the vessel under the ice cover, a film with a high specific gravity is placed and then towed by the vessel (2. EN 2188898 - taken as a prototype).

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности.The disadvantage of this method is the limited height of the IGV, i.e. their ice-breaking ability.

Задачей заявляемого изобретения является увеличение высоты возбуждаемых ИГВ.The objective of the claimed invention is to increase the height of the excited IGV.

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова, т.е. в увеличении толщины разрушаемого льда.The technical result is to increase the efficiency of the destruction of the ice cover, i. in increasing the thickness of the destroyed ice.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.Essential features characterizing the invention.

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, во время движения судна под ледяным покровом размещают и затем буксируют судном пленку с большим удельным весом.Restrictive: a method of destroying the ice cover by an underwater vessel, which consists in excitation of the IGW in the ice when the vessel moves under the ice at a resonant speed, while the vessel is moving under the ice cover, a film with a large specific gravity is placed and then towed by the vessel.

Отличительные: пленке во время движения придают форму ее поперечного сечения в виде короба.Distinctive: the film is shaped in the form of a box during movement.

Известно (3. Я.И. Войткунский. Сопротивление движению судов. Л.: Судостроение. 1988. 288 с. ISBN 5-7355-0032-5), что в каналах амплитуда гравитационных волн увеличивается по сравнению с бесконечным бассейном (см. [3] на с. 144). Очевидно, что это будет происходить и с амплитудой ИГВ при их распространении в аналогичных условиях, т.к. природа возникновения этих волновых колебаний одинакова. Из этого следует, что, если подо льдом сформировать граничные условия (ограничить площадь гидравлического сечения потока), подобные условиям, возникающим на дне и стенках канала, то можно увеличить высоту возбуждаемых ИГВ.It is known (3. Ya.I. Voitkunsky. Resistance to the movement of ships. L .: Sudostroenie. 1988. 288 pp. ISBN 5-7355-0032-5) that the amplitude of gravitational waves increases in channels compared to an infinite pool (see [ 3] on p. 144). Obviously, this will also happen with the amplitude of IGWs during their propagation under similar conditions, since the origin of these wave oscillations is the same. It follows from this that if boundary conditions are formed under the ice (to limit the area of the hydraulic section of the flow), similar to the conditions that occur at the bottom and walls of the channel, then the height of the excited IGWs can be increased.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна из его верхней части, например, из горизонтальных рубочных рулей начинают размещать и затем буксировать подо льдом пленку с большим удельным весом. При таком весе пленка станет более жесткой для динамических нагрузок. Во время движения благодаря специальным конструктивным элементам, установленным на горизонтальных рубочных рулях, пленке придают форму ее поперечного сечения в виде короба. Это позволит расположить подо льдом буксируемый своеобразный подводный канал, что позволит увеличить высоту возбуждаемых ИГВ. Размещение и буксировку пленки осуществляют, используя верхнюю часть корпуса судна, например, горизонтальные рубочные рули. Это целесообразно потому, что с уменьшением расстояния между пленкой и нижней поверхностью ледяного покрова, т.е. своеобразной глубины воды подо льдом, высота волн будет возрастать в большей степени [3]. При этом длина пленки не должна быть более двух длин ИГВ (на большей протяженности ИГВ практически затухают [1]), а ширина - равна габаритному размеру горизонтальных рубочных рулей в плане, т.е. максимально возможному размеру в данном примере реализации предлагаемого решения [2].Under the ice cover, an underwater vessel begins to move at a resonant speed [1]. If the height of the IGWs excited in this case turns out to be insufficient to destroy the ice, then during the movement of the vessel from its upper part, for example, from horizontal wheelhouses, they begin to place and then tow a film with a large specific gravity under the ice. With this weight, the film will become more rigid for dynamic loads. During the movement, thanks to special structural elements installed on the horizontal cutting rudders, the film is shaped into its cross section in the form of a box. This will make it possible to locate a peculiar towed underwater channel under the ice, which will make it possible to increase the height of the excited IGWs. The placement and towing of the film is carried out using the upper part of the ship's hull, for example, horizontal cutting rudders. This is reasonable because as the distance between the film and the lower surface of the ice cover decreases, i.e. the peculiar depth of water under the ice, the height of the waves will increase to a greater extent [3]. In this case, the length of the film should not be more than two lengths of the IGV (over a longer length, the IGV practically fades [1]), and the width is equal to the overall dimension of the horizontal cutting rudders in the plan, i.e. the maximum possible size in this example of the implementation of the proposed solution [2].

Изобретение поясняется графически.The invention is illustrated graphically.

Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p.Если высота возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то из горизонтальных рубочных рулей 4 размещают и буксируют подо льдом 1 пленку 5 (вид А). Во время движения благодаря специальным конструктивным элементам (на чертеже не показаны), установленным на горизонтальных рубочных рулях 4, пленке придают форму ее поперечного сечения в виде короба, состоящего из горизонтального участка 7 и вертикальных стенок 8 (вид Б). В результате высота ИГВ 3 возрастет до высоты ИГВ 9, что повысит эффективность разрушения льда 1.Under the ice cover 1, the submarine 2 begins to move with a resonant speed V_p.If the height of the IGV 3 excited in this case is insufficient to destroy the ice 1, then a film 5 is placed from the horizontal wheelhouses 4 and towed under the ice 1 (view A). During movement, thanks to special structural elements (not shown in the drawing) mounted on horizontal wheelhouses 4, the film is shaped in its cross section in the form of a box, consisting of a horizontal section 7 and vertical walls 8 (view B). As a result, the height of IGV 3 will increase to the height of IGV 9, which will increase the efficiency of ice destruction 1.

Claims

A method for destroying the ice cover by an underwater vessel, which consists in excitation of flexural-gravity waves in the ice when the vessel moves under the ice at a resonant speed, while the vessel is moving under the ice cover, a film with a large specific gravity is placed and then towed by the vessel, characterized in that the film during movements give the shape of its cross section in the form of a box.