RU2801370C1 - Method for breaking the ice cover - Google Patents

Method for breaking the ice cover Download PDF

Info

Publication number
RU2801370C1
RU2801370C1 RU2022134878A RU2022134878A RU2801370C1 RU 2801370 C1 RU2801370 C1 RU 2801370C1 RU 2022134878 A RU2022134878 A RU 2022134878A RU 2022134878 A RU2022134878 A RU 2022134878A RU 2801370 C1 RU2801370 C1 RU 2801370C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ice
vessel
curtain
ice cover
hydrodynamic
Prior art date
Application number
RU2022134878A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Михайлович Козин
Виталий Леонидович Земляк
Ксения Сергеевна Некозырева
Константин Александрович Духнов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема"
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема", Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Хабаровский федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема"
Application granted granted Critical
Publication of RU2801370C1 publication Critical patent/RU2801370C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: navigation in ice conditions.
SUBSTANCE: method for the destruction of the ice cover is proposed, which consists in excitation by an underwater multi-hull vessel in the ice cover of resonant bending-gravity waves. Two underwater hulls of a multihull vessel are interconnected and configured for changing the distance between them. During the movement of the vessel, a hydrodynamic curtain is formed in their bow ends, in which the direction of velocities in the water flow is suddenly reversed.
EFFECT: pressure under the ice in front of the curtain will increase, which will increase the efficiency of its destruction.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях, в частности, к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров 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 ice conditions and destroying the ice cover 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 резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями. Во время движения судна между корпусами в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу (2. RU 2784537 С1 -принят за прототип).The prior art is known from the method of destroying the ice cover by the resonance method, implemented by a multi-hull vessel consisting of two underwater hulls, which are connected to each other with the possibility of changing the distance between their bow and stern ends. During the movement of the vessel between the hulls in their bow ends form a hydrodynamic curtain (2. RU 2784537 C1 - taken as a prototype).

Недостатком решения является ограниченность его ледоразрушающей способности.The disadvantage of the solution is the limitation of its ice-breaking ability.

Задача изобретения заключается в увеличении высоты возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн (ИГВ).The objective of the invention is to increase the height of the flexural gravity waves (IGW) excited by the vessel.

Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.The technical result consists in increasing the thickness of the destructible ice cover.

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

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями, при этом между корпусами в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу.Restrictive: a method of breaking the ice cover by the resonance method, implemented by a multi-hull vessel consisting of two underwater hulls, which are interconnected with the possibility of changing the distance between their bow and stern ends, while a hydrodynamic curtain is formed between the hulls in their bow ends.

Отличительные: во время движения судна направление скоростей в потоке воды, формирующего гидродинамическую завесу, внезапно изменяют на противоположное.Distinctive: during the movement of the vessel, the direction of velocities in the flow of water, which forms a hydrodynamic curtain, is suddenly reversed.

Из [2] известно, что повышение эффективности разрушения льда происходит из-за повышения давления в носовой оконечности многокорпусного судна благодаря формированию в этом месте гидродинамической завесы.It is known from [2] that an increase in the efficiency of ice destruction occurs due to an increase in pressure in the fore end of a multihull vessel due to the formation of a hydrodynamic curtain in this place.

Также известно (3. Дмитревский В. И. Гидромеханика. М.: Транспорт. 1962. 296 с. см. с. 224), что при внезапном уменьшении скорости движения жидкости возникает гидравлический удар, т.е. давление в потоке жидкости резко возрастает.It is also known (3. Dmitrevsky V.I. Hydromechanics. M.: Transport. 1962. 296 p. See p. 224) that with a sudden decrease in the velocity of the fluid, a hydraulic shock occurs, i.e. the pressure in the fluid flow rises sharply.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показан вид сверху на многокорпусное судно в походном (исходном) положении; на фиг .2 - многокорпусное судно в эксплуатационном (ледоразрушающем) режиме; на фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. 2 (сечение по плоскости установки насосов).The invention is illustrated graphically, where: in Fig. 1 shows a top view of a multi-hull vessel in the stowed (initial) position; figure 2 - multihull in operational (ice-breaking) mode; in fig. 3 is a section along A-A in FIG. 2 (section along the pump installation plane).

Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.

Вначале под ледяным покровом начинают перемещать подводное многокорпусное судно 1 с резонансной скоростью при параллельном относительно друг друга расположении его корпусов (фиг. 1). Если разрушения льда не происходит, то при помощи приводов 2 (фиг. 1, фиг. 2) кормовые оконечности подводных корпусов раздвигают, а носовые оконечности сдвигают в горизонтальной плоскости. В соответствии с теоремой о подъемной силе крыла, а также согласно решению [2], между подводными корпусами возникнет область пониженного давления 3 (фиг. 2). В результате к волновой нагрузке на ледяной покров от ИГВ добавится нагрузка от этой области, способствующей уменьшению силы плавучести льда (силы поддержания) и, как следствие этого, появлению во льду дополнительных изгибных напряжений. Если этого окажется недостаточно для разрушения ледяного покрова, то во время движения судна включают насосы 4, предварительно установленные в носовых оконечностях подводных корпусов в плоскостях, перпендикулярных их диаметральным плоскостям и способных откачивать за борт воду, находящуюся в пространстве между легким и прочным корпусами судна (фиг. 3). Всасывающие 5 и нагнетающие 6 отверстия насосов, расположенных в разных корпусах, ориентированы навстречу друг другу под противоположными углами наклона α, что позволит обеспечить циркуляционное движение воды 7 (например, по часовой стрелке) между ними (фиг. 3 ), при этом наиболее эффективные для создания более интенсивной циркуляции воды углы наклона определяют предварительно либо экспериментально, либо теоретически. В результате в носовой оконечности многокорпусного судна сформируется гидродинамическая завеса или гидродинамическая "стена" 8, что приведет к возникновению областей повышенного (перед ней) 9 и пониженного 10 (за ней) давлений (фиг. 2). В свою очередь, это приведет к возбуждению ИГВ большей интенсивности (амплитуды). Если и это не приведет к разрушению льда, то во время движения судна направление скоростей в потоке воды, формирующего гидродинамическую завесу, с помощью насосов 4 (фиг. 3) внезапно изменяют на противоположное. Появление в гидродинамической завесе встречного течения (теперь уже против часовой стрелки, что на чертеже не показано) приведет к резкому уменьшению в ней скорости, т.е. к возникновению гидроудара [3]. Возникновение дополнительного повышения давления перед завесой 8 увеличит деформации льда и, соответственно, эффективность его разрушения, т.е. обеспечит достижение заявленного технического результата.First, underwater multi-hull vessel 1 begins to move under the ice cover at a resonant speed with its hulls arranged parallel to each other (Fig. 1). If the ice does not break, then with the help of drives 2 (Fig. 1, Fig. 2), the aft ends of the underwater hulls are moved apart, and the bow ends are shifted in a horizontal plane. In accordance with the wing lift theorem, as well as according to the solution [2], a low pressure area 3 will appear between the underwater bodies (Fig. 2). As a result, the load from this area will be added to the wave load on the ice cover from the IGW, which contributes to a decrease in the ice buoyancy force (support force) and, as a result, the appearance of additional bending stresses in the ice. If this is not enough to destroy the ice cover, then during the movement of the vessel, pumps 4 are turned on, pre-installed in the bow ends of the underwater hulls in planes perpendicular to their diametrical planes and capable of pumping overboard the water located in the space between the light and strong hulls of the vessel (Fig. .3). Suction 5 and discharge 6 openings of pumps located in different housings are oriented towards each other at opposite angles of inclination α, which will ensure the circulation of water 7 (for example, clockwise) between them (Fig. 3), while the most effective for to create more intensive circulation of water, the angles of inclination are predetermined either experimentally or theoretically. As a result, a hydrodynamic curtain or hydrodynamic "wall" 8 will form in the fore end of the multihull vessel, which will lead to the emergence of areas of increased (in front of it) 9 and reduced 10 (behind it) pressures (Fig. 2). In turn, this will lead to the excitation of IGWs of greater intensity (amplitude). If this does not lead to the destruction of the ice, then during the movement of the vessel, the direction of the velocities in the water flow, which forms the hydrodynamic curtain, is suddenly reversed by means of pumps 4 (Fig. 3). The appearance of a counter-current in the hydrodynamic curtain (now counterclockwise, which is not shown in the drawing) will lead to a sharp decrease in its speed, i.e. to the occurrence of water hammer [3]. The occurrence of an additional increase in pressure in front of the curtain 8 will increase the deformation of the ice and, accordingly, the efficiency of its destruction, i.e. ensure the achievement of the claimed technical result.

Claims (1)

Способ разрушения ледяного покрова резонансным методом, реализуемым многокорпусным судном, состоящим из двух подводных корпусов, которые соединяют между собой с возможностью изменения расстояния между их носовыми и кормовыми оконечностями, при этом между корпусами в их носовых оконечностях формируют гидродинамическую завесу, отличающийся тем, что во время движения судна направление скоростей в потоке воды, формирующем гидродинамическую завесу, внезапно изменяют на противоположное.The method of breaking the ice cover by the resonance method, implemented by a multi-hull vessel, consisting of two underwater hulls, which are connected to each other with the possibility of changing the distance between their bow and stern ends, while a hydrodynamic curtain is formed between the hulls in their bow ends, characterized in that during the movement of the vessel, the direction of velocities in the flow of water, which forms a hydrodynamic curtain, is suddenly reversed.
RU2022134878A 2022-12-27 Method for breaking the ice cover RU2801370C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801370C1 true RU2801370C1 (en) 2023-08-08

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1688550A1 (en) * 1989-07-12 1996-02-20 Комсомольский-на-Амуре политехнический институт Multihulled vessel
RU2100248C1 (en) * 1991-04-26 1997-12-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Multi-hulled ship
RU2784537C1 (en) * 2021-11-30 2022-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" Method for ice cover breaking

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1688550A1 (en) * 1989-07-12 1996-02-20 Комсомольский-на-Амуре политехнический институт Multihulled vessel
RU2100248C1 (en) * 1991-04-26 1997-12-27 Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Multi-hulled ship
RU2784537C1 (en) * 2021-11-30 2022-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" Method for ice cover breaking
RU2784539C1 (en) * 2021-11-30 2022-11-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" Method for ice cover breaking

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2249074C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2801370C1 (en) Method for breaking the ice cover
RU2784537C1 (en) Method for ice cover breaking
RU2721221C1 (en) Method of ice cover destruction
RU2194119C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2778470C1 (en) Device for breaking ice cover
RU2219088C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2213022C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2784539C1 (en) Method for ice cover breaking
RU2763625C1 (en) Method for breaking the ice cover
RU2779895C1 (en) Device for breaking the ice cover
RU2792063C1 (en) Ice breaking device
RU2277494C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2793475C1 (en) Ice breaking device
RU2277492C1 (en) Device for breaking ice cover
RU2219089C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2801369C1 (en) Method for breaking the ice cover
RU2233227C2 (en) Method of breaking ice cover
RU2723587C1 (en) Method of ice cover destruction
RU2252893C1 (en) Method of breaking ice cover
RU2757610C1 (en) Method for breaking the ice cover
RU2723402C1 (en) Method of ice cover destruction
RU2779894C1 (en) Apparatus for breaking ice cover
RU2775049C1 (en) Method for breaking the ice cover
RU2144481C1 (en) Method of breaking ice cover