RU2807134C1 - Method for breaking ice cover - Google Patents
Method for breaking ice cover Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807134C1 RU2807134C1 RU2022134880A RU2022134880A RU2807134C1 RU 2807134 C1 RU2807134 C1 RU 2807134C1 RU 2022134880 A RU2022134880 A RU 2022134880A RU 2022134880 A RU2022134880 A RU 2022134880A RU 2807134 C1 RU2807134 C1 RU 2807134C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ice
- vessel
- ice cover
- resonant
- hulls
- Prior art date
Links
Images
Abstract
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 underwater vessels sailing in ice conditions and destroying ice cover by the resonance method (1. V. M. Kozin. Resonance method of destroying ice cover. Inventions and experiments. M.: Academy of Natural Sciences. 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 a method for destroying 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 the vessel is moving, a hydrodynamic curtain is formed between the hulls at their bow ends (2. RU 2784537 C1 - adopted as a prototype).
Недостатком решения является ограниченность его ледоразрушающей способности.The disadvantage of the solution is its limited 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 flexural-gravity waves (IGW) excited by a ship.
Технический результат заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.The technical result is to increase the thickness of the destroyed 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 destroying the ice cover by the resonant 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 at their bow ends.
Отличительные: во время движения судна гидродинамическую завесу формируют периодически с частотой резонансных ИГВ в течение времени, равного половине их периода.Distinctive: during the movement of the vessel, a hydrodynamic curtain is formed periodically with the frequency of resonant IGWs for a time equal to half of their period.
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.From [2] it is known that an increase in the efficiency of ice destruction occurs due to an increase in pressure in the bow end of a multihull vessel due to the formation of a hydrodynamic curtain in this place.
Также известно (3. Д.Е. Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат.1967. - 218 с, см. с. 136), что периодическое приложение нагрузки к ледяному покрову с частотой резонансных ИГВ значительно увеличивает его деформации по сравнению с такой же по интенсивности нагрузкой, но приложенной стационарно. Объясняется это тем, что при таких воздействиях возникают резонансные ИГВ. Таким образом, если периодически с частотой резонансных ИГВ увеличивать давление между корпусами судна, то это приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительных к основным (от поступательного движения судна) резонансных ИГВ. Очевидно, что для их благоприятной интерференции с основными ИГВ, т.е. достижения максимального периодического возрастания высоты суммарных ИГВ, необходимо, чтобы время воздействия сил (областей с повышенным давлением), возбуждающих дополнительные ИГВ, равнялось половине периода Т основных резонансных ИГВ, величину которого можно определить по зависимости [3]:It is also known (3. D.E. Kheisin. Dynamics of the ice cover. - L.: Gidrometeoizdat. 1967. - 218 p., see p. 136) that periodic application of a load to the ice cover with the frequency of resonant IGWs significantly increases its deformation along compared with a load of the same intensity, but applied stationary. This is explained by the fact that under such influences resonant IGVs arise. Thus, if the pressure between the ship’s hulls is periodically increased at the frequency of resonant IGWs, this will lead to the excitation in the ice cover of additional resonant IGWs (from the forward motion of the ship) in the ice cover. It is obvious that for their favorable interference with the main IGVs, i.e. To achieve the maximum periodic increase in the height of the total IGWs, it is necessary that the time of action of forces (areas with increased pressure) exciting additional IGWs is equal to half the period T of the main resonant IGWs, the value of which can be determined from the dependence [3]:
, ,
где: D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины; ρл - плотность льда; h - толщина ледяного покрова; g - ускорение силы тяжести.where: D is the cylindrical stiffness of the ice plate; ρ l - ice density; h is the thickness of the ice cover; g is the acceleration due to gravity.
В результате возникнет наиболее эффективная своеобразная дополнительная к основным ИГВ раскачка ледяного покрова, что приведет к увеличению изгибных напряжений в ледяном покрове.As a result, the most effective unique rocking of the ice cover, additional to the main IGW, will arise, which will lead to an increase in bending stresses in the ice cover.
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: FIG. 1 shows a top view of a multihull vessel in the stowed (initial) position; in fig. 2 - multihull vessel in operational (ice-breaking) mode; in fig. 3 - section along A-A in Fig. 2 (section along the plane of pump installation).
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 и, как следствие этого, появлению во льду дополнительных изгибных напряжений. Если и 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 между ними (фиг. 3), при этом наиболее эффективные для создания более мощной 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. Если и это не приведет к разрушению льда, то гидродинамическую завесу 8 формируют периодически с частотой резонансных ИГВ в течение времени, равного половине их периода. В результате в ледяном покрове возникнут дополнительные резонансные ИГВ, которые, в фазе накладываясь на основные (от движения судна), вызовут их благоприятную, с точки зрения возрастания высоты волн, интерференцию. Это приведет к периодическому возбуждению ИГВ большей интенсивности (увеличению суммарной высоты ИГВ), т.е. к повышению эффективности разрушения ледяного покрова (увеличению толщины разрушаемого льда) - достижению заявленного технического результата.First, under the ice cover, the underwater
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807134C1 true RU2807134C1 (en) | 2023-11-09 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3130701A (en) * | 1961-08-15 | 1964-04-28 | Poul O Langballe | Icebreakers |
SU1688550A1 (en) * | 1989-07-12 | 1996-02-20 | Комсомольский-на-Амуре политехнический институт | Multihulled vessel |
RU2277492C1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-06-10 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Device for breaking ice cover |
RU2725869C1 (en) * | 2019-07-15 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" | Method of ice cover destruction |
RU2756388C1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-09-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for breaking ice cover |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3130701A (en) * | 1961-08-15 | 1964-04-28 | Poul O Langballe | Icebreakers |
SU1688550A1 (en) * | 1989-07-12 | 1996-02-20 | Комсомольский-на-Амуре политехнический институт | Multihulled vessel |
RU2277492C1 (en) * | 2005-01-27 | 2006-06-10 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Device for breaking ice cover |
RU2725869C1 (en) * | 2019-07-15 | 2020-07-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" | Method of ice cover destruction |
RU2756388C1 (en) * | 2021-02-24 | 2021-09-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Хабаровский Федеральный исследовательский центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Method for breaking ice cover |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2807134C1 (en) | Method for breaking ice cover | |
RU2219088C2 (en) | Method of breaking ice cover | |
RU2801370C1 (en) | Method for breaking the ice cover | |
RU2240253C2 (en) | Method of an ice cover destruction | |
RU2219089C2 (en) | Method of breaking ice cover | |
RU2756134C1 (en) | Ice cover destruction method | |
RU2784537C1 (en) | Method for ice cover breaking | |
RU2763625C1 (en) | Method for breaking the ice cover | |
RU2801369C1 (en) | Method for breaking the ice cover | |
RU2755421C1 (en) | Method for breaking the ice cover | |
RU2792462C1 (en) | Method of breaking the ice cover | |
RU2757610C1 (en) | Method for breaking the ice cover | |
RU2240252C2 (en) | Method of an ice cover destruction | |
RU2736204C1 (en) | Method of ice cover destruction | |
RU2735190C1 (en) | Method of ice cover destruction | |
RU2775049C1 (en) | Method for breaking the ice cover | |
RU2792464C1 (en) | Method of breaking the ice cover | |
RU2757138C1 (en) | Ice breaker | |
RU2734735C1 (en) | Method of ice cover destruction | |
RU2775904C1 (en) | Method for breaking ice cover | |
RU2755423C1 (en) | Device for ice cover destruction | |
RU2807453C1 (en) | Method for breaking ice cover | |
RU2779895C1 (en) | Device for breaking the ice cover | |
RU2792063C1 (en) | Ice breaking device | |
RU2775045C1 (en) | Method for breaking the ice cover |