RU2818599C2 - Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel - Google Patents

Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel Download PDF

Info

Publication number
RU2818599C2
RU2818599C2 RU2022100468A RU2022100468A RU2818599C2 RU 2818599 C2 RU2818599 C2 RU 2818599C2 RU 2022100468 A RU2022100468 A RU 2022100468A RU 2022100468 A RU2022100468 A RU 2022100468A RU 2818599 C2 RU2818599 C2 RU 2818599C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vessel
ice
bow
waves
ship
Prior art date
Application number
RU2022100468A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022100468A (en
Inventor
Михаил Иванович Голубенко
Original Assignee
Михаил Иванович Голубенко
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Иванович Голубенко filed Critical Михаил Иванович Голубенко
Publication of RU2022100468A publication Critical patent/RU2022100468A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2818599C2 publication Critical patent/RU2818599C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: proposed method consists in excitation of flexural-gravity waves in ice as the vessel moves above ice at resonance speed. In the process of vessel movement, the channel formed in the aft end of the vessel is covered by the width of the bucket with the help of the reversing bucket. Overlapping is carried out periodically with frequency equal to frequency of resonance flexural-gravity waves during time equal to half the period of these waves. During vessel movement snow cover and boundary layer of ice under vessel bottom with side skegs is additionally blown away by means of coaxial impeller. Impeller is located inside the hull in the recess of the bow of the ship. In addition, a confuser-nozzle with aeration air holes is arranged in the lower bow part of the ship and generally a lifting force upwards above the ice is formed, which is first formed in the bow part of the ship.
EFFECT: increased thickness of ice cover.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности, к судам на сжатом пневмопотоке движущимися над ледяным покровом с разрушающим ледяной покров резонансным способом (Козин В.И. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Издательство «Академия Естествознания», 2007, - 355 с.).The invention relates to the field of shipbuilding, in particular, to ships on a compressed pneumatic flow moving over the ice cover with the resonant method destroying the ice cover (Kozin V.I. Resonance method of destroying the ice cover. Inventions and experiments. M.: Publishing House "Academy of Natural Sciences", 2007 , - 355 pp.).

Известно, что эффективность разрушения ледяного покрова резонансным методом повышается, если судно одновременно с поступательной скоростью в выбранном направлении перемещают по синусоидальной траектории (Патент RU №2507104, В63В 35/08, Е02В 25/02, D60V 3/06 от 20.02.2014) или зигзагообразно (Козин В.М., Земляк В.Л. Физические основы разрушения ледяного покрова резонансным методом/Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, ПТУ им. Шолом-Алейхема, АмГПГУ. 2003. - 250 с.).It is known that the efficiency of destruction of ice cover by the resonance method increases if the vessel is simultaneously moved along a sinusoidal trajectory with forward speed in the selected direction (Patent RU No. 2507104, B63B 35/08, E02B 25/02, D60V 3/06 from 02.20.2014) or zigzag (Kozin V.M., Zemlyak V.L. Physical principles of destruction of ice cover by the resonance method / Komsomolsk-on-Amur: IMiM FEB RAS, PTU named after Sholom Aleichem, Amazing State Pedagogical University. 2003. - 250 p.).

Недостатком способа является его ограниченная ледоразрушающая способность.The disadvantage of this method is its limited ice-breaking ability.

Известно (Политехнический словарь. Под. Ред. А.Ю. Ишлинского. М.: Советская энциклопедия, 1980, с. 240), что при обтекании твердого тела потоком воздуха на него начинает действовать аэродинамическая подъемная сила в направлении, перпендикулярном к направлению набегающего потока. При этом направление аэродинамической подъемной силы определяется углом атаки: при положительном угле она направляется вверх, а при отрицательном - вниз. Используя эту закономерность можно увеличить давление на лед в любом месте при движении судна на сжатом пневмопотоке (в том числе и со стороны носовой части судна), учитывая и его скоростные характеристики, т.е. увеличить амплитуду возбуждаемых ИГВ. Для этого необходимо создать при обтекании корпуса судна набегающим потоком воздуха знакопеременную аэродинамическую подъемную силу, начиная с носовой части судна с продолжением, затем и в кормовой части с креплением поворота ковша реверса, а также учитывая управляемым рулевым устройством.It is known (Polytechnic Dictionary. Ed. A.Yu. Ishlinsky. M.: Soviet Encyclopedia, 1980, p. 240) that when an air flow flows around a solid body, an aerodynamic lift force begins to act on it in the direction perpendicular to the direction of the oncoming flow . In this case, the direction of the aerodynamic lift force is determined by the angle of attack: at a positive angle it is directed upward, and at a negative angle it is directed downward. Using this pattern, you can increase the pressure on the ice anywhere when the ship is moving on a compressed pneumatic flow (including from the bow of the ship), taking into account its speed characteristics, i.e. increase the amplitude of excited IGVs. To do this, it is necessary to create, when the incoming air flow flows around the ship's hull, an alternating aerodynamic lift force, starting from the bow of the ship with a continuation, then in the stern with the fastening of the reverse bucket rotation, and also taking into account the controlled steering device.

Известен способ, позволяющий толщину разрушаемого льда методом возбуждений резонансных ИГВ увеличить путем создания и изменения с частотой резонансных ИГВ аэродинамической подъемной силы, направленной вниз, т.е. ориентированной в одном направлении (Патент RU №2197576, Е02В 15/02, B60V 3/06, В63В 9/00 от 27.01.2003).There is a known method that allows the thickness of destroyed ice to be increased by excitation of resonant IGWs by creating and changing the aerodynamic lift force directed downwards with the frequency of the resonant IGWs, i.e. oriented in one direction (Patent RU No. 2197576, E02V 15/02, B60V 3/06, B63V 9/00 dated 01/27/2003).

Недостаток способа - его ограниченная ледоразрушающая способность.The disadvantage of this method is its limited ice-breaking ability.

Известен способ 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, равное четверти длины резонансной изгибно-гравитационной волны (ИГВ) (Патент RU №2457975, В63В 35/08 от 10.08.2012).There is a known method for destroying ice cover in shallow water, which consists in moving two hovercraft along the edge of the ice, while the first vessel is moved along free water, and the second one is moved along solid ice behind the first one at a distance from it equal to a quarter of the length of the resonant flexural gravity wave (IGW) (RU Patent No. 2457975, B63B 35/08 dated 08/10/2012).

Недостаток этого способа является его низкая эффективность вследствие быстрой затухаемости гравитационных волн при их трансформации в изгибно-гравитационные и частичного отражения от кромки льда. Кроме того, сход с кромки и выход на нее приводит к быстрому изнашиванию гибкого ограждения СВП, применение двух судов экономически не оправдано большим расходом топлива и другими энергоресурсами, плохая управляемость СВП на низких резонансных скоростях усложняет их маневрирование, т.е. требует энергоемких подруливающих устройств, поэтому используют одно судно на ледяном покрове, а второе - на чистой воде, при этом каждое в отдельности судно имеет ограниченную высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности.The disadvantage of this method is its low efficiency due to the rapid attenuation of gravity waves during their transformation into bending-gravity waves and partial reflection from the ice edge. In addition, leaving the edge and reaching it leads to rapid wear of the flexible fencing of the hovercraft; the use of two vessels is not economically justified due to the high fuel consumption and other energy resources; poor controllability of the hovercraft at low resonant speeds complicates their maneuvering, i.e. requires energy-intensive thrusters, so they use one vessel on ice cover, and the second on clear water, while each individual vessel has a limited height of the IGV, i.e. their ice-breaking ability.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения высоты возбуждаемых ИГВ.The essence of the invention is to develop a method for increasing the height of excited IGVs.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины разрушаемого ледяного покрова.The technical result obtained by implementing the invention is to increase the thickness of the destroyed ice cover.

Существенные признаки, характеризующее изобретение:Essential features characterizing the invention:

Ограничительные: ледяной покров разрушают надо льдом судном путем возбуждение во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна с резонансной скоростью.Restrictive: the ice cover is destroyed above the ice by a ship by exciting bending-gravity waves in the ice when the ship moves at a resonant speed.

Отличительные: при повышенной нагрузки на лед происходит сдувание снежного покрова и наледи со льда под днищем судна, ограниченного сбоков боковыми скегами, а также воздушный поток под давлением выходит из канала сзади кормы, образуя это соотношение, как высота «А» к его ширине «В»=0,5-0,25, ось потока под давлением выходит вверх с уклоном 4-10°, относительно горизонта. При этом сжатый поток воздуха подается с помощью соосного импеллера, расположенного в корпусе с нишей в носовой части судна, а выход через его сопло расположен в сторону конфузора-сопла, связанного с открытым пневмоканалом под днищем корпуса судна. Кроме того, канал в конце кормы перекрывают частично опусканием ковша реверса вниз в сторону льда до 90°, тормозят по ширине воздушный поток, осуществляют периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равном половине периода этих волн. Возникает дифферентировка на корму и, достаточно высокое давление выходящей гидродинамической струи, а значит, носовая часть судна имеет также подъем вверх. Отклонение ковша вниз поворотом может достигать до 90° в сторону льда от кормы. Перемещение судна на сжатом пневмопотоке с резонансной скоростью в пределах чаши волны со стороны кормы с учетом давления дополнительно и в носовой части судно суммарно давят на лед, способствуя дополнительным ИГВ под днищем судна, а значит, способствуют большей генерации более интенсивных дополнительных ИГВ по ледяному покрову. Величина этих сил определяющим образом зависит от формы ковша реверса, закрепленного на оси вращения, на кромке кормы и его поворота вниз, т.е. зависит от ширины закрытия канала сзади кормы, а значит, увеличит высоту ИГВ и, следовательно, их ледоразрушающую способность.Distinctive: with increased load on the ice, snow cover and ice are blown off from the ice under the bottom of the vessel, limited on the sides by side skegs, and an air flow under pressure exits the channel behind the stern, forming this ratio as the height “A” to its width “B” "=0.5-0.25, the flow axis under pressure goes up with a slope of 4-10° relative to the horizon. In this case, the compressed air flow is supplied using a coaxial impeller located in a housing with a niche in the bow of the vessel, and the outlet through its nozzle is located towards the confuser-nozzle connected to an open pneumatic channel under the bottom of the vessel's hull. In addition, the channel at the end of the stern is partially blocked by lowering the reverse bucket down towards the ice to 90°, the air flow is slowed down along its width, and is carried out periodically with a frequency equal to the frequency of the resonant flexural-gravity waves, for a time equal to half the period of these waves. There is a differentiation to the stern and a fairly high pressure of the outgoing hydrodynamic jet, which means that the bow of the vessel also has an upward lift. The downward deflection of the bucket by turning can reach up to 90° towards the ice from the stern. The movement of the vessel on a compressed pneumatic flow with a resonant speed within the wave bowl on the stern side, taking into account the pressure, additionally and in the bow, the vessel puts total pressure on the ice, contributing to additional IGW under the bottom of the vessel, and therefore contributes to the greater generation of more intense additional IGW along the ice cover. The magnitude of these forces depends decisively on the shape of the reverse bucket, mounted on the axis of rotation, on the edge of the stern and its rotation downward, i.e. depends on the width of the channel closure behind the stern, which means it will increase the height of the IGW and, consequently, their ice-breaking ability.

Известно (Бенуа Ю.Ю. и др. Основы теории судов на воздушной подушке.- Л.: Судостроение, 1970, - 456 с.), что появление у судна дифферента приводит к увеличению возбуждаемых волн.It is known (Benoit Yu.Yu. et al. Fundamentals of the theory of hovercraft. - L.: Shipbuilding, 1970, - 456 p.) that the appearance of trim on the vessel leads to an increase in the excited waves.

Известно (Д.Е. Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометиоиздат, 1967, - 218 с), 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.It is known (D.E. Kheisin. Dynamics of the ice cover. - L.: Gidrometioizdat, 1967, - 218 p.) that periodic application of a load to the ice cover with the frequency of resonant IGVs significantly increases its deformation compared to a load of the same intensity, but applied stationary.

Таким образом, резонансные ИГВ можно обеспечить их благоприятный интерференции, т.е. достижения максимального периодического возрастания высоты суммарных ИГВ, необходимо, чтобы время воздействия сил, возбуждающих дополнительные ИГВ, равнялись половине периода основных резонансных ИГВ, величину которую можно определить, как от толщины ледяного покрова, площадь льда, ускорение силы тяжести.Thus, resonant IGVs can ensure their favorable interference, i.e. To achieve the maximum periodic increase in the height of the total IGWs, it is necessary that the time of action of the forces that excite additional IGWs is equal to half the period of the main resonant IGWs, the value of which can be determined based on the thickness of the ice cover, ice area, and gravity acceleration.

В этом случае при перемещении сверху над покровом льда от возникших дополнительных ИГВ возбуждение от силы также будет направлено вниз. Таким образом, длительность воздействия повышенного давления сверху на лед в области подошвы ИГВ будет равна полупериоду резонансных ИГВ, т.е. способствовать максимальному периодическому возрастанию высоты суммарных ИГВ. В результате возникает наиболее эффективная своеобразная дополнительная к основным ИГВ давления на ледяной покров с применением новых элементов не только спереди судна под его днищем (носовой части), но и нового предложенного элемента в виде ковша реверса, закрепленного на горизонтальной оси на конце кормы палубы, а также с помощью подачи сжатого воздуха поступающего от соосного импеллера (движителя).In this case, when moving from above the ice cover from the additional IGWs that arise, the excitation from the force will also be directed downward. Thus, the duration of the impact of increased pressure from above on the ice in the area of the base of the IGW will be equal to the half-period of the resonant IGW, i.e. promote the maximum periodic increase in the height of the total IGW. As a result, the most effective unique additional to the main IGV pressure on the ice cover arises with the use of new elements not only in front of the vessel under its bottom (bow), but also a new proposed element in the form of a reverse bucket, mounted on a horizontal axis at the end of the deck stern, and also using compressed air supplied from a coaxial impeller (propeller).

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

По ледяному покрову начинают перемещать судно на сжатом пневмопотоке с резонансной скоростью. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то при движении судна на сжатом пневмопотоке, опускают закрепленный сзади кормы на оси вращения ковш реверсный поворотом вниз на угол до 90° сторону поверхности льда. Сжатый воздух под днище корпуса подается со стороны носовой части судна с включением в работу соосного импеллера с соплом, связанного с конфузором-сопла и, далее воздух поступает в открытый пневмоканал под днищем корпуса в сторону кормы в конце с выходным каналом в месте расположения подошвы ИГВ. Расположение ковша реверса, перекрывающий по ширине канал позади рулевых устройств при работающем соосном импеллере увеличить скорость поступления потока воздуха под днищем корпуса судна и вместе перекрытия частично воздуха со стороны кормы приведет к давлению. На лед, что, в свою очередь, увеличит высоту ИГВ и уровень изгибных напряжений в ледяном покрове, т.е. ледоразрушающая способность возрастает, за счет дифферинтировочной системы периодически с частотой резонансных ИГВ, дифферентируют на корму, угол дифферента периодически меняют от 0° до+Ф0' Это происходит за счет того, что в движении судна на сжатом пневмопотоке подается высокое давление воздуха от соосного импеллера из его сопла в сторону сначала конфузора-сопла, затем в сторону открытого пневмоканала в сторону кормы с закрепленными на оси вращения с поворотом ковша реверса. При этом еще на старте носовая часть судна частично поднята вверх, за счет давления воздуха выходящего в сторону поверхности льда (твердая опора) (это, что-то можно представить, как взлет самолета с аэродрома вверх). Кроме того, расположение в данном случае, может располагаться по высоте своего поворота ковша реверса со стороны поверхности льда с осью вращения, которая закреплена на краю кромки сзади кормы судна.The vessel begins to move across the ice cover using a compressed pneumatic flow at a resonant speed. If the height of the excited IGVs turns out to be insufficient to destroy the ice, then when the vessel is moving on a compressed pneumatic flow, a reverse bucket fixed at the rear of the stern on the axis of rotation is lowered by turning downward at an angle of up to 90° to the side of the ice surface. Compressed air under the bottom of the hull is supplied from the bow of the vessel with the inclusion of a coaxial impeller with a nozzle connected to the confuser-nozzle and then the air enters the open pneumatic channel under the bottom of the hull towards the stern at the end with an output channel at the location of the IGV sole. The location of the reverse bucket, blocking the width of the channel behind the steering devices with a working coaxial impeller, increases the speed of air flow under the bottom of the ship's hull and, at the same time, partially blocking the air from the stern will lead to pressure. onto the ice, which, in turn, will increase the height of the IGW and the level of bending stresses in the ice cover, i.e. ice-breaking ability increases due to the trimming system, periodically with the frequency of resonant IGVs, they are trimmed to the stern, the trim angle is periodically changed from 0° to + Ф 0 ' This occurs due to the fact that while the vessel is moving, high air pressure is supplied from a coaxial impeller on a compressed pneumatic flow from its nozzle towards first the confuser-nozzle, then towards the open pneumatic channel towards the stern with the reverse bucket fixed on the axis of rotation with rotation of the bucket. At the same time, even at the start, the bow of the vessel is partially raised upward, due to the air pressure escaping towards the ice surface (solid support) (this can be imagined as something like an airplane taking off from an airfield upward). In addition, the location in this case can be located along the height of its rotation of the reverse bucket from the side of the ice surface with the axis of rotation, which is fixed on the edge of the edge behind the stern of the vessel.

Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 показана принципиальная схема ледяного покрова и судно на сжатом пневмопотоке; на фиг. 2 показан вид выполнения судна на сжатом пневмопотоке с системой управления ковша реверса, закрепленного на корме, согласно изобретения; на фиг. 3 показан вид сбоку, разрез; на фиг. 4 показан вид сбоку, вариант выполнения ковша реверса со щелевыми отверстиями в криволинейной обшивке (стенке).The invention is illustrated graphically, where in FIG. Figure 1 shows a schematic diagram of the ice cover and a ship on a compressed pneumatic flow; in fig. 2 shows a view of a vessel running on a compressed pneumatic flow with a reverse bucket control system mounted on the stern, according to the invention; in fig. 3 shows a side view, section; in fig. Figure 4 shows a side view of an embodiment of a reverse bucket with slotted holes in a curved casing (wall).

По ледяному покрову 1 начинает движение судно 2 на сжатом пневмопотоке с резонансной скоростью Vp. Если высота возбуждения ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, за счет дифферентировочной системы дифферента, периодически меняют его от 0° до +ψ°. Это происходит за счет того, что в движении судна на сжатом пневмопотоке включает соосный импеллер 3, расположенный и закрепленный в носовой части в нише судна корпуса 4 крепления его, подают воздушную смесь высокого давления через сопло импеллера в корпусе в сторону закрытого переходного участка 5, далее часть воздуха поступает в конфузор-сопла 6 вниз через перфорированные отверстия 7 (например, в шахматном порядке выполнения) в сторону поверхности льда, а большая часть воздуха потока выходит при этом в сторону открытого пневмоканала 8 под днище корпуса судна, огражденного с боков боковыми скегами. Отверстия 7 воздушные могут быть выполнены в шахматном порядке. Возбуждение ИГВ для разрушения льда, формируется потоком сжатого воздуха при столкновении с преградой в виде опущенного вниз ковша 9 реверса, закрепленным на оси 10 вращения на кромке сзади кормы.Vessel 2 begins to move along the ice cover 1 on a compressed pneumatic flow with a resonant speed V p. If the excitation height of the IGV turns out to be insufficient to destroy the ice, due to the trim system, it is periodically changed from 0° to +ψ°. This occurs due to the fact that while the vessel is moving on a compressed pneumatic flow, it turns on a coaxial impeller 3, located and secured in the bow of the vessel in the niche of the vessel hull 4 for fastening it, a high-pressure air mixture is supplied through the impeller nozzle in the hull towards the closed transition section 5, then part of the air enters the confuser-nozzle 6 down through the perforated holes 7 (for example, in a checkerboard pattern) towards the ice surface, and most of the air flow exits towards the open pneumatic channel 8 under the bottom of the vessel's hull, fenced on the sides with side skegs. The air holes 7 can be made in a checkerboard pattern. The excitation of the IGW for the destruction of ice is formed by a flow of compressed air upon collision with an obstacle in the form of a lowered reverse bucket 9, mounted on the rotation axis 10 on the edge behind the stern.

Осуществляют сдувание вначале снежного покрова и одновременного пограничного сверху слоя льда в сторону направления кормовой части судна, увеличивают скорость потока воздуха, в месте расположения опущенного вниз ковша 10 реверса, оставляя при этом проходной канал между поверхностью льда для выхода части сжатого воздуха в атмосферу, при создании одновременно тягового усилия в движении судна на сжатом пневмопотоке. При этом в конце кормы судна также закрепляют рули 11 управления экипажем. Ковш реверс 9 регулируют плавно поворотом максимально до 90° опусканием вниз с помощью тяги (не показано) экипажем в сторону льда. При этом ковш 9 реверс выполнен с отогнутыми во внутрь боковыми стенками, что перекрывает и всю ширину проходного снизу канала сзади кормы в сторону льда, а высота проходного канала, соответственно уменьшена для возможного выхода сжатого потока в атмосферу, что вызовет увеличение высоты ИГВ до, значения максимального h, т.е. повысит ледоразрушающую способность при резонансной скорости Vp Очевидно, что такое положение поворота ковша реверса вниз в сторону льда увеличит толщину льда разрушения до большего, в течение времени, равном половине периода этих волн.First, the snow cover and the simultaneous boundary layer of ice on top are blown away towards the direction of the stern part of the vessel, the speed of air flow is increased at the location of the reverse bucket 10 lowered down, while leaving a passage channel between the ice surface for the release of part of the compressed air into the atmosphere, when creating simultaneously traction force in the movement of the vessel on a compressed pneumatic flow. At the same time, the rudders 11 for crew control are also secured at the end of the stern of the vessel. The reverse bucket 9 is adjusted smoothly by turning it up to a maximum of 90° by lowering it down using traction (not shown) by the crew towards the ice. In this case, the reverse bucket 9 is made with the side walls bent inward, which covers the entire width of the passage channel from below from behind the stern towards the ice, and the height of the passage channel is correspondingly reduced for the possible release of the compressed flow into the atmosphere, which will cause an increase in the height of the IGV to, maximum h, i.e. will increase the ice-breaking ability at the resonant speed V p Obviously, such a position of turning the bucket reverse down towards the ice will increase the thickness of the ice destruction to a greater one, over a time equal to half the period of these waves.

Следует здесь также полезно привести возможный вариант выполнения конструктивно ковша 12, когда его криволинейная форма выпуклой поверхности может быть выполнена с щелевыми отверстиями. Этот эффект также хорошо известен при рассмотрении его в авиации закрылок на конце крыла, заключающийся в том, что струя газа, истекающая из щели под углом к поверхности, близка к нулю «прилипает» к выпуклой стороне поверхности и отклоняется вместе с ней на значительный угол (фиг. 4). Теряя кинетическую энергию на трение, струя газа, пройдя некоторый путь вдоль поверхности, отрывается от нее. Для создания непрерывного обтекания и поворота струи газа надо пополнять энергию поверхностного слоя газа, выполнив огибающую поверхность многощелевой (в авиации бывают двух и трех щелевые закрылки самолетов). Это в целом для конструкции ковша реверса позволяет обеспечить центробежную сепарацию воздуха и снижение запыленности (заснежности), т.е. уменьшения попадания снега, оторванных льдинок льда в сторону сверху кормы судна на платформу, а также, в частности торможения судна ковшом реверса. Следует отметить положительно то, что угол секторов разбит рационально α=15-30°. Таким образом, и для варианта выполнения (фиг. 4) конструкция ковша реверса соответствует суммарному возбуждению дополнительных резонансных ИГВ (в прототипе не известно), т.е. повышает ледоразрушающую способность судна на сжатом пневмопотоке, в целом позволит достичь заявленный технический результат.It should also be useful to present here a possible embodiment of the structural design of the bucket 12, when its curved shape of the convex surface can be made with slotted holes. This effect is also well known when considering it in aviation - a flap at the end of a wing, which consists in the fact that a gas stream flowing out of a slot at an angle to the surface, close to zero, “sticks” to the convex side of the surface and is deflected along with it at a significant angle ( Fig. 4). Losing kinetic energy to friction, the gas stream, having traveled some distance along the surface, breaks away from it. To create a continuous flow around and rotate the gas jet, it is necessary to replenish the energy of the surface layer of gas by making the enveloping surface multi-slit (in aviation there are two and three slot aircraft flaps). In general, this allows for the design of the reverse bucket to provide centrifugal separation of air and reduce dust (snow) content, i.e. reducing the ingress of snow, torn pieces of ice from above the stern of the vessel onto the platform, as well as, in particular, braking the vessel with a reverse bucket. It should be noted positively that the angle of the sectors is divided rationally α=15-30°. Thus, for the embodiment (Fig. 4) the design of the reverse bucket corresponds to the total excitation of additional resonant IGVs (not known in the prototype), i.e. increases the ice-breaking ability of a vessel using a compressed pneumatic flow, and in general will allow achieving the stated technical result.

Claims (1)

Способ разрушения ледяного покрова судном на сжатом пневмопотоке, заключающийся в возбуждении во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна надо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что в процессе его движения канал, сформированный в кормовой оконечности судна, с помощью ковша реверса перекрывают по ширине, при этом перекрытие осуществляют периодически с частотой, равной частоте резонансных изгибно-гравитационных волн, в течение времени, равного половине периода этих волн, причем во время движения судна дополнительно осуществляют сдувание снежного покрова и пограничного сверху слоя льда под днищем корпуса судна с боковыми скегами с помощью соосного импеллера, расположенного внутри корпуса в нише носовой части судна, при этом дополнительно располагают в нижней носовой части судна конфузор-сопло с аэрационными воздушными отверстиями и образуют в целом подъемную силу вверх надо льдом, формирующуюся сначала в носовой части судна.A method for destroying ice cover by a vessel using a compressed pneumatic flow, which consists in excitation of flexural-gravity waves in the ice when the vessel moves above the ice at a resonant speed, characterized in that during its movement the channel formed in the aft end of the vessel is blocked in width using a reverse bucket , while the overlap is carried out periodically with a frequency equal to the frequency of the resonant flexural-gravity waves, for a time equal to half the period of these waves, and during the movement of the vessel, the snow cover and the upper boundary layer of ice under the bottom of the hull of the vessel with side skegs with using a coaxial impeller located inside the hull in a niche in the bow of the vessel, a confuser-nozzle with aeration air holes is additionally placed in the lower bow of the vessel and generally generates a lifting force upward above the ice, which is formed first in the bow of the vessel.
RU2022100468A 2022-01-12 Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel RU2818599C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022100468A RU2022100468A (en) 2023-07-12
RU2818599C2 true RU2818599C2 (en) 2024-05-03

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2188897C1 (en) * 2001-02-13 2002-09-10 Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover
CN102465512A (en) * 2010-11-18 2012-05-23 沈阳理工大学 Method for icebreaking by wave drag resonance formed by running of hovercraft
RU2641355C1 (en) * 2017-05-10 2018-01-17 Михаил Иванович Голубенко Method of destructing ice cover by vessel in compressed air flow
RU2737558C1 (en) * 2020-06-16 2020-12-01 Михаил Иванович Голубенко Method for destruction of ice cover by ship on compressed airflow

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2188897C1 (en) * 2001-02-13 2002-09-10 Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН Method of breaking ice cover
CN102465512A (en) * 2010-11-18 2012-05-23 沈阳理工大学 Method for icebreaking by wave drag resonance formed by running of hovercraft
RU2641355C1 (en) * 2017-05-10 2018-01-17 Михаил Иванович Голубенко Method of destructing ice cover by vessel in compressed air flow
RU2737558C1 (en) * 2020-06-16 2020-12-01 Михаил Иванович Голубенко Method for destruction of ice cover by ship on compressed airflow

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Жесткая В. Д., Чижиумов С. Д. Численный расчет напряженно-деформированного состояния ледяного покрова, находящегося под действием нестационарной нагрузки. 4.1. Расчет резонансных значений скорости, максимальных прогибов и напряжений в ледяном покрове при решении задачи в динамической постановке, год издания 2007. https://monographies.ru/ru/book/section?id=398. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3763810A (en) High speed boat with planing hull
JP2793364B2 (en) Ship and ship operation method
US10518842B1 (en) Boat hull
RU2675279C1 (en) Device for reducing hydrodynamic resistance of bottom of vessel on compressed pneumatic air flow
AU755596B2 (en) M-shaped boat hull
KR20060127871A (en) Low drag ship hull
US6213824B1 (en) Method for reducing vessel draft
US5711494A (en) Aero-hydroglider
US3288100A (en) Boat and jet propulsion means therefor
US5231946A (en) Monohull fast sealift or semi-planing monohull ship
US6966271B2 (en) Waveless hull
RU2818599C2 (en) Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel
RU2610754C2 (en) High-speed vessel
RU2817432C2 (en) Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel
RU2816596C2 (en) Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel
US2837049A (en) River ferry driven by two sail-wheel propellers
RU2171196C1 (en) Trimaran icebreaker
RU2721221C1 (en) Method of ice cover destruction
RU2721365C1 (en) Control system of small vessel on compressed airflow (versions)
JP2023067297A (en) Thrust generation system of sailing body, sailing body, and drag reduction method of sailing body
RU2817430C2 (en) Method of breaking ice cover by compressed airflow vessel
JP6198232B1 (en) Hull shape and propulsion device
RU2641355C1 (en) Method of destructing ice cover by vessel in compressed air flow
US6631689B2 (en) Recycled cushion, finned, and bustled air cushion enhanced ship
RU2737558C1 (en) Method for destruction of ice cover by ship on compressed airflow