RU2188903C1 - Method of breaking ice cover - Google Patents

Abstract

FIELD: ice-breaking jobs. SUBSTANCE: submarine vessel 2 is set in motion under ice 1 at safe depth and resonance speed exciting flexural gravitational waves 3; horizontal flow 4 formed under vessel 2 reduced depth of water under ice and increased said waves. EFFECT: enhanced efficiency of ice breaking. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом при всплытии в сплошном льду. The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines sailing in ice conditions and destroying the ice cover in a resonant way when surfacing in solid ice.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ) определенной высоты, возбуждаемыми подводным судном (1. В.М.Козин, А.В.Онищук. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. - ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, 2, 78-81). The prior art is known from the method of ice cover destruction by resonant flexural-gravitational waves (IGW) of a certain height excited by an underwater vessel (1. V.M. Kozin, A.V. Onishchuk. Model studies of wave formation in a continuous ice cover from the movement of an underwater vessel. - PMTF, Novosibirsk, VO "Nauka", 1994, 2, 78-81).

Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждаемых ИГВ максимальна.The known method is as follows. The vessel floats to a safe depth and moves under the ice with a resonant speed V _p , i.e. at the speed at which the height of the excited IGV is maximum.

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и воздоизмещением последнего [1]. The disadvantage of this method is the limited height of the IHV, i.e. their ice-breaking ability, which at the resonant speed of the vessel is determined by the depth and displacement of the latter [1].

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности разрушения ледяного покрова. The task of the invention is to increase the effectiveness of the destruction of the ice cover.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна. The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the height of the IHV at a constant resonant speed and depth of the ship.

Существенные признаки, характеризующие изобретение. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью. Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by excitation of IGW in ice when the vessel moves under ice at a resonant speed.

Отличительные: во время движения судна над его корпусом формируют горизонтальный поток воды. Distinctive: while the vessel is moving above its hull, a horizontal flow of water is formed.

Известно (2. А. А.Костюков. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение. 1966. - 448 с.), что близость дна, т.е. мелководье, увеличивает высоту волн по сравнению с глубокой водой. Таким образом, если после возбуждения резонансных ИГВ подо льдом уменьшить глубину воды, то это вызовет соответствующее увеличение высоты ИГВ. It is known (2. A. A. Kostyukov. Water resistance to the movement of ships. L .: Shipbuilding. 1966. - 448 pp.) That the proximity of the bottom, i.e. Shallow water, increases the height of the waves compared to deep water. Thus, if, after the excitation of resonant IHVs under ice, the depth of water is reduced, this will cause a corresponding increase in the height of IHV.

Также известно (3. Г.Е. Павленко. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт. 1956. - 507 с.), что всякий поток воды имеет турбулентность, создающую перемешивание воды и приводящую к интенсивному рассеиванию ее энергии. Поэтому, если на пути поступательно движущегося потока жидкости существует поперечный поток, то их взаимодействие будет сопровождаться еще большими перемешиванием и рассеиванием энергии, т.е. будет происходить уменьшение скоростей потоков. Таким образом, если подо льдом на некотором заглублении сформировать горизонтальный поток жидкости, т.е. поток со скоростью, параллельной поверхности ледяного покрова, то на пути воды, совершающей вертикальные колебания при возбуждении ИГВ, встретится препятствие в виде своеобразного жидкого экрана. Наличие такого подледного экрана (течения) будет ограничивать перемещение частиц жидкости в пространстве между плоскостью потока и нижней поверхностью льда, т.е. приведет к превращению глубокой воды в мелководье. It is also known (3. G.E. Pavlenko. Water resistance to the movement of ships. M: Sea transport. 1956. - 507 pp.) That any water flow has turbulence, which creates mixing of water and leads to intensive dispersion of its energy. Therefore, if there is a transverse flow on the path of a progressively moving fluid flow, then their interaction will be accompanied by even greater mixing and dissipation of energy, i.e. a decrease in flow rates will occur. Thus, if under the ice at a certain depth, a horizontal fluid flow is formed, i.e. If the flow is at a speed parallel to the surface of the ice sheet, then an obstacle in the form of a kind of liquid screen will meet on the path of water that performs vertical vibrations upon excitation of the IGW. The presence of such an under-ice screen (flow) will limit the movement of fluid particles in the space between the flow plane and the lower surface of the ice, i.e. will lead to the conversion of deep water into shallow water.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом на безопасной глубине начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна над его корпусом при помощи насосов, расположенных внутри судна, формируют горизонтальный поток воды по всей длине судна, т.е. создают подо льдом жидкий экран. Формирование экрана над корпусом обеспечит его максимальное приближение к ледяному покрову, т.е. минимальную глубину воды подо льдом. Уменьшение глубины приведет к трансформации ИГВ на глубокой воде в волны на мелководье, т. е. к росту их высоты (см. [2]) и увеличению эффективности разрушения ледяного покрова. Under the ice cover at a safe depth, a submarine begins to move at a resonant speed [1]. If the height of the IGW excited at the same time is not enough to destroy the ice, then during the movement of the vessel above its hull using pumps located inside the vessel, a horizontal flow of water is formed along the entire length of the vessel, i.e. create a liquid screen under the ice. The formation of a screen above the hull will ensure its maximum approximation to the ice cover, i.e. minimum depth of water under the ice. A decrease in depth will lead to the transformation of IGW in deep water into waves in shallow water, that is, to an increase in their height (see [2]) and an increase in the efficiency of ice cover destruction.

Реализация изобретения поясняется чертежом. The implementation of the invention is illustrated in the drawing.

Под ледяным покровом 1 на безопасной глубине Н начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то над судном 2 формируют горизонтальный поток 4, что вызовет уменьшение глубины воды подо льдом до величины h, увеличение высоты ИГВ 5 и повышение эффективности разрушения ледяного покрова 1.Under the ice sheet 1 at a safe depth H begin to move the submarine 2 with a resonant speed V _p . If the height of the IGV 3 excited in this case is insufficient to break the ice 1, then a horizontal flow 4 is formed above the vessel 2, which will cause a decrease in the depth of water under the ice to h, an increase in the height of the IGV 5 and an increase in the efficiency of ice cover destruction 1.

Claims (1)

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении во льду изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что во время движения судна над его корпусом формируют горизонтальный поток воды. The method of destroying the ice cover by an underwater vessel, which consists in the excitation of flexural-gravitational waves in ice when the vessel moves under ice at resonant speed, characterized in that a horizontal flow of water is formed during the movement of the vessel above its hull.