RU2601544C1 - Способ разрушения ледяного покрова - Google Patents
Способ разрушения ледяного покрова Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601544C1 RU2601544C1 RU2015129826/11A RU2015129826A RU2601544C1 RU 2601544 C1 RU2601544 C1 RU 2601544C1 RU 2015129826/11 A RU2015129826/11 A RU 2015129826/11A RU 2015129826 A RU2015129826 A RU 2015129826A RU 2601544 C1 RU2601544 C1 RU 2601544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ice
- resonant
- frequency
- flexural
- vessel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B35/00—Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
- B63B35/08—Ice-breakers or other vessels or floating structures for operation in ice-infested waters; Ice-breakers, or other vessels or floating structures having equipment specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V3/00—Land vehicles, waterborne vessels, or aircraft, adapted or modified to travel on air cushions
- B60V3/06—Waterborne vessels
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B15/00—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor
- E02B15/02—Cleaning or keeping clear the surface of open water; Apparatus therefor from ice otherwise than according to E02B1/003
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова. Способ разрушения ледяного покрова осуществляется судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью. При этом после возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн судну в пределах перемещающейся за ним с резонансной скоростью первой впадины волн сообщают дополнительные периодические возвратно-поступательные перемещения в направлении его движения с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн. При этом перемещения обеспечивают максимальными в пределах впадины волн, т.е. равными половине их длины, одновременно с этим судно вращают вокруг вертикальной оси с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн. Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области ледотехники, в частности к средствам разрушения ледяного покрова.
Из уровня техники известно использование судов на воздушной подушке (СВП) для разрушения ледяного покрова резонансным способом, т.е. путем возбуждения в ледяном покрове резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) при движении судна по льду с резонансной скоростью (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Издательство «Академия Естествознания». 2007. - 355 с. ISBN 987-5-91327-017-7).
Недостаткам способа является недостаточная амплитуда ИГВ, возбуждаемых при движении СВП.
Сущность изобретения заключается в увеличении амплитуды ИГВ.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в увеличении толщины ледяного покрова, разрушаемого СВП.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью.
Отличительные: после возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн судну в пределах перемещающейся за ним с резонансной скоростью первой впадины волн сообщают дополнительные периодические возвратно-поступательные перемещения в направлении его движения с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, при этом перемещения обеспечивают максимальными в пределах впадины волн, т.е. равными половине их длины, одновременно с этим судно вращают вокруг вертикальной оси с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн.
Общеизвестно, что если на волновую (основную) систему подействовать периодическими (дополнительными) возмущениями с ее частотой, то в результате интерференции колебаний произойдет увеличение амплитуды волн основной системы. Таким образом, если после возбуждения системы резонансных ИГВ к ледяному покрову приложить дополнительную периодическую динамическую нагрузку с частотой, равной частоте резонансных ИГВ ωр, то амплитуда и, соответственно, ледоразрушающая способность ИГВ возрастут.
Также очевидно, что при вращении прямоугольной в плане нагрузки (СВП), т.е. отличной от круговой, вокруг вертикальной оси на поверхности жидкости или во флотирующей пластине неизбежно будут возникать волновые колебания. Если частота вращения СВП совпадет с ωр, то в ледяном покрове возникнет система резонансных ИГВ.
Интерференция систем резонансных ИГВ приведет к дальнейшему увеличению суммарных амплитуд ИГВ и, соответственно их ледоразрушающей способности.
Значение ωр можно определить по зависимости (2. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат. - 1967. 217 с.) , где: g - ускорение свободного падения; Н - глубина водоема; ρл, h - плотность и толщина льда; D - цилиндрическая жесткость ледяной пластины.
Известно (3. Козин В.М., Земляк В.Л. Физические основы разрушения ледяного покрова резонансным методом. Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН; ПГУ им. Шолом-Алехейма; АмГПГУ. - 2013, 250 с.), что максимальные деформации (глубина впадины ИГВ), а значит, и изгибные напряжения в ледяном покрове, возникают в месте возникновения первой за СВП впадины ИГВ. Поэтому для более эффективного увеличения амплитуды ИГВ дополнительную периодическую нагрузку следует прикладывать именно в этом месте.
Очевидно, что характер дополнительной динамической нагрузки может быть самым разнообразным. В нашем случае рациональным может оказаться предлагаемое возвратно-поступательное движение СВП. В этом случае за счет максимального увеличения волнового сопротивления СВП в точках перегиба профиля ИГВ, т.е. возникновения у судна максимального дифферента, и возникновения центробежных сил на подошве ИГВ будут возникать благоприятные условия для увеличения их амплитуды.
Способ осуществляется следующим образом.
По ледяному покрову начинают перемещать СВП с резонансной скоростью. Если амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то после возбуждения во льду резонансных ИГВ (ИГВ максимальной амплитуды), перемещающихся с резонансной скоростью, судну начинают сообщать дополнительные возвратно-поступательные перемещения. Эти перемещения сообщают в направлении первоначального движения судна максимальными в пределах первой впадины ИГВ, перемещающихся за СВП, т.е. равными половине их длины [2] и периодически с частотой резонансных ИГВ. Выполнение этих условий обеспечит возбуждение дополнительной системы ИГВ, частота которых будет равна частоте основных резонансных ИГВ ωр. Волновые системы окажутся когерентными и вследствие этого способными интерферировать друг с другом, т.е. периодически увеличивать их суммарные амплитуды и, соответственно, ледоразрушающую способность ИГВ.
Если и этого окажется недостаточно для разрушения ледяного покрова, то одновременно с вышеописанным маневрированием судно при помощи винто-рулевых устройств начинают вращать вокруг вертикальной оси с частотой ωр. В результате возникнет еще одна система резонансных ИГВ. Интерференция систем резонансных ИГВ приведет к увеличению суммарных амплитуд ИГВ и, соответственно, их ледоразрушающей способности.
Изобретение поясняется чертежом.
По ледяному покрову 1 начинают перемещать СВП 2 с резонансной скоростью υp. Если амплитуда возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то судну в пределах впадины ИГВ (расстояние АВ=λр/2), перемещающейся с резонансной скоростью υр, сообщают дополнительные возвратно-поступательные перемещения с частотой ωр. Они вызовут возбуждение ИГВ 4 за счет возникновения в точках перегиба профиля ИГВ (А и В) максимального волнового сопротивления Rв, максимальной центробежной силы Rц в точке С и вращения судна 2 с частотой ωр. В результате интерференции ИГВ 3 и ИГВ 4 амплитуды суммарных волн будут периодически возрастать до ИГВ 5.
Claims (1)
- Способ разрушения ледяного покрова судном на воздушной подушке при его движении по льду с резонансной скоростью, отличающийся тем, что после возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн судну в пределах перемещающейся за ним с резонансной скоростью первой впадины волн сообщают дополнительные периодические возвратно-поступательные перемещения в направлении его движения с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн, при этом перемещения обеспечивают максимальными в пределах впадины волн, т.е. равными половине их длины, одновременно с этим судно вращают вокруг вертикальной оси с частотой резонансных изгибно-гравитационных волн.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129826/11A RU2601544C1 (ru) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Способ разрушения ледяного покрова |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015129826/11A RU2601544C1 (ru) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Способ разрушения ледяного покрова |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2601544C1 true RU2601544C1 (ru) | 2016-11-10 |
Family
ID=57278219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015129826/11A RU2601544C1 (ru) | 2015-07-20 | 2015-07-20 | Способ разрушения ледяного покрова |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601544C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2217344C2 (ru) * | 2001-06-05 | 2003-11-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
RU2249073C1 (ru) * | 2004-03-18 | 2005-03-27 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
CN102465512A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 沈阳理工大学 | 气垫船运行形成波阻共振破冰方法 |
RU2531857C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема") | Способ разрушения ледяного покрова |
-
2015
- 2015-07-20 RU RU2015129826/11A patent/RU2601544C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2217344C2 (ru) * | 2001-06-05 | 2003-11-27 | Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
RU2249073C1 (ru) * | 2004-03-18 | 2005-03-27 | Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН | Способ разрушения ледяного покрова |
CN102465512A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 沈阳理工大学 | 气垫船运行形成波阻共振破冰方法 |
RU2531857C1 (ru) * | 2013-09-05 | 2014-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема" (ФГБОУ ВПО "ПГУ им. Шолом-Алейхема") | Способ разрушения ледяного покрова |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2531857C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2457975C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова на мелководье | |
RU2601544C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2613658C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2603422C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2601545C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2601547C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2601517C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2603287C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2674635C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2601546C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2589190C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2601543C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2507104C2 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2506195C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2807453C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2725458C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова на мелководье | |
RU2679524C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2679526C1 (ru) | Устройство для разрушения ледяного покрова | |
RU2723402C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2710031C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2674551C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2506194C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2723587C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова | |
RU2725869C1 (ru) | Способ разрушения ледяного покрова |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170721 |