Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами. Устройство для разрушения ледяного покрова состоит из подводного судна, способного возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и пластины, установленной на верхней поверхности носовой части корпуса судна, при этом поверхность пластины выполнена ребристой, а пазы пластины расположены вдоль корпуса. Достигается повышение эффективности разрушения льда подводным судном. 1 ил.
Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и пластины, установленной на верхней поверхности носовой части корпуса судна, при этом поверхность пластины выполнена ребристой, а пазы пластины расположены вдоль корпуса.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток, ИАПУ ДВО РАН, 1993 г., 44 с.).Из технического уровня не выявлено ближайшего аналога, однако известно техническое решение, характеризующее общий уровень техники заявляемого изобретения.Известно техническое решение (2. Козин В.М., Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна / ПМТФ, Новосибирск: Наука, 1994. №2. С.78-91), в котором предлагается разрушать ледяной покров устройством в виде подводного судна, возбуждающего во льду изгибно-гравитационные волны при его движении с резонансной скоростью Vp, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ) максимальна.Недостатком устройства является недостаточная амплитуда возбуждаемых им ИГВ, т.е. его ледоразрушающая способность.Сущность изобретения заключается в разработке устройства, увеличивающего амплитуду ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении подводного судна.Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном.Существенные признаки, характеризующие изобретение.Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать во льду резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью, и пластины, установленной на верхней поверхности носовой части корпуса судна, при этом поверхность пластины выполнена ребристой, а пазы пластины расположены вдоль корпуса.Известно [1], что зарождение системы ИГВ происходит непосредственно над его источником (подводным судном). Поэтому вносимые в поток возмущения в области генерации ИГВ окажут прямое воздействие на процесс их развития. Поскольку первая впадина прогрессивных ИГВ формируется над корпусом судна [1] (в новой оконечности) в определенном месте, то появляется возможность воздействовать на реакцию упругого основания (воды) от деформирования ледяного покрова в пределах длины судна. Очевидно, что это воздействие должно быть направлено на уменьшение силы поддержания воды в районе впадины ИГВ, т.к. понижение давления в этом месте вызовет увеличение глубины впадины и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь, это повысит эффективность разрушения льда подводным судном.Известно и то (3. Войткунский Я.Н. Сопротивление движению судов. Л.: Судостроение. 1988. - 287с.), что для снижения сопротивления трения можно применять ребристые поверхности с продольными пазами (например, пилообразной формы их поперечного сечения), расположенными вдоль потока (см. [3] на стр.96). Снижение сопротивления трения приводит к увеличению полноты эпюры скоростей пограничного слоя, т.е. к увеличению средней скорости обтекания участка тела с ребристой поверхностью.Изобретение осуществляется следующим образом.В носовой части судна на его верхней поверхности в наиболее вероятном месте расположения первой впадины ИГВ устанавливают пластину с ребристой поверхностью, пазы которой располагают вдоль корпуса, т.е. вдоль потока воды. Это приведет к уменьшению сопротивления трения, т.е. к увеличению средней скорости воды под впадиной ИГВ. В соответствии с законом Бернулли давление в этом месте понизится, что приведет к увеличению амплитуды ИГВ, изгибных напряжений в ледяном покрове и соответствующему повышению эффективности разрушения ледяного покрова по сравнению с известным решением [2].Изобретение поясняется чертежом.В носовой части 1 судна 2 устанавливают пластину с ребристой поверхностью 3. При движении судна 1 амплитуда ИГВ изменится от ИГВ 4 до амплитуды ИГВ 5.
