способ разрушения ледяного покрова

Формула изобретения

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 судну придают плохообтекаемую форму путем формирования в носовой и кормовой оконечностях гидродинамических вихрей, причем отсос воды для формирования вихрей производят из области минимального давления, возникающей на корпусе судна при его обтекании водой.

Описание изобретения к патенту

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.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансным 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).

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.

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и водоизмещением последнего [1].

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности разрушения ледяного покрова.

Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении высоты ИГВ при неменяющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью.

Отличительные: во время движения судну придают плохообтекаемую форму путем формирования в носовой и кормовой оконечностях гидродинамических вихрей, причем отсос воды для формирования вихрей производят из области минимального давления, возникающей на корпусе судна при его обтекании водой.

Известно ([2] - Г.Е.Павленко. Сопротивление воды движению судов. М.: Морской транспорт, 1956, 508 с.), что причиной волнообразования (волнового сопротивления) являются области повышенных давлений в носовой и кормовой оконечностях судна, а также область пониженного давления, возникающая в миделевой (средней) части его корпуса. При этом чем больше перепад давлений в этих областях, т.е. чем хуже обтекаемость корпуса, тем больше волновое сопротивление и соответственно больше высота возбуждаемых волн. Таким образом, если у идущего судна дополнительно повысить давление в носу и корме и одновременно дополнительно понизить давление в средней части корпуса, то можно получить заявленный технический результат.

Известно ([3] - Л.Г.Лойцянский. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978, 736 с.), что наличие на пути поступательного движущегося потока реальной жидкости гидродинамического вихря приводит к искривлению линий тока потока, т.е. взаимодействие потока с вихрем аналогично взаимодействию потока с твердым телом и поэтому сопровождается возникновением сопротивления поступательному движению жидкости. Таким образом, сформировав в носу и корме гидродинамические вихри, можно дополнительно повысить давление в этих областях.

Также известно [3], что с ростом скорости давление в потоке жидкости падает. Поэтому отсос воды для формирования вихрей следует производить из области минимального давления, возникающей на корпусе судна. Эта область располагается, как правило, в районе миделевой части, т.е. там, где скорость обтекания корпуса наибольшая. Отсос воды из этой области приведет к дополнительному возрастанию скорости и соответствующему падению давления.

Способ осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то при помощи входных каналов, расположенных в районе миделевой части судна, и выходных, расположенных в носу и корме, и включением насосов, размещенных в соединяющих их водопроводах, формируют гидродинамические вихри. В результате обтекаемость (гидродинамическая) корпуса ухудшится, что увеличит высоту ИГВ и соответственно эффективность разрушения ледяного покрова.

Схема реализации изобретения поясняется чертежом. Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью V_p. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то включают насосы 4, расположенные в водопроводах 5, которые соединяют входные каналы 6 (расположенные в миделевой части судна) и выходные 7 (расположенные в носу и корме). В результате возникнут гидродинамические вихри 8, которые ухудшат обтекаемость судна, что в свою очередь увеличит высоту ИГВ 9.