устройство для разрушения ледяного покрова

Формула изобретения

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающееся тем, что верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн при помощи установленных под ней приводов, которые приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков, установленных на палубе и измеряющих расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова.

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: НАПУ ДВО РАН, 1993. - 44 с.).

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.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны при движении подо льдом с резонансной скоростью.

Отличительные: верхняя палуба судна выполнена в виде конструкции, способной деформироваться до формы, зеркально отображающей профиль возбуждаемых судном изгибно-гравитационных волн при помощи установленных под ней приводов, которые приводятся в действие в соответствии с показаниями ультразвуковых датчиков, установленных на палубе и измеряющих расстояния по вертикали от верхней палубы до нижней поверхности ледяного покрова.

Известно [1], что зарождение системы ИГВ происходит непосредственно над ее источником (подводным судном). Поэтому вносимые в поток возмущения в области генерации ИГВ окажут прямое воздействие на процесс их развития. Поскольку первые впадина и вершина прогрессивных ИГВ формируются над корпусом судна [1] (в носовой и кормовой оконечностях), 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 соответствующие изменения силы (реакции) воды в этих местах. Понижение давления под впадиной и повышение давления под вершиной ИГВ вызовут соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь это повысит эффективность разрушения льда подводным судном. Это следует из того, что, как известно (3. Войткунский Я.Н. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1988. - 287 с.), при сужении русла или канала скорость потока жидкости возрастает, а при расширении - снижается (при постоянном расходе). Это вызывает соответствующее понижение и повышение давления в потоке.

Изобретение поясняется чертежом и осуществляется следующим образом.

Верхняя палуба 1 судна 2 выполнена в виде конструкции, например чашуйчатой, способной деформироваться при помощи установленных под ней приводов 3, на палубе 1 установлены ультразвуковые датчики 4, с помощью которых измеряют расстояния Н по вертикали от верхней палубы 1 до нижней поверхности ледяного покрова 5, при этом каждый из приводов снабжен своим датчиком.

Если при движении судна с резонансной скоростью v_p амплитуда возбуждаемых ИГВ 6 окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то в процессе движения судна со скоростью v_p при помощи датчиков 4 измеряют расстояния Н по всей длине судна. На основании этих замеров посредством приводов 3 палуба 1 деформируется таким образом, чтобы ее форма 7 зеркально отображала профиль ИГВ 6. Это приведет к стеснению потока в области 8 и его расширению в области 9. Соответственно давление под подошвой ИГВ 6 понизится, а под вершиной - повысится. В результате амплитуда ИГВ 6 возрастет до амплитуды ИГВ 10, что позволит достичь заявленный технический результат.