устройство для разрушения ледяного покрова

Формула изобретения

Устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, движущееся подо льдом с резонансной скоростью и возбуждающее резонансные изгибно-гравитационные волны, отличающееся тем, что в носовой оконечности судна в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, по всему периметру его корпуса установлены насосы, способные откачивать воду, находящуюся в пространстве между легким и прочным корпусами судна, в радиальном по отношению к оси симметрии прочного корпуса судна направлении за борт.

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.

Известно устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, движущееся подо льдом и возбуждающее резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ) (1. Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна". - ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994, №2, с.78-81).

Известное устройство работает следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью _p, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждаемых ИГВ максимальна.

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

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.

Задачей изобретения является увеличение высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, движущееся подо льдом с резонансной скоростью и возбуждающее резонансные изгибно-гравитационные волны.

Отличительные: в носовой оконечности судна в вертикальной плоскости, перпендикулярной диаметральной плоскости судна, по всему периметру его корпуса установлены насосы, способные откачивать воду, находящуюся в пространстве между легким и прочным корпусами в радиальном по отношению к оси симметрии прочного корпуса судна направлении за борт.

Известно (2. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1988, 288 с.), что с ростом гидродинамического давления в носовой оконечности судна увеличивается его волновое сопротивление, что приводит к увеличению высоты возбуждаемых волн, в том числе и ИГВ. В свою очередь это приводит к увеличению кривизны профиля ИГВ и соответствующему росту изгибных напряжений в ледяном покрове, т.е. увеличению ледоразрушающей способности ИГВ.

Для повышения давления в носовой оконечности и предлагается использование заявляемого устройства, позволяющего при его работе создать в носу судна своеобразную гидродинамическую завесу, т.е. сформировать поток жидкости, направление скоростей в котором будет ориентировано поперек направлению скоростей набегающего потока, т.е. направлению движения судна. А это, как известно (3. Л.Г.Лойцянский. Механика жидкости и газа. М.: Наука. - 1978. - 736 с.), неизбежно приведет к искривлению линии тока. В свою очередь, отклонение частиц реальной жидкости от своего первоначального направления движения сопровождается изменением давления в потоке жидкости (если при отклонении частиц их скорость падает, то давление растет и наоборот). Таким образом, сформировав в носовой оконечности судна, где всегда возникает область повышенного давления (см. [2]), гидродинамическую завесу (гидродинамическую "стену"), можно дополнительно повысить давление в этом месте судна.

Устройство поясняется графически, где на фиг.1 показан боковой вид устройства в целом, на фиг.2 - его сечение по плоскости установки насосов.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью _p. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна включают насосы 4, предварительно установленные на судне по вышеописанной схеме (см. фиг.1, 2). Насосы 4 начинают откачивать воду из пространства 5, находящегося между легким 6 и прочным 7 корпусами судна 2, по радиальным направлениям 8 (см. фиг.2). В результате в носовой оконечности судна 2 сформируется гидродинамическая завеса или стена 9 (см. фиг.1, 2), что приведет к возникновению области повышенного давления 10 (см. фиг.1). В свою очередь, это приведет к увеличению высоты ИГВ 3 до высоты ИГВ 11, т.е. к повышению эффективности разрушения льда и, соответственно, к достижению заявленного технического результата.