RU2186172C2

RU2186172C2 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2186172C2
Application number: RU2000114526A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин
Original assignee: Государственное учреждение Институт машиноведения и металлургии Дальневосточного отделения РАН
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: ice-breaking jobs. SUBSTANCE: submarine vessel excites in ice 1 resonance flexural gravitational waves 3 when vessel runs at resonance speed. After excitation of resonance flexural gravitational waves, vessel is stopped and vertical oscillations are imparted to her at frequency of excited flexural gravitational waves in phase with oscillations of ice cover. EFFECT: increased thickness of broken ice. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ). The invention relates to the field of shipbuilding, in particular to submarines sailing in ice conditions and destroying the ice cover by resonant flexural-gravitational waves (IGW).

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными ИГВ, возбуждаемыми подводным судном (1. Козин В.М., Онищук А.В. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна". - ПМТФ, Новосибирск. - Изд-во ВО "Наука". 1994. - 2. с. 78-91), в котором предлагается разрушать ледяной покров подводным судном путем возбуждения изгибно-гравитационных волн при его движении с резонансной скоростью v_p, т. е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых ИГВ максимальна.The prior art is known from the method of ice cover destruction by resonant IGW excited by an underwater vessel (1. Kozin V.M., Onishchuk A.V. "Model studies of wave formation in a continuous ice sheet from the movement of an underwater vessel." - ПМТФ, Novosibirsk. - Publ. in VO "Nauka. 1994. - 2. pp. 78-91), in which it is proposed to destroy the ice cover by an underwater vessel by exciting flexural-gravitational waves when it moves at a resonant speed v _p , that is, at a speed at which the amplitude of the excited IGV is maximum.

Недостатком способа является невозможность увеличения амплитуды ИГВ, т. е. ледоразрушающей способности судна, при его движении с резонансной скоростью. The disadvantage of this method is the impossibility of increasing the amplitude of the IGW, i.e., the ice-breaking ability of the vessel, when it moves at a resonant speed.

Сущность изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды ИГВ. The essence of the invention lies in the development of a method of increasing the amplitude of the IVG.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном. The technical result obtained by carrying out the invention is to increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel.

Существенные признаки, характеризующие изобретения. The essential features characterizing the invention.

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ. Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by excitation of resonant IGW in ice.

Отличительные: после возбуждения резонансных ИГВ судно останавливают и сообщают ему вертикальные колебания с частотой возбужденных ИГВ в фазе с колебаниями ледяного покрова. Distinctive: after the excitation of resonant IHVs, the vessel is stopped and vertical vibrations are reported to it with the frequency of the excited IHVs in phase with ice cover oscillations.

Известно (2. Войткунский Я. И. Сопротивление движению судов. Л.: Судостроение. - 1998. - 288 с. ), что при обтекании судна потоком воды со стороны набегающего потока возникает область повышенного давления, а за судном - область пониженного давления. Используя эту закономерность, можно благодаря соответствующему маневрированию судна создавать область повышенного давления под вершиной ИГВ и область пониженного давления - под подошвой ИГВ. Для этого необходимо после возбуждения в ледяном покрове резонансных ИГВ, которые по инерции и вследствие малости вязкостных сил в воде будут некоторое время сохранять свои параметры, остановить судно. Затем под колебающимся ледяным покровом создают знакопеременную область избыточного давления за счет сообщения судну вертикальных колебаний с частотой возбужденных ИГВ в фазе с колебаниями ледяного покрова. В этом случае в момент прохождения над судном вершины ИГВ оно должно перемещаться вверх, а при прохождении подошвы ИГВ - вниз. При этом, как известно из [2], в первом случае над судном будет возникать область повышенного давления, а во втором - область пониженного давления. Таким образом, к повышенному давлению под вершиной ИГВ добавится повышенное давление, возникающее от движения судна вверх, а пониженное давление под подошвой ИГВ еще больше понизится при движении судна вниз. В результате произойдет увеличение амплитуды ИГВ. It is known (2. Voitkunsky Ya. I. Resistance to the movement of ships. L .: Shipbuilding. - 1998. - 288 pp.) That when a vessel flows around a stream of water from an incoming stream, an area of high pressure arises, and behind the vessel - a region of low pressure. Using this pattern, due to the appropriate maneuvering of the vessel, it is possible to create an area of increased pressure under the top of the IHV and a region of reduced pressure - under the sole of the IHV. For this, it is necessary, after excitation in the ice sheet of resonant IGWs, which by inertia and due to the small viscosity forces in the water will retain their parameters for some time, stop the vessel. Then, under an oscillating ice sheet, an alternating region of excess pressure is created by informing the vessel of vertical oscillations with the frequency of excited IGW in phase with the oscillations of the ice sheet. In this case, at the moment of passing the summit of the IHV above the vessel, it should move up, and when passing the sole of the IHV - down. In this case, as is known from [2], in the first case, a region of high pressure will appear above the vessel, and in the second case, a region of low pressure. Thus, the increased pressure below the top of the IHV will be supplemented by the increased pressure arising from the movement of the vessel upward, and the reduced pressure below the sole of the IHV will further decrease when the vessel moves downward. As a result, there will be an increase in the amplitude of the IHV.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно со скоростью v_p для возбуждения резонансных ИГВ. Если амплитуда этих волн оказывается недостаточной для разрушения ледяного покрова, то судно, например, за счет реверса гребных винтов резко останавливают. При этом ИГВ по инерции продолжат свое движение и начнут обгонять остановившееся судно. В момент (определяемый при помощи судовых эхолотов), когда первая за кормой судна подошва ИГВ окажется над ним, судно перемещают (погружают) вниз, а при прохождении над ним вершины ИГВ - вверх за счет, например, заполнения и последующего осушения цистерн быстрого погружения, т.е. сообщают судну вертикальные колебания с частотой возбужденных ИГВ в фазе с колебаниями ледяного покрова. Это приведет к появлению подо льдом знакопеременной области избыточного давления, которая будет накладываться на поле давлений подо льдом от возбужденных ИГВ таким образом, что будет происходить их суммирование. В результате амплитуда ИГВ возрастет, что увеличит эффективность разрушения льда подводным судном.Under the ice cover at a given depth, a submarine begins to move at a speed of v _p to excite resonant IGWs. If the amplitude of these waves is insufficient to destroy the ice cover, then the vessel, for example, is sharply stopped due to the reverse of the propellers. At the same time, the IGV by inertia will continue their movement and begin to overtake a stopped ship. At the moment (determined with the help of marine echo sounders), when the IGW sole first above the stern of the vessel is above it, the vessel is moved (immersed) downward, and when the summit of IGV is passed over it, upward due to, for example, filling and subsequent drainage of quick immersion tanks, those. vertical fluctuations are reported to the vessel with the frequency of excited IGW in phase with ice cover oscillations. This will lead to the appearance of an alternating region of excess pressure under the ice, which will be superimposed on the pressure field under the ice from excited IGWs in such a way that their summation will occur. As a result, the amplitude of IGW will increase, which will increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel.

На чертеже показана схема реализации изобретения. The drawing shows a diagram of an embodiment of the invention.

Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении H начинает движение подводное судно 2 со скоростью v_p, которое возбуждает систему резонансных ИГВ-3. Если амплитуда этих волн окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то судно останавливают. В момент (определяемый при помощи эхолотов 4), когда первая за кормой судна подошва ИГВ 5 окажется над судном (позиция 6), судно перемещают вниз, а при прохождении над ним вершины ИГВ (позиция 7) - вверх, т.е. сообщают судну вертикальные колебания с частотой ИГВ. В результате амплитуда ИГВ 8 возрастет.Under the ice sheet 1 at a given depth H, the submarine 2 begins to move at a speed of v _p , which excites a system of resonant IGV-3. If the amplitude of these waves is insufficient to destroy the ice cover, then the ship is stopped. At the moment (determined using echo sounders 4), when the first IGV 5 sole behind the stern of the vessel is above the vessel (position 6), the vessel is moved down, and when the top of the IGV passes over it (position 7), up, i.e. vertical fluctuations with the frequency of IGV are reported to the vessel. As a result, the amplitude of IGV 8 will increase.

Claims

A method of destroying an ice sheet by an underwater vessel by exciting resonant flexural-gravitational waves in ice when it moves at a resonant speed, characterized in that after excitation of the resonant flexural-gravitational waves, the vessel is stopped and vertical vibrations are reported to it with the frequency of the excited flexural-gravitational waves in phase with fluctuations in the ice cover.