RU2252893C1

RU2252893C1 - Method of breaking ice cover

Info

Publication number: RU2252893C1
Application number: RU2004100611/11A
Authority: RU
Inventors: В.М. Козин (RU); В.М. Козин
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН
Priority date: 2004-01-05
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2005-05-27

Abstract

FIELD: shipbuilding; submarine ships running under ice conditions and breaking ice cover by resonance method at surfacing in compact ice.

SUBSTANCE: proposed method consists in excitation of flexural gravitational waves during ship's motion under ice at resonance speed. During motion of ship, electromagnetic force of opposite direction as compared with ship's motion is created on her upper surface in aft extremity where crest of flexural gravitational wave is most likely to occur.

EFFECT: enhanced efficiency of breaking ice cover.

1 dwg

Description

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.The invention relates to the field of shipbuilding, in particular, to submarines sailing in ice conditions and destroying the ice cover in a resonant way when surfacing in solid ice.

Уровень техники известен из способа разрушения ледяного покрова резонансными изгибно-гравитационными волнами (ИГВ), возбуждаемыми подводным судном (1. В.М.Козин, А.В.Онищук. "Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна". - ПМТФ, Новосибирск. - Изд-во ВО "Наука". 1994. - №2. с.78-81).The prior art is known from the method of ice cover destruction by resonant flexural-gravitational waves (IGW) excited by an underwater vessel (1. V.M. Kozin, A.V. Onishchuk. "Model studies of wave formation in a continuous ice cover from the movement of an underwater vessel." - PMTF, Novosibirsk. - Publishing House of Higher Education "Science". 1994. - No. 2. p. 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.The known method is as follows. The vessel floats to a safe depth and moves under the ice with a resonant speed V _p , i.e. at the speed at which the height of the excited IGV is maximum.

Недостатком способа является ограниченность высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и водоизмещением последнего [1].The disadvantage of this method is the limited height of the IHV, i.e. their ice-breaking capacity, which at the resonant speed of the vessel is determined by the depth and displacement of the latter [1].

Задачей заявляемого изобретения является увеличение высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.The task of the invention is to increase the height of the IHV at a constant resonant speed and depth of the ship.

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.The technical result is to increase the effectiveness of the destruction of the ice cover.

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

Ограничительные: ледяной покров разрушается подводным судном путем возбуждения во льду ИГВ при движении судна подо льдом с резонансной скоростью.Restrictive: the ice cover is destroyed by an underwater vessel by excitation of IGW in ice when the vessel moves under ice at a resonant speed.

Отличительные: во время движения судна на его верхней поверхности создают электромагнитную силу, направленную противоположно направлению движения судна.Distinctive: during the movement of the vessel on its upper surface create an electromagnetic force directed opposite to the direction of movement of the vessel.

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 вершина прогрессивных ИГВ формируется над корпусом судна [1] (в кормовой 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 увеличение силы давления воды в районе вершине ИГВ, т.к. ее увеличение в этом месте вызовет увеличение высоты вершины и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь это повысит эффективность разрушения льда подводным судном.It is known [1] that the IGV system originates directly above its source (submarine vessel). Therefore, disturbances introduced into the flow in the field of generation of IGW will have a direct impact on the process of their development. Since the first peak of progressive IGV is formed above the hull of the vessel [1] (in the aft end) in a certain place, it becomes possible to influence the reaction of the elastic base (water) from deformation of the ice cover within the vessel's length. Obviously, this effect should be aimed at increasing the pressure of water in the region at the top of the IHV, since its increase in this place will cause an increase in the height of the peak and a corresponding increase in bending stresses in the ice plate. In turn, this will increase the efficiency of ice destruction by an underwater vessel.

Также известно (2. З.В.Богданова. К вопросу о снижении сопротивления трения транспортных судов. Труды ЦНИИМФ М.: Транспорт. - 1964, вып 54, с.72-88), что путем использования принципов магнитной гидродинамики можно увеличить сопротивление воды движению.It is also known (2. Z.V. Bogdanova. On the issue of reducing the frictional resistance of transport vessels. Transactions of the Central Scientific Research Institute of Mining and Transport M .: Transport. - 1964, issue 54, p. 72-88), that by using the principles of magnetic hydrodynamics it is possible to increase the resistance of water movement.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна включают электромагнит, предварительно установленный на верхней поверхности судна в наиболее вероятном месте формирования вершины ИГВ, т.е. в его кормовой оконечности. Возникающую при этом электромагнитную объемную силу ориентируют в сторону, противоположную движению судна, что увеличит сопротивления воды в месте установки электромагнита, т.е. под вершиной ИГВ. В свою очередь, это приведет к повышению давления в этом месте (См 3. Войткукнский Я.И. Сопротивления движению судов. Л.: Судостроение. 1988. -287с.) и увеличению высоты вершины. В результате увеличатся изгибные напряжения в ледяном покрове, что повысит эффективность разрушения льда.Under the ice cover, a submarine begins to move at a resonant speed [1]. If the height of the IGW excited in this case is insufficient to destroy the ice, then during the movement of the vessel, an electromagnet is installed, which is previously installed on the upper surface of the vessel at the most probable place of formation of the IGV peak, i.e. at its aft end. The resulting electromagnetic volumetric force is oriented in the direction opposite to the movement of the vessel, which will increase the water resistance at the installation site of the electromagnet under the summit of the igv. In turn, this will lead to an increase in pressure in this place (See 3. Voitkuknsky Y.I. Resistance to the movement of ships. L .: Shipbuilding. 1988. -287p.) And an increase in the height of the peak. As a result, bending stresses in the ice cover will increase, which will increase the efficiency of ice destruction.

Изобретение поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

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 электромагнит 4. В результате высота ИГВ 3 возрастет до высоты ИГВ 5, что повысит эффективность разрушения льда 1.Under the ice cover 1 begin to move the submarine 2 with a resonant speed V _p . If the height of the excited IGV 3 is insufficient to destroy the ice 1, then turn on the electromagnet 4. As a result, the height of the IGV 3 will increase to the height of the IGV 5, which will increase the efficiency of the destruction of ice 1.

Claims

A method of destroying ice cover by an underwater vessel, which consists in exciting flexural-gravitational waves when the vessel moves under ice at resonant speed, characterized in that during the movement of the vessel on its upper surface in the aft end at the most probable place of formation of the peak of the flexural-gravitational wave a force directed opposite to the movement of the vessel.