Способ разрушения ледяного покрова

Способ разрушения ледяного покрова

Реферат

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 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).

Известный способ осуществляется следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью Vр, 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 увеличение высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величине заглубления судна.

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.

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 судна на его верхней поверхности создают электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна.

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 впадина прогрессивных ИГВ формируется над корпусом судна [1] (в новой 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 уменьшение силы поддержания воды в районе впадины ИГВ, т.к. понижение давления в этом месте вызовет увеличение глубины впадины и соответствующий рост изгибных напряжений в ледяной пластине. В свою очередь, это повысит эффективность разрушения льда подводным судном.

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 ламинизировать поток жидкости, т.е. снизить сопротивление трения. Снижение сопротивления трения приводит к увеличению полноты эпюры скоростей пограничного слоя, т.е. к увеличению средней скорости обтекания участка тела, где формируется ламинарный режим обтекания.

Способ осуществляется следующим образом.

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, установленный на верхней поверхности судна в наиболее вероятном месте формирования подошвы ИГВ. Возникающую при этом электромагнитную объемную силу ориентируют в сторону движения судна, что уменьшит сопротивления тела, т.е. судна. Это приведет к ламинаризации пограничного слоя в месте установки электромагнита, т.е. под подошвой волны (практически вся поверхность судна обтекается турбулентным потоком. См. 3. Войткукнский Я.И. Сопротивления движению судов. - Л.: Судостроение. - 1988. - 287 с.), что увеличит скорость обтекания участка корпуса судна под впадиной ИГВ. В соответствии с законом Бернулли давление в этом месте понизится, и амплитуда ИГВ возрастет. Соответственно увеличатся изгибные напряжения в ледяном покрове, что повысит эффективность разрушения льда.

Изобретение поясняется чертежом.

Под ледяным покровом 1 начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью Vр. 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.

Способ разрушения ледяного покрова подводным судном, заключающийся в возбуждении изгибно-гравитационных волн при движении судна подо льдом с резонансной скоростью, отличающийся тем, что во время движения судна на его верхней поверхности в носовой оконечности в наиболее вероятном месте формирования подошвы изгибно-гравитационной волны создают электромагнитную силу, направленную в сторону движения судна.