Устройство для разрушения ледяного затора на реках

Устройство для разрушения ледяного затора на реках

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к ледотехнике, в частности к проведению работ по разрушению ледяных заторов на участках рек.

Уровень техники известен из решения, заключающегося в проведении простого подрыва ледяного покрова (1. В.В.Богородский, В.П.Гаврило, О.А.Недошивин. Разрушение льда. Методы, технические средства. - Л.: Гидрометеоиздат, 1983. - 232 с.).

Недостатком решения является его низкая эффективность [1].

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения затора на данном участке реки.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в предотвращении разрушительных наводнений в районах затора.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения затора, представляющее собой установленные на льду заряды взрывчатых веществ.

Отличительные: заряды, установленные на поверхности льда, чередуются с зарядами, установленными под ледяной массой затора, при этом заряды, установленные на поверхности льда, кроме подрываемого первым, снабжены датчиками вертикального ускорения для обеспечения подрыва этих зарядов при их совместном со льдом движении, направленным вниз, в момент уменьшения вертикального ускорения до нуля, а заряды, установленные под ледяной массой затора или под поверхностью льда, снабжены датчиками вертикального ускорения для обеспечения подрыва зарядов при их совместном со льдом движении, направленным вверх, в момент уменьшения ускорения до нуля.

Известно (2. Д.Е.Хейсин. Динамика ледяного покрова. - Л.: Гидрометеоиздат, 1967. - 272 с.), что при воздействии на ледяной покров импульсной нагрузки (взрыва) в последнем возникают изгибно-гравитационные волны (ИГВ), т.е. ледяной покров начинает раскачиваться. Таким образом, при проведении взрывных работ несколькими зарядами возникает возможность использования эффекта резонанса, т.е. в такт к развившимся ИГВ от подрыва первого заряда добавить энергию ИГВ от подрыва последующих зарядов. Интерференция таких волновых систем вызовет рост суммарной амплитуды ИГВ и, соответственно, изгибных напряжений в ледяном покрове, определяющих интенсивность его разрушения. Такая причинно-следственная связь обусловлена прямой зависимостью уровня напряжений от амплитуды ИГВ, т.к. длина линейных волн, каковыми являются ИГВ [2], при их интерференции не изменяется. Таким образом, увеличение амплитуды ИГВ однозначно приведет к росту кривизны профиля ИГВ, т.е. изгибных напряжений в ледяном покрове. В свою очередь, кроме локальных разрушений (майн) от подрыва зарядов, это вызовет и разрушение льда на больших площадях от формирования системы ИГВ при их благоприятной, с точки зрения ледоразрушающей способности, интерференции.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены русло реки 2, ледяной затор 1 и установленные заряды взрывчатых веществ 5 (вид сверху); на фиг.2 - поперечное сечение русла реки в месте расположения зарядов.

Изобретение осуществляется следующим образом.

В район возникшего затора 1 на реке 2 вблизи его нижней кромки 3 на и под поверхностью льда при помощи, например, подрывников устанавливают заряды взрывчатых веществ 4, которые, кроме первого подрываемого заряда 5, снабжены датчиками вертикального ускорения (фиг.1), принцип работы которых изложен, например, в статье: Болховитинов В.К., Ляпин В.И. Система управления компрессором вертикальной качки кузова. В кн.: Система управления и обработки информации/ Сб. ФНЦП НПО «Аврора». СПБ., 2002. Вып.4. Отличие датчиков, которыми снабжены заряды, от известных датчиков заключается в том, что одни из них измеряют только положительное (при их ускоренном движении вверх), а другие - только отрицательное (при их ускоренном движении вниз) ускорения. При этом у зарядов 6, установленных на поверхности льда (фиг.2), датчики вертикального ускорения измеряют только отрицательное ускорение, т.е. при их ускоренном движении вниз, а у зарядов 7, установленных под нижней поверхностью льда (см. фиг.2), датчики измеряют только положительное ускорение, т.е. при их ускоренном движении вверх (на чертеже датчики не показаны). Каждый из этих датчиков снабжен устройством, которое в момент достижения соответствующего вертикального ускорения нулевого значения автоматически воспламеняет запал заряда, например, посредством замыкания цепи источника электрического тока, предварительно установленного на устройство, на запальное устройство.

После установки на лед зарядов дистанционно подрывают заряд 5. При этом возникнут область разрушенного льда 8 и ИГВ 9. В момент достижения вершины ИГВ 9 места установки ближайшего по очередности заряда 10, благодаря имеющемуся на нем соответствующего датчика ускорения, он автоматически подорвется, т.к. в этот момент положительное вертикальное ускорение станет равным нулю. В результате амплитуда ИГВ 9 возрастет до амплитуды ИГВ 11, так как подрыв заряда 10 произойдет в такт с возникшей системой ИГВ 9 и ИГВ, возникших от подрыва заряда 10. При подходе вершины суммарных ИГВ 11 к месту установки заряда 7 последний также, по аналогии с зарядом 10, автоматически подорвется.

Заряды же 6 начнут автоматически подрываться при подходе к местам их установки подошв суммарных ИГВ, т.к. в этих случаях отрицательные ускорения также будут иметь нулевое значение.

Таким образом, будет происходить эффективная раскачка льда затора, что позволит получить не только локальные области разрушения затора (область 8), но и разрушить ледяные перемычки между ними, что, в свою очередь, приведет к очистке русла реки 2 ото льда и достижению заявленного технического результата с меньшими, по сравнению с аналогом, энергозатратами.

Устройство для разрушения ледяного затора на реках, представляющее собой установленные на льду заряды взрывчатых веществ, отличающееся тем, что заряды, установленные на поверхности льда, чередуются с зарядами, установленными под ледяной массой затора, при этом заряды, установленные на поверхности льда, кроме подрываемого первым, снабжены датчиками вертикального ускорения для обеспечения подрыва этих зарядов при их совместном со льдом движении, направленным вниз, в момент уменьшения вертикального ускорения до нуля, а заряды, установленные под ледяной массой затора или под поверхностью льда, снабжены датчиками вертикального ускорения для обеспечения подрыва зарядов при их совместном со льдом движении, направленным вверх, в момент уменьшения ускорения до нуля.