Способ разрушения заторошенного ледяного покрова

Способ разрушения заторошенного ледяного покрова

Реферат

Изобретение относится к судостроению, в частности к способам разрушения ледяного покрова.

Известен способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в воздействии на ледяной покров гравитационными волнами от идущего вдоль кромки ледяного покрова судна, которое дополнительно подвергают искусственной качке (RU 2081025 С1, 10.06.97).

Недостатком решения является невозможность его осуществления в узкостях и на мелководье, т.е. на таких участках рек, где наиболее высока вероятность возникновения заторов. В узких местах судно не способно двигаться вдоль кромки затора, как правило, ориентированной перпендикулярно береговой линии, в течение определенного времени, достаточного для возбуждения гравитационных волн максимальной амплитуды. Ограниченность глубины также часто делает невозможным использование для осуществления способа ледоколов. Кроме того, подвижка масс льда после разрушения затора может привести к повреждениям корпуса судна или его выбросу на мель или берег.

Сущность изобретения заключается в повышении эффективности разрушения заторошенного ледяного покрова на данном участке реки.

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

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова, заключающийся в воздействии на него гравитационными волнами от идущего вдоль кромки ледяного покрова судна.

Отличительные: судно перемещают по круговой траектории вблизи кромки льда со скоростью, соответствующей максимальному волновому сопротивлению, и периодом, равным критическому периоду изгибно-гравитационных волн в ледяном покрове, а способ осуществляют с помощью амфибийного судна на воздушной подушке.

Общеизвестно, что при весеннем ледоходе в узкостях, на крутых поворотах руслов рек и перед гидротехническими сооружениями вероятность заторообразований довольно высока, при этом за нижней по течению реки кромкой затора, как правило, образуются чистые ото льда участки воды. Это позволяет использовать предлагаемый способ.

Также известно (1. Костюков А.А. Сопротивление воды движению судов. Л.: Судостроение. - 1965. - 448 с), что на мелководье критическая скорость v_K, т.е. скорость судна, при которой волновое сопротивление достигает максимального значения, равна (где: g - ускорение силы тяжести, Н - глубина воды). Этому же значению равна и критическая скорость C_P при распространении свободных игибно-гравитационных волн (ИГВ) в ледяном покрове на мелководье (2. Хейсин Д.Е. Динамика ледяного покрова. Л.: Гидрометеоиздат. 1967. - 216 с). В работе [2] на стр.57 также отмечается, что если критические периоды ИГВ близки к периоду гравитационных волн на чистой воде, то это приводит к эффективному (резонансному) раскачиванию ледяного покрова и взлому припайных льдов.

Изобретение осуществляется следующим образом. В район возникшего затора к его свободной кромке доставляют амфибийное судно на воздушной подушке (СВП). Поскольку движение судна по заторошенному льду небезопасно в силу высокой вероятности повреждения юбки, СВП в непосредственной близости от кромки заторошенного ледяного покрова на чистой воде начинают перемещать по круговой траектории с критической скоростью

(где D - цилиндрическая жесткость ледяного покрова; ρ_л - плотность льда; h - толщина ледяного покрова). Это приведет к равенству частот гравитационных волн, возбуждаемых с максимальной амплитудой, критической частоте ИГВ, т.к. их скорости распространения одинаковы. Как известно, совпадение частоты вынужденных колебаний, т.е. частот гравитационных волн, с собственными, т.е. критических частот ИГВ, приводит к резонансу. В нашем случае - к резонансному раскачиванию заторошенного ледяного покрова, и как следствие, увеличению эффективности его разрушения.

Для обеспечения равенства указанных периодов диаметр круговой траектории (циркуляции) Ф определяют по зависимостям:

Поскольку

Такое движение СВП продолжают (повторяют) до тех пор, пока амплитуда возбуждаемых ИГВ не достигнет максимальных значений и кромка заторошенного ледяного покрова не начнет разрушаться.

Осуществление данного способа позволит достичь заявленный результат.

1. Способ разрушения заторошенного ледяного покрова, заключающийся в воздействии на него гравитационными волнами от идущего вдоль кромки ледяного покрова судна, отличающийся тем, что судно перемещают по круговой траектории вблизи кромки льда со скоростью, соответствующей максимальному волновому сопротивлению, и периодом, равным критическому периоду изгибно-гравитационных волн в ледяном покрове.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что его осуществляют с помощью амфибийного судна на воздушной подушке.