Устройство для разрушения ледяного покрова

Устройство для разрушения ледяного покрова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров при всплытии.

Известно техническое решение (Карлинский С.Л. Концепция безопасности подледного плавания // Технический отчет ФГУП МТ "РУБИН". БЛИЦ. 11-05-07. 2007. 570), в котором ледяной покров при всплытии предлагается разрушать носовой оконечностью посредством осушения балластовых цистерн, т.е. возникающей при этом силой плавучести, и создания дифферента на корму.

Недостатком решения является ограниченность толщины разрушаемого льда, зависящей от объема балластных цистерн, т.е. запаса плавучести судна.

Сущность изобретения заключатся в разработке устройства, позволяющего увеличить силу плавучести судна.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности, т.е. увеличении толщины разрушаемого льда.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна и оснащенного балластными цистернами, за счет осушения которых создаются дифферент на корму и сила плавучести.

Отличительные: в носовой части судна предусмотрен контейнер с вложенной в него емкостью, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала, ее внутренние стороны снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, прикреплена к днищу контейнера при помощи строп и при распрямлении во время подачи воздуха приобретает торообразную форму.

Для осуществления предлагаемого решения в носовой части судна выполняют контейнер, в который укладывают емкость, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала. Емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, при поступлении которого в емкость последняя приобретает форму тора. Внутренние стенки тора снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи строп прикреплена к днищу контейнера.

Устройство работает следующим образом. Если при всплытии судна после осушения балластных цистерн и создания дифферента на корму судно не способно разрушить ледяной покров, то судно погружают и подо льдом размещают емкость, в которую при помощи гибкого шланга закачивают воздух. В результате емкость приобретет торообразную форму, диаметр которой должен быть больше диаметра подводного судна. Это необходимо для исключения контакта между емкостью и носовой поверхностью судна при его повторном приледнении. После этого судно повторно всплывает, при этом за счет строп, прикрепляющих емкость к днищу контейнера, место контакта носовой оконечности со льдом окажется в центре кривизны торообразной поверхности емкости, а за счет возникших сил плавучести емкость прижмется к нижней поверхности ледяного покрова, образовав при этом ограниченный сверху и по бортам объем. Для увеличения силы плавучести в этот объем за счет перепускных клапанов подается воздух, количество которого должно обеспечить его полное заполнение. Если возникшая при этом дополнительная сила поддержания опять окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова в месте контакта носовой оконечности со льдом, то давление в емкости повышают, за счет гофрированности ее стенок диаметр емкости увеличивают, одновременно при помощи клапанов заполняя сжатым воздухом увеличивающийся внутренний объем торообразной емкости до возникновения первых сквозных трещин во льду. Дальнейшее увеличение давления и расхода воздуха для питания емкости нецелесообразно, т.к. нарушение сплошности ледяного покрова приведет к интенсивному истечению воздуха через образовавшиеся трещины. Вслед за воздухом в движение будут неизбежно вовлечены и массы воды, находящиеся вблизи образованной воздушной подушки, т.к. давление в этой области будет падать. Поскольку плотность и вязкость воздуха существенно меньше, чем у воды, то в момент выхода через трещины последних порции воздуха, увлеченные в аналогичное движение массы воды на своем пути движения, встретят местное гидравлическое сопротивление в виде трещин, что приведет к возникновению гидроудара и соответственному увеличению степени разрушенности ледяного покрова. В результате будет достигнут заявленный технический результат.

Изобретение поясняется графически, где: на фиг. 1 показано судно при всплытии известным способом; на фиг. 2 - размещение подо льдом заявленного устройства; на фиг. 3 - совместная работа известного и заявленного устройств; на фиг. 4 - увеличение диаметра торообразной емкости; на фиг. 5 - схема возникновения гидроудара.

В носовой части судна 1 выполняют контейнер 2, в который укладывают емкость (не показана). Если при всплытии судна силы плавучести P₁ окажется недостаточно для разрушения ледяного покрова 3, то под ним размещают емкость 4, выполненную из гофрированного упругого материала, посредством подачи через гибкий шланг 5 воздуха (источник сжатого воздуха не показан). Емкость прикреплена к днищу контейнера 2 стропами 6 (фиг. 2). После повторного приледнения судна 1 за счет перепускных клапанов 7 (фиг. 2-4) объем 8 внутри емкости 4 (фиг. 2-4) заполняют воздухом. Если возросшая при этом сила Р₂>Р₁ опять окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то давление в емкости 4 повышают, за счет гофрированности ее стенок диаметр емкости увеличивают, одновременно при помощи клапанов 7 заполняя воздухом увеличивающийся объем 8 до тех пор, когда возросшая величина силы P₃>P₂>P₁ (фиг. 4) станет достаточной для возникновения первых сквозных трещин 9, что приведет к гидроудару в области 10 и увеличению степени разрушенности ледяного покрова (фиг. 5, подводное судно не показано).

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, оснащенного балластными цистернами, за счет осушения которых создаются дифферент на корму и сила плавучести, отличающееся тем, что в носовой части судна предусмотрен контейнер с вложенной в него емкостью, стенки которой выполнены из гофрированного упругого материала, ее внутренние стороны снабжены дистанционно управляемыми перепускными клапанами, а сама емкость при помощи гибкого шланга соединена с источником сжатого воздуха, прикреплена к днищу контейнера при помощи строп и при распрямлении во время подачи воздуха приобретает торообразную форму.