Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ЛЕДЯНОГО ПОКРОВА

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным методом при всплытии в сплошном льду.

Известно устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, движущееся подо льдом и возбуждающее резонансные изгибно-гравитационные волны (ИГВ). На поверхности корпуса судна установлены турбулизаторы пограничного слоя в виде поясков с возможностью их выдвижения из корпуса судна (1. RU 2236975 С1).

Недостатком устройства является ограниченность высоты возбуждаемых ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности.

Задачей изобретения является увеличение высоты ИГВ.

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова, т.е. высоты ИГВ.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное двигаться подо льдом с резонансной скоростью и возбуждать резонансные ИГВ, на поверхности корпуса судна установлены турбулизаторы пограничного слоя в виде поясков с возможностью их выдвижения из корпуса судна.

Отличительные: пояски выполнены с возможностью периодически выдвигаться, а затем утапливаться в корпусе судна с частотой равной частоте резонансных ИГВ и находиться в выдвинутом или утопленном положении в течение времени равному половине периода этих волн.

Известно (2. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. -Л.: Судостроение. 1998. - 288 с.), что с ростом степени турбулентности пограничного слоя судна увеличивается вязкостное сопротивление, в частности сопротивление формы. В свою очередь, сопротивление формы влияет на распределение давления воды по поверхности корпуса судна, которое определяет величину волнового сопротивления, т.е. высоту возбуждаемых волн (см. [2] на с. 116). Таким образом, если на поверхности судового корпуса установить турбулизаторы, которые будут увеличивать возмущения, поступающие в пограничный слой, то это приведет к возрастанию как полного, так и волнового сопротивлений, т.е. к росту амплитуды возбуждаемых волн.

Также известно (3. Козин В.М., Скрипачев В.В. Колебания ледяного покрова под действием периодически изменяющейся нагрузки / ПМТФ - Новосибирск: издательство СО РАН - 1992. №5), что периодическое приложение к ледяному покрову поперечной нагрузки с частотой равной частоте резонансных ИГВ приводит к значительному увеличению деформаций (амплитуды прогибов) льда по сравнению с ее стационарным приложением.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Под ледяным покровом начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью [1]. Если высота возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна повышают степень турбулентности его пограничного слоя. Для этого на его верхней поверхности выдвигают предварительно установленные турбулизаторы, выполненные в виде выдвигаемых поясков. В обычном режиме движения судна пояски утоплены в корпус и не оказывают воздействия на пограничный слой судна. При необходимости всплытия судна из-под сплошного льда пояски выдвигают на определенную величину, что вызовет увеличение степени турбулентности пограничного слоя и соответствующее увеличение сопротивления воды движению судна, т.е. высоты ИГВ.

Если и это не приводит к разрушению ледяного покрова, то пояски начинают периодически выдвигать и утапливать в корпусе судна с частотой, равной частоте резонансных ИГВ. В результате периодическое изменение сопротивления воды движению судна приведет к возбуждению в ледяном покрове дополнительных резонансных ИГВ, в фазе накладывающихся на основные ИГВ. Возникнет благоприятная с точки зрения сущности изобретения интерференция этих волн (увеличение амплитуды суммарных ИГВ), что позволит достичь заявленный технический результат.

Реализация изобретения поясняется чертежом.

Под ледяным покровом 1 начинает движение подводное судно 2 с резонансной скоростью Vp. Если высота возбуждаемых ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда, то пояски 4 выдвигают периодически и утапливают. В результате амплитуда ИГВ 4 возрастет до ИГВ 5.