МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ТЕЛЕЖКА ЛЕДОВОГО ОПЫТОВОГО БАССЕЙНА
MULTIFUNCTIONAL SUPPORT OF ICE TESTING POOL

Изобретение относится к области экспериментальной гидродинамики морского транспорта и касается вопросов создания лабораторий для исследований ледовых качеств судов.
Известна буксировочная тележка ледового опытового бассейна ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова, оснащенная подъемным бульдозером, предназначенным для передвижения масс льда в чаше бассейна при проведении опытов и уборке ледяного покрова после проведения экспериментов, на которой имеется небольшая подвижная в горизонтальной плоскости площадка, предназначенная для определения физико-механических свойств льда (Сазонов К.Е. Ледовые бассейны. / В кн. В.О.Борусевич, А.А.Русецкий, И.А.Соловьев. Современные гидродинамические лаборатории. СПб., 2008, с.178-208).
Однако для выполнения технологических операций буксировочной тележкой требуются большие временные затраты на выполнение операций монтажа и демонтажа исследуемых моделей.
Известна также технологическая тележка ледового опытового бассейна ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова для проведения технологической операции намораживания ледяного покрова, принятая за прототип (Сазонов К.Е. Ледовые бассейны. / В кн. В.О.Борусевич, А.А.Русецкий, И.А.Соловьев. Современные гидродинамические лаборатории. СПб., 2008, с.178-208). На указанной тележке установлено оборудование для приготовления моделированного ледяного поля в чаше бассейна путем распыления струй воды в охлажденную до -25° (-30°С атмосферу бассейна.
Недостатком прототипа является то обстоятельство, что она не предназначена для проведения опытов, таких как определение физико-механических свойств льда для осуществления перемещения масс льда в чаше бассейна, на ней не обеспечиваются температурные условия для нормальной работы обслуживающего персонала и, наконец, она не предназначена для создания в бассейне моделей ледяных торосов.
Предлагаемое изобретение решает задачу по обеспечению выполнения технологической тележкой ледового бассейна технологических процессов, связанных, наряду с намораживанием ледяного покрова, с определением и контролем его физико-механических свойств, с проведением широкого спектра модельных экспериментов, с уборкой отработанного ледяного покрова после выполнения программы испытаний, при одновременном обеспечении нормальных температурных условий для работы обслуживающего персонала, а также с созданием в ледовом бассейне различных ледяных образований.
Для этого известная технологическая тележка ледового опытового бассейна, включающая основание с колесами для перемещения тележки по рельсам и оборудование для распыления струй воды при намораживании моделированного ледяного покрова в чаше бассейна, оснащена палубой, простирающейся на всю ширину тележки, обогреваемой кабиной с установленным в ней пультом управления технологическими операциями, расположенной за палубой, вертикально перемещающейся подъемной рамой для проведения физических опытов с моделированным льдом опытового бассейна, размещенной за обогреваемой кабиной, а также расположенной на торце тележки, обращенном в сторону места сброса в бассейне отработанного льда, ориентированной по вертикали пластины бульдозера протяженностью не менее 0,99 ширины чаши бассейна и шириной, превышающей глубину модельного тороса, установленной с возможностью перемещения по вертикали, к нижнему краю которой приделана эластичная вставка, при этом оборудование для распыления струй воды расположено над палубой на высоте не менее человеческого роста, а подъемная рама оборудована двумя рабочими площадками, ориентированными по ширине ледового бассейна и установленными с просветом между собой, простирающимся не менее чем на 0,9 ширины чаши ледового бассейна, и в котором расположены подвижные каретки для размещения на них технологического и физического оборудования, установленные с возможностью горизонтального перемещения по направляющим, жестко связанным с подъемной рамой.
Кроме того, на переднем торце тележки имеется устройство для образования в чаше бассейна моделей ледовых торосов, представляющее собой пластину длиной не менее 0,9 ширины чаши ледового бассейна и шириной не менее характерного размера битого льда в ледовом бассейне, установленную с возможностью поворота в горизонтальной плоскости вокруг своей продольной оси с фиксированием в заданном положении, а также с возможностью ее заглубления под воду на величину, составляющую не менее глубины модели тороса.
Оснащение технологической тележки палубой, расположенной перед кабиной, служит для выполнения технологических операций по моделированию ледяных образований в бассейне, а также для перемещения по ней персонала. Оборудование технологической тележки обогреваемой кабиной, в которой установлен пульт управления технологическими процессами, позволяет оператору тележки непосредственно управлять выполнением различных технологических процессов, находясь на самой тележке в тепле в удобных для работы условиях.
Расположение оборудования для распыления струй воды в чаше бассейна над палубой на высоте не менее человеческого роста позволяет беспрепятственно перемещаться персоналу по палубе.
Расположение подъемной рамы для проведения опытов по определению физико-механических свойств льда за кабиной позволяет защитить экспериментальное оборудование от воздействия струй воды, распыляемых в воздушное пространство бассейна при намораживании ледяного покрова.
Возможность перемещения рамы, предназначенной для определения физико-механических свойств льда, по вертикали в интервале от непосредственного контакта рамы с ледяным покровом до ее расположения на уровне палубы тележки позволяет устанавливать на ней любое по размерам экспериментальное оборудование.
Возможность перемещения подъемной рамы до уровня палубы тележки обеспечивает свободный проход технологической тележки над испытываемыми в бассейне моделями.
Оснащение подъемной рамы двумя площадками, между которыми имеется вырез с просветом длиной не менее 0.9 ширины чаши ледового бассейна с установленными на его краях направляющими, предназначенными для перемещения кареток, позволяет иметь свободный доступ тележки к моделированному ледяному покрову, а также удобно располагать экспериментальное и вспомогательное оборудование при исследованиях свойств льда.
Расположение на технологической тележке вертикальной пластины-бульдозера, длина которой составляет 0.99 ширины чаши ледового бассейна, а ширина не менее глубины моделированного ледового тороса, а также имеющей возможность перемещения в вертикальной плоскость, позволяет выполнять буксировку сплошного, битого и торосистого льда в любом направлении при проведении исследований и очистку ото льда акватории бассейна после выполнения экспериментов. Оснащение нижнего края пластины эластичной вставкой повышает эффективность сброса льда в приемное устройство в конце бассейна и обеспечивает возможность выполнения указанной операции только с помощью технологической тележки без использования ручного труда.
Оснащение технологической тележки плоской пластиной, установленной на ее торце, с возможностью поворота на ±30° вокруг своей продольной оси и фиксации в заданном положении, а также с возможность перемещаться по вертикали от уровня палубы технологической тележки до заглубления, равного не менее глубины модельного тороса, позволяет формировать в ледовом бассейне гряды торосов с заданной глубиной киля. Длина пластины не менее 0.9 ширины чаши ледового бассейна и ширина не менее характерного размера битого льда обеспечивают формирование ледяных торосов на всю ширину ледового бассейна во всем диапазоне размеров битого льда, из которого формируется торос.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 показана многофункциональная технологическая тележка ледового бассейна (вид в плане) и на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1.
Многофункциональная технологическая тележка 1 ледового бассейна содержит основание 2 с колесами 3 для перемещения тележки 1 по рельсам 4 вдоль чаши ледового бассейна (фиг.1). Тележка 1 оснащена палубой 5, простирающейся на ее ширину, и оборудованием для распыления струй воды 6 при намораживании моделированного ледяного покрова в чаше бассейна, расположенным над палубой 5 на высоте не менее человеческого роста (фиг.2). На тележке 1 за палубой 5 размещена обогреваемая кабина 7 с установленным в ней пультом управления 8 технологическими операциями в ледовом бассейне (фиг.1, 2). За обогреваемой кабиной 7 расположена подъемная рама 9, предназначенная для проведения физических опытов с моделированным льдом опытового бассейна, имеющая возможность перемещения по вертикали (фиг.1, 2). Подъемная рама 9 оснащена двумя рабочими площадками 10, ориентированными по ширине бассейна и установленными с просветом 11 между собой, который простирается не менее чем на 0.9 ширины чаши бассейна. В проеме между рабочими площадками 10 расположены подвижные каретки 12, предназначенные для размещения на них технологического и физического оборудования при проведении экспериментов, которые установлены с возможностью перемещения по направляющим 13, жестко связанным с подъемной рамой 9 (фиг.1, 2). На торце тележки, обращенном в сторону места сброса в бассейне отработанного льда (на рисунках не показано), расположена вертикально пластина-бульдозер 14, предназначенная для буксировки сплошного ледяного покрова и битого льда в обе стороны. Длина пластины-бульдозера составляет не менее 0.99 ширины чаши бассейна, а ее ширина превышает глубину модельного тороса в ледовом бассейне. Пластина-бульдозер 14 установлена с возможностью перемещения по вертикали, а на ее нижнем крае имеется эластичная вставка 15 (фиг.2).
Кроме того, на переднем торце многофункциональной технологической тележки ледового опытового бассейна имеется устройство 16 для образования в чаше бассейна моделей ледяных торосов, представляющее собой пластину длиной не менее 0.9 ширины чаши ледового бассейна и шириной не менее характерного размера битого льда. Пластина 16 установлена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости вокруг своей продольной оси 17 с последующей фиксацией в заданном положении поворота, а также с возможностью ее заглубления под воду на величину, составляющую не менее глубины модели тороса в ледовом бассейне.
Технологические процессы с помощью предлагаемой многофункциональной технологической тележки в ледовом опытовом бассейне осуществляются следующим образом.
При выполнении технологической операции намораживания льда технологическая тележка 1, управляемая оператором, который находится в обогреваемой кабине 7, с помощью пульта управления 8 движется вдоль ледового бассейна над чашей, осуществляя с помощью устройства 6 распыление струй воды в атмосферу бассейна.
При определении физико-механических свойств моделированного льда технологическая тележка 1 подъезжает к выбранному месту ледяного покрова и останавливается. Подъемная рама 9 опускается до уровня ледяного покрова. С помощью режущего оборудования подвижной каретки 12, перемещаемой над вырезом 11 по направляющим 13, подготавливаются образцы льда для проведения опытов в любом выбранном месте по ширине бассейна. Воздействие на подготовленные образцы осуществляется с помощью физического оборудования, установленного на подвижной каретке 12, которая также легко перемещается по направляющим 13 над вырезом 11. При использовании оборудования каретки 12 подъемная рама 9 устанавливается на высоте, необходимой для нормального функционирования физического прибора.
При буксировке ледяного покрова в ту или иную сторону с технологической тележки 1 опускается устройство 14 так, чтобы оно пересекало водную поверхность. После этого тележка 1 начинает движение в ту или иную сторону, а устройство 14 буксирует лед.
При приготовлении моделированного тороса технологическая тележка 1 подъезжает к выбранному месту ледяного покрова и останавливается так, чтобы устройство 16 для образования моделей торосов располагалось над осью будущего тороса. Формирование тороса осуществляется с помощью вертикальных перемещений устройства 16, а также при изменении угла его наклона к горизонту при повороте пластины вокруг ее продольной оси 17.
Предлагаемая многофункциональная технологическая тележка ледового опытового бассейна обеспечивает выполнение всех технологических процессов, связанных с намораживанием ледяного покрова, контролем его физико-механических свойств, моделированием в ледовом бассейне различных ледяных образований, проведением широкого спектра модельных экспериментов и уборкой ледяного покрова после выполнения программы исследований, что ее выгодно отличает от прототипа.