Способ разрушения ледяного покрова
METHOD FOR BREAKING THE ICE COVER

Изобретение относится к судоходству в ледовых условиях, в частности, к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом, т.е. путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ) (В.М. Козин. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Изобретения и эксперименты. М.: Академия Естествознания. 2007. 355 с.ISBN 978-5-91327-017-7, см. с.5-9).
Известно техническое решение (патент RU 2149795 - принят за прототип), в котором предложен способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн (ИГВ), т.е. резонансным методом. При его осуществлении одновременно с движением судна под первым гребнем волны, возникающей за кормой судна, размещают и буксируют со скоростью судна тело с положительной плавучестью.
Недостатком способа является ограниченная возможность увеличения амплитуды ИГВ, т.е. его ледоразрушающей способности.
Задача изобретения заключается в разработке способа увеличения амплитуды возбуждаемых ИГВ.
Технический результат заключается в увеличении амплитуды возбуждаемых ИГВ, что приводит к увеличению толщины разрушаемого ледяного покрова.
Существенные признаки, характеризующие изобретение.
Ограничительные: способ разрушения ледяного покрова подводным судном путем возбуждения во льду резонансных ИГВ, при этом под первым за кормой судна гребнем волны размещают и буксируют со скоростью судна тело с положительной плавучестью.
Отличительные: в процессе буксировки тела ему придают плохо обтекаемую форму.
Способ осуществляется следующим образом.
Под ледяным покровом на заданном заглублении начинают перемещать подводное судно с резонансной скоростью. Если амплитуда возбуждаемых при этом ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то в процессе движения судна под ледяным покровом размещают и буксируют тело с положительной плавучестью (например, эластичную емкость, заполненную воздухом). При помощи буксира его располагают под первым за кормой судна гребнем (вершиной) волны. Сила выталкивания воды (архимедова сила), действующая на тело, будет увеличивать высоту гребня, т.е. амплитуду ИГВ, за кормой судна. В зависимости от толщины льда объем тела увеличивают путем подкачки в него сжатого воздуха до тех пор, пока высота гребня не достигнет максимального значения. Если и в этом случае амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то телу придают плохообтекаемую форму с помощью, например, размещения за телом шайбы, имеющей куполообразную форму (это целесообразно потому, что, как известно, куполообразные поверхности, ориентированные своей вогнутостью навстречу набегающему потоку, например, в виде поверхности парашюта, обладают большим лобовым сопротивлением, что позволяет их использовать в виде эффективных тормозящих устройств, т.к. перед такими поверхностями образуется область высокого давления). В результате буксировочное сопротивление тела возрастет, что увеличит амплитуду ИГВ, т.к. подо льдом в этом месте, кроме архимедовой силы, возникнет дополнительная сила давления. Ледоразрушающая способность ИГВ возрастет, что позволит достичь заявленный технический результат.
Изобретение поясняется графически.
р
Под ледяным покровом 1 на заданном заглублении H начинают перемещать подводное судно 2 с резонансной скоростью v. Если амплитуда возбуждаемых при этом ИГВ 3 окажется недостаточной для разрушения льда, то в процессе движения судна под ледяным покровом размещают и буксируют тело с положительной плавучестью 4 (эластичную емкость, заполненную воздухом). При помощи буксирного троса 5 тело 4 располагают под первым за кормой судна гребнем (вершиной) волны. Для этого при помощи эхолотов 6, размещенных по длине судна, определяют профиль волны и необходимую длину буксира 5. Сила выталкивания F, действующая на тело 4, будет увеличивать высоту гребня, т.е. амплитуду ИГВ, за кормой судна. В зависимости от толщины льда объем тела 4 увеличивают путем подкачки в него сжатого воздуха через шланг, закрепленный на буксире 5 (на фиг. не показан) до тех пор, пока амплитуда ИГВ 3 не достигнет предельного значения. Если и после этого амплитуда возбуждаемых ИГВ окажется недостаточной для разрушения ледяного покрова, то телу придают плохообтекаемую форму с помощью размещения за телом шайбы 8. В результате амплитуда ИГВ 3 возрастет до ИГВ 7.