устройство для разрушения ледяного покрова

Формула изобретения

Устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное двигаться подо льдом с резонансной скоростью и возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны, отличающееся тем, что на поверхности корпуса судна установлены турбулизаторы пограничного слоя в виде поясков с возможностью их выдвижения из корпуса судна для регулирования степени турбулентности.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, плавающим в ледовых условиях и разрушающим ледяной покров резонансным способом 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) (1. Козин В.М., Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна - ПМТФ, Новосибирск, ВО "Наука", 1994. -.№2. - С.78-81).

Известное устройство работает следующим образом. Судно всплывает на безопасную глубину и движется подо льдом с резонансной скоростью Vp, т.е. со скоростью, при которой высота возбуждаемых ИГВ максимальна.

Недостатком устройства является ограниченность высоты возбуждаемых ИГВ, т.е. их ледоразрушающей способности, которая при резонансной скорости судна определяется заглублением и водоизмещением последнего [1].

Технический результат заключается в повышении эффективности разрушения ледяного покрова.

Задачей изобретения является увеличение высоты ИГВ при не меняющихся резонансной скорости и величины заглубления судна.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, представляющее собой подводное судно, способное двигаться подо льдом с резонансной скоростью и возбуждать резонансные изгибно-гравитационные волны.

Отличительные: на поверхности корпуса судна установлены турбулизаторы пограничного слоя в виде поясков с возможностью их выдвижения из корпуса судна для регулирования степени турбулентности.

Известно (2. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. -Л.: Судостроение. 1998. - 288с.), 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.

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 высоты ИГВ, т.е. их ледоразрушающую способность.

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 из корпуса судна при помощи предварительно установленных приводов на величину В. При этом величина их выдвижения будет влиять на рост сопротивления воды, высоты ИГВ 5, что будет приводить к соответствующему повышению эффективности разрушения ледяного покрова 1. Если высота ИГВ 5 окажется недостаточной для разрушения льда 1, то величину выдвижения В поясков 4 увеличивают, а движение судна 2 возобновляют.