устройство для разрушения ледяного покрова

Формула изобретения

Устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью, отличающееся тем, что в носовой оконечности судна на ее поверхности установлен охлаждающий элемент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения, в частности к подводным судам, разрушающим ледяной покров резонансным методом (1. Козин В.М. Резонансный метод разрушения ледяного покрова. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада. - Владивосток: ИАПУ ДВО РАН, 1993, с.44).

Известно техническое решение (2. Козин В.М., Онищук А.В. Модельные исследования волнообразования в сплошном ледяном покрове от движения подводного судна. ПМТФ. - Новосибирск: Наука, 1994, № 2, с.78-91), в котором предлагается разрушать ледяной покров устройством в виде подводного судна, возбуждающего во льду изгибно-гравитационные волны при его движении с резонансной скоростью V_p, т.е. со скоростью, при которой амплитуда возбуждаемых изгибно-гравитационных волн (ИГВ) максимальна.

Недостатком устройства является недостаточная амплитуда возбуждаемых им ИГВ, т.е. его ледоразрушающая способность.

Сущность изобретения заключается в разработке устройства, увеличивающего амплитуду ИГВ, возбуждаемых при поступательном движении подводного судна.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении эффективности разрушения льда подводным судном.

Существенные признаки, характеризующие изобретение.

Ограничительные: устройство для разрушения ледяного покрова, состоящее из подводного судна, способного двигаться подо льдом с резонансной скоростью.

Отличительные: в носовой оконечности корпуса судна установлен охлаждающий элемент в виде теплообменного аппарата, который подключен к компрессору холодильной машины, расположенной внутри корпуса судна.

Известно (3. Войткунский Я.И. Сопротивление движению судов. - Л.: Судостроение, 1998, с.288), 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. увеличение сопротивления формы увеличивает высоту возбуждаемых волн (см. [3], с.116).

Общеизвестно, что с понижением температуры вязкость жидкости растет, что увеличивает как внутренние силы трения, так и силы трения на поверхности обтекаемого тела. В свою очередь, это при прочих равных условиях увеличивает степень турбулентности пограничного слоя.

Для охлаждения воды, контактирующей с поверхностью корпуса судна, т.е. в пограничном слое, может быть использовано известное холодильное оборудование (4. Улейский Н.Т. Холодильное оборудование. Учебное пособие для сред. спец. учеб. зав. - М.: Феникс, 2000, с.318 ), состоящее из теплообменного аппарата, подключенного к компрессору холодильной машины.

Изобретение поясняется чертежом и осуществляется следующим образом.

Устройство для разрушения ледяного покрова 1 состоит из подводного судна 2, способного двигаться подо льдом 1 с резонансной скоростью V_p. В носовой оконечности 3 судна 2 на ее поверхности установлен охлаждающий элемент 4, выполненный в виде теплообменного аппарата, который подключен к компрессору холодильной машины 5, расположенной внутри корпуса судна 2.

Если высота ИГВ 6, возбуждаемых от движения судна со скоростью V_p окажется недостаточной для разрушения льда, то во время движения судна включают холодильную машину 5. Охлаждающий элемент 4 начнет охлаждать забортную воду, контактирующую с поверхностью корпуса судна в его носовой оконечности 3. В результате в процессе его движения вся поверхность судна будет обтекаться более холодной, чем в известном решении [2], водой. Это увеличит степень турбулентности пограничного слоя 7 и приведет к росту амплитуды ИГВ 6 до амплитуды ИГВ 8, что, в свою очередь, повысит эффективность разрушения льда.