Резонансный метод разрушения льда

Внешние видео
Внешние видео
	Резонансный метод разрушения льда часть 1 из 2 (разрушение льда резонансом)
	Резонансный метод разрушения льда часть 2 из 2 (ледоломание резонансом)

Резонансный метод разрушения льда означает разрушение листового льда , образовавшегося на водоеме, заставляя лед и воду колебаться вверх и вниз до тех пор, пока лед не испытает достаточную механическую усталость , чтобы вызвать трещину .

Резонанс

Если к листу льда приложить статическую силу, он слегка прогнется, прежде чем произойдет катастрофический выход из строя. Поскольку лед слегка изгибается, когда любое способное транспортное средство движется по покрытой льдом воде, из этого следует, что движение с некоторой критической скоростью может вызвать достаточное изгибание ледяного покрова, чтобы вызвать резонанс , и это может привести к положительной обратной связи, эффективно усиливающей колебания внутри ледяного покрова. водоем, поддерживающий лед под автомобилем.

Изгибные гравитационные волны

Изгибные гравитационные волны (FGW) представляют собой трехмерные колебания сил, которые возникают внутри возмущенной жидкости и обычно наблюдаются как поверхностные волны. ^{[ 1 ]}

Известны случаи разрушения льда изгибными гравитационными волнами, создаваемыми движущимися автомобилями, поездами на железнодорожных переездах, самолетами при взлете и посадке и т. д. Однако в настоящее время наиболее подходящими транспортными средствами для реализации метода являются суда-амфибии на воздушной подушке , также известные как суда на воздушной подушке. автомобили на воздушной подушке (АСВ). ^{[ нужна ссылка ]}

Основным средством взлома ледового покрова является ледокольный флот. Однако большие энергозатраты на разрушение льда, невозможность выполнения ледокольных работ на мелководье из-за большой осадки ледоколов и другие трудности побудили к поиску принципиально новых способов разрушения льда. Один из них разработан Виктором Козиным, автором исследования: «Резонансный метод разрушения ледяного покрова». ^{[ 2 ]}

Обзор техники

При движении груза по ледяному покрову возникает система изгибных гравитационных волн. Это сочетание изгибных колебаний ледяной плиты и связанных с ними гравитационных волн в воде. Когда скорость груза близка к минимальной фазовой скорости ФГВ, вода перестает поддерживать ледяной покров, и поддержка достигается только за счет упругих свойств льда. Амплитуда ФГВ резко возрастает и при достаточной нагрузке начинается разрушение. Энергопотребление в несколько раз ниже (в зависимости от толщины льда) по сравнению с ледоколами и ледокольным оборудованием. Этот метод разрушения льда известен как резонансный метод.

Преимущества

Достоинствами судов на воздушной подушке являются отсутствие контакта корпуса транспортного средства со льдом и возможность безопасного перехода по снежному и ледяному покрову, битому льду и открытой воде. Практическое отсутствие осадки на судах на воздушной подушке способно расколоть лед в лужах любой глубины.

Использование судна на воздушной подушке для разрушения льда желательно, поскольку этот тип транспортного средства позволяет совмещать транспортировку и ледокольную работу, а его вездеходность облегчает круглогодичную эксплуатацию.

Высокая скорость разрушения льда судами на воздушной подушке позволяет эффективно производить скорейшее вскрытие отдельных участков рек и водохранилищ. Это может не только увеличить период навигации, но и предотвратить явление затора. Работа АЦВ в резонансном режиме эффективна не только на поверхности льда, но и на глубоком льду, что позволяет предотвратить катастрофы, возникающие при ледоставе и дрейфе .

Исследовать

Ученый Виктор Козин получил экспериментальные теоретические кривые, раскрывающие все возможности его метода.

Ссылки

^ Милевски П. и Ван З. (2013). «Трехмерные изгибно-гравитационные волны (аннотация)» . Исследования по прикладной математике . 131 (2). Университет Бата, Великобритания: 135–148. дои : 10.1111/sapm.12005 . S2CID 120551298 .
^ Козин, В.М. (2007). Резонансный метод разрушения ледяного покрова. изобретения и эксперименты . Москва: Издательство «Академия естественных наук». стр. –355 с. ISBN 978-5-91327-017-7 .

Литература

А. В. Палыгина Резонансный метод разрушения ледяного покрова М. : Изд ООО «Школьное издательство», 2009 48-50с. ISSN 0130-5522
Корнев А.А., Крестьянинов В.Ф., Левщанов Л.П., Рябинкин А.Б. Натурное исследование разрушения льда резонансным методом на судне-амфибии на воздушной подушке / Вопросы проектирования судов во льдах. Межвузовский научный спутник. Труды.- 1988.- Горький с. 107-117.
Морские технологии : обеспечение безопасного всплытия подводных лодок из-под ледяного покрова. Морские технологии, ноябрь 2010, №11

Патенты

Способ разрушения ледяного покрова , Патент РФ № 1605471 от 19.11.1993 Козин В.М.
Способ разрушения ледового судна на воздушной подушке Патент России № 1766012 от 01.06.1992 Козин В.М.

Публикации в рецензируемых журналах

Козин В.М., Погорелов А.В. Волновое сопротивление судна-амфибии на воздушной подушке при движении по льду. Прикладная механика и техническая физика. - Новосибирск: Издательство СО РАН. - 2003. - Т. 44. - № 2. - С. 49-55.
Козин В.М., Погорелова А.В. Математическое моделирование шокрового нагружения твердого ледяного покрова // Шестой (2004) ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics 12–16 сентября 2004 г., Владивосток, Россия
Козин В.М., Погорелова А.В. Математическое моделирование ударных нагрузок твердого ледяного покрова // Международный журнал морской и полярной техники (ISSN 1053-5381) Copyright © Международного общества морских и полярных инженеров. Том, 1916, № 1, март 2005 г., стр. 1–4.
Козин В.М., Погорелова А.В. Нестационарное движение амфибийного аппарата на воздушной подушке на ледяных полях // Седьмой (2006) симпозиум ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Simposium. Далянь, Китай, 17–21 сентября 2006 г.

Статьи в научных книгах и периодических изданиях

Козин В.М., Погорелова А.В. Вязкоупругая реакция плавающей ледяной плиты на неподвижно движущийся СВПА. В сб. «Дальний Восток. Математическая школа-семинар. Акад. Е. В. Золотов. – Владивосток: Изд-Дальнвост. Пресс, 2003. – С. 117.
В.М. Козин, А.В. Онищук Исследование одной из проблем всплытия подводных кораблей в ледяной покров. // Современные технологии в судостроительном образовании, науке и промышленности., Нижний Новгород, Новосибирский государственный технический университет, 2003 г.

Публикации в области материаловедения

Козин В.М., Погорелова А.В. Новые перспективы использования амфибийных судов на воздушной подушке. Материалы Международного форума по науке, технологиям и образованию. Т2/под ред. В.П.Савиных, В.В.Вишневского.-М.: Академия наук о Земле, 2004, с. 98-99
Козин В.М., Терещенкова Е.С. Анализ причин и рекомендуемые методы разрушения заторов. Проблемы механики сплошных сред и смежные проблемы машиностроения: Сб. Доклады Третьей конференции. Владивосток, Комсомольск-на-Амуре, сентябрь 2004 г. Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2005, с. 130-133
Козин В.М., Ломакин Н.С. Проблемы, намеченные на судах на воздушной подушке. Проблемы механики сплошных сред и смежные проблемы машиностроения: Сб. Доклады Третьей конференции. Владивосток, Комсомольск-на-Амуре, сентябрь 2004 г. Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2005, с. 134-137
Козин В.М., Колошенко Ю.Б. Экспериментальные исследования деформации ледяного покрова движущимися нагрузками. Проблемы механики сплошных сред и смежные проблемы машиностроения: Сб. Доклады Третьей конференции. Владивосток, Комсомольск-на-Амуре, сентябрь 2004 г. Комсомольск-на-Амуре: ИМиМ ДВО РАН, 2005, с. 138-142

Внешние ссылки

http://www.griffonhoverwork.com/news/latest-news/ice-breaking-hovercraft.aspx Судно на воздушной подушке Griffon8000 TD, используемое для ледокольных работ в Канаде.

[1] Милевски П. и Ван З. (2013). «Трехмерные изгибно-гравитационные волны (аннотация)» . Исследования по прикладной математике . 131 (2). Университет Бата, Великобритания: 135–148. дои : 10.1111/sapm.12005 . S2CID 120551298 .

[2] Козин, В.М. (2007). Резонансный метод разрушения ледяного покрова. изобретения и эксперименты . Москва: Издательство «Академия естественных наук». стр. –355 с. ISBN 978-5-91327-017-7 .

[ 1 ]

[ 2 ]