Теория корабля и строительная механика
О статье: поступила: 24.03.2020; финансирование: работа выполнена в рамках государственного задания Института машиноведения и металлургии Хабаровского федерального исследовательского центра ДВО РАН № 075-01032-20-00.
DOI: http://www.dx.doi.org/10.24866/2227-6858/2020-3-4
УДК 629.124
В.М. Козин
КОЗИН ВИКТОР МИХАЙЛОВИЧ – д.т.н., профессор по кафедре кораблестроения,
главный научный сотрудник Института машиноведения и металлургии ДВО РАН,
AuthorID: 151655, SPIN: 1265-7970, ResearchersID: S-6053-2016, ScopusID: 8548383800,
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2673-469X, e-mail: kozinvictor@rambler.ru
Хабаровский федеральный исследовательский центр ДВО РАН
Комсомольск-на-Амуре, Россия
Увеличение ледоразрушающей способности
изгибно-гравитационных волн при их приближении к берегу
Аннотация: Рассматривается возможность повышения эффективности резонансного метода разрушения ледяного покрова, т.е. путем возбуждения во льду резонансных изгибно-гравитационных волн амфибийными судами на воздушной подушке, при решении таких важных народнохозяйственных задач, как борьба с ледовыми осложнениями в виде заторов и зажоров на реках, текущих с юга на север; продление навигации на внутренних водных путях; раннее вскрытие ото льда водохранилищ на нижнем бьефе гидроэлектростанций с целью повышения их выработки электроэнергии и других задач за счет использования соответствующего маневрирования судов вблизи берега. Ввиду сложности процесса разрушения ледяного покрова из-за влияния на него близости берега в работе приведены только общие сведения по разрушению льда натурными судами на воздушной подушке в полевых условиях и результаты исследований, выполненных в опытовом бассейне на моделирующих ледяной покров упругих пленках. Показано, что использование такого маневра, как выход судна на берег во время выполнения ледокольных работ, может существенно повысить эффективность резонансного метода разрушения ледяного покрова, т.е. снизить энергозатраты на разрушение льда по сравнению с его реализацией в условиях бесконечного ледяного поля. Таким образом, было установлено, что в случаях, когда ледяной покров не удавалось разрушить при движении судов с резонансной скоростью (вес судна и давление в его воздушной подушке были недостаточными для разрушения льда данной толщины), то удавалось разрушить кромку льда при движении судна под углом к береговой линии с последующим выходом на берег. После чего, как показали результаты исследований, деформации ледяного покрова при последующем движении судов вдоль образовавшейся свободной кромки, а значит и изгибные напряжения во льду, существенно возрастали. В работе представлены результаты экспериментальных модельных исследований зависимости высоты изгибно-гравитационных волн, возбуждаемых в ледяном покрове движущейся нагрузкой, при выходе их на берег от угла наклона дна бассейна. Также приведены рекомендации по использованию угла наклона дна для повышения эффективности разрушения ледяного покрова (увеличения толщины разрушаемого льда) резонансным методом.
Ключевые слова: ледяной покров, изгибно-гравитационные волны, движущаяся нагрузка, суда на воздушной подушке, резонансный метод, наклон дна.
