Rezonansowa metoda niszczenia lodu

Wideo zewnętrzne
Wideo zewnętrzne
	Rezonansowa metoda niszczenia lodu część 1 z 2 (lodołamanie metodą rezonansu)
	Rezonansowa metoda niszczenia lodu część 2 z 2 (łamanie lodu metodą rezonansu)

Metoda rezonansowa niszczenia lodu oznacza rozbijanie tafli lodu , która utworzyła się nad zbiornikiem wodnym, powodując oscylacje lodu i wody w górę i w dół, aż lód doznaje wystarczającego zmęczenia mechanicznego , które powoduje pęknięcie .

Rezonans

Jeśli na taflę lodu zostanie przyłożona siła statyczna, ugnie się ona nieznacznie, zanim ulegnie katastrofalnej awarii. Ponieważ lód ugina się nieznacznie, gdy jakikolwiek zdolny pojazd porusza się po pokrytej lodem wodzie, wynika z tego, że podróżowanie z pewną prędkością krytyczną może spowodować wystarczające ugięcie pokrywy lodowej, aby spowodować rezonans, co może skutkować dodatnim sprzężeniem zwrotnym skutecznie wzmacniającym oscylacje w obrębie zbiornik wodny podtrzymujący lód pod pojazdem.

Elastyczne fale grawitacyjne

Elastyczne fale grawitacyjne (FGW) to trójwymiarowe oscylacje sił występujące w zaburzonej cieczy i zwykle obserwowane jako fale powierzchniowe.

Zdarzały się przypadki niszczenia lodu przez ugięciowe fale grawitacyjne wytwarzane przez poruszające się samochody, pociągi na przejazdach kolejowych, samoloty podczas startu i lądowania itp. Jednakże obecnie najodpowiedniejszymi pojazdami do realizacji tej metody są poduszkowce amfibie, zwane także pojazdy na poduszce powietrznej (ACV). ^{[ potrzebne źródło ]}

Podstawowym sposobem przełamania pokrywy lodowej jest flota lodołamaczy . Jednak duże zużycie energii na niszczenie lodu, niemożność wykonywania operacji lodołamania na płytkich wodach z powodu głębokiego zanurzenia lodołamaczy i inne trudności skłoniły do poszukiwania zasadniczo nowych sposobów niszczenia lodu. Jeden z nich został zaprojektowany przez Wiktora Kozina, autora opracowania: „Rezonansowa metoda niszczenia pokrywy lodowej”.

Przegląd techniki

Ruch ładunku po pokrywie lodowej wytwarza system giętnych fal grawitacyjnych. Jest to połączenie wibracji zginających płyty lodowej i związanych z nimi fal grawitacyjnych w wodzie. Gdy prędkość ładunku jest bliska minimalnej prędkości fazowej IOS, woda przestaje podpierać pokrywę lodową, a podparcie osiągają jedynie właściwości sprężyste lodu. Amplituda FGW gwałtownie wzrasta i przy wystarczającym obciążeniu rozpoczyna się zniszczenie. Zużycie energii jest kilkakrotnie niższe (w zależności od grubości lodu) w porównaniu z lodołamaczami i osprzętem do łamania lodu. Ta metoda niszczenia lodu jest znana jako metoda rezonansowa .

Zalety

Zaletami poduszkowca jest brak narażenia nadwozia pojazdu na lód oraz możliwość bezpiecznego pokonywania pokrywy śnieżnej i lodowej, pękniętego lodu i otwartej wody. Wirtualny brak przeciągu w poduszkowcu może przełamać lód w basenach o dowolnej głębokości.

Wykorzystanie poduszkowca do niszczenia lodu jest pożądane, ponieważ tego typu pojazd umożliwia połączenie transportu i lodołamania, a jego terenowe właściwości ułatwiają eksploatację przez cały rok.

Duża prędkość niszczenia lodu przez poduszkowiec może skutecznie spowodować wczesne otwarcie poszczególnych odcinków rzek i zbiorników wodnych. Może to nie tylko wydłużyć okres żeglugi, ale także zapobiec zjawisku zacieru. Praca ACV w trybie rezonansowym jest skuteczna nie tylko na powierzchni lodu, ale także na głębokim lodzie, co może zapobiec katastrofom występującym podczas zamarzania i dryfowania .

Badania

Naukowiec Wiktor Kozin uzyskał eksperymentalne krzywe teoretyczne, które ujawniają wszystkie możliwości jego metody.

^ Milewski, P. i Wang, Z (2013). „Trójwymiarowe fale zginająco-grawitacyjne (streszczenie)” . Studia z matematyki stosowanej . Uniwersytet w Bath w Wielkiej Brytanii. 131 (2): 135–148. doi : 10.1111/sapm.12005 . S2CID 120551298 .
^ Kozin, VM (2007). Rezonansowa metoda niszczenia pokrywy lodowej. wynalazki i eksperymenty . Moskwa: Izdatel'stvo „Akademia Nauk Przyrodniczych”. s. –355 z. ISBN 978-5-91327-017-7 .

Literatura

Rezonansowa metoda niszczenia pokrywy lodowej AV Palygina M .: Izd LLC School Press, 2009 48-50c. ISSN 0130-5522
Kornev, AA, Krestyaninov VF Levschanov LP Ryabinkin AB Pełnowymiarowe badanie metody rezonansowej pękania lodu w poduszkowcach-amfibiach / Rozważania projektowe statki w lodzie. Międzyuczelniany Sat Scient. Postępowanie.- 1988.- Gorkiy p. 107-117.
Technologia morska : zapewnianie bezpiecznego wynurzania łodzi podwodnej spod pokrywy lodowej. Technologia morska, listopad 2010, nr 11

Patenty

Sposób niszczenia pokrywy lodowej , patent RF nr 1605471 z 19.11.1993 Kozin VM
Sposób niszczenia poduszkowca lodowego Patent rosyjski nr 1766012 z 01.06.1992 Kozin VM

Publikacje w recenzowanych czasopismach

Kozin VM, Pogorelov, AV Poduszkowiec odporny na fale podczas jazdy po lodzie. / Mechanika Stosowana i Fizyka Techniczna. - Nowosybirsk: Wydawnictwo SB RAS. - 2003. - T. 44. - Nr 2. - S. 49-55
Kozin VM, Pogorelova AV Matematyczne modelowanie wstrząsowego ładowania stałej pokrywy lodowej / / Szósty (2004) ISOPE Pacific / Asia Offshore Mechanics 12–16 września 2004, Władywostok Rosja
Kozin VM, Pogorelova AV Modelowanie matematyczne obciążenia uderzeniowego stałej pokrywy lodowej / / International Journal of Offshore and Polar Engineering (ISSN 1053-5381) Copyright © International Society of Offshore and Polar Engineers. Vol., 1916, nr 1, marzec 2005, s. 1–4
Kozin VM, Pogorelova AV Niestacjonarny ruch płazów na poduszce powietrznej na polach lodowych / / Siódme (2006) Sympozjum mechaników ISOPE Pacific / Asia Offshore Mechanics. Dalian, Chiny, 17–21 września 2006 r

Artykuły w książkach naukowych i publikacjach periodycznych

Kozin VM, Pogorelova AV Wiskoelastyczna reakcja pływającej płyty lodowej na nieruchomo poruszający się SVPA. W sobotę „Daleki Wschód. Szkoła matematyczna-seminarium. Acad. EV Zołotow. - Władywostok: Izd Dalnvost. Press, 2003. - s. 117
VM Kozin, AV Onischuk Badanie jednego z problemów wynurzania się statków podwodnych w pokrywie lodowej. // Nowoczesne technologie w edukacji, nauce i przemyśle stoczniowym., Niżny Nowogród, Nowosybirski Państwowy Uniwersytet Techniczny, 2003

Publikacje z zakresu badań materiałowych

Kozin VM, Pogorelova, AV Nowe perspektywy wykorzystania poduszkowców-amfibii. Materiały Międzynarodowego Forum Nauki, Technologii i Edukacji. T2/pod red. VPSavinykh, VVVishnevskogo.-M.: Akademia Nauk o Ziemi, 2004, s. 1. 98-99
Kozin VM, Tereschenkova ES Analiza przyczyn i zalecanych metod niszczenia zatorów komunikacyjnych. Zagadnienia mechaniki ciągłej i zagadnienia pokrewne inżynierii mechanicznej: sob. Sprawozdania z III Konferencji. Władywostok, Komsomolsk nad Amurem, wrzesień 2004. Komsomolsk nad Amurem: IMiM FEBRAS, 2005, s. 10-10. 130-133
Kozin VM Lomakin NS Zarys problemów z poduszkowcami. Zagadnienia mechaniki ciągłej i zagadnienia pokrewne inżynierii mechanicznej: sob. Sprawozdania z III Konferencji. Władywostok, Komsomolsk nad Amurem, wrzesień 2004. Komsomolsk nad Amurem: IMiM FEBRAS, 2005, s. 10-10. 134-137
Kozin VM, Kołoshenko JB Badania eksperymentalne deformacji pokrywy lodowej pod wpływem ruchomych obciążeń. Zagadnienia mechaniki ciągłej i zagadnienia pokrewne inżynierii mechanicznej: sob. Sprawozdania z III Konferencji. Władywostok, Komsomolsk nad Amurem, wrzesień 2004. Komsomolsk nad Amurem: IMiM FEBRAS, 2005, s. 10-10. 138-142

Linki zewnętrzne

http://www.griffonhoverwork.com/news/latest-news/ice-breaking-hovercraft.aspx Poduszkowiec Griffon8000 TD używany do łamania lodu w Kanadzie.

[1] Milewski, P. i Wang, Z (2013). „Trójwymiarowe fale zginająco-grawitacyjne (streszczenie)” . Studia z matematyki stosowanej . Uniwersytet w Bath w Wielkiej Brytanii. 131 (2): 135–148. doi : 10.1111/sapm.12005 . S2CID 120551298 .

[2] Kozin, VM (2007). Rezonansowa metoda niszczenia pokrywy lodowej. wynalazki i eksperymenty . Moskwa: Izdatel'stvo „Akademia Nauk Przyrodniczych”. s. –355 z. ISBN 978-5-91327-017-7 .