Способ испытания моделей судов ледового плавания

(19) (11) 315 И В 63 В 902 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Горьковский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институтим. А. А. Жданова(54) (57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МОДЕЛЕЛ СУДОВ ЛЕДОВОГО ПЛАВАНИЯ, заключающийся в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полученную взвесь до образования ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью повышения точности испытания путем приближения условий испытания к натурным условиям, в воду добавляют частицы полиэтилена высокого давления и перемешивают их под водой перед охлаждением взвеси до удаления с них пузырьков воздуха.Изобретение относится к судостроению,в частности к способам испытания моделейсудов плавания в бассейне с искусственным льдом.Известен способ испытания судов ле 5дового плавания, заключаюшиися в том,что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждаютполученную взвесь до образования ледового поля и определяют величину ледовогосопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю 11,Недостатком известного способа является невысокая точность испытания вследствие несоответствия подобия свойств ледовых полей по модулю упругости.При использовании модели малого раз 5мера наблюдается существенное расхождение резул,.тзтов модельных испытаний сданными натурных исследований. При большом масштабе модели предел прочностильда на изгиб, обеспечивающий подобие попрочности ледяного поля, получается весьма малой величиной и несоблюдение подобия по упругости льда приводит к тому, чтолед становится пластичным, а не упругимтелом, Поэтому при его изгибе и разрушении нарушается геометрия образованиятрещин и геометрия в размере обломков,что приводит к нарушению моделирования.Это приводит к неправильной оценке силсопротивления разрушения льда и сил сопротивления движению в обломках и к трудностям при пересчете ледового сопротивления на натурное судно. Способ испытания моделей судов ледового плавания реализуется следуюцим образом,Известным способом определяют количество частиц, необходимое для образования искусственного ледяного поля в зависимости от требуемой толщины поля и площади свободной поверхности воды. Частицы вводят в воду, перемешивают с целью удаления пузырьков воздуха, прилипающих к ним. После перемешивания частицы всплывают и ровным слоем размещаются 50 Цель изобретения -- повьшенис точности испытания путем приближения условий испытания к натурным условиям.Указанная цель достигается тем, что35 согласно с 1 собу испьпания моделсй судов ледового плавания, заключаю 1 цемуся в том, что в воду добавляют измельченные частицы положительной плавучести, охлаждают полученную взвесь до образования 40 ледового поля и определяют величину ледового сопротивления судна, перемещая его модель по ледовому полю, в воду добавляют частицы полиэтилена высокого давления и пер мешивают их под водой перед охлаждением взвеси до удаления с них пу зырьков воздуха. по поверхности воды. Поверхность воды и взвесь охлаждают до замерзания верхнего слоя. В результате получают искусственное ледяное поле. Известными способами измеряют его прочность и упругость, осуществляют движение модели, измеряют скорость движения, сопротивление, крен, дифферент,. угловые скорости и т. п, После окончания движения измеряют толщину ледяного поля. Обломки убирают с водной поверхности и помешают в среду с положительной температурой. После полного таяния льда частицы используют в следующем опытс. Известными методами проводят пересчет ледового сопротивления модели на натурное судно и оценивают его ледопроходимость.Применяют частицы полиэтилена высокого давления, у которого плохая адгезия со льдом, а плотность и коэффициент трения такие же как у натурного льда, Размер частиц от 1 до 30 мм. 11 редел прочности и модуль упругости искусственного льда получают меньше, чем у натурногольда, из за нарушения и ослабления связей между зернами льда частицами полиэтилена.Плотность и коэффициент трения искусст венного льда получаются такими же как у, натурного льда, так как в состав искусственного льда входят только твердые частипы и зерна натурного льда с одинаковыми плотностью и коэффициентом трения.Способ реализуется применением двух видов искусственного льда. В первом случае испол 13 уютс 51 частицы одинаковых размеров. Г 1 олучают ледяное поле различной толщины с постоянным значением прочности и упругосги, определяемым размеэами частиц. Изменение прочности и упругости осуществляют изменением размеров твердых частиц. Прочность и упругость меняется за счет изменения поверхности контакта твердых частиц и зерен льда. Более мелким частицам соответствует большая поверхность контакта с плохой адгезией и, как следствие, меньшая прочность и упругость искусственного льда. Опытная проверка показывает, что способ испытания в таком льду обеспечивает подобие процессов, происходящих при движении моделей натурным для малых мзс 1 птабов моделей, начиная с 1:15 и меньше. Во втором случае используют частицы разных размеров в пропорции, обеспечивающей плотное расположение крупных частиц. Получают искусственное ледяное поле с постоянным значением его толщины, определяемым размерами крупных частиц. Изменение тол 1 цины ледяного поля получают изменс.нием размеров крупных частиц. Прочность и упругость меняют зз сче. изменения толщины льда, намораживаемого между частицами. Большей толщине льда соответствует большая прочность и упругость искусственного ледяного поля. Опытная1071515 Составитель В. Быстрый Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Заказ1543/14 Тираж 460 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4проверка показывает, что способ испытания в таком льду обеспечивает подобие происходящих при движении моделей процессов натурным для моделей больших и малых масштабов, начиная с 1:10 и до 1:50.Охлаждение водной поверхности можно производить в специальном ледовом бассейне искусственным холодом или в открытом бассейне в зимнее время при отрицательной температуре.Таяние льда, находящегося в обломках после проведения опыта, можно осуществлять теплой водой или теплым воздухом (помещать обломки в помещение с положительной температурой) . 15Предлагаемый способ испытания моделей судов ледового плавания в искусственном льду обеспечивает уменьшение предела прочности и модуля упругости ледяного поля в равной степени, что приводит к соблюдению подобия по прочности и упругости. Поэтому осуществляется подобие и правильная оценка сил сопротивления разрушения льда, соблюдается геометрия образования трещин и геометрия в размере обломков. Этот способ обеспечивает также соблюдение подобия по плотности и трению льда о корпус, что в совокупности с геометрическим подобием обломков приводит к подобию и правильной оценке сил сопротивления движению в обломках. Таким образом, обеспечивается подобие и правильная оценка основных составляющих сил ледового сопротивления, Следствием этого является простой пересчет результатов модельных испытаний на натурное судно.Этому способу также свойственны: изменение предела прочности и модуля упругости искусственного льда в зависимости от масштаба модели судна, повторяемость проведения испытаний в одинаковой среде, простая технология приготовления ледового поля.