Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Технические фантазии в реальном воплощении

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Очевидное-Невероятное" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Август 2002   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Автор
BorislavD

Статистика

3.316 подписчиков
-2 за неделю
←   Все выпуски   →

Технические фантазии в реальном воплощении No 63


Информационный Канал Subscribe.Ru
Icebreaker
Технические фантазии в реальном воплощении
Код tech.tft
Выпуск No 63.
Автор и ведущий Cesiy
Подводный ледокол
Submarine Icebreaker
***
        Льдом порыты Северный Ледовитый океан, моря, реки. Люди с помощью различных орудий и ледоколов взламывают льды, действуя на них сверху, если по каким-то причинам это необходимо Может быть, это не всегда правильно. Так действуют, например, для того, чтобы провести корабль с грузом через льды морей или льды рек весной, или чтобы освободить их пораньше, предотвратить нагромождение льдов в половодье, по другим причинам.
        Ломать льды трудно. Нужно строить ледоколы. Затрачивать громадные средства. Потому что это непростое дело. Во имя чего?
        Лед всей своей толщей лежит на воде, как на подушке, и вода его держит. Давление на воду не увеличивается, лед - это тот же слой воды. Можно опустить под воду манометр и измерить давление. Разница будет небольшая. Такая, как если бы измерить давление на палубе корабля и около поверхности воды.
***
        Появляется "сумасбродная" идея. Что если действовать на лед снизу? Создать там давление. Площадь льда огромна, поэтому лишь малое избыточное давление на него снизу вызовет колоссальную силу, направленную вверх. Лед изогнется и ...лопнет, растрескается  в своих слабых местах. Образуются льдины, плавающие по поверхности. Наехав, наплыв, надавив на них, можно временно "это" отодвинуть, получить водный простор, путь для прохода судов - льдины их пропустят, утонут под нажимом сверху, будут ускользать в сторону. Может быть, это странно, хотя и обычно. Север суров и по-другому не разрешает. Или не так?
***
        Сначала предварительные разъяснения и доказательства. Опыт на бочке с замерзшей сверху водой. Лед образуется сверху, если в мороз не успеть вовремя слить из неё воду. Приходится колоть лед и сливать воду вместе со льдом, иначе в дальнейшем будут "проблемы".
        Расколоть лед в бочке нелегко, нужен тяжелый лом и усилия, прежде чем появится дыра до воды.
Мы привыкли колоть этот лед сверху, действуя напрямую, методом "в лоб", как зачастую многое другое
в технике. Действительно, кажется, что лед в бочке снизу не расколоть. И нечем, и непросто. Вот и бьем во всю богатырскую силу, больше по привычке.
        Однако есть другой метод. В штуцер снизу бочки подаем давление от компрессора или насоса, чтобы создать, например, давление около 1 атм. Вода в бочке, как и лед, получают избыточное давление. На лед снизу начинает действовать усилие, величиной около 7850 кг, то есть в 7,8 т (!). Потому что его площадь составляет примерно 7850 кв. см, если диаметр бочки 1 м.
        Лед с треском, со взрывом вылетает из бочки, прежде чем давление достигнет 1 атм. То же, что и с яичной скорлупой - сверху яйцо разрушить труднее, чем изнутри, чем и пользуется народившийся цыпленок.
***
       Теперь можно описать метод разрушения льда в океане, на ограниченном пространстве, так сказать с макро-разрушением. Метод и процесс тот же. Снизу подается давление. Появляется огромная сила в тысячи и миллионы тонн, так как площадь его участка, например, 1 кв. км. Лед выпучивается вверх и ломается. Без ледоколов и других усилий.
Примечание. 1 кв.км. равен 10 в десятой степени кв. см. Если давление 1 атм, общая сила равна 10 в десятой степени кг, что составляет 10 миллионов тонн.

        На лед снизу действует усилие в 10 миллионов тонн! Он этого никогда не выдержит. В любой мороз его сломает подводная сила, подводный ледокол. Лед ломается усилиями и напряжениями "новой" воды. Теперь такая вода может всё: и изготавливать лед, и его ломать.
       Здесь возникает Большой вопрос: практическое выполнение.
        Это всегда вопрос, и нужно из многих вариантов выбрать наилучший. Варианты есть. Конечно, "бочечный" вариант не подходит, потому что океан не бочка и у него нет напорного штуцера, к которому можно бы было подвести давление.
        Решение ещё проще, чем "в бочке". Там оно было бы чрезмерным. Здесь, в океане или в реке, покрытых льдом, оно расцветает и работает во всю силу.
        Сверлится отверстие (до воды), в него вмораживается вертикально установленная труба высотой 10 м, в трубу заливается ...вода. Проще некуда.
        Работает "устройство" следующим образом.

       Открывается нижний выход трубы в воду океана. С этого момента вода подо льдом оказывается под давлением в 1 атм, так как столб воды в трубе равен примерно 10 м. Дальше происходит так. Площадь льда, обращенная к воде, получает избыточное давление в 1 атм и усилие в миллионы тонн. Никакой лед этого не выдержит, сломается. В этом весь процесс, его принципиальная технология. Кажется, что она до невозможности проста. Однако океан не бочка и со временем вода из трубы просто вытекает - только и всего, весь результат превращается в ничто. Манометр,опущенный в воду, не покажет ничего.
        Но если поставить манометр безинерционный (и не один), в первый момент можно зафиксировать всплеск давления. Мощность этого всплеска по сравнению с мощностью океана ничтожна. Однако это ничего не значит. Здесь нужно прийти к пониманию, что необходимо использовать динамические взрывные воздействия. В бочке достаточно воздействий статических.

***
        Можно представить электрический эквивалент этому. В мощную электрическую линию с высоким напряжением подается от маломощного источника высоковольтный разряд. По линии его даже никто не заметит. Но после его подачи близко установленными приборами будет зафиксирован всплеск ничтожной мощности, но ...всплеск. Электрические приборы, подключенные к линии на ограниченном участке, выйдут из строя, спокойствие ограниченной линии взломается.
        То же самое и в океане, покрытом льдом. Всплеск давления будет иметь малую мощность, рассеиваемую по площади, но достаточную по величине в зоне своего действия. Эта величина вызовет всплеск силы в той же зоне. Эта сила в воде безинерционна, действует на лед снизу, опираясь и рассеиваясь по толще воды вниз и в стороны, но действие вверх, на лед в каждой точке не рассеивается.
        Построив эпюру, диаграмму направленности импульса, увидим, что она похожа на остроконечную подводную горную вершину. Она колет лед этой вершиной, и если сделать её пик динамически возрастающим до критической величины, она пронзит толщу льда, как снаряд пробивает броню.
       Таким образом, можно прийти теперь к качественному выводу о свойствах подводного ледокола.      Такой ледокол принципиально отличается от надледного. Подводный ледокол динамический, действует в узкой зоне самой водой, критическая степень его работы похожа на взрыв. Он взрывного действия. В доли секунды возникают усилия в миллионы тонн. Их не создать статически, не создать наружным ледоколом. Здесь, во льдах искусственная "статика" не работает или работает плохо, долго и дорого. Генеральная линия борьбы со льдами - динамические взрывные воздействия.
        Не нужны подводному ледоколу острый и твердый нос, сложное оборудование, огромный вес и мощные двигатели. Вся его мощность укладывается во взрывном импульсе. Они периодические, направленные, бьющие во внутрь воды, которая затем разрушает зону льда.
***
       Метод взрывных динамических воздействий испытан в геофизике. Оттуда его можно положительно позаимствовать.
       Итак, представляется ледокол подводного действия, разрушающий лед снизу, из-под воды.
Конструктивно на нём установлены  "водные" ствольные (или другие) пушки, выбрасывающие заряды из своих стволов вперед в воду, под лед. Пушки ближнего действия. Их снаряд может быть в тонкой оболочке, в нем газообразная смесь. Под водой он летит вверх, под лед и там взрывается. Взрывные импульсы ломают лед изнутри, прокладывая безледную линию. Этих линий несколько, и они показывают путь вперед.
       Ледокольные пушки ствольно-вращающиеся, как в системах скоростного сплошного огня. Вероятно, от этой скорострельности зависит и ход ледокола.
***
        Недостаток судов и ледоколов остается и здесь - это малая скорость движения. Однако появляется возможность совместить такой ледокол с ультразвуковым прокладывателем Северного морского пути (выпуск No 61 за 04 августа 2002 г.), увеличить скорость движения.
        Вода держит вес самых больших судов. Они огромного водоизмещения. Но скорость их движения мала.
        Подводный ледокол может быть легкого типа. Он на водных поплавках с дополнительной поддержкой, на  воздушной подушке. Ему не нужно давить на лед своей тяжестью. Он другого принципа действия. Другого назначения и конструкции. На его борту только скорострельные стволы пушек с газовыми снарядами.
       Появляется возможность не только скоростного прокладывания пути, но и скоростного движения. Такая возможность появилась, она "висит в воздухе", и, вероятно, может быть принята на вооружение для изменения принципа движения по Северному океану.
        Подводный ледокол скользит надводным образом, по верхней кромке воды, движется над ней, по крошеву льдов вперед, взрывая самому себе путь вперед.
       "Слабая точка" Северного Ледовитого океана - это ... вода, место её соединения со льдом. Он согласен на разумный компромис, отдать это свойство в помощь людям.
       "Сльная точка" живущих и работающих на Севере - это скоростное движение, чтобы использовать своё преимущество, удобную дешевую технику и богатство Севера.
        Cs.
***

Ведущий и автор Cesiy                     Архив Рассылки                                 Рассылка 'Технические фантазии в реальном воплощении'
 
 
 
 
 
 
 

http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru 		Отписаться
Убрать рекламу
В избранное