stringtranslate.com

Método de resonancia de destrucción del hielo.

El método de destrucción del hielo por resonancia consiste en romper una capa de hielo que se ha formado sobre una masa de agua haciendo que el hielo y el agua oscilen hacia arriba y hacia abajo hasta que el hielo sufre suficiente fatiga mecánica como para provocar una fractura .

Resonancia

Si se aplica fuerza estática a una capa de hielo, se flexionará ligeramente antes de sufrir una falla catastrófica. Dado que el hielo se doblará ligeramente cuando cualquier vehículo capaz viaje sobre agua cubierta de hielo, se deduce que viajar a alguna velocidad crítica puede imponer una flexión suficiente de la capa de hielo para causar resonancia , y esto puede resultar en una retroalimentación positiva que amplifica efectivamente la oscilación dentro del hielo. masa de agua que sostiene el hielo debajo del vehículo.

Ondas de gravedad de flexión

Las ondas de gravedad de flexión (FGW) son oscilaciones tridimensionales de fuerzas que ocurren dentro de un líquido perturbado y generalmente se observan como ondas superficiales. [1]

Se han dado casos de destrucción de hielo por ondas de gravedad de flexión producidas por coches en movimiento, trenes en cruces ferroviarios, aviones durante el despegue y aterrizaje, etc. Sin embargo, en la actualidad los vehículos más adecuados para la aplicación del método son los aerodeslizadores anfibios , también conocidos como vehículos con colchón de aire (ACV). [ cita necesaria ]

El medio principal para romper la capa de hielo es la flota rompehielos . Sin embargo, el gran consumo de energía para la destrucción del hielo, la imposibilidad de realizar operaciones rompehielos en aguas poco profundas debido al gran calado de los rompehielos y otras dificultades han impulsado la búsqueda de métodos fundamentalmente nuevos para destruir el hielo. Uno de ellos fue diseñado por Viktor Kozin , autor del estudio "Método de resonancia para la destrucción de la capa de hielo". [2]

Resumen de la técnica

El movimiento de una carga sobre una capa de hielo desarrolla un sistema de ondas de gravedad de flexión. Se trata de una combinación de vibraciones de flexión de la placa de hielo y ondas gravitacionales asociadas en el agua. Cuando la velocidad de la carga se acerca a la velocidad de fase mínima del FGW, el agua deja de sostener la capa de hielo y el soporte se logra únicamente mediante las propiedades elásticas del hielo. La amplitud del FGW aumenta bruscamente y, con una carga suficiente, comienza la destrucción. El consumo de energía es varias veces menor (dependiendo del espesor del hielo) en comparación con los rompehielos y los accesorios para romper hielo. Este método de destrucción del hielo se conoce como método de resonancia .

Ventajas

Las ventajas de los aerodeslizadores son la falta de exposición de la carrocería del vehículo al hielo y la capacidad de cruzar con seguridad sobre nieve y capas de hielo, hielo roto y aguas abiertas. La virtual ausencia de tiro en los aerodeslizadores puede romper el hielo en charcos de cualquier profundidad.

Es deseable utilizar un aerodeslizador para destruir el hielo porque este tipo de vehículo permite una combinación de transporte y rompehielos, y sus cualidades todoterreno facilitan su funcionamiento durante todo el año.

La alta velocidad de destrucción del hielo por los aerodeslizadores permite efectivamente la apertura temprana de tramos individuales de ríos y embalses. Esto no sólo puede aumentar el período de navegación, sino también prevenir el fenómeno del puré. Trabajar un ACV en el régimen resonante es eficaz no sólo en el hielo superficial sino también en el hielo profundo, y esto puede evitar que se produzcan desastres durante la congelación y la deriva .

Investigación

El científico Viktor Kozin obtuvo curvas teóricas experimentales que revelan todas las posibilidades de su método.

Referencias

  1. ^ Milewski, P. y Wang, Z (2013). "Ondas tridimensionales de flexión y gravedad (resumen)". Estudios en Matemática Aplicada . 131 (2). Universidad de Bath, Reino Unido: 135–148. doi :10.1111/sapm.12005. S2CID  120551298.
  2. ^ Kozin, VM (2007). Método de resonancia para la destrucción de la capa de hielo. invención y experimentación . Moscú: Izdatel'stvo "La Academia de Ciencias Naturales". págs. –355 con. ISBN 978-5-91327-017-7.

Literatura

Patentes

Publicaciones en revistas arbitradas

Artículos en libros científicos y publicaciones periódicas.

Publicaciones en actividades de investigación de materiales.

enlaces externos