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Método de resonancia para la destrucción del hielo

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

Resonancia

Si se aplica una fuerza estática a una capa de hielo, esta se doblará ligeramente antes de sufrir una falla catastrófica. Dado que el hielo se doblará ligeramente cuando cualquier vehículo capaz se desplace sobre agua cubierta de hielo, se deduce que viajar a una velocidad crítica puede imponer una flexión suficiente de la capa de hielo para causar resonancia , y esto puede dar como resultado una retroalimentación positiva que amplifique efectivamente la oscilación dentro del cuerpo de agua que sostiene el hielo debajo del vehículo.

Ondas de gravedad flexurales

Las ondas de gravedad flexurales (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 gravitacionales de flexión producidas por automóviles en movimiento, trenes en pasos a nivel, aviones durante el despegue y aterrizaje, etc. Sin embargo, en la actualidad los vehículos más apropiados para la implementación del método son los aerodeslizadores anfibios , también conocidos como vehículos de colchón de aire (ACV). [ cita requerida ]

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

Descripción general de la técnica

El movimiento de una carga sobre la capa de hielo genera un sistema de ondas gravitacionales de flexión, que es una combinación de las vibraciones de flexión de la placa de hielo y las ondas gravitacionales asociadas en el agua. Cuando la velocidad de la carga se acerca a la velocidad de fase mínima de las ondas gravitacionales de flexión, el agua deja de sostener la capa de hielo y el soporte se logra únicamente mediante las propiedades elásticas del hielo. La amplitud de las ondas gravitacionales de flexión 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 rompehielos. 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 capas de nieve y hielo, hielo roto y aguas abiertas. La ausencia casi total de corrientes de aire en los aerodeslizadores permite romper el hielo en charcos de cualquier profundidad.

El uso de un aerodeslizador para la destrucción del hielo es deseable porque este tipo de vehículo permite una combinación de transporte y rotura del hielo, y sus cualidades todoterreno facilitan la operación durante todo el año.

La alta velocidad de destrucción del hielo por parte de los aerodeslizadores puede permitir la apertura temprana de tramos individuales de ríos y embalses. Esto no solo puede aumentar el período de navegación, sino que también puede evitar el fenómeno de la congelación. El funcionamiento de un ACV en el régimen resonante es eficaz no solo en el hielo superficial sino también en el hielo profundo, y esto puede evitar los desastres que ocurren durante la congelación y la deriva .

Investigación

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

Referencias

  1. ^ Milewski, P. y Wang, Z (2013). "Ondas de gravedad y flexión tridimensionales (resumen)". Estudios en Matemáticas Aplicadas . 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". pp. –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