Дослідження мінливості локальної міцності льоду шляхом впливу спектром інфрачервоного випромінювання різної довжини

Анотація

Об'єктом дослідження є взаємодія спектру інфрачервоного випромінювання з льодом. Робота була спрямована на визначення цієї взаємодії для можливості безпечного проходження маршруту судами льодового класу самостійно або в складі каравану в період зимової навігації, в замерзаючих акваторіях неарктичних морів і річок, плановано і без затримок. Для вирішення цього завдання в ході дослідження використовувалися коефіцієнти подібності, рівні розрахованим, і визначалися температурні інтервали, відповідні обраним дискретним інтервалам товщини льоду. Обробка даних лабораторних випробувань зводилася до статистичного аналізу, метою якого є визначення статистичних характеристик досліджуваних величин. А також встановлення кореляційних зв'язків між досліджуваними величинами і оцінкою значень міцності льоду малої забезпеченості. Це пов'язано з метою встановлення регресивних залежностей, що пов'язують межі міцності льоду і його температуру, солоність, а також щільність. Для вирішення аналогічної задачі різними науковими групами проводилися натурні дослідження і випробування криголамом «Діксон» (Росія) з різання льоду струменем температурно-активованої води або лазерним випромінюванням потужністю від 30 до 200 кВт, яке передається по оптико-волоконному кабелю.

У порівнянні з розглянутими способами, які мають недоліки в наступному:

– мобільність пристроїв;

– вага пристроїв;

– безперебійне забезпечення випромінювача досить великою потужністю протягом невизначеного часу;

– отримання киплячої води, яка утворюється при лазерному різанні льоду, що, в свою чергу, при низьких зовнішніх температурах повітря забезпечує швидке зрощення місця розрізу, яке стає набагато міцніше;

– порізані лазером шматки льоду в межах каналу будуть йти під судно. При наявності малих глибин це може зупинити рух судна або створити загрозу пошкодження корпусу судна. Завдяки результатам досліджень є можливим створення експериментальної самохідної автоматизованої установки для руйнування льоду замерзаючих акваторій і на підхідних каналах до порту, яка дозволяє:

– на першому етапі роботи раз'мягчати лід;

– на другому – його різати;

– на третьому етапі – перетворювати його в воду.