DK159609B - Fremgangsmaade til understoetning af en isbrydning - Google Patents

Description

i

DK 159609 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til understøtning af en isbrydning under anvendelse af laserstråler, med hvilke isen bestråles med laserstråler for at reducere isens styrke inden den egentlige isbrydning ved 5 hjælp af et skib.

For at holde tilisede havområder fri til skibsfarten indsættes isbrydere, der i årtier har været praktisk talt uforandrede i byggemåde. Disse konventionelIle isbrydere lider under et højt energiforbrug, lille arbejdshastighed, 10 hyppige skader på grund af isen og tillige dårlige søgående egenskaber i frit hav.

Et væsentligt fremskridt blev oppnået med en fremgangsmåde, der anvendte princippet med skærebrydning. Også ved denne nyudviklede isbrydningsform kan der kun sikres en 15 opfimal isbrydning ved bestemte istykkelser og i begrænsede hastighedsområder, således at dette isbryderkoncept har behov for supplerende isbryderhjælp, når arbejdshastigheden skal forøges yderligere. Der kendes mekaniske isbrydningshjælpemidler, med hvilke isen kan forsynes med ridser og 20 bringes til at revne.

Fra japansk patentoffentliggørelse nr. 53-80694 kendes en fremgangsmåde til bestråling af is. Der er her tale om en termisk fremgangsmåde, ved hvilken isen bestråles under anvendelse af ultralyd med høj energi. Der kendes lige-25 ledes en termisk fremgangsmåde fra japansk patentoffentliggørelse nr. 58-487, ved hvilken der ved hjælp af laserstråler dannes revner, idet der her ligeledes gennemføres en termisk skæring i isen. Ved denne fremgangsmåde anvendes der en laser med høj energiudstråling og som arbejder med infra-30 røde eller UV-stråler (i området ved 10^4 Hz). Også i US-pa-tentskrift nr. 3.539.221 bringes en infrarød laser i anvendelse til frembringelse af huller i sten.

Den opgave, der ligger til grund for opfindelsen, er at tilvejebringe en fremgangsmåde af den indledningsvis 35 nævnte art, som kan genneføres på enkel måde med et ringe energiforbrug, og som muliggør en virkningsfuld forberedelse af isen, således at den er lettere og hurtigere at bryde.

I henhold til opfindelsen løses denne opgave ved, at

DK 159609 B

2 isen bestråles ved hjælp af en højfrekvensmoduleret laser med højfrekvente svingninger med en sådan frekvens, at de inter- og intramolekylære svingningsfrekvenser - fononer - i krystalstrukturen anslås med henblik på at forandre de meka-5 niske egenskaber af isen.

Fordelagtige udførelsesformer for opfindelsen fremgår af de uselvstændige krav.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ændres isens struktur forud for den egentlige brydningsproces ved at de 10 inter- og intramolekylære svingningsfrekvenser i isens krystalstruktur anslås ved hjælp af højfrekvente svingninger med en forholdsvis lav energi.

Bestrålingen bevirker, at isens karakteristika, såsom dens styrke, elasticitetsmodul, stødmodul og brudforlængelse 15 forandres på en sådan måde, at arbejdet i den efterfølgende brydningsproces fomindskes.

Med fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan også brydes is op med en forudbestemt geometri, idet konturen i isfladen, som ønskes brudt op, bestråles og derved kommer til at 20 udgøre en forudbestemt brudflade.

Ifølge en foretrukken udformning i henhold til opfindelsen bestråles isen i en art raster langs forudbestemte baner. Derved ændres krystalstrukturen og dermed de mekaniske egenskaber af isen over den samlede flade. Styrken og E-25 modulet formindskes i dette område, således at der fordres væsentligt mindre energiforbrug- af den i tilslutning hertil gennemsejlende isbryder.

Der findes anvendelser, f.eks. forskningsarbejder, ved hvilke der ønskes en om muligt homogen strukturændring 30 af isen. I dette tilfælde foreslås det at anvende eri bred stråle for om muligt fladevist af få isen til at ændre sine mekaniske egenskaber og dermed opnå en ensartet strukturforandring .

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ikke blot egnet 35 for havis, men også for ethvert islag (gletchere, bjergsøer og andet), der skal brydes.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjælp af tegningen, på hvilken: 3

DK 159609 B

Fig. 1 viser en banevis bestråling af en isflade, og fig. 2 en flademæssig bestråling af en isflade.

Isen bestråles med fotoner, idet der som bestrålingsorgan anvendes en laser, Sådanne bestrålinger frembyder sam-5 menlignet med kendte mekaniske fremgangsmåder en væsentligt enklere isbrydningshjælp. Strålingsapparatet i form af en højfrekvensmoduleret laser føres frem og tilbage som vist på fig. 1 med sin energistråle 15 langs parallelle baner 11 over isen. Ved hjælp af de højfrekvente svingninger, hvis 10 frekvens er således afstemt, at de inter- og intramolekylære svingningsfrekvenser i isen anslås, forandres strukturen af isen langs indstrålingsområderne i form af baner 11 og dermed nedsættes styrken. Isen lader sig som følge heraf lettere bryde i det bestrålede område 12 end i på ikke forbehand-15 lede steder 13.

I overlapningsområder 14 mellem to indstrålingsbaner 11 kan der på grund af den dobbelte bestråling ske en yderligere strukturforandring.

Vil man undgå denne inhomogenitet i den nye struktur 20 eller reducere denne, anvender man en bred energistråle 15', der påvirker isen 16 over en stor flade i en enkelt gennemgang.

En yderligere anvendelsesmulighed er bestrålingen af enkelte forudbestemte, retliniede eller krumme baner, der 25 skal tjene som forudbestemte brudflader, og som bestemmer størrelsen og geometrien af den brudte is.

30

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til understøtning af en isbrydning un-5 der anvendelse af laserstråler, med hvilke isen bestråles med laserstråler for at reducere isens styrke inden den egentlige isbrydning ved hjælp af et skib, kendetegnet ved, at isen bestråles ved hjælp af en højfrekvensmoduleret laser med højfrekvente svingninger 10 med en sådan frekvens, at de inter- og intramolekylære svingningsfrekvenser - fononer - i krystalstrukturen anslås med henblik på at forandre de mekaniske egenskaber af isen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at isen bestråles flademæssigt. 15

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at isen bestråles i en art raster langs forudbestemte baner. 20 25