Гидродинамическая самопроточная система активации маршевой торпедной батареи
Полезная модель относится к системе забортной морской воды и предназначена для активации и охлаждения одноразовой маршевой торпедной батареи. Технический результат состоит в создании самопроточной системы забортной морской воды для активации и охлаждения одноразовой батареи торпеды с водометным движителем типа насадки. Для этого, в устройстве с известной системой забортной морской воды, содержащей трубопровод для самопротока забортной морской воды, отливной патрубок жестко соединен с батарейным отделением в нижней части герметичной переборки и выведен в виде локального отверстия отливного патрубка у рабочего колеса в проточный канал водометного движителя перед его рабочим колесом с возможностью локального воздействия на существующую окружную неравномерность поля скоростей текущей жидкости в проточном канале водометного движителя торпеды. Дополнительно введено решетчатое основание для расположения на нем электрической батареи, к которому прикреплено устройство, распределяющее набегающий поток одновременно в проточную часть трубопровода и внутрь электрической батареи, для активации работы одноразовой маршевой торпедной батареи.
Предлагаемая полезная модель относится к самопроточной судовой системе забортной воды, в частности к устройству трубопровода для подачи и отвода забортной морской воды в батарейное отделение торпеды, и предназначена для активации работы одноразовой маршевой торпедной батареи.
Для комплектования боевых торпед предназначены серебряно-цинковые и серебряно-магниевые батареи одноразового действия, которые активируются поступлением электролита к электродам, выполненным в виде блоков, непосредственно перед применением. Электролитом в такой батарее является проточная забортная морская вода. Омывающий электродные блоки поток морской воды выполняет одновременно две функции - электролита и хладагента.
В традиционных системах одноразовых торпедных батарей подача забортной морской воды осуществляется самотоком, а ее распределение в батарейном отделении и внутри батареи - рециркуляционным насосом.
Широко известно, что в морской подводной технике в качестве движителей на подводных объектах используются винтовые и водометные движители типа насадки.
Одним из основных преимуществ работающего водометного движителя является возникающий меньший гидродинамический шум по сравнению с шумом работающего винтового движителя.
В безнасосной гидродинамической самопроточной системе циркуляция забортной воды обеспечивается за счет движущего усилия, создаваемого водометным движителем, а именно: за счет разности давлений жидкости на
входе в трубопровод с одной стороны и в отливном патрубке, с другой стороны сообщающегося с зоной пониженного давления перед рабочим колесом водометного движителя.
Известна система забортной морской воды для активации и охлаждения одноразовой маршевой батареи винтовой торпеды, содержащая в нижней части батарейного отделения горловину с выдвижным водозаборником, для забора набегающего потока забортной морской воды рециркуляционный насос, обеспечивающий распределение поступающего потока забортной морской воды в окружающее электробатарею пространство и внутрь батареи к электродным пластинам, с возможностью активации работы и охлаждения одноразовой электробатареи торпеды. Отведение отработанной забортной морской воды из батарейного отделения в забортное пространство, в известной системе, обеспечено через сливную горловину рециркуляционным насосом. (Забнев А.Ф. Торпедное оружие. - М.: Воениздат, 1984. - С.20.).
Основным недостатком известной системы является то, что проток забортной морской воды в системе осуществляется с помощью рециркуляционного насоса, требующего самостоятельное энергообеспечение перед активацией торпедной батареи, что приводит к усложнению конструкционно-технологических показателей системы забортной морской воды. Отказ или сбой в работе рециркуляционного насоса снижает равномерное распределение забортной морской воды в батарейном отделении, что ведет к несвоевременной активации и перегреву маршевой одноразовой торпедной батареи из-за неравномерного циркулирования хладагента, что снижает надежность боевого применения торпеды.
От указанных недостатков свободно наиболее близкое к предлагаемой полезной модели, выбранное в качестве прототипа, известное устройство «Безнасосная самопроточная система охлаждения ядерной энергетической установки подводного корабля», в которой использована судовая система забортной морской воды, содержащая водометный движитель; самопроточную систему, включающую трубопровод для подачи в
теплообменник и отвода из него в забортное пространство корабля охлаждающей забортной воды. Входное отверстие водозаборника забортной воды расположено под днищем корабля и перпендикулярно набегающему потоку забортной воды при движении корабля. Водозаборник, соединенный с патрубком для подачи воды, помещен в обтекатель. Отливной патрубок охлаждающей забортной воды соединен с проточным каналом водометного движителя через перфорированную обшивку предкамеры. Такое взаимное расположение вышеперечисленных элементов необходимо для использования движущей силы и создания самопротока забортной воды в патрубках с возможностью уменьшения существующей окружной неравномерности поля скоростей текущей жидкости в проточном канале насадки водометного движителя и, как следствие, для уменьшения шумности корабля.
В прототипе самопроток охлаждающей забортной воды в системе охлаждения обеспечивается за счет подключения отливного патрубка в зону пониженного давления внутри насадки водометного движителя. Прохождение забортной воды из отливного патрубка через перфорированную обшивку предкамеры уменьшает окружную неравномерность поля скоростей в насадке водометного движителя, в результате чего уменьшается дополнительная шумность корабля, создаваемая работой водометного движителя. (Патент №39566 RU; МПК B 63 G 8/36, В 63 Н 11/02; F 28 B 1/02; дата подачи заявки 20.04.2004, дата публикации - 10.08.2004 Бюл. №22).
Несмотря на очевидное преимущество безнасосной самопроточной системы забортной воды, по сравнению с первым аналогом, в прототипе циркулирующая в системе морская вода, выполняет функцию хладагента и для нее не предусмотрены методы и средства прямого контакта морской воды, в качестве электролита с электродами в маршевой торпедной батарее, если использовать в ней известный по прототипу самопроток забортной морской воды. Следовательно, для активации маршевой торпедной батареи
требуется новое техническое решение безнасосной самопроточной судовой системы забортной морской воды.
От указанного недостатка свободна предлагаемая полезная модель «Гидродинамическая самопроточная система активации маршевой торпедной батареи», технической задачей которой является создание самопроточной системы забортной морской воды для активации и охлаждения одноразовой маршевой батареи торпеды с водометным движителем типа насадки.
Реализация указанной технической задачи предлагаемой полезной моделью позволяет добиться следующего технического результата:
надежного и безотказного самопротока и распределения забортной морской воды посредством устройства распределения, потока в проточную часть трубопровода и внутри электрической батареи в качестве электролита и хладагента в межэлектродные зазоры к электродным пластинам для одновременной активации и охлаждения одноразовой маршевой торпедной батареи, за счет постоянной циркуляции забортной морской воды в системе, создаваемой движущим усилием водометного движителя;
дополнительного уменьшения шумности торпеды с водометным движителем, достигаемого за счет того, что отливной патрубок жестко соединен с батарейным отделением в нижней части герметичной переборки отсека электродвигателя и выведен в виде локального отверстия отливного патрубка у рабочего колеса в проточный канал водометного движителя перед его рабочим колесом, с возможностью локального воздействия на существующую окружную неравномерность поля скоростей текущей жидкости в проточном канале водометного движителя торпеды и уменьшения ее.
Для достижения указанного технического результата предложена гидродинамическая самопроточная система активации маршевой торпедной батареи, включающая систему забортной морской воды для одновременной активации и охлаждения батареи, содержащая водометный движитель и
трубопровод для самопротока забортной морской воды. Трубопровод содержит водозаборник, проточную часть трубопровода и отливной патрубок. Для забора и поступления прямо в батарейное отделение забортной морской воды водозаборник выполнен в форме обтекателя гидродинамического типа перпендикулярно набегающему потоку забортной морской воды. Проточная часть трубопровода представлена батарейным отделением разделенным герметичной переборкой от отсека электродвигателя и в ней дополнительно к нижней части горизонтально жестко прикреплено, выполненное из диэлектрика, решетчатое основание для распределения на нем электрической батареи, а устройство, распределяющее набегающий поток забортной морской воды, выполнено в виде прямоугольного металлического листа покрытого диэлектриком, жестко прикрепленного поперечной частью листа к решетчатому основанию электрической батареи, противоположная поперечная часть листа плавно изогнута вверх и вокруг нижнего ребра батареи. Это обеспечивает самопротоком распределение набегающего потока забортной морской воды одновременно в проточную часть трубопровода (батарейное отделение) и внутрь электрической батареи, в качестве электролита к электродным пластинам для активации работы электрической батареи.
Отличием является и то, что отливной патрубок жестко соединен с батарейным отделением в нижней части герметичной переборки и выведен в виде локального отверстия отливного патрубка у рабочего колеса, с возможностью локального воздействия на существующую окружную неравномерность поля скоростей текущей жидкости в проточном канале водометного движителя торпеды.
Такое взаимное расположение вышеперечисленных конструктивных элементов необходимо для использования движущей силы, возникающей при работе водометного движителя при движении торпеды, и создания самопротока выполняющей функции электролита и хладагента, забортной морской воды в системе, с возможностью уменьшения существующей
окружной неравномерностью поля скоростей текущей жидкости в проточном канале, а также в плоскости диска рабочего колеса насадки водометного движителя, и как следствие уменьшения шумности торпеды.
Сущность полезной модели поясняется чертежами фиг.1 и фиг.1а, объединенных одним замыслом, поясняющим функциональную схему.
Фиг.1. Гидродинамическая самопроточная система активации маршевой торпедной батареи. Функциональная схема.
Фиг.1а. Гидродинамическая самопроточная система активации маршевой торпедной батареи. Функциональная схема. Поперечный разрез батарейного отделения.
На фиг.1 показана функциональная схема гидродинамической самопроточной системы активации маршевой торпедной батареи:
1 - рабочее колесо;
2 - насадка;
3 - проточный канал;
4 - стабилизатор;
5 -вал;
6 - электрический двигатель;
7 - отсек электрического двигателя;
8 - герметичная переборка;
9 - электрическая батарея;
10 - самопроток забортной морской воды;
11 - батарейное отделение;
12 - водозаборник;
13 - устройство распределения набегающего потока;
14 - поперечная часть прямоугольного металлического листа;
15 - решетчатое основание;
16 - отливная горловина;
17 - утилизированный поток жидкости;
18 - отливной патрубок;
19 - локальное отверстие;
20 - контрпропеллер.
На фиг.1a показана функциональная схема гидродинамической самопроточной системы активации маршевой торпедной батареи; поперечный разрез батарейного отделения, имеющую нумерацию элементов тождественную нумерации элементов на фиг.1:
8 - герметичная переборка;
9 - электрическая батарея (в разрезе);
10 - самопроток морской забортной воды;
12 - водозаборник;
13 - устройство распределения набегающего потока;
14 - поперечная часть прямоугольного металлического листа;
15 - решетчатое основание;
21 - электродные пластины.
Работа системы активации торпедной батареи происходит следующим образом: после транспортировки торпеды к месту ее применения, в момент входа торпеды в воду, по методике известной из технических описаний торпед, пиротехническими средствами отстреливаются герметичные крышки, закрывающие трубопровод для самопротока забортной морской воды. Набегающий поток забортной морской воды обтекая торпеду в ее нижней части забирается водозаборником 12, подается в батарейное отделение 11 на устройство распределения набегающего потока 13. Устройство распределения 13, жестко прикреплено поперечной частью прямоугольного металлического листа 14 к решетчатому основанию 15 электрической батареи 9.
Мощный поток забортной морской воды, распределенный устройством 13 самопротоком 10, направляется внутрь электрической батареи 9 в межэлектродные зазоры к электродным пластинам 21, в качестве электролита и хладагента, для активации и охлаждения электрической батареи 9. После поступления забортной морской воды внутрь батарейного отделения 11 к
электродным пластинам 21, начинается механизм химической реакции между ними и электролитом - забортной морской водой, в результате чего электрическая батарея 9 активируется.
Электрический двигатель 6, расположенный за герметичной переборкой 8 в отсеке электрического двигателя 7, преобразует электроэнергию от маршевой электрической батареи 9 в механическую энергию, для вращения вала 5 и рабочего колеса 1 водометного движителя, создает тягу и поступательное движение торпеды. При движении торпеды, в насадке 2 водометного движителя возникает разряжение, способствующее постоянному поддержанию самопротока 10 забортной морской воды во всей проточной части системы.
После активации электрической батареи 9, утилизированный поток жидкости 17, уносящий с собой продукты химической реакции работающей электрической батареи 9, утилизируется через отливную горловину 16 в отливной патрубок 18 и проточный канал 3 водометного движителя. Отливной патрубок 18 жестко соединен с батарейным отделением 11 в нижней части герметичной переборки 8, выведен через отсек электрического двигателя 7 в виде локального отверстия 19 перед рабочим колесом 1, в проточный канал 3 водометного движителя торпеды.
Такое взаимное расположение вышеперечисленных конструктивных элементов самопроточной системы забортной морской воды необходимо для использования движущей силы и создания самопротока забортной морской воды в отливном патрубке 18, с возможностью поддержания самопротока 10, в системе активации маршевой торпедной батареи 9 и локального уменьшения, существующей из-за воздействия стабилизатора 4, окружающей неравномерности поля скоростей текущей жидкости в проточном канале 3 у рабочего колеса 1 насадки водометного движителя и как следствие уменьшения шумности торпеды и снижения ее акустической заметности для средств противолодочной обороны. Кроме того, применение водометного движителя в торпеде снижает непреднамеренные акустические,
вибрационные и другие помехи, влияющие на точность работы технических средств управления морским объектом, а уменьшение шумности торпеды, оснащенной акустической головкой самонаведения, приводит к увеличению точности наведения на поражаемый объект.
Заявленная полезная модель промышленно применима, так как при ее реализации используются широко распространенные компоненты и изделия торпедостроения.
1. Гидродинамическая самопроточная система активации торпедной батареи, включающая систему забортной морской воды для одновременной активации и охлаждения батареи, содержащую водометный движитель, трубопровод для самопротока забортной морской воды, образованный водозаборником, расположенным в нижней части батарейного отделения торпеды, устройством, распределяющим набегающий поток в проточной части трубопровода, которая представлена батарейным отделением. разделенным герметичной переборкой от отсека электрического двигателя и соединенным с отливным патрубком, выходящим в проточный канал водометного движителя, с возможностью поддержания самопротока в трубопроводе и уменьшения существующей окружной неравномерности поля скоростей текущей жидкости в проточном канале насадки водометного движителя, отличающаяся тем, что отливной патрубок жестко соединен с батарейным отделением в нижней части герметичной переборки и выведен в виде локального отверстия отливного патрубка у рабочего колеса в проточный канал водометного движителя перед его рабочим колесом с возможностью локального воздействия на существующую окружную неравномерность поля скоростей текущей жидкости в проточном канале водометного движителя торпеды; а внутри к нижней части батарейного отделения горизонтально жестко прикреплено, выполненное из диэлектрика, решетчатое основание для расположения на нем электрической батареи, причем форма устройства, распределяющего набегающий поток, выполнена в виде прямоугольного металлического листа, покрытого диэлектриком, жестко прикрепленного поперечной частью листа к решетчатому основанию электрической батареи, а противоположная поперечная часть листа плавно изогнута вверх и вокруг нижнего ребра батареи, с возможностью распределения набегающего потока забортной морской воды одновременно в проточную часть трубопровода и внутрь электрической батареи, в качестве электролита самопротоком к электродным пластинам, для активации работы электрической батареи.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что водозаборник выполнен в форме обтекателя гидродинамического типа.
