Транспортно-пусковой контейнер
Транспортно-пусковой контейнер относится к области выталкивающих систем и устройств в судостроении, в частности к устройствам для дистанционного отделения подводных аппаратов от носителя. Транспортно-пусковой контейнер содержит заполненную ингибитором и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации, пусковое устройство с ресивером газа высокого давления, включающее клапаны и поршень, установленный возможностью перемещения в пусковой трубе, конструктивные элементы для обеспечения продольной и поперечной фиксации подводного аппарата и фиксации его от разворота. На задней части цилиндрической пусковой трубы герметично установлена дополнительная секция, в корпусе которой размещен ресивер с газом высокого давления с образованием расширительной камеры между поршнем пускового устройства и ресивером объемом, составляющим 20-45% от объема последнего, при этом в расширительной камере выполнены упоры для фиксации положения поршня и расположены пусковой клапан и выходная магистраль основного клапана, установленная в той части корпуса ресивера, которая герметизирует расширительную камеру пускового устройства. Функцию регулятора газа высокого давления выполняют управляемый электромагнитным приводом пусковой клапан и основной клапан, формирующий расход газа в зависимости от величины давления в ресивере и/или в расширительной камере. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является оптимизация конструктивного решения, автоматизированная самонастройка пусковой системы транспортно-пускового контейнера с учетом забортного давления и минимальная связь с комплексом устройств носителя подводного аппарата.
Изобретение относится к области выталкивающих систем и устройств в судостроении, в частности к устройствам для дистанционного отделения подводных аппаратов от носителя.
Известно «Устройство для выпуска торпед» по заявке Японии 
62-61800, F41F 3/10, 1987 г., включающее цилиндрический контейнер, размещенные в нем поршневые толкатели, тормозные устройства, пусковое устройство с источником газа высокого давления.
Известно также аналогичное «Устройство для выталкивания подводных снарядов» по патенту РФ 2076299, F41F 3/10, 1997 г., отличающийся тем, что источник газа высокого давления выполнен в виде твердотопливного генератора, а тормозное устройство сделано гидравлическим и расположено в нерабочих полостях телескопических толкателей.
Общим недостатком аналогов является приложение сосредоточенной нагрузки непосредственно к выталкиваемому изделию, что обуславливает необходимость увеличения диаметра пусковой трубы для обеспечения подтока воды для замещения изделия. Кроме того, пороховой газогенератор эффективен в ограниченном диапазоне противодействующего гидростатического давления.
Наиболее близким техническим решением является «Транспортно-пусковой контейнер» по п. РФ 2343391, 2009 г., сущность которого заключается в том, что телескопический толкатель взаимодействует с подводным аппаратом через упорное устройство, выполненное в виде поршня, установленного с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, в передней части которой размещено кольцо обтюрации. Поршень и кольцо обеспечивают поперечную фиксацию аппарата. Наличие упора на передней крышке пусковой трубы и упругой втулки на внутренней торцевой стенке поршня обеспечивает продольную фиксацию аппарата. Для фиксации аппарата от разворота на внутренней стороне поршня выполнены продольные пазы, а внешней его стороне - гнезда, и те и другие взаимодействуют с упорами, установленными в задней части пусковой трубы. Кольцо обтюрации и передняя часть поршня снабжены взаимодействующими друг с другом элементами для гидравлического торможения поршня в конце хода. Пусковая труба заполненная ингибитором, имеет переднюю и сдвижную заднюю крышки. Телескопический толкатель размещен на задней крышке.
К основным недостаткам прототипа относятся увеличенные габариты пусковой трубы из-за необходимости обеспечения подтока воды при сдвинутой задней крышке и большая конструктивно-технологическая сложность транспортно-пускового контейнера (ТПК), что требует высокие ресурсные затраты при разработке, создании и серийном выпуске контейнеров.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является оптимизация конструктивного решения, автоматизированная самонастройка пусковой системы транспортно-пускового контейнера с учетом забортного давления, минимальная связь с внутрилодочным комплексом устройств.
Поставленная задача достигается тем, что в конструкции транспортно-пускового контейнера, содержащего заполненную ингибитором и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, пусковое устройство с ресивером газа высокого давления, включающее клапаны и поршень, установленный в пусковой трубе с возможностью перемещения вдоль нее, а также конструктивные элементы для обеспечения продольной и поперечной фиксации подводного аппарата и фиксации его от разворота, на задней части цилиндрической пусковой трубы герметично установлена дополнительная секция, в корпусе которой размещен ресивер с газом высокого давления с образованием расширительной камеры между поршнем пускового устройства и ресивером объемом, составляющим 20-45% от объема последнего, при этом в расширительной камере выполнены упоры для фиксации положения поршня и расположены пусковой клапан и выходная магистраль регулятора газа высокого давления, установленная в той части корпуса ресивера, которая герметизирует расширительную камеру пускового устройства. Функцию регулятора газа высокого давления выполняют управляемый электромагнитным приводом пусковой клапан, выполненный сечением 5-10% от полного проходного сечения регулятора и основной клапан, формирующий расход газа в зависимости от величины давления в ресивере и/или в расширительной камере, с закономерно увеличивающимся при пуске подводного аппарата проходным сечением таким образом, что при падении давления в ресивере до 0,9-0,95 от начального проходное сечение составляет 0,6-0,7 от максимального, а полное раскрытие происходит при остаточном давлении в ресивере, составляющим 0,75-0,85 от начального.
Сравнительно большой объем расширительной камеры в сочетании с требуемым законом раскрытия проходного сечения пускового и основного клапанов обеспечивают в автоматическом режиме пуск подводного аппарата с заданной выходной скоростью на заданной глубине погружения подводной лодки при наличии только управляющего электросигнала на приводе пускового клапана.
Предлагаемая конструкция полезной модели «Транспортно-пусковой контейнер» представлена на чертеже:
фиг.1 - транспортно-пусковой контейнер в разрезе.
На фигуре показан ТПК в разрезе, в котором подводный аппарат 1 размещен в пусковой трубе 2, расточенной под поршень 3 и с неподвижно установленным в передней ее части обтюрирующим кольцом 4, образующим с внутренней поверхностью пусковой трубы 2 демпфирующую полость 5. Пусковая труба 2 заполнена ингибитором и загерметизирована разрывной мембраной 6. Передняя часть поршня оформлена в виде кольцевого плунжера 7, который формирует по ходу поршня сокращающийся объем демпфирующей полости 5. Вытесняемая жидкость из полости 5 выходит через уменьшающееся сечение, что обуславливает возникновение в ней давления, воздействующего на плунжер 7. Со стороны пускового устройства к пусковой трубе герметично пристыкована дополнительная секция, корпус 8 которой одновременно является и корпусом ресивера газа высокого давления (клапаны наполнения газом и сброса газа на фиг. не показаны), с образованием расширительной камеры 9 ограниченной с другой стороны основанием поршня 3. В расширительной камере размещены пусковой 10 с электромагнитным приводом и основной 11, установленный в корпусе ресивера с выходной магистралью в сторону расширительной камеры, клапаны. В конструкции основной части пусковой трубы для работы поршня 3 установлены упругий кольцевой стопор 12 и упоры 15, под челноки 13 подводного аппарата в поршне выполнены пазы 14.
Транспортно-пусковой контейнер работает следующим образом.
После снаряжения ТПК на арсенале и подачи его на корабль в ингибиторе пусковой трубы 2 между разрывной мембраной 6 и кольцевым стопором 12 под забортным давлением располагается подводный аппарат 1, опирающийся калиброванной частью на обтюрирующее кольцо 4 и удерживающийся от разворота челноками 13 в пазах 14 внутренней поверхности поршня 3, взаимодействующего с упорами 15, установленными в расширительной камере 9. В ней также размещены клапаны регулирующие расход газа высокого давления (в простейшем случае - воздуха) - пусковой 10 и выходная магистраль основного 11 клапана, корпус которого находится в полости ресивера 8. В расширительной камере и внутренних полостях основного клапана находится воздух под атмосферным давлением.
Для осуществления пуска подводного аппарата после подачи питания на электромагнитный привод пускового клапана 10 (см. фиг.) начинается истечение газа из ресивера 8 в расширительную камеру 9, по достижении в которой давления выше забортного гидростатического и сил сопротивления поршень 3 начинает перемещаться в пусковой трубе, сначала выжимая из нее ингибитор через обтюрацию, а, по мере дальнейшего возрастания давления, и подводный аппарат 1. При этом за счет избыточного, по отношению к забортному, давления и выдвижения аппарата 1 мембрана 6 разрывается, освобождая путь для его дальнейшего выхода.
Основной клапан 11 с закономерно увеличивающимся при пуске подводного аппарата проходным сечением открывается при падении давления в ресивере до 0,9-0,95 от начального давления, при этом его проходное сечение составляет 0,6-0,7 от максимального сечения, а полное раскрытие происходит при остаточном давлении в ресивере, составляющим 0,75-0,85 от начального.
Математическое моделирование работы транспортно-пускового контейнера показало, что назначенный начальный объем расширительной полости и установленные моменты срабатывания основного клапана обеспечивают выпуск подводного аппарата в заданном диапазоне глубин с достаточной выходной скоростью.
1. Транспортно-пусковой контейнер, содержащий заполненную ингибитором и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, пусковое устройство, включающее клапаны и поршень, установленный с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, и ресивер с газом высокого давления, отличающийся тем, что пусковая труба выполнена с дополнительной секцией, в корпусе которой размещен ресивер с образованием расширительной камеры между поршнем пускового устройства и последним, в расширительной камере установлены упоры для фиксации положения поршня и расположены пусковой клапан и выходная магистраль основного клапана, установленного в части корпуса ресивера, герметизирующая расширительную камеру пускового устройства.
2. Транспортно-пусковой контейнер по п.1, отличающийся тем, что расширительная камера пускового устройства выполнена объемом, составляющим 20-45% от объема ресивера с газом высокого давления.
