МОДЕЛЬНАЯ ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПОСЛЕСТАРТОВОГО ЗАТОПЛЕНИЯ ПУСКОВОЙ ШАХТЫ

Полезная модель относится к области экспериментальной стендовой отработки гидрогазодинамики подводного старта ракет, а более конкретно к конструкции модельной пусковой установки для исследования параметров процесса послестартового затопления пусковой шахты при подводном запуске ракеты.
Известна конструкция модельной пусковой установки для отработки подводного старта [1], монтируемой на подвижной платформе, перемещаемой по дну гидробассейна, содержащей основание для размещения на нем моделей пусковых шахт с моделями ракет, систему подвеса модельной пусковой установки на подвижной платформе, энергетические средства старта моделей ракет и средства измерения исследуемых параметров старта, при этом основание выполнено в виде единой плиты, на которой в окрестностях исследуемой модели пусковой шахты установлены модели соседних пусковых шахт с моделями ракет, участвующих в залповой стрельбе, а система подвеса выполнена в виде двух силоизмерителей, кинематически связанных с одной стороны с пространственной силовой фермой, закрепленной на подвижной платформе, а с другой стороны через элементы регулирования усилий и стенки моделей пусковых шахт с единой плитой, на которой жестко закреплены направляющие, взаимодействующие с пространственной силовой фермой.
Известна также конструкция модельной пусковой установки для отработки подводного старта [2], монтируемой на подвижной платформе, перемещаемой по дну гидробассейна, содержащей модель пусковой шахты с моделями ракет, размещенных в моделях пусковых контейнеров, силовую раму с системой подвеса модельной пусковой шахты, закрепленную на подвижной платформе, энергетические средства старта моделей ракет и средства измерения исследуемых параметров старта. Модель пусковой шахты выполнена в виде жесткой пространственной фермы, состоящей из связанных между собой верхней и нижней плит, последняя из которых опирается на осевой силоизмеритель, а система подвеса выполнена в виде кинематически связанных с силовой рамой упругих пластин, при этом модели пусковых контейнеров установлены в призменных опорах, размещенных на верхней плите жесткой пространственной фермы в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, а в нижней части фермы смонтированы упругие пластины, взаимодействующие с тензодержавкой, натяжные устройства, нагружающие в осевом направлении заданным усилием пусковые контейнеры, и шариковые упоры, исключающие перемещение пусковых контейнеров в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, при пуске моделей.
Общий недостаток указанных конструкций заключается в том, что для исследования параметров процесса послестартового затопления пусковой шахты необходимо проведение пуска модели ракеты из модели пусковой шахты, требующее значительных материальных затрат на снаряжение энергетических средств старта модели ракеты дорогостоящими твердотопливными зарядами и средствами их воспламенения, а также трудозатрат на выполнение других операций, необходимых для пуска модели ракеты. Кроме того, при проведении пуска модели исключена возможность измерения полного напора потока из-за невозможности установки датчиков полного давления во внутренней полости модели шахты, в которой в предстартовом положении, в объеме, где они должны быть установлены, размещена модель ракеты.
Несмотря на указанные недостатки, конструкция модельной пусковой установки, защищенная патентом RU №86721 [2], может быть принята за прототип.
Техническим результатом, направленным на устранение указанных недостатков, является создание модельной пусковой установки для отработки подводного старта, которая позволяет:
- проводить исследования параметров процесса послестартового затопления пусковой шахты со значительным сокращением материальных и трудозатрат за счет исключения операций, необходимых при пуске модели ракеты из модели пусковой шахты;
- увеличить объем получаемой в модельном эксперименте информации за счет измерения полного давления во внутренней полости модели шахты.
Указанный технический результат достигается тем, что патентуемая модельная пусковая установка для исследования параметров процесса послестартового затопления пусковой шахты, содержит подвижную платформу, перемещаемую по рельсовому пути, проложенному на дне гидробассейна, модели пусковых шахт и системы управления и измерения исследуемых параметров, при этом на верхнем срезе одной или нескольких моделей пусковых шахт герметично установлена изготовленная из полиэтиленовой пленки мембрана, выдерживающая заданный требованиями методики моделирования перепад давления и принудительно разрушаемая по периметру посредством нагрева нихромовой спирали в заданный момент времени, а во внутренней полости модели пусковой шахты установлены датчики полного давления.
Такая конструкция позволяет проводить исследования параметров процесса послестартового затопления пусковой шахты со значительным сокращением материальных и трудозатрат за счет исключения снаряжения энергетических средств старта модели ракеты дорогостоящими твердотопливными зарядами и средствами их воспламенения и других операций, необходимых для проведения пуска модели ракеты, с одновременным увеличением объема получаемой в модельном эксперименте информации за счет установки датчиков полного давления во внутренней полости модели пусковой шахты.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где:
на Фиг.1 представлен общий вид модельной пусковой установки;
на Фиг.2 - выносной элемент А на Фиг.1;
на Фиг.3 - выносной элемент Б на Фиг.2.
Модельная пусковая установка (Фиг.1) содержит подвижную платформу 1, которая перемещается по рельсовому пути 2, проложенному на дне 3 гидробассейна 4, модели 5 пусковых шахт и герметичные блоки 6 систем управления и измерения исследуемых параметров. На фланце 7 (Фиг.2 и 3) верхнего среза 8 одной или нескольких моделей 5 пусковых шахт герметично установлена изготовленная из полиэтиленовой пленки мембрана 9, выдерживающая заданный требованиями методики моделирования перепад давления и принудительно разрушаемая по периметру посредством нагрева нихромовой спирали 10 в заданный момент времени. В исходном положении нихромовая спираль 10 укладывается в кольцевую канавку текстолитового кольца 11. Затем устанавливается мембрана 9, а по обе стороны текстолитового кольца 11 укладываются прокладки 12, которые поджимаются к фланцу 7 верхнего среза 8 модели 5 пусковой шахты кольцом 13. Нихромовая спираль 9 кабелем 14 через гермоввод 15 соединена с источником питания (на чертежах не показан). Для вакуумирования (или наддува) внутренняя полость моделей 5 пусковых шахт соединена трубопроводами 16 с системами вакуумирования и наддува (на чертежах не показаны). Для исследования процессов послестартового затопления шахт на моделях 5 установлены датчики давления 17, измеряющие гидростатическое давление на стенки и днище внутренней полости модели шахты в различных ее точках при затоплении, датчики 18 полного давления, измеряющие полный напор потока, представляющий из себя сумму гидростатического и динамического (называемого также скоростным напором) давления при затоплении модели шахты. Кроме того, на стенке модели шахты установлены датчики 19 сплошности среды, позволяющие дать оценку поведения газовой фазы при затоплении модели шахты.
Установка работает следующим образом.
В исходном положении модельная пусковая установка с моделями 5 пусковых шахт с установленными на них датчиками давления 17, полного давления 18 и сплошности среды 19 находится на позиции над уровнем в гидробассейне. В этом положении на верхний срез 8 каждой, из задействованных в эксперименте моделей шахт устанавливается через уплотнительную прокладку 12 текстолитовое кольцо 11, в канавку которого укладывается нихромовая спираль 10, соединенная кабелем 14 через гермовывод 15 с источником питания. Поверх текстолитового кольца укладывается изготовленная из полиэтиленовой пленки мембрана 9, поджимаемая через уплотнительную прокладку 12 кольцом 13 таким образом, чтобы она касалась нихромовой спирали независимо от знака направления действия заданного перепада давления. После проверки герметичности внутренних полостей моделей пусковых шахт и включения системы измерений исследуемых параметров производится погружение в воду модельной пусковой установки на смонтированую на рельсовом пути 2 гидробассейна 4 подвижную платформу 1. В этом положении средства измерений устанавливаются на нулевых отметках и через трубопровод 16 производится наддув либо вакуумирование внутренних полостей модельных пусковых шахт до заданного значения перепада давления по верхнему срезу 8 модели 5 пусковой шахты. Дальнейшие операции: перемещение по рельсовому пути 2 подвижной платформы 1 с модельной пусковой установкой с заданной скоростью, моделирующей ход подводной лодки, подача напряжения на нихромовую спираль 10, при нагреве которой осуществляется прожигание мембраны 9, обеспечивающее начало процесса затопления модели 5 пусковой шахты, моделирующего послестартовое затопление, запись измеряемых параметров на регистрирующую аппаратуру системы измерения в гермоблоках 6 и останов подвижной платформы на заданном участке ее движения осуществляются по команде с пульта управления экспериментом в автоматическом режиме.
По окончании эксперимента подвижная платформа 1 с модельной пусковой установкой возвращается по команде с пульта управления в начало рельсового пути, откуда модельная пусковая установка поднимается из воды на исходную позицию для подготовки к следующему эксперименту.
Полезная модель позволяет при проведении исследований параметров процесса послестартового затопления пусковой шахты значительно сократить материальные и трудозатраты за счет исключения снаряжения энергетических средств старта модели ракеты дорогостоящими твердотопливными зарядами и средствами их воспламенения, а также других операций, необходимых для проведения пуска модели ракеты, с одновременным увеличением объема получаемой в модельном эксперименте информации за счет установки датчиков полного давления во внутренней полости модели пусковой шахты.
Источники информации:
1. Патент RU №69995. Модельная пусковая установка для отработки подводного старта. МПК G01M 10/10 (2007.01), F41F 3/07 (2007.01). Приоритет от 4.09.07 г.
2. Патент RU №86721. Модельная пусковая установка для отработки подводного старта. МПК F41F 3/07 (2009.01), G01M 10/10 (2009.01). Приоритет от 21.04.09 г.
3. Патент RU 88803. Стенд для отработки подводного старта ракет. Кл. МПК G01M 10|10 (2006.01). Приоритет от 04.06.2009 г.
4. Патент RU 91166. Стенд для отработки подводного старта ракет. Кл. МПК G01M 10|10 (2006.01), F41F 3/07 (2006.01). Приоритет от 30.06.2009 г.
5. Патент RU №20829336. Способ имитации условий старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления. МПК F41F 3/07. Приоритет от 27.05.1994 г.
6. Патент US 3128671. Моделирующая установка для исследования запуска ракет из-под воды. (С1. 89-1.7). Опубликован 14.04.1964 г.