Теплоизолирующий надувной купол
THERMAL INSULATING INFLATED DOME

Изобретение относится к области военной техники, такой как защита от выявления дислокации агрегатов оборонного назначения, выделяющих в процессе эксплуатации тепловую энергию (дизельные установки и т.д.) в полевых условиях.
Известен способ защиты оператора и устройство для его осуществления путем установки защитного экрана (ограждения), выполненного в виде установленных с зазором и жесткосвязанных в ряд пластин из сетки с высокой теплоотражающей способностью, расположенных в одной плоскости и перемещающихся со скоростью 30-50 колебаний в секунду с помощью вибратора [А.с. СССР №1021866, МПК F16P 1/02, 1983].
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, наличие вибратора, приводящее к возникновению вибрации, повышенный нагрев экрана, а также недостаточный коэффициент теплозащиты и затруднения при совмещении вибрирующего экрана с другими средствами теплозащиты, что снижает его эффективность.
Более близким к предлагаемому изобретению является панель (ограждение) для тепловой защиты объектов в условиях невесомости, содержащая герметичные ячейки, заполненные циркулирующим в них хладагентом, боковые поверхности каждой из которых примыкают к соседним ячейкам, а торцы обращены к объекту и окружающей среде, причем на боковых поверхностях и на одном из торцов внутри каждой ячейки укреплен капиллярно-пористый материал [А.с. СССР №278437, МПК В64G 1/58, В32В 3/12, опубл. 10.02.2006, Бюл. №4].
Недостатком известного устройства является невозможность использования защиты объектов военной техники от фиксации их теплового излучения из-за сложности выполнения и монтажа панели в полевых условиях, что снижает его эффективность.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности теплоизолирующего надувного купола за счет упрощения конструкции и снижения теплового излучения до допустимых значений при эксплуатации военной техники в полевых условиях.
Технический результат достигается теплоизолирующим надувным куполом, состоящим из ограждения, выполненного в виде полусферического купола с входным отверстием в вершине полусферы, составленным из соединенных между собой по длине кольцеобразных труб, кольца каждой из которых разорваны с образованием открытых торцов, диаметры каждого кольца равномерно изменяются в соответствии с изменением диаметра полусферы ограждения от диаметра кольца нижней трубы, равного диаметру сферы, до диаметра верхнего входного отверстия, торцы каждой кольцевой трубы соединены с изогнутыми также сферически трубами подающего и сбросного коллекторов, причем верхний и нижний торцы трубы подающего коллектора заглушены, верхний торец сбросного коллектора заглушен, а нижний конец снабжен выхлопным патрубком с регулировочным клапаном, снаружи ограждение покрыто каркасом, повторяющим очертания его наружной поверхности, граница соприкосновения боковых поверхностей подающего и сбросного коллекторов снаружи покрыта уплотнительной лентой, прикрепленной к наружной поверхности сбросного коллектора, при этом кольцевые трубы, наружный и сбросной коллекторы, каркас и уплотнительная лента выполнены из гибкого упругого материала, дизельный двигатель и вентилятор расположены в полости ограждения, а вентилятор соединен через напорный воздуховод с нижним участком подающего коллектора.
Предлагаемый теплоизолирующий надувной купол (ТИНК) приведен на фиг. 1-4 (фиг. 1 - общий вид, фиг. 2, 3, 4 - разрезы).
ТИНК включает ограждение 1, выполненное в виде полусферического купола с входным отверстием 2 в вершине полусферы, составленное из соединенных между собой по длине кольцеобразных труб 3, кольца каждой из которых разорваны с образованием открытых торцов (на фиг. 1-4 не показаны), диаметры каждого кольца равномерно изменяются в соответствии с изменением диаметра полусферы ограждения 1 от диаметра кольца нижней трубы 3, равного диаметру сферы, до диаметра верхнего входного отверстия 2, торцы каждой кольцевой трубы 3 соединены с изогнутыми также сферически трубами подающего 4 и сбросного 5 коллекторов, причем верхний и нижний торцы трубы подающего коллектора 4 заглушены, верхний торец сбросного коллектора 5 заглушен, а нижний конец снабжен выхлопным патрубком 6 с регулировочным клапаном 7, снаружи ограждение 1 покрыто каркасом 8, повторяющим очертания наружной поверхности ограждения 1, граница соприкосновения боковых поверхностей коллекторов 4 и 5 снаружи покрыта уплотнительной лентой 9, прикрепленной к наружной поверхности сбросного коллектора 5, при этом трубы 3, коллекторы 4 и 5, каркас 8 и лента 9 выполнены из гибкого упругого материала (например, пластмассы или резины), дизельный двигатель 10 и вентилятор 11 расположены в полости ограждения 1, а вентилятор 11 соединен через напорный воздуховод 12 с нижним участком подающего коллектора 4.
Предлагаемый теплоизолирующий надувной купол (ТИНК) работает следующим образом. Вначале производится монтаж ТИНК. Монтаж предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. Предварительно рядом с дизельным двигателем 10 устанавливают вентилятор 11 и соединяют его с источником электроснабжения, например с пусковым аккумулятором (на фиг. 1-4 не показан), после чего устанавливают ограждение 1 ТИНК. Для этого собранное из расчетного числа труб 3, коллекторов 4, 5, прикрепленных к каркасу 8 в заводских условиях, сложенное в «гармошку», ограждение 1 ТИНК разворачивают, соединяют вентилятор 11 напорным воздуховодом 12 с подающим коллектором 4, закрывают развернутым ограждением 1 двигатель 10 и вентилятор 11 так, чтобы вентилятор 11 оказался под отверстием 2, после чего его включают в работу при закрытом регулировочном клапане 7. После заполнения воздухом труб 3 и коллекторов 4 и 5, в результате чего ограждение 1 принимает заданную форму полусферического купола, вентилятор 11 выключают, ограждение 1 перемещают на место установки и прикрепляют к поверхности (узлы крепления на фиг. 1-4 не показаны) таким образом, чтобы можно было перемещать сбросной коллектор 5 при необходимости создания щели между ним и коллектором 4. После включения в работу дизельного двигателя 10, включают вентилятор 11 и приоткрывают регулировочный клапан 7 (в полости ограждения 1 при этом создается некоторое разрежение), в результате чего начинается циркуляция воздуха в газовоздушном контуре в следующем порядке: наружный воздух из отверстия 2 поступает в полость полусферического ограждения 1 (часть воздуха из отверстия 2 поступает в компрессор двигателя 10), где смешивается с выхлопными газами из двигателя 10, образуя газовоздушную смесь, которая засасывается вентилятором 11 и подается в подающий коллектор 4, из которого газовоздушная смесь распределяется по трубам 3, проходит их и через сбросной коллектор 5 и выхлопной патрубок 6 выбрасывается в наружную атмосферу. При этом газовоздушная смесь при прохождения по трубам 3 с внутренней стороны воспринимает тепло, исходящее от выхлопных газов и поверхности двигателя 10, а с наружной стороны охлаждается за счет контакта через стенку с наружным воздухом, в результате чего температура наружной поверхности купола ограждения 1 незначительно превышает температуру наружного воздуха. После прохождения по трубам 3 и сбросному коллектору 5 газовоздушная смесь также охлаждается, в результате чего через выхлопной патрубок 6 в атмосферу поступает газовоздушная смесь с температурой, незначительно превышающей температуру наружного воздуха. Регулировку температуры наружной поверхности ограждения 1 и выбрасываемой из выхлопного патрубка 6 газовоздушной смеси производят регулировочным клапаном 7 - при большем его открытии происходит большее разбавление выхлопных газов и, соответственно, большее снижение температуры газовоздушной смеси, при меньшем открытии происходит меньшее разбавление газовоздушной смеси и, соответственно, повышение температуры газовоздушной смеси.
При этом необходимая герметичность ограждения 1 от окружающей атмосферы достигается прижатием ленты 9 к наружной поверхности подающего коллектора 4 за счет разрежения в полости ограждения 1. Сообщение полости ограждения 1 с наружной средой и добавочная подача наружного воздуха во внутрь полости ограждения 1 ТИНК осуществляется за счет перемещения закрытого лентой 9 нижнего края сбросного коллектора 5, в результате чего между ним и подающим коллектором 4 образуется щель.
Таким образом, конструкция теплоизолирующего надувного купола и использование наружного воздуха для охлаждения выхлопных газов обеспечивают упрощение конструкции, быстрый монтаж установки и значительное снижение теплового излучения при эксплуатации военной техники в полевых условиях, что снижает вероятность его фиксации сторонними наблюдателями.