УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТНО-ПУСКОВОЙ АГРЕГАТ

Универсальный транспортно-пусковой агрегат (УТПА) относится к военной технике, конкретнее - к самоходным пусковым установкам (СПУ) и используется для хранения, транспортирования, подготовки к пуску и пуска твердотопливных ракет различных типов из транспортно-пусковых контейнеров (ТПК) или транспортно-пусковых стаканов (ТПС). Универсальность УТПА основывается на выполнении требований по обеспечению унификации применяемости ракет с различными конструктивными особенностями и функциональной универсальности их использования в разных климатических условиях.
Известные типовые установки и боевые модули СПУ состоят из автомобильного шасси и установленных на них специализированных модулей, предназначенных для осуществления их функций. К примеру, транспортно-пусковой модуль служит для подготовки и производства старта ракет, а транспортно-заряжающий модуль (ТЗМ) обеспечивает проведение работ по восполнению боекомплекта в полевых условиях. В состав транспортно-пускового и транспортно-заряжающего модулей, обобщенно именуемых транспортными модулями, входят кузов и размещенное в нем оборудование, например, на транспортно-пусковом модуле - это пусковое устройство с направляющей стрелой и каретками для установки ракет, на транспортно-заряжающем модуле - это предназначенное для перегрузки ракет грузоподъемное устройство и ложементы для их хранения. Также в состав оборудования транспортных модулей боевых машин входят системы, обеспечивающие эксплуатацию ракет и работу агрегатов, такие как - гидравлическая система, система электроснабжения и пр.
Известен контейнер самоходной пусковой установки "Точка" [1] и самоходной пусковой установки «Ока» [2], установленный на колесном самоходном шасси, содержащий каркас, оболочку, имеющий открывающиеся потолочные створки (люки), при этом оболочка контейнера выполнена из стального листа, а механизм открывания створок является рычажным.
Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности термостатирования пространства рядом с ТПС, недостаточная прочность (жесткость) конструкции.
В качестве примера сходных агрегатов можно изучить транспортные модули СПУ и ТЗМ грунтового ракетного комплекса «Искандер-Э» [3].
СПУ и ТЗМ комплекса «Искандер-Э» выполнены на базе единого автомобильного шасси и снабжены транспортными модулями (ТМ), состоящими из кузова и установленного в нем оборудования. СПУ оборудована пусковой установкой с двумя ракетами «Искандер-Э», установленными на индивидуальных подъемных стрелах. ТЗМ снабжен грузоподъемным устройством и двумя комплектами ложементов. При этом необходимо отметить, что кузова указанных боевых машин имеют разную конструкцию: кузов СПУ выполнен с автоматически раскрывающимися створками крыши и задней торцевой стенкой, а кузов ТЗМ имеет крышу, выполненную в виде съемного брезентового тента. Устройство транспортных модулей указанных боевых машин в целом наиболее близко к заявляемой полезной модели и поэтому рассмотрено авторами в качестве ближайшего аналога - прототипа.
Более детально рассматривая конструкцию известной СПУ, следует отметить, что крыша кузова его транспортного модуля выполнена из двух (правая, левая) створок, каждая из которых, в свою очередь, состоит из нескольких частей, складывающихся по принципу ширмы. Такая конструкция крыши, равно как и брезентовый тент кузова ТМ известной ТЗМ, способны защитить эксплуатируемые на машинах ракеты от действия атмосферных осадков и прямых солнечных лучей. В тоже время лучистый и конвективный теплообмен с внутренней поверхностью конструкции кузовов подобных машин может привести к существенному росту температуры конструкции размещенных на них ракет, по отношении к температуре воздуха «за бортом». Очевидно, что данное обстоятельство учтено разработчиками ракет, эксплуатируемых в составе комплекса, так как заявленный температурный диапазон применения комплекса «Искандер-Э» составляет ±50°С [2].
Однако, в случае использования в составе подобных машин ракет, изначально разработанных для других типов носителей, например - морских, для которых характерен, как правило, более узкий диапазон допустимых температур эксплуатации изделия в состоянии готовности к применению (обычно: от 0° до +36÷40°С), данные ТМ будут иметь ограниченную область применения.
Задачей, решаемой полезной моделью, является создание универсального транспортно-пускового агрегата подвижного берегового ракетного комплекса, обеспечивающего возможность эксплуатации ракет, характеризующихся относительно узким диапазоном температурных условий применения, а также - повышение степени унификации элементов транспортного модуля под ракеты различных конструктивных исполнений.
Эта задача решается благодаря тому, что в известном Универсальном транспортно-пусковом агрегате подвижного берегового ракетного комплекса, содержащем установленный на автомобильном шасси транспортный модуль, во внутреннем объеме которого смонтировано пусковое устройство с установленными на нем ракетами, и размещены системы обеспечения работы указанного оборудования. Согласно заявленной полезной модели в передней части транспортного модуля установлены универсальные передние ложементы, каждый из которых выполнен в виде коробчатого основания, на верхней поверхности которого установлены с возможностью поперечного перемещения призматические опоры, на верхней наклонной грани которых выполнены пазы для размещения несущего фланца транспортно-пускового стакана ракеты фланцевого исполнения. Поперечное перемещение призматических опор позволяет укладывать ракеты фланцевого и бесфланцевого исполнения с различными диаметрами и длинами переднего отсека. Транспортный модуль оборудован также универсальной трехконтурной системой поддержания температурно-влажностного режима. Для этого в кузове ТМ размещены отопительные устройства и кондиционер, предназначенные для подогрева, охлаждения и осушки воздуха во внутреннем объеме транспортного модуля. Система содержит один контур кондиционирования, в состав которого входят компрессор, два испарителя, датчик температуры, конденсатор, блок реле и автоматический блок управления; а также контур обогрева воздуха в аппаратном отсеке, содержащий один воздушный отопитель и датчик температуры с комплектом воздуховодов, установленных по замкнутой схеме, обеспечивающей круговую циркуляцию нагретого воздуха в аппаратном отсеке, и контур обогрева транспортного модуля, в котором установлены, по меньшей мере, два воздушных отопителя, датчик температуры и комплект воздуховодов, обеспечивающих режим рециркуляции воздуха в транспортном модуле, а также блок управления температурным режимом.
Техническим результатом применения полезной модели является расширение области использования транспортно-пусковых агрегатов самоходных пусковых установок в части обеспечения возможности эксплуатации ракет различных конструктивных исполнений, ранее разработанных для оснащения морских носителей, в различных (в том числе - тропических и арктических) климатических зонах, а также - большая, по сравнению с ближайшим аналогом, степень унификации конструкции кузовов транспортных модулей СПУ.
Как следует из вышеизложенного, предложенное решение является новым, поскольку оно не известно из существующего уровня техники и явным образом из него не следует.
Устройство является промышленно применимым, так как оно может быть реально использовано в военной технике.
Целью полезной модели является обеспечение функциональной универсальности по применяемости ракет с различными конструктивными особенностями, повышение эффективности установки путем устранения отмеченных недостатков.
Сущность предлагаемого устройства проиллюстрирована на примере конструкции Универсального транспортно-пускового агрегата. На фиг. 1 показан универсальный транспортно-пусковой агрегат, содержащий транспортный модуль, во внутреннем объеме которого смонтировано пусковое устройство с установленными на нем ракетами. На фиг. 2 показан ложемент универсальный вид сбоку, на фиг. 3 показан ложемент универсальный вид с торца. На фиг. 4 показан ложемент универсальный (вид сбоку) с уложенной в него противокарабельной крылатой ракетой с фланцем. На фиг. 5 показан ложемент универсальный (вид сбоку) с уложенной в него противокарабельной крылатой ракетой без фланцем. На фиг. 6 показан контур кондиционирования (охлаждения) воздуха (вид сбоку), на фиг. 7 показан контур кондиционирования (охлаждения) воздуха (вид сверху). На фиг. 8 показан контур I обогрева воздуха в аппаратном отсеке и контур II обогрева воздуха в транспортном модуле (вид сбоку), на фиг. 9 показан показан контур I обогрева воздуха в аппаратном отсеке и контур II обогрева воздуха в транспортном модуле (вид сверху). Работает установка следующим образом.
В настоящее время на вооружение поступают противокорабельные крылатые ракеты (ПКР) в разных конструктивных исполнениях: с установленным передним несущим фланцем на транспортно-пусковом стакане нормальной длины; без фланца, но с увеличенной длиной и диаметром обечайки переднего отсека; также поступают ракеты, предназначенные для использования на различных видах носителей - на подводных лодках, кораблях или для береговых комплексов. Поэтому возникает необходимость в применении универсального переднего ложемента, позволяющего производить транспортирование, хранение и заряжение ракет с разными конструктивными особенностями.
Кроме того, размещаемые на СПУ ракеты поставляются и эксплуатируются в ТПК, при этом аппаратура предстартовой подготовки и сами ракеты имеют допустимый диапазон температуры конструкции в состоянии готовности к боевому применению от 0° до +40°С. На ложементах УТПА рассматриваемой конструкции установлены два ТПК с ракетами. Кроме ракет в кузове УТПА также размещены системы, обеспечивающие эксплуатацию ракет и функционирование самих агрегатов УТПА, в том числе - система поддержания температурного режима ракет и пр. - система электроснабжения, гидравлическая система.
Ввиду этого возникает необходимость в применении универсального переднего ложемента, позволяющего производить установку (заряжение) ракет с разными конструктивными особенностями, в частности как ракету с фланцем ТПС (1), так и ракету (2) без фланца, но с большими длиной и диаметром, а также универсальной трехконтурной системы поддержания температурно-влажностного режима.
Эта задача решается благодаря тому, что в Универсальном транспортно-пусковом агрегате подвижного берегового ракетного комплекса, содержащем установленный на автомобильном шасси транспортный модуль, во внутреннем объеме которого смонтировано пусковое устройство с установленными на нем ракетами и размещены системы обеспечения работы, в передней части транспортного модуля установлены универсальные передние ложементы (3), каждый из которых выполнен в виде коробчатого основания, на верхней поверхности которого укреплены с возможностью перемещения в поперечном направлении призматические опоры (4). На верхней наклонной грани призматических опор (4) изготовлены специальные пазы (5), используемые для размещения в них несущего фланца транспортно - пускового стакана ракеты фланцевого исполнения.
Возможность поперечного перемещения, т.е. сведения или разведения призматических опор с пазами, позволяет установить на ракетоместо пускового устройства как ракету с фланцем на обечайке (6) переднего отсека ТПС (1), так и ракету в исполнении переднего отсека ТПС (2) без фланца, но с большими длиной и диаметром. Для установки (заряжения) ракеты в ложементы ракетоместа необходимо заранее развести призматические опоры (4) на предельную величину. После укладки ракеты призматические опоры (4) сводят к центру ложемента до их соприкосновения с цилиндрической поверхностью обечайки (6) переднего отсека ТПС. При этом если использована ракета во «фланцевом» исполнении, фланец проходит в паз каждой опоры и не препятствует дальнейшему размещению ТПС в среднем (7) и (8) заднем ложементах.
Операция сведения призматических опор (4) до касания с поверхностью обечайки (6) препятствует возникновению транспортных напряжений и позволяет выполнить требования к точности и повторяемости параметров базирования ТПС в случае неоднократного перевода ракеты из горизонтального положения в вертикальное и обратно. Соблюдение данных условий необходимо для обеспечения качественного выполнения полетного задания.
Возможность использования УТПА в различных климатических зонах подтверждается приданием его конструкции функциональных параметров, обеспечивающих выполнение требований, к изделиям общеклиматического исполнения. Для этого в транспортно-пусковом модуле, входящем в состав УТПА и имеющем водонепроницаемый теплоизолированный корпус, установлена специальная универсальная трехконтурная система поддержания температурно-влажностного режима (УСПТВР).
УСПТВР содержит контур кондиционирования (охлаждения) воздуха и два контура обогрева воздуха - в аппаратном отсеке и в транспортном модуле соответственно.
Контур кондиционирования (охлаждения) воздуха предназначен для охлаждения и сушки воздуха в транспортном модуле и аппаратном отсеке. Он включается автоматически при достижении соответствующей повышенной температуры внутри транспортного модуля.
Каждый из контуров обогрева включается автоматически при достижении соответствующей пониженной температуры внутри либо аппаратного отсека (контур I обогрева воздуха в аппаратном отсеке), либо транспортного модуля (контур II обогрева воздуха в транспортном модуле).
Контур кондиционирования (охлаждения) содержит компрессор (9), два испарителя (10), датчик (11) температуры, конденсатор и блок реле. Управление контуром охлаждения осуществляется автоматически блоком управления, расположенным в кабине УТПА.
Контур I обогрева воздуха в аппаратном отсеке предназначен для обогрева аппаратного отсека, содержит один размещенный под транспортным модулем воздушный отопитель (12), работающий на дизельном топливе, датчик температуры и комплект воздуховодов, установленных по замкнутой схеме, обеспечивающей круговую циркуляцию нагретого воздуха в аппаратном отсеке.
Контур II обогрева воздуха в транспортном модуле предназначен для обогрева всего объема транспортного модуля и содержит два или три (в зависимости от величины обогреваемого объема) расположенных под транспортным модулем воздушных отопителя (13), датчик температуры и комплект воздуховодов, обеспечивающих режим рециркуляции воздуха в транспортном модуле.
Управление обоими контурами обогрева воздуха осуществляется автоматически блоком управления температурным режимом, расположенном в кабине УТПА.
Функционирование УСПТВР происходит только при закрытых верхних створках и люках. При проведении вертикализации ракет верхние створки открываются и УСПТВР автоматически отключается.
Работа контура кондиционирования (охлаждения) воздуха состоит в следующем: при достижении необходимой положительной температуры воздуха (около +30°С) внутри транспортного модуля срабатывает датчик температуры и запускается компрессор кондиционера (9). Хладагент начинает циркулировать по системе кондиционирования и, пройдя через испарители (10), охлаждает воздух внутри транспортного модуля. Одновременно с кондиционером включаются приточный (14) и вытяжной (15) вентиляторы аппаратного отсека. Выйдя из испарителей (10), установленных на верхних створках модуля, охлажденный воздух опускается вниз, обтекает лежащие на каретках ракеты (2) и поступает в зону забора воздуха приточным вентилятором (14), установленным на передней стенке аппаратного отсека. Далее воздух затягивается внутрь аппаратного отсека и, циркулируя между установленными в нем приборами, охлаждает их.
Для повышения интенсивности теплообмена установленный на задней стенке аппаратного отсека вытяжной (15) вентилятор забирает отработанный воздух и проталкивает его вдоль ракетомест. Далее уже нагретый воздух поднимается наверх, захватывается вентиляторами испарителя (10), повторно продувается через теплообменник испарителя и, охладившись, опускается вниз. Одновременно с охлаждением воздуха происходит удаление из его состава излишествующей влаги. После этого процесс циркуляции воздуха многократно повторяется до момента достижения в аппаратном отсеке и транспортном модуле требуемой температуры с последующим срабатыванием датчика температуры и отключением контура охлаждения.
Контур I обогрева воздуха в аппаратном отсеке обеспечивает подогрев воздуха в аппаратном отсеке. Он включается, когда внутренняя температура достигнет пределов, обусловленных требованиями к функционированию установленных в нем приборов (возможно, от 0°С до +5°С). Холодный воздух через вентилятор теплообменной камеры отопителя (12) забирается из задней части аппаратного отсека, проталкивается по каналам теплообменной камеры и, нагревшись до температуры 80°С-100°С, поступает по воздуховодам в переднюю часть аппаратного отсека.
В аппаратном отсеке нагретый воздух циркулирует между установленными в отсеке приборами, перемещается в заднюю часть отсека и отдает накопленную тепловую энергию окружающим приборам, охлаждаясь при этом.
Далее из задней части аппаратного отсека охлажденный воздух вновь затягивается вентилятором отопителя в теплообменную камеру и процесс теплопередачи повторяется. При достижении в аппаратном отсеке температуры, соответствующей заданным требованиям режима температуры (+15°С - +20°С), срабатывает датчик температуры, и работа отопителя прекращается. В случае дальнейшего понижения температуры до уровня срабатывания датчика температуры отопитель вновь запускается и процесс функционирования контура повторяется.
Контур II обогрева воздуха в транспортном модуле предназначен для нагрева воздуха внутри транспортного модуля и начинает работать при достижении температуры воздуха в транспортном модуле в пределах от -15°С до -20°С. В процессе подогрева воздуха участвуют (в зависимости от температуры внешней среды) два или три отопителя (13). Каждый отопитель (13) с помощью встроенных вентиляторов забирает воздух в определенной зоне, соответствующей схеме циркуляции воздушных потоков, проталкивает его через каналы теплообменных камер, нагревает и подает прямо к местам расположения подогреваемых поверхностей уложенных в ложементы ракет.
Далее поток воздуха проходит вдоль ракет в направлении задних ложементов и, охладившись, вновь затягивается вентиляторами отопителей в теплообменные камеры обогревателей. Процесс рециркуляции воздуха повторяется до достижения внутри транспортного модуля температуры в пределах параметров настройки датчика температуры (возможно от -10°С до -5°С).
Использование двухконтурной системы отопления позволяет оптимально распределить во времени и пространстве процесс обогрева воздуха в аппаратном отсеке и транспортном модуле. То есть в случае использования УТПА при температуре внешней среды от +5°С до 0°С (что соответствует минимально возможной рабочей температуре приборов, установленных в аппаратном отсеке), запускается контур I обогрева воздуха в аппаратном отсеке.
В случае дальнейшего понижения температуры в транспортном модуле до значений минимально допустимой рабочей температуры бортового электронного оборудования ракет (от -15°С до -20°С), включается контур II обогрева воздуха в транспортном модуле, который является более мощным.
В пределах рабочих температур от +5°С до +30°С в УСПТВР для обеспечения циркуляции воздуха в аппаратном отсеке и осуществления отвода выделяемого тепла от работающей аппаратуры, включаются только приточный и вытяжной вентиляторы аппаратного отсека, прокачивающие воздух из транспортного модуля через пространство между приборами и ракетами. Теплообмен с окружающей средой в этом случае производится через внешнюю оболочку транспортного модуля.
Таким образом, предложенные к рассмотрению устройства: как их отдельные конструктивные элементы и системы, так и универсальный транспортно-пусковой агрегат в целом, - позволяют обеспечить необходимую функциональную универсальность использования применяемых крылатых ракет.
Библиографические данные источников информации:
1. Широкорад А.Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия. 1817-2002. Москва; Минск, Хорвест, 2003, 544 с, с. 441-443.
2. Широкорад А.Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия, 1817-2002. Москва; Минск, Хорвест, 2003, 544 с, с. 453-454.
3. Шунков В.Н. Ракетное оружие. Мн.: ООО "Попурри". 2001. 528 с, с. 182-192 (прототип).