ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ СТЕНД
HYDRO-DYNAMIC BENCH

Изобретение относится к области экспериментальной техники, в частности гидродинамическим стендам для опытного определения динамических характеристик пусковых устройств подводных аппаратов.
Известен гидродинамический стенд по а.с. СССР №1210079, G01М 10/00, в котором с целью повышения экономичности работы стенда предусмотрен сливной бак и насос с необходимой арматурой, а воздушная полость выполнена с поршнем для регулирования ее объема и поддержания в стенде необходимого давления. Однако конструкция динамического стенда позволяет оценивать только гидродинамическое сопротивление движению аппарата и не может служить устройством для испытания его пусковых устройств.
Известны устройства для гидродинамических испытаний подводных торпедных аппаратов. Примером такого устройства может служить погружной стенд с гидравлической силовой установкой, принятый за прототип, который представлен на сайте немецкой фирмы «Thyssen Krupp Marine Systems HDW». Демонстрационный образец погружного стенда представляет собой единый блок, включающий торпедный подводный аппарат, его силовую установку, водяной насос, импульсную цистерну и комплекс измерительной аппаратуры. Для работы подводного аппарата в режиме пуска стенд погружается в воду.
К недостаткам такого решения следует отнести влияние на параметры работы пускового устройства подводного аппарата свободной поверхности жидкости, малый диапазон гидростатического противодавления, что не позволяет производить испытания установки в большом диапазоне глубин, а также его низкая производительность (количество опытов за рабочую смену).
Целью предлагаемого технического решения является создание гидродинамического стенда для проведения испытаний пусковых устройств подводных аппаратов, устраняющего вышеназванные недостатки.
Указанная цель достигается выполнением гидродинамического стенда (ГДС) в виде изолированного от атмосферного воздуха устройства, корпус которого представляет из себя камеру цилиндрической формы, заполненную водой, в которой установлена подвижная перегородка для отделения водного объема от воздушной демпфирующей емкости, узел крепления пускового устройства (ПУ) подводного аппарата выполнен быстроразъемным и с возможностью частичного расположения ПУ вне камеры с водой, которая также имеет расходную полость, отделяемую от камеры переборкой с крышкой, снабженной приводом открывания-закрывания. Камера с водой и ее расходная полость снабжены системой повышения давления, клапанами наполнения и слива воды, а также системой уравнивания давления в расходной полости с камерой.
В частности, подвижная перегородка, разделяющая камеру с водой и демпфирующую воздушную емкость, выполнена в виде поршня, взаимодействующего с замыкателем, установленным в камере и фиксирующим конечное положение хода поршня.
На чертеже показан схемо-технический вариант выполнения заявляемого технического решения гидродинамического стенда, предназначенного для проведения испытаний пусковых устройств подводных аппаратов.
Гидродинамический стенд состоит из камеры 1, заполненной водой, имеющей расходную полость 2, отделяемую от основной камеры крышкой 3, снабженной приводом открывания-закрывания. На внешний торец расходной полости 2 с помощью быстроразъемного соединения 4 установлено пусковое устройство 5, обеспечивающее пуск подводного аппарата 6 в камеру 1. Камера снабжена направляющими дорожками 7 и тормозным устройством 8, выполненным в форме стакана 8 с переменной, для обеспечения торможения в нем подводного аппарата, обтюрацией 9 и подпружиненным стержнем 10. Демпфирующая воздушная емкость 11 отделена от воды в камере поршнем 12, выполненным с возможностью перемещения, крайнее положение (взведенное) которого определяется упором 13, установленным в камере, и фиксируется концевым замыкателем 14. На чертеже показаны также технические устройства, обеспечивающие работу гидродинамического стенда, а именно: клапаны 15 наполнения и 16 продувания воздушной емкости 11, сливная емкость 17, насос 18, клапаны 19 слива воды и 20 наполнения водой камеры 1 и расходной полости 2, а также клапаны 21 для обеспечения их вентиляции. Контроль рабочих параметров стенда осуществляется с помощью манометров 22.
Гидродинамический стенд для проведения испытаний пусковых устройств подводных аппаратов работает следующим образом.
Перед началом работы все полости стенда заполнены атмосферным воздухом. После присоединения к камере 1 с помощью быстроразъемного устройства 4 пускового устройства 5 демпфирующая воздушная емкость 11 от системы воздуха среднего давления (ВСД) при открытом клапане 15 наполнения заполняется воздухом до давления, соответствующего гидростатическому, устанавливаемому по манометру 22. При этом концевым замыкателем 14 фиксируется крайнее положение поршня 12, определяемое упором 13. При открытых клапанах 21 вентиляции, наполнения 20 и крышки 3 камера 1 с помощью насоса 18 заполняется водой, при появлении которой в клапанах 21 последние закрываются. Дальнейшей работой насоса 18 добиваются повышения давления в камере 1, при котором поршень 12 теряет контакт с концевым замыкателем 14. Камера 1 герметизируется. Все манометры 22 должны показывать требуемое значение гидростатического давления. Стержень 10 устанавливается до упора в подводный аппарат 6. Стенд приготовлен к работе. Далее осуществляется работа силовой системы пускового устройства 5. Подводный аппарат 6, толкая перед собой стержень 10 тормозного устройства, входит в направляющие дорожки 7 и затем в тормозное устройство 8, в котором за счет перепуска воды под возникающим избыточным давлением посредством обтюрации 9 сначала регулируемо тормозится, а затем останавливается. По мере входа аппарата 6 в камеру 1 ее объем увеличивается, что компенсируется соответствующим перемещением поршня 12. После возврата подвижных частей (не показаны) силовой схемы в исходное положение подводный аппарат 6 с помощью стержня 10 возвращается в пусковое устройство 5. При отводе стержня 10 крышка 3 расходной полости 2 закрывается. При открытых соответствующих клапанах 21 вентиляции и 19 слива расходная полость осушается, что обеспечивает возможность отсоединения пускового устройства 5 от расходной полости 2. После его перезарядки он может быть с помощью быстроразъемного соединения 4 присоединен к расходной полости 2, в которой с помощью насоса 18 устанавливается давление до величины необходимого гидростатического давления.
Предлагаемая конструкция гидродинамического стенда обеспечивает повышение производительности при испытаниях пусковых устройств подводных аппаратов за счет сокращения времени их переустановки посредством быстроразъемного узла на стенде, надежную безопасность проведения самих испытаний, а также максимальное приближение режима пуска к реальным условиям работы подводных аппаратов по глубине.