СТЕНД ДЛЯ ОТРАБОТКИ ПОДВОДНОГО СТАРТА РАКЕТ

Полезная модель относится к области стендовой экспериментальной отработки гидрогазодинамики подводного старта ракет и может быть использована для отработки подводного старта ракет, запускаемых из шахт подводных лодок.
Одной из проблем, решаемых при отработке подводного старта ракет, запускаемых из шахт подводных лодок, является проблема исключения трудоемких операций по поиску моделей ракет на дне гидробассейна после их пуска и последующего подъема на поверхность гидробассейна. Кроме того необходимо исключить риск потери информации с бортовой системы измерений моделей, обусловленный значительным по времени пребыванием моделей под гидростатическим давлением на дне гидробассейна.
Указанная проблема решается сегодня путем закрепления на моделях ракет ограничительных тросов, с помощью которых можно поднять модели ракет со дна гидробассейна. Несмотря на кажущуюся простоту указанного решения, закрепленные на моделях тросы искажают истинную картину обтекания модели набегающим водным потоком.
Известна система имитации условий старта ракеты из подводной лодки [1], содержащая пусковую трубу с размещенными в ней макетом ракеты с обтюрирующим поясом и генератором выброса, сообщенным с заракетным объемом пусковой трубы, которая установлена на наземных силовых опорах, а макет ракеты снабжен закрепленным с помощью переходного отсека РДТТ, срез сопла которого ориентирован по направлению выброса макета ракеты из пусковой трубы, при этом переходный отсек РДТТ соединен с пусковой трубой разрывными элементами, а сумма масс макета ракеты, РДТТ и переходного отсека равна массе натурной ракеты с учетом присоединенной массы воды при ее движении в пусковой трубе.
Недостатком известной системы имитации условий старта являются:
- определение параметров движения ракеты производится только на участке движении ракеты в пусковой трубе (в шахте, в пусковом контейнере), что исключает возможность получения экспериментальных данных по гидродинамике ракеты на подводном участке траектории, в частности при движении подводной лодки и залповой стрельбе, а также по послестартовому затоплению пусковой трубы;
- высокие затраты на проведение испытаний с макетом ракеты и макетом пусковой трубы, которые выполнены в натурном масштабе, по сравнению с испытаниями на малоразмерных моделях;
- не решается проблема сохранения макета ракеты после выброса его из пусковой трубы.
Известна также конструкция модельной пусковой установки для отработки подводного старта [2], монтируемая на подвижной платформе, перемещаемой по дну гидробассейна, содержащая 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.
К существенному недостатку указанной модельной установки является то, что в ней также не решена проблема улавливания моделей ракет после их старта.
Несмотря на указанные недостатки, техническое решение, защищенное патентом RU №69995, может быть принято в качестве прототипа, как наиболее близкий аналог.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание стенда для отработки подводного старта ракет, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в улавливании моделей ракет, участвующих в залповой стрельбе, до момента их падения в воду.
Этот технический результат согласно предлагаемой заявке на полезную модель достигается тем, что стенд для отработки подводного старта ракет снабжен системой улавливания моделей ракет, выполненной в виде установленных над поверхностью воды гидробассейна контактной шторки с командным механизмом, тормозного устройства и выдвижного ловителя, кинематически связанного с поршнями, перемещающимися в направляющих, установленных на двух противоположных сторонах гидробассейна, при этом поршни соединены с резиновыми жгутами натяжной системы, а командный механизм контактной шторки электрически связан с закрепленными на направляющих электропневмоклапанами задействования фиксаторов поршней.
Такое техническое решение исключает трудоемкие операции поиска и последующего подъема моделей ракет со дна гидробассейна после залповой стрельбы, позволяет сохранить матчасть для проведения следующих экспериментов и сохранить информацию, находящуюся в бортовой системе измерений и регистрации исследуемых параметров гидрогазодинамики подводного старта ракет.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на Фиг.1 изображен общий вид стенда в разрезе; на Фиг.2 показано сечение А-А на Фиг.1; на Фиг.3 показан момент касания с контактной шторкой и тормозным устройством модели ракеты стартовавшей в залпе первой, а также момент выхода из-под воды модели ракеты, стартовавшей второй; на Фиг.4 показан выдвижной ловитель в раскрытом положении.
Стенд для отработки подводного старта ракет состоит из гидробассейна 1, модельной пусковой установки 2, смонтированной на подвижной платформе 3, перемещаемой по дну 4 гидробассейна 1. Модельная пусковая установка 2 снабжена моделями пусковых шахт 5, в которых размещаются модели ракет 6 и 7, участвующие в залповой стрельбе. Модель ракеты 6, стартует в залпе первой, а модель ракеты 7 стартует второй. Над поверхностью воды гидробассейна 1 установлена система улавливания 8 моделей ракет 6 и 7, состоящая из тормозного устройства 9, контактной шторки 10 с командным механизмом 11, содержащим контактные датчики, и выдвижного ловителя 12. Тормозное устройство 9 выполнено в виде брезентового полога. Контактная шторка 10 представляет из себя брезентовое полотно (или сетку), окантованное рамкой (позицией не обозначена) и подвешенное на гибких связях (позицией не обозначены), а выдвижной ловитель 12 выполнен в виде гибкого складывающегося брезентового полотна, установленного с помощью подвесных колец 13 на направляющих тросах 14. При этом ловитель 12 кинематически связан с помощью тянущих тросов 15 с поршнями 16, перемещаемыми в направляющих 17, установленных на двух противоположных сторонах гидробассейна 1 (Фиг.2). Поршни 16 соединены с резиновыми жгутами 18 натяжной системы 19, состоящей из натяжного устройства 20 (например электропривода или ручного ворота), натяжных тросов 21 и блоков 22. На направляющих 17 закреплены электропневмоклапаны 23, которые задействуют фиксаторы 24 поршней 16. Электропневмоклапаны 23 электрически связаны с контактными датчиками командного механизма 11 контактной шторки 10.
Стенд работает следующим образом.
В исходном положении модели ракет 6 и 7 размещены в моделях пусковых шахт 5 модельной пусковой установки 2, которая опущена на дно 4 бассейна 1 и установлена на рельсовом пути, по которому она в процессе эксперимента будет перемещаться со скоростью, имитирующей ход подводной лодки. Над поверхностью бассейна 1 натянуто тормозное полотно 9 и закреплена на гибких связях контактная шторка 10. Гибкое брезентовое полотно выдвижного ловителя 12 сложено в исходном положении на подвесных кольцах 13 в начале направляющих тросов 14. Поршни 16 (Фиг.1) застопорены фиксаторами 24, а резиновые жгуты 18 посредством натяжной системы 19 растянуты до величины, достаточной для срабатывания выдвижного ловителя 12.
Во время проведения эксперимента модельную пусковую установку 2, размещенную на подвижной платформе 3, перемещают по рельсовому пути, проложенному по дну 4 гидробассейна, со скоростью, имитирующей ход подводной лодки, и производят пуски моделей ракеты 6 и 7 из моделей пусковых шахт 5 по заданной циклограмме, моделирующей натурную циклограмму залпового пуска ракет. После выхода из воды первой стартующей в залпе модели ракеты 6 происходит ее касание с контактной шторкой 10, а далее по ходу - с тормозным устройством 9, гасящем кинетическую энергию модели. После взаимодействия модели ракеты 6 с контактной шторкой 10, фиксируемого контактными датчиками командного механизма 11, подается команда на срабатывание электропневмоклапанов 23. При срабатывании электропневмоклапанов происходит расфиксация поршней 16, после чего резиновые жгуты 18, связанные с тянущими тросами 15, производят выдвижение брезентового полотна выдвижного ловителя 12, которое перекрывает площадь рабочего участка гидробасссйна над поверхностью воды. В результате стартующая в залпе первой модель ракеты 6 после соударения с тормозным устройством 9 падает на выдвижной ловитель 12 (Фиг.4), а не в воду, чем исключается ее падение на дно гидробассейна. При этом модель ракеты 7, стартующей в залпе второй, успевает пройти через пространство, перекрываемое полотном выдвижного ловителя, до его полного выдвижения, а после соударения с тормозным устройством 9 также падает на выдвижной ловитель 12.
По окончании эксперимента подвижная платформа 3 с модельной пусковой установкой 2 возвращается по командам с пульта управления в исходное положение, а обе модели ракеты снимаются с полотна выдвижного ловителя. После снятия полученной в эксперименте информации с бортовой системы измерения и ее регистрации производится подготовка к следующему эксперименту.
Описанный стенд для отработки подводного старта ракет позволяет при проведении модельных испытаний по исследованию физических процессов, происходящих при залповой стрельбе, исключить трудоемкую операцию поиска моделей ракет на дне гидробассейна после пуска, их извлечение, а также исключается риск потери информации с бортовой системы измерений моделей, обусловленный значительным по времени пребыванием моделей под гидростатическим давлением на дне гидробассейна.
Источники информации.
1. 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.
2. Патент RU №69995. Модельная пусковая установка для отработки подводного старта. МПК F41F 3/07, G01M 10/10. Приоритет от 4.09.07 г.
3. Патент US 3128671. Моделирующая установка для исследования запуска ракет из-под воды. (С1.89-1.7). Опубликован 14.04.1964 г.