ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области выталкивающих систем и устройств в судостроении, а именно к устройствам для отделения подводных аппаратов от морского подвижного носителя или стационарной морской конструкции.
Известна полезная модель «Транспортно-пусковой контейнер» по Патенту РФ №87511, F41F 3/10, 2009 г., содержащая заполненную ингибитором и герметично закрытую разрывной мембраной пусковую трубу с кольцом обтюрации в передней ее части, пусковое устройство, включающее клапаны и поршень, установленный с возможностью его перемещения вдоль пусковой трубы, и ресивер с газом высокого давления, отличающийся тем, что пусковая труба выполнена с дополнительной секцией, в корпусе которой размещен ресивер с образованием расширительной камеры между поршнем пускового устройства и последним, в расширительной камере установлены упоры для фиксации положения поршня и расположены пусковой клапан и выходная магистраль основного клапана, размещенного в части корпуса ресивера, герметизирующей расширительную камеру пускового устройства. Проходное сечение основного клапана закономерно увеличивается во время пуска подводного аппарата таким образом, что при падении давления в ресивере до 0,95-0,9 от первоначального сечение составляет 0,7-0,6 от максимального, а полное раскрытие происходит при остаточном давлении в ресивере, составляющем 0,75-0,85 от начального.
Сравнительно большая расширительная емкость в сочетании с заявленным законом проходного сечения регулятора воздуха высокого давления от его текущего значения в ресивере обеспечивают в автоматическом режиме пуск подводного аппарата с необходимой выходной скоростью в требуемом диапазоне глубин погружения морского подвижного носителя при наличии только управляющего электросигнала на электромагнитном приводе пускового клапана.
Основным недостатком аналога является зависимость работы транспортно-пускового контейнера от глубины, на которой производится выпуск подводного аппарата (от противодействующего перемещению поршня забортного гидростатического давления) и связанная с ней невозможность применения такого технического решения на больших глубинах. Также можно отметить большие массогабаритные характеристики пускового клапана, занимающего существенную часть объема расширительной полости и необходимость точной настройки пружин, обеспечивающих заданную программу работы регулятора воздуха высокого давления, что требует отработки каждого пускового устройства в условиях производства и предъявления его заказчику.
Известны многочисленные устройства конвейерного типа для перемещения предметов, например, «Устройство для перемещения длинномерных цилиндрических изделий» по Патенту РФ на изобретение №2277447 от 10.06.2006 г., использующие в качестве опоры для перемещаемого предмета ряд цилиндрических роликов.
Известно также большое количество блоковых систем (полиспастов), применяемых для разнонаправленного (вертикального, горизонтального и т.д.) перемещения грузов и позволяющих обеспечить уменьшение усилий, которые необходимо приложить для перемещения выбранных объектов.
Наиболее близким к заявляемому решению по типу применяемой для выталкивания аппарата энергии являются гидравлические торпедные аппараты, например, по Патенту РФ №2503910 «Подводная лодка с гидравлическими торпедными аппаратами» от 10.01.2014 г., использующие в качестве силовой установки для осуществления выстрела электродвигатели, приводящие во вращение насосы, которые подают воду из забортного пространства в импульсные цистерны и далее в полости пусковых труб торпедных аппаратов, создавая в них избыточное по отношению к забортному давление, выталкивающее торпеды наружу. Основным плюсом подобных систем является их практически полная независимость от глубины срабатывания.
Общим недостатком таких аппаратов являются большие мощности электродвигателей, необходимые для обеспечения существенного расхода воды (кубометры в секунду) для выталкивания подводных аппаратов с требуемой скоростью. Кроме того, сами подводные аппараты находятся до момента начала подготовки к старту внутри торпедных аппаратов в воздушной среде под давлением, отличным от забортного, что требует наличия дополнительных систем уравнивания давления, заполнения-осушения, а также дополнительного времени на подготовку к пуску.
Заявляемая полезная модель решает задачу создания быстродействующей всеглубинной пусковой установки, использующей для выталкивания подводного аппарата электродвигатель малой или средней мощности.
Техническим результатом предлагаемого решения является упрощение обеспечения начала процесса пуска, отказ от дополнительных подготовительных действий для произведения выталкивания подводного аппарата, а также уменьшение требуемого для перемещения аппарата усилия.
Решение поставленной задачи достигается тем, конструкция устройства, содержит заполненную жидкостью с добавлением ингибитора и герметично закрытую с переднего торца разрывной эластичной мембраной пусковую трубу с находящимся внутри подводным аппаратом, расположенным на направляющих, зафиксированных герметично присоединенной к пусковой трубе дополнительной секцией. При этом направляющие объединены в единую кассету, фиксируемую в полости пусковой трубы, подводный аппарат цилиндрической частью опирается на расположенные на направляющих блок-ролики, а его хвостовая часть уперта в пазы подвижной направляющей. На задней части которой закреплены блок-ролики, через внутренние проточки всех блок-роликов проходит трос, один конец которого закреплен в направляющей у переднего торца пусковой трубы, а второй герметично выведен внутрь дополнительной секции, намотан на разгонную катушку и присоединен к насадке, надетой на вал стартового электродвигателя. Электродвигатель может быть состыкован с дополнительной секцией (если он является погружным) или может быть расположен внутри ее корпуса. Часть троса, проходящего внутри пусковой трубы, вулканизирована внутри эластичной мембраны при ее изготовлении в виде петли, образующей при вырывании троса из мембраны в момент срабатывания пусковой установки концентратор напряжения. При этом часть троса, проложенная внутри эластичной мембраны, вырывается до момента начала перемещения подводного аппарата.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими фигурами:
- на фиг. 1 показано общее устройство модели (продольный разрез);
- на фиг. 2 представлен вид на пусковую установку спереди с демонтированной эластичной мембраной.
На фиг. 1 изображен общий вид полезной модели в разрезе, в котором подводный аппарат 1 размещен в пусковой трубе 2, заполненной жидкостью с добавлением ингибитора и герметично закрытой с переднего торца разрывной эластичной мембраной 3.
Подводный аппарат 1 опирается на блок-ролики 4, расположенные на направляющих 5, объединенных в единую кассету, герметично закрывающую полость пусковой трубы 2 с заднего торца, к которому присоединена дополнительная секция 6. Возможная конфигурация дополнительной секции 6 также показана пунктирной линией. Хвостовая часть подводного аппарата 1 уперта в пазы подвижной направляющей 7, на задней стороне которой также расположены блок-ролики 4.
Через внутренние проточки всех блок-роликов 4 проходит трос 8, герметично проведенный через кассету направляющих 5 внутрь дополнительной секции 6. Часть троса 8 намотана на разгонную катушку 9. Конец троса 8 присоединен к насадке 10, соединенной с валом стартового электродвигателя 11. В случае, если скорость вращения электродвигателя 11 слишком высока, насадка 10 может быть соединена с валом редуктора.
На фиг. 2 изображен вид на пусковую установку спереди с демонтированной эластичной мембраной.
Подводный аппарат 1, установленный внутри пусковой трубы 2, опирается своими боковыми частями на направляющие 5, на поверхность которых может быть нанесено антифрикционное покрытие. На боковых направляющих 5 также могут быть установлены блок-ролики 4.
Часть троса 8 при вулканизации эластичной мембраны 3 утоплена в ее тело, образуя петлю, имеющую наружный диаметр, близкий к внутреннему диаметру пусковой трубы 2. На чертеже данная петля обозначена пунктирной линией.
Пусковая установка работает следующим образом.
При изготовлении эластичной мембраны 3 внутрь закладывается петля троса 8, наружные отрезки которого имеют расчетную длину.
Снаряжение пусковой установки производится на базе приготовления. При этом на хвостовую часть подводного аппарата 1 пристыковывается подвижная направляющая 7, после чего подводный аппарат 1 заводится внутрь кассеты направляющих 5 до постановки на предусмотренное место и закрепляется срезным штифтом из пластичного металла, не показанным на чертежах. Отрезки троса 8, зафиксированные в эластичной мембране 3, вводятся в пазы блок-роликов 4 и натягиваются с требуемым начальным усилием, после чего производится закрепление одного свободного конца троса 8 у переднего среза направляющей 5 и герметизация второго свободного конца троса внутри кассеты направляющих 5.
Отрезок троса 8, проведенный через кассету направляющих 5, наматывается на вращающуюся разгонную катушку 9 и фиксируется на ней таким образом, чтобы при начале ее вращения трос 8 начал разматываться, не вытягивая часть, проложенную внутри пусковой трубы 2.
Далее производится герметичное присоединение к дополнительной секции 6 кассеты направляющих 5 и стартового электродвигателя 11. После этого через монтажный лючок, не показанный на чертежах, осуществляется закрепление свободного конца троса 8 на насадке 10.
Собранная конструкция вводится внутрь пусковой трубы 2, причем направляющие 5 располагаются внутри специальных проточек, исключающих перемещение кассеты направляющих 5 внутри пусковой трубы 2. Эластичность мембраны 3 позволяет провести ее внутри пусковой трубы 2 и расправить у переднего среза, герметично закрепив передней накладкой.
На последнем этапе сборки пусковой установки во внутреннюю полость пусковой трубы 2 через не показанное на чертежах технологическое отверстие заливается жидкость с добавлением ингибитора. Данная операция производится на вибростоле, при этом одновременно осуществляется вакуумирование с целью удаления из жидкости большей части растворенных в ней газов. По окончании наполнения технологическое отверстие закрывается заглушкой.
Снаряженная пусковая установка устанавливается на носителе или подводном стационарном объекте, при этом на глубине подводный аппарат 1 находится в жидкости с добавлением ингибитора под забортным давлением вследствие малой жесткости эластичной мембраны 3.
Пуск подводного аппарата 1 осуществляется подачей электропитания на стартовый электродвигатель 11. При этом на начальном неустановившемся этапе вращения электродвигателя 11 производится сматывание троса 8 с разгонной катушки 9. После начинается вытягивание троса 8, проложенного внутри пусковой трубы 2. В ходе вытягивания троса 8 он вырывается из эластичной мембраны 3, образуя кольцевой концентратор напряжения, по которому происходит ее разрыв.
После вырывания троса 8 из эластичной мембраны 3 начинается вытягивание подводного аппарата 1 из полости пусковой трубы 2. При этом система установленных на направляющих 5 и подвижной направляющей 7 блок-роликов 4 работает как силовой полиспаст, уменьшающий усилие вытягивания в два раза. Кроме того, при перемещении подводного аппарата 1 трение скольжения заменяется на трение качения, что также способствует снижению усилий, прилагаемых для выталкивания аппарата.
По окончании процесса выталкивания подводного аппарата 1 происходит динамическая остановка стартового электродвигателя 11 за счет натяжения троса 8. При этом общее время срабатывания пусковой установки практически постоянно для всех возможных глубин применения ввиду малого изменения плотности воды с глубиной. Исходя из этого, отключение электродвигателя 11 может производиться автоматически через промежуток времени, гарантированно обеспечивающий выпуск подводного аппарата 1.
Таким образом, реализуется поставленная перед предлагаемым устройством задача.