УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО СБРОСА И УЛАВЛИВАНИЯ КРЫШКИ ТРАНСПОРТНО-ПУСКОВОГО КОНТЕЙНЕРА, УСТАНОВЛЕННОГО НА ПУСКОВОЙ УСТАНОВКЕ
DEVICE FOR AUTOMATIC DROP AND CATCH OF COVER OF TRANSPORTER-LAUNCHER CONTAINER INSTALLED ON MISSILE LAUNCHER

Изобретение относится к устройствам удаления крышек транспортно-пусковых контейнеров (ТПК) на пусковых установках (ПУ) ракет.
Известна разрушаемая крышка пусковой трубы, выполненная в виде сферического сегмента с опорным кольцом, закрепленным в обойме (патент RU 2375664 C1, F41F 3/077, 2009 г.).
Недостатком данной конструкции является то, что она не предусматривает защиту оборудования ПУ и пусковой трубы от повреждений при падении остатков крышки и исключает возможность ее вторичного использования.
Известны ПУ подвижного грунтового ракетного комплекса «Тополь-М» («Взаимодействие армии и промышленности - основа успеха в создании современного оружия». М.: ежемесячный журнал «Национальная оборона» декабрь 2009, стр.17, 25, 28), в которых сбрасываемая крышка ТПК располагается за пределами транспортного средства (вынесена вперед) и во время подъема ТПК в вертикальное положение крышка по команде сбрасывается пружинными толкателями на грунт за пределы ПУ. Недостатками данной конструкции являются:
- необходимость выступания крышки за габариты транспортного средства;
- необходимость подъема контейнера на определенный угол;
- неизбежность деформации, разрушения крышки.
Также известны ПУ ракетного комплекса «Скорость» (сообщение в mili-taryrussia [Электронный ресурс]; http://militaryrussia.ru/blog/index-515.html), в которых крышка ТПК не выходит за габариты транспортного средства и сбрасывается во время подъема ТПК посредством специального устройства через кабину на грунт.
Недостатками данного устройства являются:
- отсутствие функции надежного улавливания и удерживания крышки, так как данное устройство формирует только траекторию сброса крышки с ТПК, установленного на ПУ, и с ПУ на грунт;
- необходимость поднимать ТПК на определенный угол для сброса крышки через кабину;
- неизбежность деформации крышки после ее сброса на землю, делающая невозможным повторное использование крышки.
Техническим результатом данного изобретения является обеспечение надежного улавливания крышки во избежание повреждения окружающего оборудования и обеспечение сохранности крышки для возможности повторного использования.
Это достигается тем, что устройство для автоматического сброса и улавливания крышки ТПК, установленное на ПУ, содержит быстроразъемное соединение крышки с торцом контейнера, шарнирный узел крепления крышки к нижней части торца контейнера, две пары цапф - верхних и нижних, закрепленных на крышке и разнесенных по высоте с разных сторон ее центра тяжести. Оно также содержит ловитель, выполненный в виде поворотной рамы, закрепленной шарнирно на ПУ и опирающейся на шарнирно установленные на ПУ амортизаторы. Поворотная рама выполнена с двумя парами захватов - верхних и нижних, которые имеют подпружиненные защелки, причем верхние захваты имеют выемки, а ось вращения поворотной рамы относительно оси шарнирного узла крепления крышки расположена таким образом, что при совместном повороте поворотной рамы и крышки верхние цапфы крышки принудительно перемещаются в выемки захватов рамы, при этом рама имеет с двух сторон подпружиненные стопоры, фиксирующие ее с крышкой в отброшенном положении и взаимодействующие с зацепами демпферов, жестко установленных на ПУ.
Вместе с тем на поворотной раме выполнены стопоры походного положения, которые соединены подпружиненными тягами с двуплечими поворотными рычагами, установленными перед верхними захватами рамы и контактирующие с верхними цапфами крышки.
Причем амортизаторы поворотной рамы снабжены расположенными соосно винтовыми и кольцевыми пружинами. Винтовые пружины создают момент относительно оси вращения поворотной рамы, больший весового момента поворотной рамы, но меньший суммарного весового момента поворотной рамы и крышки, и взаимодействуют с поворотной рамой на всем пути ее перемещения, а кольцевые пружины взаимодействуют с поворотной рамой на конечном участке перемещения после ее прохождения зацепов демпферов, установленных на ПУ.
Надежность улавливания достигается тем, что все этапы сброса и улавливания крышки ловителем контролируются элементами устройства, не допуская ее свободного состояния. Многоступенчатая система амортизации позволяет обеспечить плавность гашения энергии и целостность крышки.
Описываемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1…9.
На фиг.1 показано устройство для автоматического сброса и улавливания крышки на ПУ.
На фиг.2 показан общий вид устройства для автоматического сброса и улавливания крышки в походном положении.
На фиг.3 показан вид на устройство слева.
На фиг.4 показано зафиксированное устройство в отброшенном положении.
На фиг.5 показан узел верхнего захвата с двуплечим поворотным рычагом и тягой.
На фиг.6 показан стопор походного положения с тягой.
На фиг.7 показана конструкция амортизатора.
На фиг.8 показан стопор, фиксирующий раму в отброшенном положении с зацепом демпфера.
На фиг.9 показана схема этапов процесса сброса и улавливания крышки с процессом расстыковки разъемного шарнирного узла крепления крышки к ТПК.
Сущность изобретения поясняется примером конструктивного выполнения устройства. Оно содержит крышку 1, соединенную с нижней частью торца ТПК 3 разъемными шарнирными узлами крепления 2, а с верхней частью - быстроразъемными соединениями, выполненными в виде разрывных болтов 30, стягивающих пружинные толкатели 4. На наружной поверхности крышки имеются две пары цапф - верхние 5 и нижние 6. Поворотная рама 7 установлена на ПУ 28 на шарнирах 8 под разъемными шарнирными узлами крепления 2 крышки 1 и оперта через шарниры 9 на амортизаторы 10, в свою очередь, соединенные через шарниры 11 с ПУ 28.
Поворотная рама 7 содержит пару верхних захватов 13 и пару нижних захватов 16. Верхняя пара захватов 13 имеет выемки 14 и подпружиненные поворотные защелки 15, а нижняя пара захватов 16 - только подпружиненные поворотные защелки 15. Выемки 14 в верхних захватах 13 необходимы для захода и надежного удержания верхних цапф 5 крышки 1 в то время, когда крышка 1 и поворотная рама 7 поворачиваются совместно ввиду разницы радиусов поворота крышки 1 - R1 и поворотной рамы 7 - R2. Подпружиненные поворотные защелки 15 не позволяют крышке 1 отскочить от поворотной рамы 7 после первого соударения.
Поворотная рама 7 имеет также с двух сторон подпружиненные стопоры 17, фиксирующие поворотную раму 7 с крышкой 1 в отброшенном положении за зацепы 26, установленные на штоках 29 демпферов 27, закрепленных на ПУ 28.
Перед верхними захватами 13 шарнирно закреплены двуплечие поворотные рычаги 24, одни концы которых установлены с возможностью взаимодействия с верхними цапфами 5 при сбросе крышки 1, а вторые концы двуплечих поворотных рычагов 24 соединены через подпружиненные тяги 25 и поворотные кулачки 35 со штоками 41 стопоров походного положения 22. На поворотных кулачках 35 и шайбах 36 штоков 41 стопоров походного положения 22 выполнены скошенные поверхности 31, преобразующие вращательное движение поворотных кулачков 35 в поступательное движение штоков 41 стопоров походного положения 22.
В корпусах 38 амортизаторов 10 установлены винтовые пружины 20, а в штоках 39 - кольцевые пружины 21, расположенные соосно. Винтовые пружины 20 имеют усилия, достаточные, чтобы удерживать весовой момент поворотной рамы 7 в походном положении, но недостаточные, чтобы удержать весовой момент, создаваемый поворотной рамой 7 и крышкой 1 на всем ходе перемещения. Кольцевые пружины 21 поджаты подвижными втулками 33, расположенными в штоках 39 с возможностью взаимодействия с торцами 32 корпусов 38 амортизаторов 10. Стержни 40 закреплены в корпусах 38 амортизаторов 10 и проходят через центральные отверстия подвижных втулок 33, обеспечивая соосное перемещение корпусов 38 и штоков 39 амортизаторов 10.
Демпферы 27 жестко закреплены на опорах 18 ПУ 28. Их штоки 29 имеют зацепы 26 и поджаты кольцевыми пружинами 19. Зацепы 26 расположены с возможностью взаимодействия с подпружиненными стопорами 17 поворотной рамы 7.
На поворотной раме 7 также имеется рукоятка 12, имеющая два фиксированных положения и связанная через рычаги 23 и тяги 45 с поворотными кулачками 42, расположенными на штоках 44 подпружиненных стопоров 17. Поворотные кулачки 42 имеют возможность вращаться на штоках 44 относительно закрепленных на штоках 44 шайб 43. На поворотных кулачках 42 и шайбах 43 выполнены скошенные поверхности 34, преобразующие вращательное движение поворотных кулачков 42 в поступательное движение штоков 44 подпружиненных стопоров 17.
Устройство работает следующим образом.
По командному сигналу в быстроразъемных соединениях крышки 1 с торцом ТПК 3 срабатывают пиропатроны и рвутся разрывные болты 30, крышка 1 под действием пружинных толкателей 4, вращаясь в разъемном шарнирном узле крепления 2, своими верхними цапфами 5 проходит через подпружиненные поворотные защелки 15 верхних захватов 13 поворотной рамы 7, одновременно нажимая двуплечие поворотные рычаги 24, которые через подпружиненные тяги 25 и поворотные кулачки 35 снимают поворотную раму 7 со стопоров походного положения 22 за счет взаимодействия скошенных поверхностей 31 поворотных кулачков 35 и шайб 36, закрепленных на штоках 41 стопоров походного положения 22, втягивая штоки 41 и выводя из зацепления с упорами 37, жестко закрепленными на опорах 18 ПУ 28. Затем крышка 1 упирается верхними цапфами 5 в верхние захваты 13 и, воздействуя на поворотную раму 7, обеспечивает одновременный поворот крышки 1 и поворотной рамы 7. Подпружиненные поворотные защелки 15 обеспечивают удержание верхних цапф 5 крышки 1 в верхних захватах 13 после первого соударения верхних цапф 5 крышки 1 с поворотной рамой 7. За счет разницы радиусов вращения крышки 1 - R1 и поворотной рамы 7 - R2 и положения их центров вращения верхние цапфы 5 крышки 1 и верхние захваты 13 поворотной рамы 7 имеют пересекающиеся траектории, в связи с чем верхние цапфы 5 принудительно углубляются в выемки 14 верхних захватов 13, обеспечивая надежное удержание крышки 1 на поворотной раме 7. Затем крышка 1 отсоединяется от ТПК 3 в разъемном шарнирном узле крепления 2. После чего крышка 1 за счет расположения центра тяжести ниже верхних цапф 5 вращается на верхних цапфах 5 в выемках 14 верхних захватов 13 и попадает нижними цапфами 6 в нижние захваты 16, пройдя через их подпружиненные поворотные защелки 15. Крышка 1 надежно удерживается на поворотной раме 7, попав верхними цапфами 5 и нижними цапфами 6, разнесенными по высоте с разных сторон центра тяжести крышки 1, в верхние захваты 13 и нижние захваты 16 поворотной рамы 7.
Весь период поворота поворотной рамы 7 сопровождается сжатием амортизаторов 10. Сначала под действием веса и энергии отброшенной крышки 1 сжимаются винтовые пружины 20 и отсоединяется крышка 1 от ТПК 3 в разъемном шарнирном узле крепления 2. Далее, по мере сжатия винтовых пружин 20 и надежного удержания верхних цапф 5 и нижних цапф 6 крышки 1 в верхних захватах 13 и нижних захватах 16 поворотной рамы 7 подпружиненные стопоры 17 поворотной рамы 7 защелкиваются за зацепы 26 демпферов 27. После этого происходит соприкосновение торцов 32 корпусов 38 амортизаторов 10 с торцом подвижной втулки 33, опирающейся на кольцевые пружины 21, которые начинают сжиматься, поглощая оставшуюся энергию отброшенной крышки 1.
Защелкивание подпружиненных стопоров 17 за зацепы 26 до начала работы кольцевых пружин 21 является условием надежности работы устройства при снижении энергии отброса крышки 1, например при противодействии отбросу ветровых нагрузок.
После остановки движения поворотной рамы 7 с крышкой 1 сжатые кольцевые пружины 21 амортизаторов 10 отбрасывают поворотную раму 7 назад, при этом ее подпружиненные стопоры 17 взаимодействуют с зацепами 26 демпферов 27. Зацепы 26 через штоки 29 взаимодействуют с кольцевыми пружинами 19 демпферов 27.
Колеблясь между кольцевыми пружинами 21 амортизатора 10 и кольцевыми пружинами 19 демпфера 27, движение поворотной рамы 7 останавливается.
Описанный процесс сброса и улавливания крышки 1 позволяет контролировать все этапы переноса ее на поворотную раму 7, не допуская ее свободного состояния, и надежно улавливать и удерживать крышку 1 на поворотной раме 7, сохраняя ее для дальнейшего использования.
Для возврата поворотной рамы 7 в походное положение необходимо вывести из зацепления с зацепами 26 штоки 44 подпружиненных стопоров 17. Эта операция производится поворотом рукоятки 12, которая, воздействуя через систему рычагов 23 и тяг 45, поворачивает поворотные кулачки 42, вращающиеся на штоках 44 подпружиненных стопоров 17. За счет взаимодействия скошенных поверхностей 34 поворотных кулачков 42 и шайб 43, закрепленных на штоках 44 подпружиненных стопоров 17, преобразуется вращательное движение поворотных кулачков 42 в поступательное движение штоков 44 подпружиненных стопоров 17.
Описанная конструкция реализована на опытном образце. Она прошла испытания и показала свою работоспособность и эффективность.