КОРАБЕЛЬНАЯ ПУСКОВАЯ СИСТЕМА
SHIPBOARD LAUNCHER

Изобретение относится к корабельным пусковым установкам и может быть использовано при создании специализированных комплексов морского базирования для запуска объектов различного назначения как с надводных носителей, так и с подводных транспортных средств.
Известна модульная многоместная корабельная пусковая установка (ПУ) вертикального пуска, охарактеризованная в патенте US 6230604 B1 (F41F 3/052, 3/077, 2001 г.). Известная ПУ содержит верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленную между ними промежуточную конструкцию в виде форменного каркаса, образующие ячейки для установки транспортно-пусковых контейнеров (ТПК) концентрического типа (CCL). В технической литературе транспортно-пусковые контейнеры иначе иногда называют транспортно-пусковыми стаканами (ТПС). Каждая ячейка ПУ снабжена закрепленной на верхнем основании защитной крышкой с приводом открывания последней. В верхнем основании в каждой ячейке установлено направляющее кольцо для облегчения загрузки транспортно-пусковых контейнеров в ячейку пусковой установки. В нижнем основании в каждой ячейке предусмотрено сегментное гнездо, имеющую форму, отвечающую форме полусферического днища ТПК. Внутри нижнего основания смонтированы устройства для фиксации ТПК от вертикальных перемещений.
К недостаткам известной модульной многоместной корабельной ПУ можно отнести то, что ее область использования ограничена надводными носителями.
Известна модульная многоместная корабельная ПУ вертикального пуска по патенту RU 2213925 С1 (F41F 3/04, B63G 1/00, 2003 г.). Известная ПУ содержит верхнее и нижнее основание, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленный между ними форменный каркас, образующие ячейки для установки ТПК различных типов. Каждая ячейка пусковой установки снабжена устройством амортизации ТПК и закрепленной на верхнем основании защитной крышкой с приводом открывания последней. В верхнем основании в каждой ячейке пусковой установки установлен сменный стакан, корпус которого выполнен с обтюратором в виде кольцевой опоры для ТПК. На сменном стакане выполнен направляющий элемент с возможностью взаимодействия с соответствующим ответным элементом ТПК для обеспечения заданного углового положения последнего относительно продольной оси ячейки ПУ. В нижнем основании в каждой ячейке ПУ соосно сменному стакану установлен второй стакан, который шарнирно закреплен на корпусе нижнего основания посредством устройства амортизации, с возможностью перемещения вдоль упомянутой оси. На втором стакане со стороны верхнего торца установлено кольцо со сферической опорной поверхностью, взаимодействующей со сферической опорной поверхностью сменной кольцевой опоры для ТПК. Последняя поджата к упомянутому кольцу с помощью упругого элемента. Внутри второго стакана смонтированы захватное устройство для фиксации ТПК от вертикальных перемещений относительно второго стакана и механизм стыковки электроразъема электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПК. Снаружи второго стакана установлены направляющие элементы, взаимодействующие с соответствующими ответными элементами нижнего основания, для обеспечения заданного углового положения второго стакана относительно продольной оси ячейки ПУ. Каждая ячейка ПУ снабжена расположенными на заданной высоте центрирующими элементами, каждый из которых представляет собой стойку с наклонно расположенной упругой направляющей, выполненной с возможностью взаимодействия с ТПК при загрузке последнего в ячейку ПУ. Центрирующие элементы выполнены переустанавливаемыми с возможностью установки в заданных фиксируемых положениях вокруг продольной оси ячейки ПУ. Известная модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска обеспечивает приспособляемость пусковой установки к различным типам ТПК (иначе, ТПС).
Однако известная пусковая установка предполагает ее установку только на надводных носителях.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является корабельная пусковая система, охарактеризованная в описании изобретения по патенту RU 2150657 C1 (F41F 3/04, F41F 3/042, F41F 3/07, 2000 г.). Известная корабельная пусковая система содержит пусковую установку в виде контейнера с крышкой и опорным фланцем в верхней его части, установленную в контейнере люльку (каркас), включающую соединенные между собой верхнюю, промежуточную и нижнюю диафрагмы с отверстиями, размещенные в отверстиях диафрагм транспортно-пусковые стаканы для запускаемых объектов, причем транспортно-пусковые стаканы в отверстиях верхней диафрагмы установлены каждый с помощью соответствующей втулки с герметизирующим уплотнением, средства закрепления транспортно-пусковых стаканов относительно люльки, средства поперечной амортизации люльки, средства продольной амортизации люльки, устройство заштыривания, устройство герметизации кольцевого зазора между контейнером и люлькой, включающее резинокордную оболочку, установленную вдоль периметра верхней диафрагмы, упоры, размещенные в донной части контейнера под транспортно-пусковыми стаканами, и набор электрических контактных устройств для соединения системы с запускаемыми объектами.
Однако известная корабельная пусковая система имеет недостаточную степень герметизации кольцевого зазора между контейнером и люлькой (каркасом), что при использовании ее на подводных кораблях не исключает возможности попадания воды внутрь контейнера в случае нарушения целостности резинокордной оболочки, что снижает надежность пусковой системы. Вместе с этим известная система предполагает сложную процедуру проверки герметичности кольцевого зазора между контейнером и люлькой, что усложняет ее обслуживание.
Задачей настоящего изобретения является создание корабельной пусковой системы, обеспечивающей повышение ее надежности и упрощение обслуживания.
Указанная задача решается благодаря тому, что корабельная пусковая система, содержащая пусковую установку в виде контейнера с опорной кольцевой площадкой в верхней его части, установленную в контейнере люльку, включающую соединенные между собой верхнюю, промежуточную и нижнюю диафрагмы с отверстиями, размещенные в отверстиях диафрагм транспортно-пусковые стаканы для запускаемых объектов, причем транспортно-пусковые стаканы в отверстиях верхней диафрагмы установлены каждый посредством соответствующей втулки с герметизирующим уплотнением, средства закрепления транспортно-пусковых стаканов относительно люльки, средства поперечной амортизации люльки, средства продольной амортизации люльки, устройство заштыривания, устройство герметизации кольцевого зазора между контейнером и люлькой, включающее резинокордную оболочку, установленную вдоль периметра верхней диафрагмы, и упоры, размещенные в донной части контейнера под транспортно-пусковыми стаканами, согласно изобретению снабжена дополнительным герметизирующим уплотнением из упругоэластичного материала на опорной кольцевой площадке, выполненной с возможностью опирания на нее ответной опорной поверхности верхней диафрагмы, опорными основаниями люльки для транспортно-пусковых стаканов, каждое из которых смонтировано на корпусе нижней диафрагмы с помощью соответствующего устройства амортизации с возможностью перемещения вдоль продольной оси люльки и взаимодействия с упорами. Дополнительное герметизирующее уплотнение выполнено с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью верхней диафрагмы с образованием герметизирующего контура. Втулки с герметизирующим уплотнением и средства закрепления транспортно-пусковых стаканов относительно люльки выполнены с возможностью перемещения транспортно-пусковых стаканов вниз.
Вместе с этим устройство амортизации содержит тяги в виде упругих демпфирующих звеньев заданной жесткости, каждая из которых одним концом жестко закреплена на корпусе нижней диафрагмы, а другим концом шарнирно закреплена на соответствующем опорном основании для транспортно-пускового стакана.
Кроме того, втулки с герметизирующим уплотнением выполнены сменными.
В варианте выполнения на наружной и внутренней цилиндрических поверхностях каждой втулки выполнены по три кольцевые канавки, при этом в крайних кольцевых канавках каждой из упомянутых поверхностей установлено герметизирующее уплотнение с возможностью взаимодействия соответственно с транспортно-пусковым стаканом и с верхней диафрагмой с образованием четырех герметизирующих контуров в рабочем положении системы, а средние кольцевые канавки сообщены между собой и с выполненным во втулке каналом, подсоединяемым к устройству для контроля герметичности кольцевого стыка между транспортно-пусковым стаканом и верхней диафрагмой.
В другом варианте выполнения на опорной кольцевой площадке контейнера смонтированы центрирующие направляющие элементы, которые выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими ответными элементами, выполненными на верхней диафрагме.
В этом варианте выполнения центрирующие направляющие элементы выполнены в виде штырей с конической заходной частью, а ответные им элементы выполнены в виде глухих отверстий.
Вместе с этим центрирующие направляющие элементы представляют собой два штыря, один из которых имеет коническую заходную часть, сопряженную со сферической поверхностью, а другой имеет вид ромбического пальца.
В варианте выполнения упоры, размещенные в донной части контейнера, установлены с помощью прокладок из упругоэластичного материала.
Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно позволяет повысить надежность корабельной пусковой системы. Вместе с этим изобретение обеспечивает возможность снижения требований к жесткости верхней диафрагмы люльки и, следовательно, снижения массы корабельной пусковой системы. Кроме того, изобретение позволяет упростить обслуживание.
На фиг.1 схематично показана корабельная пусковая система, общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - верхняя диафрагма люльки, транспортно-пусковые стаканы с запускаемыми объектами и средства закрепления ТПС относительно люльки, вид по А на фиг.1; на фиг.3 - промежуточная диафрагма люльки с «поперечными» амортизаторами, поперечный разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - устройство сменной втулки, установленной в отверстии верхней диафрагмы люльки между ТПС и люлькой, элемент В на фиг.1, продольный разрез; на фиг.5 - устройство герметизации кольцевого зазора между контейнером и люлькой, элемент Г на фиг.1, продольный разрез (при заштыренном положении люльки); на фиг.6 -опорное основание ТПС и упор, размещенные в донной части контейнера, элемент Д, продольный разрез (при заштыренном положении люльки).
Корабельная пусковая система содержит пусковую установку в виде контейнера 1 с крышкой 2 и опорным фланцем 3 в верхней его части, установленную в контейнере 1 люльку 4, включающую соединенные между собой верхнюю, промежуточную и нижнюю диафрагмы 5-7 с отверстиями, размещенные в отверстиях диафрагм транспортно-пусковые стаканы (контейнеры) 8 для запускаемых объектов, средства 9 закрепления ТПС 8 относительно люльки 4, средства 10 поперечной амортизации люльки, средства 11 продольной амортизации люльки, устройство 12 заштыривания, устройство 13 герметизации кольцевого зазора между контейнером 1 и люлькой 4, включающее резинокордную оболочку 14, установленную вдоль периметра верхней диафрагмы 5, и упоры 15, размещенные в донной части контейнера 1 под соответствующими транспортно-пусковыми стаканами. Упоры 15 установлены на фундаменте контейнера (на чертеже не показано). В варианте выполнения упоры 15 установлены с помощью прокладок 16 из упругоэластичного материала. Транспортно-пусковые стаканы 8 в отверстиях верхней диафрагмы 5 люльки 4 установлены каждый с помощью соответствующей втулки 17 с герметизирующим уплотнением 18. В варианте выполнения втулки с герметизирующим уплотнением выполнены сменными. На наружной и внутренней цилиндрических поверхностях каждой втулки выполнены по три кольцевые канавки. В крайних кольцевых канавках каждой из упомянутых поверхностей втулки 17 установлено герметизирующее уплотнение 18 с возможностью взаимодействия соответственно с транспортно-пусковым стаканом 8 (по существу - с наружной поверхностью опорного пояса корпуса ТПС) и с верхней диафрагмой 5 (по существу - с цилиндрической поверхностью отверстия диафрагмы) с образованием четырех герметизирующих контуров в рабочем положении корабельной пусковой системы. Средние кольцевые канавки «а» и «b» каждой из упомянутых поверхностей втулки 17 сообщены между собой и с выполненным во втулке каналом «с», подсоединяемым к устройству для контроля герметичности кольцевого стыка между ТПС 8 и верхней диафрагмой 5 (на чертеже не показано).
В варианте осуществления изобретения средства 10 поперечной амортизации включают три разнесенных по высоте пояса амортизации, в каждом из которых расположено четыре «поперечных» амортизатора 19, которые с помощью переходников, например, в виде кронштейнов 20 и банкеток 21 установлены между контейнером и диафрагмами люльки. Верхний пояс амортизации смонтирован под верхней диафрагмой 5 люльки, средний пояс амортизации - под промежуточной диафрагмой 6, нижний пояс амортизации - над нижней диафрагмой 7. Средства 11 продольной амортизации расположены между верхней 5 и промежуточной 6 диафрагмами и включают четыре «продольных» амортизатора 22, которые с помощью соответствующих переходников (на чертеже не показано) закреплены на контейнере и люльке. Амортизаторы средств 10 и 11 аналогичны по конструкции и выполнены, например, в виде пружинных амортизаторов. Люлька 4, по существу, подвешена внутри контейнера 1 на «продольных» и «поперечных» амортизаторах. Таким образом, при внешних возмущениях (например, при воздействии ударной волны) средства поперечной и продольной амортизации обеспечивают снижение перегрузок, действующих на ТПС с запускаемыми объектами, в поперечном и продольном направлениях.
Контейнер 1 в верхней части выполнен с опорной кольцевой площадкой «d» с возможностью опирания на нее ответной опорной поверхности «е» верхней диафрагмы 5 при заштыренном положении люльки 4. На опорной кольцевой площадке «d» установлено герметизирующее уплотнение 23 из упругоэластичного материала с возможностью взаимодействия с опорной поверхностью «е» верхней диафрагмы 5 с образованием герметизирующего контура при заштыренном положении люльки 4.
В варианте выполнения на опорной кольцевой площадке «d» контейнера 1 смонтированы центрирующие направляющие элементы 24 и 25, которые выполнены с возможностью взаимодействия с соответствующими ответными элементами 26, выполненными на верхней диафрагме 5. Центрирующие направляющие элементы 24 и 25 выполнены в виде штырей с конической заходной частью, а ответные им элементы 26 выполнены в виде глухих отверстий (гнезд). В варианте выполнения центрирующий направляющий элемент 24 представляет собой штырь, который имеет коническую заходную часть, сопряженную со сферической поверхностью, а элемент 25 имеет вид ромбического пальца.
Устройство 12 заштыривания включает, например, два одинаковых синхронно работающих гидравлических механизма, установленных вертикально и диаметрально противоположно на внутренней поверхности корпуса контейнера 1 над промежуточной диафрагмой 6 люльки 4. В заштыренном положении люльки 4 упомянутые гидравлические механизмы, преодолевая сопротивление средств 11 продольной амортизации, прижимают опорную поверхность «е» верхней диафрагмы люльки 4 к ответной опорной поверхности контейнера 1. При заштыривании люльки гнезда 26 люльки «садятся» на штыри 24 и 25 контейнера. Таким образом, обеспечиваются фиксация люльки относительно контейнера и заданное угловое положение люльки 4 относительно продольной оси контейнера 1.
Втулки 17 с герметизирующим уплотнением 18 и средства 9 закрепления транспортно-пусковых стаканов относительно люльки выполнены с возможностью ограниченного перемещения транспортно-пусковых стаканов вниз. Люлька 4 снабжена опорными основаниями 27 для транспортно-пусковых стаканов 8, каждое из которых смонтировано на корпусе нижней диафрагмы 7 с помощью соответствующего устройства 28 амортизации с возможностью перемещения вдоль продольной оси люльки и взаимодействия с упорами 15 при пуске запускаемых объектов из транспортно-пусковых стаканов. В варианте выполнения устройство 28 амортизации содержит тяги 29 в виде упругих демпфирующих звеньев заданной жесткости. В качестве подобных звеньев могут быть использованы, например, пружинные амортизаторы. Каждая тяга 29 одним концом жестко закреплена на корпусе нижней диафрагмы 7, а другим концом - шарнирно закреплена на соответствующем опорном основании 27 для ТПС. Опорное основание 27 выполнено с полостью «f», в которой смонтирован механизм 30 автоматической стыковки электроразъема (на чертеже не показано) электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПС.
Люлька 4 установлена в контейнере 1 таким образом, что в незаштыренном положении люльки расстояние от опорной кольцевой площадки «d» контейнера 1 до ответной опорной поверхности «е» верхней диафрагмы 5 люльки равно «i», а опорная поверхность «g» опорного основания 27 отстоит от ответной опорной поверхности «h» упора 15 на расстоянии «j», равном «i+k», где «k» - плюсовой допуск размера «i». При этом каждое опорное основание 27 смонтировано на нижней диафрагме 7 (по существу - на люльке 4) таким образом, что при заштыренном положении люльки 4 между опорной поверхностью «g» опорного основания 27 люльки и ответной опорной поверхностью «h» упора 15 образован зазор «k». Таким образом, расстояние между опорным основанием 27 и упором 15 при заштыренном положении люльки 4 равно «k», т.е. малой величине, равной плюсовому допуску размера «i».
Использование корабельной пусковой системы осуществляется следующим образом.
На технической позиции в транспортно-пусковые стаканы 8 устанавливают и фиксируют запускаемые объекты.
Перед загрузкой ТПС 8 с запускаемыми объектами в контейнер 1 (т.е. в пусковую установку) производят заштыривание люльки 4. При этом гидравлические механизмы устройства 12 заштыривания, воздействуя на промежуточную диафрагму 6, сжимают «продольные» амортизаторы 22. Люлька 4 опускается вниз на величину «i» до упора опорной поверхности «е» верхней диафрагмы 5 в ответную опорную поверхность контейнера 1 (по существу - до упора в герметизирующее уплотнение 23, установленное на опорной кольцевой площадке «d» контейнера 1). Гнезда 26 люльки «садятся» на штыри 24 и 25 контейнера. Таким образом, обеспечиваются фиксация люльки 4 относительно контейнера 1 и заданное угловое положение люльки относительно продольной оси контейнера. После заштыривания люльки 4, благодаря наличию резинокордной оболочки 14 и герметизирующего уплотнения 23, между верхней диафрагмой люльки и контейнером 1 образуется герметичная полость «l». Проверку герметичности осуществляют путем подачи в полость «l» воздушного давления, которое контролируют по манометру устройства для контроля герметичности (на чертеже не показано), которое подсоединяют к каналу «m», выполненному в верхней диафрагме. После контроля герметичности канал «m» заглушают.
Открывают крышку 2 корабельной пусковой установки (контейнера) 1. Затем ТПС 8, предварительно доставленный к месту проведения работ, с помощью грузоподъемного средства (на чертеже не показано) перемещают к пусковой установке и вывешивают на заданной высоте над соответствующим отверстием в верхней диафрагме люльки 4, обеспечивая предварительную ориентацию ТПС в горизонтальной плоскости. Далее с помощью предварительно установленного на пусковой установке загрузочного устройства (на чертеже не показано) осуществляют опускание ТПС в люльку до тех пор, пока ТПС не займет штатное место на соответствующем опорном основании 27. При установке ТПС на штатное место срабатывает механизм 30 автоматической стыковки электроразъема электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПС и ТПС подключается к корабельной системе управления стрельбой.
Аналогичным образом осуществляют загрузку в контейнер остальных ТПС. После загрузки упомянутое загрузочное устройство снимают с пусковой установки. Затем на каждый ТПС устанавливают соответствующую втулку 17 с герметизирующим уплотнением 18. Устанавливают средства 9 закрепления ТПС относительно люльки, которые фиксируют ТПС от продольных перемещений в люльке в походном положении корабельной пусковой системы. В результате установки втулки 17 с герметизирующим уплотнением 18 в кольцевом стыке между верхней диафрагмой 5 и ТПС образуется герметичная полость «n». Проверку герметичности кольцевого стыка осуществляют путем подачи в полость «n» воздушного давления, которое контролируют по манометру подсоединяемого к каналу «с» устройства для контроля герметичности (на чертеже не показано). После контроля герметичности каналы «с» во втулках 17 заглушают.
Затем закрывают крышку 2 и отштыривают люльку 4. Корабельная пусковая система готова к работе. В таком виде ТПС с запускаемыми объектами могут находиться в пусковой установке корабля не требуя обслуживания.
При воздействии на корабельную пусковую систему ударной волны взрыва, как и в условиях качки корабля, работают средства 10, 11 амортизации люльки 4. При этом резинокордная оболочка 14, установленная вдоль периметра верхней диафрагмы 5, обеспечивает возможность относительного взаимного перемещения люльки 4 и контейнера 1. При пуске объектов средства амортизации люльки выключаются из работы.
Перед пуском объектов из транспортно-пусковых стаканов заштыривают люльку 4 и открывают крышку 2. При этом резинокордная оболочка 14 и герметизирующие уплотнения 18, 23 обеспечивают надежную защиту от попадания воды внутрь контейнера, обеспечивая тем самым необходимые условия для пуска объектов из ТПС.
Пуск осуществляется по сигналу от корабельной системы управления стрельбой. При перегрузках, возникающих при выходе запускаемого объекта из ТПС 8, опорное основание 27, подвешенное с помощью пружинных амортизаторов устройства 28 амортизации на нижней диафрагме 7 люльки, вместе с ТПС перемещается вниз вдоль продольной оси люльки до соприкосновения с упором 15, установленным на фундаменте контейнера 1. Таким образом, происходит кратковременная «просадка» ТПС, при этом ТПС через опорное основание 27 воздействует на пружины тяг 29 устройства 28 амортизации, гася часть энергии. Тяги 29 упруго удлиняются, выбирая зазор «k» между опорной поверхностью «g» опорного основания 27 и ответной опорной поверхностью «h» упора 15. Остальная энергия гасится упором 15, установленным на фундаменте контейнера. Таким образом, нагрузки, действующие при пуске объекта из ТПС, передаются на донную часть контейнера 1.
После выхода запускаемого объекта из ТПС пустой ТПС заполняют забортной водой.
В случае, например, аварийного погружения подводной лодки с открытой крышкой 2 происходит нагружение верхней диафрагмы 5 пусковой установки чрезвычайно большим гидростатическим давлением. Благодаря конструктивным особенностям выполнения корабельной пусковой системы, гидростатические нагрузки распределяются примерно поровну между верхней диафрагмой 5 и транспортно-пусковьми стаканами 8. При этом верхняя диафрагма 5, зафиксированная с помощью устройства 12 заштыривания на опорной кольцевой площадке «d» контейнера 1, передает действующие на нее нагрузки непосредственно на верхнюю часть контейнера 1, а транспортно-пусковые стаканы 8, взаимодействуя с опорными основаниями 27, удлиняют тяги 29 на величину зазора «k» до упора опорных оснований 27 в упоры 15, установленные на фундаменте контейнера, и таким образом передают действующие на ТПС нагрузки на донную часть контейнера 1. При этом не происходит дополнительного нагружения верхней диафрагмы 5 со стороны ТПС 8, а также продольного растягивающего нагружения самих ТПС, чем полностью исключается возможность раскрытия стыковых соединений стеклопластиковых и металлических секций ТПС. Вместе с этим подобное распределение нагрузок, вызываемых выщеотмеченными обстоятельствами, обеспечивает возможность снижения требований к жесткости верхней диафрагмы 5 люльки и, следовательно, снижения массы (т.е. материалоемкости) корабельной пусковой системы. Кроме того, исключение возможности раскрытия стыковых соединений ТПС повышает надежность корабельной пусковой системы в целом, так как исключает возможность поступления воды внутрь контейнера. Повышение надежности системы достигается также благодаря тому, что при заштыренном положении люльки 4 с помощью герметизирующего уплотнения 23 образуется дополнительный герметизирующий контур между контейнером 1 и верхней диафрагмой 5. Вместе с этим благодаря наличию этого герметизирующего контура существенно упрощается контроль герметичности кольцевого зазора между контейнером и люлькой, т.е. упрощается обслуживание корабельной пусковой системы.
Таким образом, благодаря особенности исполнения заявляемой корабельной пусковой системы изобретение позволяет создать корабельную пусковую систему, обеспечивающую повышение надежности, упрощение обслуживания и снижение материалоемкости.