Универсальная корабельная пусковая установка вертикального пуска
UNIVERSAL SHIPBORNE VERTICAL LAUNCHER

Изобретение относится к военной технике, а именно к корабельным пусковым установкам (ПУ) вертикального пуска, предназначенным для хранения и транспортирования на надводных кораблях (НК) ракет в транспортно-пусковых контейнерах (ТПК), а также подготовки и производства старта ракет из ТПК, преимущественно, по «минометной» схеме.
Известна «Модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска» по патенту на изобретение RU №2393409, опубл. 2010 г., содержащая на верхнем горизонтальном поясе ферменного каркаса ПУ плиты, каждая из которых предназначена для установки одного ТПК и снабжена устройством его продольной амортизации. Упомянутое устройство состоит из съемного опорного кольца, выполненного с возможностью крепления к переднему несущему фланцу ТПК, и не менее двух пар упругих элементов одностороннего, но противоположно направленного действия. Штоки одной пары упругих элементов уперты в нижнюю поверхность опорного кольца, а штоки другой пары контактируют с верхней поверхностью опорного кольца. На поверхности плиты закреплен клиновой кронштейн, взаимодействующий с пазом в полке несущего фланца, определяющим положение ТПК по крену. Плита монтируется на ферменном каркасе с возможностью разворота вокруг продольной оси ПУ на угол 90 градусов. Верхний горизонтальный пояс установлен на консольных концах упругих стоек ферменного каркаса ПУ и образует верхний пояс поперечной амортизации всех установленных в ПУ ТПК. Нижний пояс поперечной амортизации образован индивидуальными для каждого ТПК устройствами, выполненными в виде нескольких закрепленных на ферменном каркасе двухопорных балок. На консольных концах балок смонтировано кольцо, взаимодействующее с опорой на боковой поверхности ТПК. Двухопорные балки имеют не менее двух разнесенных по высоте поясов посадочных мест на ферменном каркасе ПУ, а кольцо, взаимодействующее с опорой ТПК, выполнено сменным.
К недостаткам известной ПУ следует отнести высокие массогабаритные характеристики.
Известен пусковой модуль по патенту US 6283005 В1, опубл. 2001 г., включающий по меньшей мере одну вертикальную стойку из нержавеющей стали и по меньшей мере одну, но предпочтительно три горизонтально расположенные плиты, соединенные со стойкой с помощью сварки. В каждой из плит имеется несколько вертикально расположенных цилиндрических отверстий, образующих ячейки для установки ТПК концентрического типа. В цилиндрических отверстиях верхней плиты закреплены кольцевые фланцы из ковкого железа. При этом с нижней стороны каждой из двух верхних плит предусмотрены перегородки, разделяющие упомянутые цилиндрические отверстия. Пусковые модули могут быть организованы в модульную стартовую систему, обеспечивая таким образом возможность запуска множества ракет, торпед, средств обнаружения и противодействия. При этом упомянутые плиты трансформируются в пластины, расположенные вдоль оси модульной стартовой системы, совпадающей с продольной осью корабля. Плиты (пластины) располагаются на уровнях соответствующих палуб. При этом вертикальные стойки стягивают плиты, образуя цельную конструкцию, т.е. модульную стартовую систему. Вертикальная составляющая от нагрузок, возникающих при пуске, например, ракеты, распределяется на три палубных плиты (пластины) и вертикальные стойки. Пусковой модуль обеспечивает возможность создания модульной стартовой системы, легко модифицируемой в зависимости от конкретных параметров корабля.
Однако в известном устройстве не исключается возможность передачи на пусковой модуль нагрузок, обусловленных относительными перемещениями элементов корабля, возникающими в процессе эксплуатации модульной стартовой системы, что снижает надежность эксплуатации последней.
Известна модульная многоместная корабельная ПУ вертикального пуска по патенту US 6230604 В1 опубл. 2001 г., содержащая верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленную между ними промежуточную конструкцию в виде ферменного каркаса, образующие ячейки для установки ТПК концентрического типа. 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 ТПК в ячейку ПУ. В нижнем основании в каждой ячейке предусмотрено сегментное гнездо, имеющее форму, отвечающую форме полусферического корпуса ТПК. Внутри нижнего основания смонтированы захватные устройства для фиксации ТПК от вертикальных перемещений.
К недостаткам известной модульной многоместной корабельной ПУ можно отнести то, что в ней не исключается возможность передачи на ПУ нагрузок, обусловленных относительным перемещением палубы и фундамента корабля, возникающим в процессе эксплуатации.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков с заявленным изобретением является «Многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска» по патенту на полезную модель RU113570, опубл. 2012 г., содержащая платформу, выполненную с возможностью закрепления на палубе корабля, представляющую собой сварную металлоконструкцию, включающую четыре ячейки, снабженные крышками, с приводом открывания последних, снизу упомянутой платформы вварены две направляющие для удержания цапф опорной балки, опорную балку, состоящую из рамы, в верхнем торце которой установлены штыри для фиксации переходных направляющих средств загрузки, двух цапф, крепящихся в верхней части рамы, служащих для соединения опорной балки с платформой, четыре пары направляющих элементов для ТПК, выполненные каждый в виде шпоночной направляющей, взаимодействующей с бугелями ТПК при загрузке последнего в пусковую установку, двух шаровых опор, установленных на нижнем торце рамы и предназначенных для установки опорной балки на нижний фундамент корабля, опорный узел для ТПК снабженный бугелями, взаимодействующими с соответствующими упомянутыми шпоночными направляющими опорной балки, электрооборудование, теплоизоляцию, покрывающую внутреннюю поверхность платформы, для снижения теплообмена между погребом пусковой установки и внешней средой.
Однако известное устройство имеет индивидуальные крышки для каждой ячейки, приводимые в движения гидроприводом, а также направляющие для удержания ТПК, что усложняет конструкцию и предполагает использование только ТПК, снабженный бугелями.
Задачей, решаемой изобретением является создание простой и надежной конструкции универсальной корабельной ПУ вертикального пуска, обеспечивающей возможность безопасного приема и размещения кассетного ТПК (далее - ТПК), приспособляемости ПУ к различным типам ТПК.
Указанная задача решается благодаря тому, что предложенная универсальная корабельная ПУ вертикального пуска содержащая верхнее и нижнее основание с регулируемыми опорами, выполненное с возможностью закрепления на верхней палубе и фундаменте корабля и установленный между ними сварной каркас, образующий четыре ячейки, содержащие стойки и направляющие балки, согласно изобретению дополнительно содержит опорные каретки, выполненные с возможностью перемещения и фиксации на штатных местах в ячейке, взаимодействуя с направляющими балками, при этом опорные каретки содержат платформу с посадочными местами, в верхней части которой установлены ловители, привод перемещения с дисковым электромагнитным тормозом, ограничивающий вертикальное перемещение, механизм фиксации на заданной высоте, при этом посадочные места для транспортно-пусковых контейнеров содержат конические штыри, электрический разъем с механизмом стыковки, захватного устройства, служащего для удержания транспортно-пускового контейнера от вертикального перемещения относительно опорной каретки, Вместе с этим, верхнее основание снабжено роликами, взаимодействующими с транспортно-пусковым контейнером, и выполнено с возможностью закрепления единой пары защитных крышек с электрическим приводом открывания. Указанный электрический привод открывания защитной крышки содержит электродвигатель, редуктор, силовой винт, гайку и тягу, кинематически связанную с силовой скобой. Кроме того, ловители выполнены с возможность взаимодействия с транспортно-пусковым контейнером, при этом ловители снабжены подпружиненными рычагами. Указанные направляющие балки содержат зубчатые рейки, выполненные с возможностью зацепления с зубчатыми колесами и отверстия для взаимодействия со штоками механизма фиксации опорной каретки.
Техническим результатом использования изобретения является обеспечение возможности упрощения конструкции, повышение надежности эксплуатации и компактности универсальной корабельной ПУ вертикального пуска. Вместе с этим, изобретение обеспечивает приспособляемость ПУ к различным типам ТПК и приспособляемость ПУ к различным объектам носителям, что в совокупности значительно расширяет ее эксплуатационные возможности и повышает унификацию. Кроме того, изобретение обеспечивает возможность простого и безопасного приема и размещения ТПК в ПУ, что повышает безопасность эксплуатации.
Конструкция универсальной корабельной ПУ вертикального пуска проиллюстрирована на фиг. 1-6.
На фиг. 1 показано трехмерное изображение универсальной корабельной ПУ вертикального пуска, общий вид.
На фиг. 2 показан схематичный общий вид универсальной корабельной ПУ вертикального пуска, продольный разрез.
На фиг. 3 показан фрагмент опорной каретки, вид сверху.
На фиг. 4 показана опорная каретка, поперечный разрез по А-А на фиг. 3.
На фиг. 5 показан фрагмент крышки ПУ с элементами фиксации.
На фиг. 6 показана кинематическая схема привода перемещения опорной каретки.
Универсальная корабельная ПУ вертикального пуска может быть установлена в любом доступном месте надводного корабля. ПУ содержит верхнее 1 и нижнее 2 основания, закрепленные на верхней палубе 3 и фундаменте 4 корабля соответственно и установленный между ними сварной каркас в виде стоек 5 и направляющих балок 6, образующих ячейки для ТПК 7. На верхнем основании 1 закреплены пара защитных крышек 8 с электрическим приводом 9 открывания. Каждая из четырех ячеек содержит опорную каретку 10, взаимодействующую с направляющими балками 6 с возможностью перемещения по ним.
Опорная каретка 10 унифицирована для различных видов ТПК 7, необходимая разница по высоте обеспечивается заданным перемещением по направляющим балкам 6 и предназначена для безударного опускания ТПК 7 в ПУ, их фиксацию в заданном положении.
Вышеупомянутая опорная каретка 10 состоит из платформы 11 с посадочными местами 12 для установки ТПК 7, ловителей 13, приводом перемещения 14, механизмом фиксации 15 опорной каретки на заданной высоте. Каждое посадочное место 12 содержит электрический разъем 16 с механизмом стыковки 17, конические штыри 18, взаимодействующие с соответствующими ответными элементами на ТПК 7, обеспечивая центрирование последнего в посадочном месте 12 опорной каретки 10, захватное устройство 19 ТПК 7. Ловители 13 шарнирно закреплены в верхней части платформы 11 и соединены с подпружиненными рычагами 20, которые взаимодействуют с нижней частью ТПК 7.
Внутри опорной каретки 10 смонтирован привод перемещения 14, снабженный электродвигателем 21, соединенным с редуктором 22, тихоходный вал 23 которого, через дисковый электромагнитный тормоз 24 взаимодействует с цепной передачей 25, кинематически связанной с зубчатыми колесами 26, взаимодействующими с зубчатой рейкой 27, закрепленной на направляющих балках 6. Таким образом, обеспечивается перемещение и удержание опорной каретки 10 в заданном положении.
Механизм фиксации 15 опорной каретки 10 на заданной высоте содержит кулису 28, приводимую в движение электрическим приводом (на схеме не показан), связанную со штоками 29, взаимодействующими с соответствующими отверстиями в направляющих балках 6 (на схеме не показан). Указанная кулиса 28 взаимодействует с кулисой 30 захватного устройства 19, которое захватами 31 удерживает ТПК 7 от вертикального перемещения относительно опорной каретки 10. Кулиса 30 захватного устройства 19 через рычаг связана с механизмом стыковки 17 электрического разъема 16.
Электрический привод 9 защитных крышек 8 включает электродвигатель 32, редуктор 33, силовой винт 34, по которому перемещается гайка 35, взаимодействующая с тягой 36. Второй конец тяги 36 взаимодействует с рычагом 37, шарнирно закрепленным на крышке 8 ПУ. Указанный рычаг 37 взаимодействует с упором 38 и через тягу 39 соединен с силовой скобой 40, взаимодействующей с верхней 41 и нижней 42 роликовой опорой.
В верхней части направляющей балки 6 установлены ролики 43 взаимодействующие с ТПК при опускании последнего в ПУ, на заданной высоте расположены отверстия для взаимодействия со штоками 29 механизма фиксации 15 опорной каретки 10. Вдоль направляющей балки 6 закреплены зубчатые рейки 27 для взаимодействия с зубчатыми колесами 26 опорной балки 10.
Каждая ячейка ПУ снабжена регулируемыми опорами 44. Устанавливаемыми на фундаменте 4 корабля с возможностью взаимодействия с нижним основанием 2 ПУ.
Универсальная корабельная ПУ вертикального пуска эксплуатируется и функционирует следующим образом.
Предварительно ПУ в сборе со всеми узлами и компонентами загружают в погреб корабля. При этом верхнее 1 основание закрепляют в заданном положении на верхней палубе 3, а нижнее основание 2 закрепляют на фундаменте 4 корабля с помощью регулируемых опор 44.
Перед загрузкой ТПК 7 на корабль, с помощью привода 9, открывают защитные крышки 8. При этом электродвигатель 32 через редуктор 33 привода 9 начинает вращать силовой винт 34, который связан с гайкой 35 передачей «винт-гайка». Закрепленный на гайке 35 конец тяги 36 начинает вертикальное движение. Второй конец тяги 36, образуя в исходном состоянии с рычагом 37 тупой угол, приводит его в движение. Связанная с рычагом 37 через тягу 39 силовая скоба 40 начинает вращение вокруг закрепленной оси, при этом нижняя грань силовой скобы 40 упирается в нижнюю роликовую опору 42, приподнимая защитную крышку 8. Такое решение способствует открытию защитных крышек 8 при их обледенении. При дальнейшем движении тяги 36 вверх, рычаг 37 упирается в упор 38, силовая скоба выходит из зацепления роликовых опор 41 и 42, и крышка 8 поднимается до заданного положения.
С помощью грузоподъемного средства ТПК 7, предварительно доставленный к месту проведения работ, перемещают к загружаемой ячейке ПУ и вывешивают на заданной высоте над опорной кареткой 10, соосно с последней, обеспечивая предварительную ориентацию в горизонтальной плоскости. На опорной каретке 10 вручную устанавливают ловители 13 из положения «а» в положение «б» и осуществляют опускание ТПК 7 на посадочные места 12 в платформе 11. При опускании, донная часть ТПК 7 взаимодействует с подпружиненными рычагами 20 ловителей 13, что приводит их в вертикальное положение «в», обеспечивая удержание ТПК 7 от горизонтального перемещения. При дальнейшем опускании ТПК 7, конические штыри 18 обеспечивают центрирование ТПК 7 относительно посадочного места 12. При установке ТПК 7 на штатное место, опорная каретка 10, ослабив дисковый электромагнитный тормоз 24, начинает движение вниз. Достигнув определенной высоты, опорная каретка 10 замедляет движение, активируя дисковый электромагнитный тормоз 24, что дает возможность освободить загрузочное устройство с верхней части ТПК 7 и безударно опустить на штатное место. Достигнув заданной высоты, срабатывает механизм фиксации 15 опорной каретки 10, для этого электрический привод приводит в движение кулису 28, взаимодействующую со штоком 29. Вместе с этим, кинематически связанная кулиса 30, приводит в движение механизм стыковки 17 электрического разъема 16 и захватное устройство 19, взаимодействующее захватами 31 с ответными элементами на донной части ТПК 7. Таким образом, совместно с роликами 43, захватное устройство 19 обеспечивает удержание ТПК 7 в заданном положении. Кинематически связанные между собой зубчатые колеса 26 обеспечивают горизонтальную ориентацию опорной каретки 10 в любом положении по высоте, препятствуя перекосу.
После загрузки ТПК 7 в ячейку ПУ, с помощью привода 9, закрывают защитные крышки 8, при этом, электродвигатель 32, через редуктор 33 вращает силовой винт 34 в противоположенную открытию сторону. Тяга 36, взаимодействуя с гайкой 35, начинает перемещаться вниз, при этом опуская защитную крышку 8. На заключительно этапе защитная крышка 8 опускается под действие собственного веса, при этом рычаг 37 взаимодействует с упором 38. Заняв штатное место, тяга 36 продолжает движение вниз, взаимодействуя с рычагом 37 и тягой 39, вращает силовую скобу 40, которая входит в зацепление с верхней роликовой опорой 41, обеспечивая прижимное усилие и надежное удержание защитных крышек 8 в закрытом положении.
Выгрузку ТПК 7 осуществляют в следующей последовательности. На опорной каретке 10 привода перемещения 14, срабатывает дисковый электромагнитный тормоз 24, блокируя тихоходный вал 23, связанный цепной передачей 25 с зубчатыми колесами 26, обеспечивая удержание опорной каретки 10 на заданной высоте. Вместе с этим, механизм фиксации 15, механизм стыковки 17, захватное устройство 19 возвращается в исходное состояние, при этом шток 29 извлекается из ответной части на направляющей балке 6. При включении двигателя 21 привода перемещения 14 выключается дисковый электромагнитный тормоз 24, при этом указанный двигатель, через редуктор 22 вращает зубчатые колеса 26, входящие в зацепление с зубчатой рейкой 27 на направляющей балке 6, образуя реечную передачу и поднимает опорную каретку 10 с установленной на ней ТПК 7 на заданную высоту. С помощью загрузочного устройство закрепляют верхний конец ТПК 7 и извлекают его из ПУ грузоподъемным средством, опорная каретка 10 поднимается на штатное место в ячейке, ловители 13 складывают в положение «а».
При запуске ракеты из ТПК 7 приводом 9 открывают защитные крышки 8 и по сигналу от корабельной системы управления через электрический разъем 16 производится старт ракеты.
Таким образом, благодаря особенности выполнения универсальной корабельной ПУ вертикального пуска изобретение позволяет создать простую и надежную универсальную корабельную ПУ вертикального пуска, обеспечивающую возможность простого и безопасного приема и размещения ТПК, что повышает безопасность использования ПУ. Кроме того, изобретение обеспечивает приспособляемость ПУ к различным типам ТПК и приспособляемость ПУ к различным объектам носителям, что в совокупности значительно расширяет ее эксплуатационные возможности и повышает унификацию. Вместе с этим изобретение исключает необходимость в дополнительных погребах для гидравлического оборудования, что позволяет значительно снизить массогабаритные характеристики. Также изобретение позволяет значительно упростить и ускорить процесс загрузки (выгрузки) благодаря наличию опорной каретки и обеспечению возможности загрузки ТПК на конечном этапе без применения грузоподъемных средств.
Совокупность существенных признаков заявляемого устройства обеспечит достижение поставленной цели. Авторам неизвестны технические решения из области корабельных ПУ вертикального пуска, предназначенным для хранения и транспортирования на НК ракет в ТПК, а также подготовки и производства старта ракет из ТПК, преимущественно, по «минометной» схеме, содержащие признаки, эквивалентные отличительным признакам заявляемого устройства. Авторам неизвестны технические решения из других областей техники, обладающие свойствами заявляемого технического решения. Таким образом, заявляемое техническое решение, по мнению авторов, обладает критерием существенных признаков.