ВЫБРАСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для выбрасывания объектов испытаний в свободный полет с носителя на ракетном треке.
Проблема таких испытаний заключается в обеспечении максимальных скоростей разгона объектов, последующего безударного (с носителем) выбрасывания объектов испытаний в свободный полет при фиксированной энергоемкости разгонных средств носителя и длине ракетного трека.
Известно выбрасывающее устройство катапультируемого кресла из кабины самолета, содержащее наружную трубу (первый элемент), выполненную с возможностью соединения с самолетом (носителем), внутреннюю трубу (второй элемент), размещенную соосно первой с возможностью продольного перемещения относительно первой и взаимодействия с выбрасываемым креслом, и источник газов высокого давления (ИГВД), расположенный в полости, образованной наружной и внутренней трубами. Катапультируемое кресло установлено с возможностью взаимодействия с направляющими (см. С.М.Алексеев и др., «Современные средства аварийного покидания самолета», М., Оборонгиз, 1961 г., стр.123.)
Известно выбрасывающее устройство, имеющее телескопический полый корпус, содержащий первый и второй элементы в виде стаканов, первый элемент выполнен с возможностью соединения с летательным аппаратом (носителем выбрасываемого объекта), второй элемент размещен соосно первому с возможностью продольного перемещения относительно него и взаимодействия с выбрасываемым объектом; импульсный толкатель с зарядом метательного пороха (ИГВД), расположенный внутри корпуса на внутренней поверхности дна первого элемента в полости, образованной
первым и вторым элементами. Элементы с выбрасываемым объектом размещены в пусковом контейнере с направляющими, на конце которых установлены управляемые фиксаторы, исключающие неуправляемое относительное их перемещение (см. заявка Франции №2594219, МПК 4 F 41 F 7/00, 5/02, В 64 D 1/01, опубл. 14.08.87).
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Недостатками этих устройств являются:
- значительная масса пускового контейнера с направляющими, которая при фиксированной энергоемкости носителя и длине ракетного трека приведет к уменьшению скорости разгона объекта;
- начало движения выбрасываемого объекта относительно носителя происходит сразу после включения источника газов высокого давления (ИГВД), что приводит к нерациональному использованию выбрасывающего устройства (оптимальное его использование - это разгон объекта с постоянной максимально допустимой перегрузкой).
Задачей предлагаемого решения является уменьшение массы и «теневой» поверхности носителя, обеспечение оптимального разгона выбрасываемого объекта (с постоянной максимально допустимой перегрузкой) относительно носителя в процессе его выброса.
Технический результат: увеличение скорости разгона выбрасываемого объекта и обеспечение безударного (с носителем) выбрасывания объекта в свободный полет.
Поставленная задача решается тем, что в выбрасывающем устройстве, содержащем выполненный с возможностью соединения с носителем выбрасываемого объекта первый элемент и выполненный в виде стакана второй элемент, размещенный соосно первому с возможностью продольного перемещения относительно него и взаимодействия с выбрасываемым объектом, и ИГВД, расположенный в полости, образованной первым и вторым элементами, первый и второй
элементы соединены друг с другом разрушаемой при заданном давлении связью.
Второй элемент может быть выполнен с возможностью перемещения внутри первого и с возможностью соединения с выбрасываемым объектом разрушаемой связью при заданном положении второго элемента относительно первого элемента. Выбрасывающее устройство может дополнительно содержать клапан, размещенный на донной поверхности второго элемента и выполненный с возможностью срабатывания после отсоединения от второго элемента выбрасываемого объекта.
Второй элемент так же может быть выполнен с возможностью перемещения снаружи первого элемента и соединения с выбрасываемым объектом жесткой связью.
От прототипа полезная модель отличается тем, что первый и второй элементы соединены друг с другом разрушаемой при заданном давлении связью.
Второй элемент может быть выполнен с возможностью перемещения внутри первого и с возможностью соединения с выбрасываемым объектом разрушаемой связью при заданном положении второго элемента относительно первого элемента. Выбрасывающее устройство может дополнительно содержать клапан, размещенный на донной поверхности второго элемента и выполненный с возможностью срабатывания после отсоединения от второго элемента выбрасываемого объекта.
Второй элемент так же может быть выполнен с возможностью перемещения снаружи первого элемента и соединения с выбрасываемым объектом жесткой связью.
Выполнение выбрасывающего устройства содержащим выполненный с возможностью соединения с носителем выбрасываемого объекта первый элемент, выполненный в виде стакана второй элемент, размещенный соосно первому с возможностью продольного перемещения относительно него и взаимодействия с выбрасываемым объектом, и ИГВД,
расположенный в полости, образованной первым и вторым элементами, соединение первого и второго элементов друг с другом разрушаемой при заданном давлении связью позволяет на участке (определяется длиной первого и второго элементов) перемещения выбрасываемого объекта относительно носителя оптимально разгонять объект (с постоянной максимально допустимой перегрузкой) и тормозить носитель. Это достигается тем, что разрушение связи первого и второго элементов друг с другом происходит при таком давлении в полости элементов, при котором движение выбрасываемого объекта относительно носителя начинается с практически максимально допустимой перегрузкой. Кроме того, соединение первого и второго элемента друг с другом разрушаемой при заданном давлении связью исключает случайное относительное перемещение их в процессе разгона на ракетном треке и не требует таких дополнительных устройств (например, имеющегося в прототипе пускового контейнера с направляющими, на конце которых установлены управляемые фиксаторы), увеличивающих массу носителя.
Выполнение второго элемента с возможностью перемещения внутри первого позволяет сразу же после начала движения второго элемента увеличить «теневую» поверхность носителя за счет действия набегающего потока на соответствующую торцевую поверхность первого элемента, что позволяет уменьшить скорость носителя.
Выполнение второго элемента с возможностью соединения с выбрасываемым объектом разрушаемой связью при заданном положении 2-го элемента относительно 1-го элемента исключает их случайное относительное перемещение в процессе разгона на ракетном треке и не требует дополнительных устройств, увеличивающих массу носителя, а так же позволяет своевременно отсоединить объект от носителя.
Установка на донной поверхности второго элемента клапана, выполненного с возможностью срабатывания после отсоединения от второго элемента выбрасываемого объекта, позволяет в теневой области
между торцами выбрасываемого объекта и второго элемента поднять давление, что с одной стороны уменьшает снижение скорости выбрасываемого объекта набегающим потоком, а с другой - способствует торможению второго элемента, движению его внутрь первого и образованию гарантированного зазора между выбрасываемым объектом и носителем.
Выполнение второго элемента с возможностью перемещения снаружи 1-го элемента и соединения его с выбрасываемым объектом жесткой связью позволяет увеличить устойчивость объекта в свободном полете после его отделения от носителя за счет перемещения назад центра давлений.
Полезная модель поясняется чертежами:
- на фиг.1 представлен общий вид выбрасывающего устройства;
- на фиг.2, 3 и 4 представлен общий вид выбрасывающего устройства в процессе выброса объекта;
- на фиг.5 представлен общий вид выбрасывающего устройства (вариант с жесткой связью между вторым элементом и объектом);
- на фиг.6 представлен общий вид выбрасывающего устройства (вариант с жесткой связью между вторым элементом и объектом) в процессе выброса объекта.
Выбрасывающее устройство содержит соединенный с носителем 1 выбрасываемого объекта 2 первый элемент 3. Носитель 1 выбрасываемого объекта 2 в данном примере выполнен в виде ракетной тележки, установленной с помощью башмаков 4 на рельсовой направляющей 5 ракетного трека 6. Второй элемент 7 выбрасывающего устройства выполнен в виде стакана и установлен соосно первому 3 с возможностью продольного перемещения относительно него и взаимодействия с выбрасываемым объектом 2. В полости А, образованной первым 3 и вторым 7 элементами, установлен ИГВД 8. Первый 3 и второй 7 элементы соединены друг с другом
разрушаемой при заданном давлении связью, например, болтами 9 с тарированным усилием разрыва.
Второй элемент 7 в данном случае выполнен с возможностью телескопического перемещения внутри первого 3 и соединен с выбрасываемым объектом 2 разрушаемой связью при заданном взаимном положении 2-го элемента относительно 1-го связью, например, разрывными болтами 10.
На донной поверхности второго элемента 7 может быть установлен клапан 11, выполненный с возможностью срабатывания после отсоединения выбрасываемого объекта 2 от второго элемента 7.
Возможен вариант, где второй элемент 7 жестко связан с выбрасываемым объектом 2 (см. фиг.5). В этом случае второй элемент 7 выполнен с возможностью перемещения снаружи первого элемента 3.
Работает устройство в следующем порядке.
Носитель 1 разгоняет на ракетном треке 6 выбрасывающее устройство с объектом 2 до заданной скорости, после чего разгон носителя прекращается (он свободно по инерции перемещается на башмаках 4 по рельсовой направляющей 5). Уменьшение массы носителя и его «теневой» поверхности за счет исключения пускового контейнера имеющегося в прототипе позволяет увеличить скорость разгона носителя 1 с объектом 2. Далее срабатывает ИГВД 8 и в полости А, образованной первым 3 и вторым 7 элементами, с определенным темпом создается давление. При достижении заданного уровня давления разрушаются тарированные болты 9, соединяющие первый 3 и второй 7 элементы. Под действием газов высокого давления второй элемент 7 вместе с выбрасываемым объектом 2 телескопически перемещается в данном примере исполнения внутри первого 3 и набирает заданную относительно носителя 1 скорость. При этом в полости А источником газов высокого давления 8 поддерживается постоянное давление, и разгон выбрасываемого объекта 2 производится с постоянной максимально допустимой перегрузкой.
Следует отметить, что сразу же после начала движения второго элемента 7 увеличивается «теневая» поверхность носителя 1 и соответственно темп его торможения за счет действия набегающего потока на торцевой буртик Б первого элемента 3 и действия давления в полости А (см. фиг.2). После полного возможного перемещения второго элемента 7 относительного первого 3 (см. фиг.2) срабатывают разрывные болты 10, и выбрасываемый объект 2 продолжает двигаться по инерции и отделяется от второго элемента 7 в свободный полет. Далее открывается клапан 11 и высокое давление из полости А сбрасывается в зазор между торцами элемента 7 и выбрасываемого объекта 2, что дополнительно способствует увеличению относительной скорости выбрасываемого объекта 2. Под действием этого же давления, а затем набегающего потока, второй элемент 7 движется назад в первый элемент 3 (см. фиг.3) и тем самым дополнительно увеличивает зазор между выбрасываемым объектом 2 и носителем 1. После полного возврата второго элемента 7 (см. фиг.4) все давление набегающего потока передается на носитель 1 и способствует дальнейшему его торможению и безударному расхождению выбрасываемого объекта 2 и носителя 1.
При выполнении второго элемента 7 жестко связанным с выбрасываемым объектом 2 (см. фиг.5), устройство работает аналогично выше описанному до момента полного возможного перемещения второго элемента 7 относительного первого 3. Далее выбрасываемый объект 2 продолжает двигаться по инерции вместе с вторым элементом 7 в свободный полет (см. фиг.6), а давление набегающего потока действует на всю «теневую» поверхность носителя 1 и способствует дальнейшему безударному расхождению выбрасываемого объекта 2 и носителя 1.
Т.е. увеличение относительной скорости выбрасывания объекта в свободный полет (относительно носителя 1) позволяет производить безударное (с носителем) выбрасывание объекта в свободный полет при
более высокой абсолютной скорости разгона выбрасываемого объекта и носителя.
Таким образом, предложенное устройство по сравнению с прототипом обеспечивает увеличение скорости разгона выбрасываемого объекта и обеспечение безударного (с носителем) выбрасывания объекта в свободный полет.