МНОГОМЕСТНАЯ КОРАБЕЛЬНАЯ ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПУСКА
MULTI-SEATER VESSEL LAUNCHER OF VERTICAL LAUNCH

Изобретение относится к военной технике, в частности к корабельным пусковым установкам (ПУ) вертикального пуска.
Известна многоместная корабельная ПУ вертикального пуска по патенту GB 2290856 А (F41F 3/04, 1996), содержащая несколько установленных рядом друг с другом удлиненных защитных контейнеров для установки ракет в вертикальном положении. Верхний конец каждого контейнера имеет отверстие для выхода ракеты при пуске, нормально закрытое открываемой защитной крышкой, а нижний конец - сообщается через выхлопной клапан с общей нагнетательной камерой, сообщенной через газоход с атмосферой. Пусковая установка жестко закреплена между верхней и нижней палубами корабля. В варианте выполнения каждая защитная крышка закрывает одновременно четыре контейнера. При открывании защитной крышки она своей верхней поверхностью прилегает к части открытого конца газохода и служит отражателем газовой струи.
Однако наличие газоходов существенно усложняет ПУ и увеличивает ее массогабаритные показатели. Кроме того, размещение нескольких ячеек ПУ под общей защитной крышкой с единым приводом открывания снижает живучесть ПУ.
Известно устройство многоместной корабельной ПУ вертикального пуска по патенту ЕР 0933611 А2 (F41F 3/04, 1999). Известное устройство представляет собой набор конструктивных элементов, адаптированный для универсального применения и включающий множество удлиненных стандартных контейнеров с ракетами, имеющих практически одинаковые площади поперечного сечения и длину, а также срез (торец) для выхода продуктов сгорания топлива двигателя ракеты и срез (торец) для выхода ракеты, по меньшей мере один газоход, имеющий длину, практически равную длине одного из упомянутых контейнеров с ракетами, и поперечное сечение, не превышающее поперечное сечение одного из упомянутых стандартных контейнеров, а также ферменную конструкцию, удерживающую множество контейнеров и газоходов, представляющую собой решетку из взаимно параллельных камер. Каждая из последних адаптирована для удержания одного из контейнеров и газоходов. Причем упомянутые срезы для выхода продуктов сгорания лежат в первой общей плоскости, а упомянутые срезы для выхода ракет лежат во второй общей плоскости. Устройство содержит защитную плиту определенной толщины. На защитной плите установлена упомянутая ферменная конструкция для удержания множества контейнеров. Защитная плита имеет решетку из апертур, размеры и места расположения которых соответствуют концам контейнеров и газоходов, которые могут быть установлены в упомянутую ферменную конструкцию. Газоход может иметь поперечное сечение круглой, квадратной или любой другой формы. При необходимости, газоход может быть демонтирован и заменен. К нижней стороне защитной плиты прикреплен ресивер (коллектор), полностью перекрывающий защитную плиту и обеспечивающий перетекание газов от одной апертуры к другой. Ресивер обеспечивает выход продуктов сгорания топлива двигателей ракет через один или несколько газоходов. Защитная плита имеет несколько выступов, которые являются силовыми опорами, взаимодействующими с фундаментом корабля. Ферменная конструкция имеет верхнюю, среднюю и нижнюю части. Нижняя часть ферменной конструкции вместе с защитной плитой образуют конструкцию, выдерживающую вес остальной части конструкции пусковой установки и контейнеров с ракетами. Средняя часть является каркасом для камер, в которые устанавливаются контейнеры или газоходы. Верхняя часть поддерживает систему приводов защитных крышек. Набор конструктивных элементов включает также раму, содержащую решетку из апертур, имеющих размеры не менее упомянутых внешних размеров поперечного сечения стандартного контейнера. Рама крепится к ферменной конструкции для удержания контейнеров в месте, соответствующем расположению упомянутой второй общей плоскости. Апертуры рамы точно совпадают с упомянутой решеткой из камер, удерживающих контейнеры и газоходы. Каждая из камер для удержания контейнеров имеет элемент, адаптированный под захват, расположенный в определенном месте на каждом из контейнеров/газоходов. В верхней части к раме прикреплено множество защитных крышек, каждая из которых соответствует одной из апертур рамы, для индивидуального открывают или закрывания упомянутых апертур. При пуске ракеты требуется открыть по меньшей мере две защитные крышки - одну над камерой с ракетой, вторую - над газоходом. Если задействуется несколько газоходов, то открывается несколько крышек.
Однако наличие ресивера и газоходов существенно усложняет пусковую установку. Кроме того, известное устройство предполагает необходимость дополнительного усиления корабельных конструкций, что значительно увеличивает массогабаритные показатели корпуса.
Известна модульная многоместная корабельная ПУ вертикального пуска, охарактеризованная в патенте US 6230604 B1 (F41F 3/052, 3/077, 2001). 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 ферменного каркаса, образующие ячейки для установки транспортно-пусковых контейнеров (ТПК) концентрического типа (CCL). 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. Отмеченный недостаток может быть скомпенсирован путем повышения жесткости конструкции, однако это вызывает повышение массогабаритных показателей ПУ.
Известен пусковой модуль по патенту US 6283005 B1 (F41F 3/04, 2001). Пусковой модуль включает 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 пусковая установка вертикального пуска по патенту RU 2213925 C1 (F41F 3/04, В63G 1/00, 2003). Известная пусковая установка содержит верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленный между ними ферменный каркас, образующие ячейки для установки транспортно-пусковых контейнеров различных типов. Каждая ячейка пусковой установки снабжена закрепленной на верхнем основании защитной крышкой с приводом открывания последней. В каждой ячейке установлены средства для удержания и фиксации ТПК и электроразъем электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПК. В варианте выполнения ферменный каркас по высоте выполнен из разъемно соединяемых частей с возможностью обеспечения заданной высоты ферменного каркаса путем изменения количества упомянутых частей последнего, устанавливаемых при монтаже пусковой установки. Такое выполнение ферменного каркаса, обеспечивая приспособляемость ПУ к ТПК различной длины, позволяет оптимизировать массогабаритные показатели ПУ.
Однако особенности выполнения известной ПУ не предполагают возможности установки на ней блоков (кассет) ТПК, что ограничивает область ее использования.
Известна модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска, приведенная в патентном описании RU 2211432 C1 (F41F 3/042, 2003). Известная модульная пусковая установка содержит несущую конструкцию (верхнее основание), выполненную в виде прикрепляемой к палубе корабля рамы, средства для удержания и фиксации транспортно-пусковых контейнеров и электроразъемы электрической связи корабельной системы управления стрельбой с транспортно-пусковыми контейнерами. Рама образована из продольных и поперечных балок двутаврового сечения и выполнена с ячейками для транспортно-пусковых контейнеров. Каждая ячейка снабжена закрепленной на несущей конструкции защитной крышкой с приводом открывания последней. Крышки закреплены на верхних полках упомянутых балок, на нижних полках которых установлены опорные элементы для крепления контейнеров за фланцы. В варианте выполнения опорный элемент выполнен в виде связанной с балками при помощи упругих элементов рамки, снабженной крепежными шпильками и установочными штифтами. Защитная крышка выполнена в виде двух секций, шарнирно закрепленных на раме, и снабжена механизмом синхронного открывания секций.
Однако известное устройство предполагает необходимость дополнительного усиления корабельных конструкций, что значительно увеличивает массогабаритные показатели корпуса.
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является многоместная корабельная пусковая установка, приведенная в патентном описании RU 2219470 C1 (F41F 3/042, 2003). Известная пусковая установка содержит верхнее основание, выполненное с возможностью закрепления на палубе корабля, снабженную цапфами несущую раму для транспортно-пусковых контейнеров, средства для удержания и фиксации транспортно-пусковых контейнеров и электроразъемы электрической связи корабельной системы управления стрельбой с транспортно-пусковыми контейнерами. Несущая рама верхним концом установлена в верхнем основании, которое выполнено с ячейками для транспортно-пусковых контейнеров. Каждая ячейка снабжена закрепленной на верхнем основании защитной крышкой с приводом открывания последней.
Однако известное устройство предполагает высокие требования к жесткости несущей конструкции (верхнего основания) ПУ, что обуславливает усложнение конструкции ПУ и увеличение ее массы и, кроме того, предполагает необходимость дополнительного усиления корабельных конструкций, что значительно увеличивает массогабаритные показатели корпуса. Отмеченный недостаток обусловлен конструктивной схемой, положенной в основу известной ПУ, предполагающей крепление (по существу - подвеску) ТПК (кассет ТПК) на верхнем основании за передние (верхние) фланцы, что существенно нагружает верхнее основание ПУ и палубу корабля.
Задачей, решаемой изобретением является создание достаточно простой модульной многоместной корабельной пусковой установки вертикального пуска, обеспечивающей возможность снижения массогабаритных показателей последней и - приспособляемость к транспортно-пусковым контейнерам различных классов и назначения, а также - приспособляемость к различным объектам-носителям.
Указанная задача решается тем, что многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска, содержащая верхнее основание, выполненное с возможностью закрепления на палубе корабля, снабженную цапфами несущую раму для транспортно-пусковых контейнеров, средства для удержания и фиксации транспортно-пусковых контейнеров и электроразъемы электрической связи корабельной системы управления стрельбой с транспортно-пусковыми контейнерами, причем несущая рама верхним концом установлена в верхнем основании, которое выполнено с ячейками для транспортно-пусковых контейнеров, каждая ячейка снабжена закрепленной на верхнем основании защитной крышкой с приводом открывания последней, согласно изобретению дополнительно содержит нижнее основание, выполненное с возможностью закрепления на фундаменте корабля, и опорные основания для транспортно-пусковых контейнеров. Верхнее основание снабжено вертикальными направляющими элементами, каждый из которых выполнен взаимодействующим с соответствующей цапфой несущей рамы. Несущая рама шарнирно оперта на нижнее основание. Каждое из опорных оснований для транспортно-пусковых контейнеров соответственно установлено на несущей раме с возможностью взаимодействия с днищем соответствующего транспортно-пускового контейнера в рабочем положении пусковой установки. Пусковая установка выполнена обеспечивающей боковое опирание транспортно-пусковых контейнеров и имеет четное количество ячеек. Несущая рама в верхнем основании установлена таким образом, что в плане соответствующие ячейки пусковой установки расположены симметрично относительно проекции продольной оси цапф несущей рамы. Несущая рама снабжена направляющими элементами для транспортно-пусковых контейнеров, выполненными каждый в виде шпоночной направляющей, взаимодействующей с бугелями транспортно-пускового контейнера при загрузке последнего в пусковую установку.
Вместе с этим, опорное основание для транспортно-пускового контейнера снабжено бугелями, взаимодействующими с соответствующими упомянутыми шпоночными направляющими несущей рамы.
В вышеприведенных вариантах выполнения пусковая установка может быть выполнена с возможностью переустановки упомянутого опорного основания по высоте несущей рамы и фиксации взаимного положения последних.
Кроме того, несущая рама выполнена составной по высоте и содержит сменную вставку.
В другом варианте выполнения пусковой установки несущая рама выполнена сменной.
Вместе с этим, несущая рама выполнена с возможностью установки на ней четырех транспортно-пусковых контейнеров и/или блоков транспортно-пусковых контейнеров, присоединительные элементы которых имитируют присоединительные элементы упомянутых одиночных транспортно-пусковых контейнеров.
Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно обеспечивает возможность снижения требований к жесткости модульной ПУ и, следовательно, - возможность упрощения последней и возможность снижения массы ПУ. Вместе с этим, изобретение обеспечивает приспособляемость ПУ к ТПК с объектами различных классов и назначения, к большому количеству типоразмеров ТПК и - приспособляемость к различным объектам-носителям, что в совокупности, в конечном итоге, существенно расширяет ее эксплуатационные возможности и повышает унификацию. Кроме того, изобретение обеспечивает возможность создания модульной стартовой системы, легко модифицируемой в зависимости от конкретных параметров корабля.
На фиг.1 схематично показан общий вид многоместной корабельной ПУ вертикального пуска в варианте выполнения, продольный разрез в вертикальной плоскости, ортогональной диаметральной плоскости корабля; на фиг.2 - верхнее основание ПУ и устройство узлов опирания верхнего конца несущей рамы, поперечный разрез по А-А на фиг.1, повернуто; на фиг.3 - вертикальный направляющий элемент верхнего основания ПУ, взаимодействующий с цапфой несущей рамы, и направляющие элементы несущей рамы, взаимодействующие соответственно с бугелем ТПК и бугелем блока (кассеты) ТПК, элемент В на фиг.2; на фиг.4 - верхнее основание ПУ и устройство узлов опирания верхнего конца несущей рамы, продольный разрез по Б-Б на фиг.1, повернуто; на фиг.5 - цапфа несущей рамы, установленная в вертикальном направляющем элементе верхнего основания ПУ, разрез по Г-Г на фиг.4; на фиг.6 - средства для удержания и фиксации ТПК и электроразъем электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПК.
Многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска содержит верхнее основание 1 и нижние основания 2, выполненные с возможностью закрепления соответственно на верхней палубе 3 и фундаменте 4 корабля, несущую раму 5 для ТПК 6, средства 7 для удержания и фиксации ТПК и электроразъемы 8 электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПК. Верхнее основание 1 выполнено с ячейками «а» для ТПК. Каждая ячейка снабжена закрепленной на верхнем основании 1 защитной крышкой 9 с приводом 10 открывания последней. Несущая рама 5 снабжена цапфами 11 и верхним концом установлена в верхнем основании 1, которое снабжено вертикальными направляющими элементами 12, каждый из которых выполнен взаимодействующим с соответствующей цапфой несущей рамы. Направляющий элемент 12 выполнен в виде шпоночной направляющей. При этом цапфа 11 в вертикальном направляющем элементе 12 установлена с возможностью ограниченного перемещения в пределах зазора «b», который образован между торцевой поверхностью направляющего элемента 12 и ответной опорной поверхностью несущей рамы (здесь имеется в виду перемещение вдоль оси цапф, т.е. - перемещение в направлении, поперечном по отношению к вертикальным направляющим элементам 12). Величина зазора «b» определяется в зависимости от величины возможных относительных перемещений верхней палубы и фундамента корабля. Таким образом узел опирания верхнего конца несущей рамы обеспечивает последней три степени свободы.
Несущая рама 5 шарнирно оперта на нижние основания 2. В варианте осуществления изобретения несущая рама установлена с помощью двух шаровых шарниров 13, каждый из которых смонтирован на соответствующем нижнем основании 2. Возможен вариант, когда нижние основания выполняют за одно целое.
На несущей раме 5 установлены опорные основания 14 для ТПК. Каждое из опорных оснований 14 установлено с возможностью взаимодействия с днищем соответствующего ТПК в рабочем положении ПУ. На опорных основаниях 14 смонтированы электроразъемы 8 электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПК. Электроразъемы 8 снабжены каждый смонтированным на опорном основании механизмом стыковки с ТПК (на чертеже не показано). При этом пусковая установка выполнена с возможностью переустановки опорного основания 14 по высоте несущей рамы 5 и фиксации взаимного положения последних с помощью стопора 15. Опорное основание 14 унифицировано для различных ТПК.
Пусковая установка выполнена обеспечивающей боковое опирание ТПК и имеет четное количество ячеек «а». Несущая рама 5 в верхнем основании установлена таким образом, что в плане соответствующие ячейки ПУ расположены симметрично относительно проекции продольной оси цапф 11 несущей рамы 5. При этом несущая рама 5 снабжена направляющими элементами 16 для ТПК, выполненными каждый в виде шпоночной направляющей, взаимодействующей с бугелями 17 ТПК 6 при загрузке последнего в пусковую установку. Направляющие элементы 16 обеспечивают заданное положение ТПК относительно несущей рамы 5 и соответствующей ячейки ПУ, а также удерживают ТПК от поперечных перемещений. От перемещения вдоль направляющих элементов 16 ТПК удерживается с помощью закрепленного на опорном основании 14 штыря 18, взаимодействующего с ответным элементом 19, выполненным на днище ТПК.
В варианте выполнения опорное основание 14 для ТПК снабжено бугелями (на чертеже не показано), взаимодействующими с соответствующими шпоночными направляющими 16 несущей рамы. Бугеля опорного основания 14 по конструкции аналогичны бугелям 17 транспортно-пускового контейнера. Таким образом, опорное основание 14 крепится в тех же направляющих, что ТПК, и при эксплуатации пусковой установки может переустанавливаться по высоте несущей рамы 5.
В варианте осуществления изобретения несущая рама 5 выполнена с возможностью установки на ней четырех транспортно-пусковых контейнеров 6 и/или блоков (кассет) 20 транспортно-пусковых контейнеров, присоединительные элементы которых (в частности, бугеля и единое днище) имитируют присоединительные элементы транспортно-пусковых контейнеров 6. Благодаря возможности установки как одиночных ТПК, так и блоков (кассет) ТПК и - возможности переустановки опорных оснований 14 по высоте несущей рамы 5 обеспечивается приспособляемость пусковой установки к ТПК с объектами различных классов и назначения, что расширяет ее эксплуатационные возможности и повышает унификацию.
В другом варианте выполнения несущая рама 5 выполнена составной по высоте и содержит сменную вставку (на чертеже не показано). Возможен вариант выполнения, когда несущую раму выполняют сменной (по существу пусковая установка допускает использование несущей рамы любой заданной длины и с любыми присоединительными элементами, соответствующими ответным присоединительным элементам транспортно-пускового контейнера 6 и/или блока 20 транспортно-пусковых контейнеров). Благодаря этому изобретение обеспечивает пусковой установке приспособляемость к различным объектам-носителям и к большому числу типоразмеров ТПК, что также расширяет эксплуатационные возможности. Вместе с этим такое выполнение, обеспечивая приспособляемость ПУ к ТПК различной длины и к различным объектам-носителям, позволяет оптимизировать массогабаритные показатели ПУ.
В варианте осуществления изобретения пусковая установка выполнена в виде пускового модуля, содержащего несущую раму 5, которая имеет четыре пары направляющих элементов 16. Пусковой модуль обеспечивает возможность создания модульной стартовой системы, легко модифицируемой в зависимости от конкретных параметров корабля.
Благодаря конструктивным особенностям выполнения пусковой установки, в частности - особенности выполнения узлов опирания несущей рамы 5, исключается возможность передачи на ТПК нагрузок, вызываемых деформациями верхней палубы корабля, возникающими в процессе эксплуатации пусковой установки с ТПК, а также нагрузок, возникающих при внешних воздействиях на корабль (например, при качке и температурных перепадах). Вместе с этим исключение возможности передачи на пусковую установку нагрузок, вызываемых вышеотмеченными обстоятельствами, обеспечивает возможность снижения требований к жесткости пусковой установки и, следовательно, - снижение массы пусковой установки и возможность ее упрощения.
Использование многоместной корабельной пусковой установки осуществляется следующим образом.
Предварительно ПУ, выполненную в виде самостоятельного узла-модуля, загружают в погреб корабля. Затем нижние основания 2 и верхнее основание 1 закрепляют в заданном положении соответственно на фундаменте 4 корабля и на верхней палубе 3.
Перед загрузкой ТПК (блока ТПК) в ПУ корабля опорное основание 14 перемещают в направляющих 16 по высоте несущей рамы в положение, соответствующее типоразмеру загружаемого ТПК (блока ТПК). Фиксируют положение опорного основания с помощью стопора 15.
При загрузке ТПК на корабль с помощью привода 10 открывают защитную крышку 9 загружаемой ячейки «а» ПУ. ТПК 6 (блок 20 ТПК), предварительно доставленный к месту проведения работ, с помощью грузоподъемного средства, оснащенного соответствующей подвеской (на чертеже не показано), перемещают к загружаемой ячейке ПУ и вывешивают на заданной высоте над проемом загружаемой ячейки, обеспечивая предварительную ориентацию в горизонтальной плоскости. Осуществляют опускание ТПК 6 в проем ячейки ПУ. Бугеля 17, связанные с ТПК 6, заходят в соответствующие шпоночные направляющие 16. При опускании ТПК 6 бугеля 17 перемещаются в направляющих 16, при этом обеспечивается центрирование ТПК 6 и - заданное положение ТПК в поперечном сечении ПУ. При установке ТПК на штатное место срабатывает механизм стыковки электроразъема 8 электрической связи корабельной системы управления стрельбой с ТПК, и последняя подключается к упомянутой корабельной системе (на чертеже не показано). ТПК с помощью закрепленного на опорном основании 14 штыря 18 фиксируется относительно ПУ. После установки ТПК на штатное место ТПК освобождают от подвески, связанной с грузоподъемным устройством. Ячейку ПУ закрывают защитной крышкой. В таком виде ТПК с запускаемым объектом может находиться в ПУ корабля не требуя обслуживания.
Выгрузку ТПК из ячейки ПУ осуществляют в обратной последовательности.
При пуске запускаемого объекта из ТПК приводом 10 открывают защитную крышку 9 соответствующей ячейки ПУ. По сигналу от корабельной системы управления стрельбой, в соответствии с циклограммой запуска запускаемых объектов, подается сигнал на включение автономных источников питания запускаемого объекта через электроразъем 8, и от бортовой системы управления запускается стартовый двигатель.
Таким образом, благодаря особенности выполнения многоместной корабельной ПУ вертикального пуска изобретение позволяет создать достаточно простую модульную пусковую установку вертикального пуска, обеспечивающую возможность снижения массогабаритных показателей ПУ и возможность создания модульной стартовой системы, легко модифицируемой в зависимости от конкретных параметров корабля. При этом изобретение обеспечивает приспособляемость ПУ к ТПК с объектами различных классов и назначения, что расширяет ее эксплуатационные возможности и повышает унификацию. Кроме того, изобретение обеспечивает приспособляемость к различным объектам-носителям и к большому числу типоразмеров ТПК, что также расширяет эксплуатационные возможности.