ВОЗДУШНАЯ СИСТЕМА ТУРБОНАСОСНОЙ УСТАНОВКИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ТОРПЕДНОГО АППАРАТА
AIR SYSTEM OF TURBOPUMP PLANT OF HYDRAULIC TORPEDO LAUNCHER TUBE

Изобретение относится к области торпедного оружия, точнее к системам пуска торпед или подводных ракет из торпедных аппаратов.
Известны системы пуска подводного оружия из гидравлических торпедных аппаратов с использованием воздушного турбонасоса.
В патенте США №6502528, дата публикации 7.01.03, описана пусковая установка, в которой выпуск торпеды осуществляется путем подачи воды под давлением в трубу торпедного аппарата посредством работы турбонасоса под действием пороховых газов или находящегося под давлением воздуха.
В патенте США №6595098, дата публикации 22.07.03, МПК F41F 3/04, выпуск торпеды также осуществляется посредством работы воздушной турбины, работающей от сжатого воздуха.
В указанных технических решениях по патентам не предусматривается специальных мер по снижению акустических шумов при выпуске торпеды за счет оптимизации работы турбонасосной установки.
Известна воздушная система турбонасосной установки гидравлического торпедного аппарата, описанная в патенте РФ №2263270, МПК F41F 3/04. Система содержит воздушную турбину, основной баллон сжатого воздуха, выход которого подсоединен к турбине через регулятор сечения питающей турбину магистрали воздуха. Настройка системы применительно к различным условиям стрельбы производится за счет изменения параметров воздушного регулятора. Однако данной подстройки недостаточно, чтобы обеспечить оптимальный режим работы турбонасосной установки, и тем самым снизить шумы при выпуске торпеды из аппарата.
Заявляемое изобретение решает задачу снижения шумов при выстреле торпеды или подводной ракеты из торпедного аппарата за счет управления их выходной скоростью, в зависимости от типа оружия и условий его применения.
Воздушная система турбонасосной установки гидравлического торпедного аппарата включает воздушную турбину, основной баллон сжатого воздуха, выход которого подсоединен к турбине через отсечной клапан и регулятор, по меньшей мере, с двумя ступенями регулировки, а также системы наполнения воздухом основного баллона, управления работой регулятора и отсечного клапана с помощью отсекателя.
В систему включено несколько, по меньшей мере два, отсекателя, управляющих отсечным клапаном, и переключатель режимов, с перепуском воздуха на выстрел, через каналы различных сечений, выполненных по числу отсекателей.
При этом осуществляется как дозировка воздуха на выстрел, так и управление оборотами турбины с соответствующей длительностью ее работы.
Для гидравлического торпедного аппарата с турбонасосом регулятор сечения целесообразно выполнять двухступенчатым и дискретным.
Система управления работой регулятора турбонасоса выполнена с возможностью перед началом работы установки в канале подачи воздуха на воздушную турбину основного баллона ограничителя сечения - дросселя, и последующего срабатывания регулятора для подачи воздуха на воздушную турбину из основного баллона через полное сечение регулятора.
Изобретение поясняется чертежами.
На Фиг.1 приведена обобщенная схема системы.
На Фиг.2 показаны графики изменения массового расхода воздуха, подающегося в турбину через переключатель режимов.
На Фиг.3 представлен вариант выполнения воздушной системы с двумя режимами ее работы.
Воздушная система турбонасосной установки гидравлического торпедного аппарата (Фиг.1) включает воздушную турбину 1, основной баллон 2 сжатого воздуха, отсечной клапан 3, регулятор 4, клапан 5 наполнения основного баллона, систему 6 управления работой регулятора 4, переключатель 7 режимов и систему 8 управления отсечным клапаном 3.
Схематически система работает следующим образом. Перед выпуском оружия с помощью клапана 5 наполняют сжатым воздухом основной баллон 2. Переключатель 7 режимов устанавливается в положение, соответствующее условиям применения оружия. При пуске срабатывает отсечной клапан 3, перепуская воздух через регулятор 4 в турбину 1. Система 6 управления работой регулятора 4 обеспечивает перепуск воздуха на турбину 1 через два программно управляемых дискретно увеличивающихся сечения. Закрытие отсечного клапана 3 осуществляется с помощью системы управления 8.
На Фиг. 2 показаны временные графики расхода воздуха, подаваемого на вход турбины: увеличенный расход воздуха (кривая «а») позволяет выпуск оружия с максимальной выходной скоростью; реализация расхода, в соответствии с кривой «б», обеспечивает безаварийный выход оружия с минимально допустимой скоростью.
Более подробно воздушная система турбонасосной установки гидравлического торпедного аппарата приведена на Фиг.3.
Система также содержит воздушную турбину 1, основной баллон 2 сжатого воздуха, отсечной клапан 3, регулятор 4, клапан 5 наполнения основного баллона, систему 6 управления работой регулятора 4, переключатель 7 режимов и систему 8 управления отсечным клапаном 3.
3
Турбина содержит сопловую коробку 9, лопатки 10 рабочего колеса, вал 11, кинематически связанный с непоказанным на фигуре водяным насосом. Регулятор 4 включает клапан 12 большого сечения f, дроссели 13 и 14 с регулировкой сечениями, баллон замедлитель 15.
Управляемый переключатель 7 режимов соединен трубопроводом 16 напрямую с отсекателем 3 и с ним же трубопроводом 17 через дроссель 18.
Система 8 управления отсечным клапаном содержит, по меньшей мере, два отсекателя 19 и 20, параллельно подключенных к трубопроводу между выходом из основного баллона 2 и переключателем 7.
Система управления выстреливанием, в минимальном составе, содержит блокировочную коробку 21 и перепускной клапан 22.
1
Система работает следующим образом. В исходном положении, показанном на Фиг.3, клапан 5 наполнения, отсечной клапан 3 и клапан 12 большого сечения регулятора 4 закрыты. Переключатель 7 режимов, для обеспечения расхода воздуха по кривой «а» на фиг.2, находится в исходной позиции (фиг. 3) при максимально открытом сечении (f), связанным трубопроводом 16 с отсекателем 3. Дроссель 18 отключен. Отсекатель 19 связывает трубопроводами через переключатель 7 основной баллон с верхней управляющей полостью отсекателя 3. Такая же параллельная связь отсекателя 20 перекрыта управляемым переключателем 7 режимов.
0
Блокировочная коробка 21 находится в положении, обеспечивающем вентиляцию управляющей полости, перепускного клапана 22, который в свою очередь вентилирует нижнюю управляющую полость u отсечного клапана 3.
2
б1
б2
При заполнении воздушной системы воздухом повышается давление в основном баллоне 2, и в управляющих полостях отсекателей 19 и 20, и в верхней управляемой полости u отсечного клапана 3. По достижении определенного, регулируемого пружиной отсекателя 19 давления (Р) взводится отсекатель 19, чем обеспечивается вентиляция верхней управляющей полости отсечного клапана 3. Когда давление в системе достигнет значения Р взведется отсекатель 20, что приведет к вентиляции тупиковой полости переключателя 7. Система подготовлена к работе.
При открывании передней крышки торпедного аппарата (не показан) открывается блокировочная коробка 21, и воздух из основного баллона 2 поступит к перепускному клапану 22.
0
1
0
При пуске оружия перепускной клапан 22 открывают, и воздух поступает в управляющую полость u отсечного клапана 3, который при срабатывании обеспечивает поступление воздуха из основного баллона 2, через сечение f, по трубопроводу 16 в регулятор 4 и далее через сечение f дросселя 13 в сопловую коробку 9 турбины 1.
3
По мере расхода воздуха в баллоне 2 давление воздуха падает. Одновременно воздух через дроссель 14 наполняет баллон - замедлитель 15. Когда давление в нем превысит давление в управляющей полости клапана 12, регулируемое противодействующей пружиной, золотник клапана 12 займет позицию, открывающую сечение f, что приведет к повышению давления в сопловой коробке 9 и, соответственно, к нарастанию ускорения оружия и достижению его выходной скорости, устанавливаемой переключателем 7 режимов.
2
Когда давление в основном баллоне достигнет значения давления отсечки, регулируемого отсекателем 19, он вернется в исходное положение. Воздух из основного баллона 2 поступит в управляющую полость u отсечного клапана 3. Подача воздуха в сопловой аппарат 9 турбины 1 прекратится.
1
2
Для реализации расхода воздуха, в соответствии с кривой «б» (фиг.2), перед выстрелом управляемый переключатель 7 (фиг.3) переводится дистанционно или вручную в другую позицию. Вместо сечения f к трубопроводу 17 подключается дроссель 18 сечением f. Одновременно к верхней управляющей полости отсекателя 3 подключается параллельный отсекателю 19 отсекатель 20, а работа отсекателя 19 блокируется переключателем 7 режимов.
2
При выстреливании воздух к регулятору 4 поступает через сечение f дросселя 18, чем существенно снижается расход воздуха в сопловую коробку 9 турбины 1 и, соответственно, снижается выходная скорость оружия.
Количество режимов пуска оружия может быть увеличено за счет параллельного введения в систему 8 дополнительных отсекателей и ограничительных сечений в переключателе режимов.
Таким образом, регулировкой параллельно работающих отсекателей, подключаемых переключателем 7 режимов в соответствии с используемым типом оружия, достигаются изменения режима работы турбопривода насоса и, соответственно, выходной скорости выстреливаемого оружия.