Комплекс для запуска ракеты с акватории

 

Изобретение относится к ракетно-космической технике. Комплекс для запуска ракеты с акватории состоит из судна с подъемно-установочными устройствами для ракет и площадкой, на которой закреплена отделяемая стартовая платформа с поплавками и узлами крепления ракеты. Площадка для стартовой платформы расположена на корме судна, которое снабжено ориентированными вдоль его бортов направляющими для перемещения стартовой платформы по воде за корму судна и обратно. Стартовая платформа связана с судном буксировочными тросами и кабельными линиями управления стартом ракеты. Поплавки закреплены на кронштейнах стартовой платформы посредством поворотных рычагов с электроприводом и замково-стопорным механизмом, обеспечивающих вынос поплавков за борт судна, опускание их на воду и обратный подъем. Изобретение обеспечивает старт ракеты с движущейся платформы. 7 з.п.ф-лы, 9 ил.

Заявленное изобретение относится к ракетно-космической технике, к стартовым установкам для ракет, а конкретно к морским стартовым комплексам для запуска ракеты с акватории.

Известна стартовая платформа для запуска ракеты с акватории, патент США N 4916999, МКИ F 41 F 3/04, снабженная поплавками, узлами крепления ракеты, тремя вертикально-выдвигаемыми опорами. Стартовую платформу доставляют к месту старта ракеты при помощи судна-буксира, которое, в свою очередь, является командным пунктом управления стартом ракеты. В процессе предстартовой подготовки, стартовую платформу неподвижно устанавливают в надводном положении при помощи трех вертикально-выдвигаемых опор, жестко закрепляемых на морском дне.

Основными недостатками известной стартовой платформы являются ее низкая маневренность, использование только в местах с глубиной не более той, на которую можно выдвинуть и жестко закрепить на морском дне вертикальные опоры стартовой платформы, а также отсутствие возможности повторного использования без доставки в док, к месту установки ракеты.

Известен также морской стартовый комплекс для космических ракет, патент США N 4747334, МКИ F 41 F 3/04, принятый авторами в качестве прототипа. Морской стартовый комплекс для космических ракет содержит базовое судно, снабженное площадкой, на которой размещены три отделяемые платформы, снабженные поплавками, системы крепления платформ на площадке, два судна-буксира и пассажирское судно. Отделяемые платформы размещены на площадке вдоль базового судна, в следующем порядке от его носовой части: отделяемая стартовая платформа, отделяемая платформа, дополнительно снабженная оборудованием для предстартовой подготовки ракет, отделяемая платформа, дополнительно снабженная контейнерами для транспортировки ракет. Стартовая платформа дополнительно снабжена узлами крепления на ней тележки для подачи ракеты на стартовую платформу, якорными устройствами и башней обслуживания ракеты. Поплавки стартовой платформы выполнены в виде емкостей с прямоугольным поперечным и продольным сечениями.

Отделяемую стартовую платформу доставляют в район предполагаемого места старта ракеты при помощи базового судна. Перед спуском стартовой платформы на поверхность воды, на нее устанавливают тележку с ракетой. Открывают механизм крепления стартовой платформы на площадке базового судна. Базовое судно притапливают. Стартовая платформа посредством поплавков удерживается на поверхности воды. Судно-буксир отводит стартовую платформу с ракетой от базового судна и доставляет ее к месту старта ракеты. Закрепляют на морском дне якорные устройства, которые удерживают стартовую платформу от смещения с места старта ракеты. Затем производят старт ракеты с неподвижной стартовой платформы.

При помощи морского стартового комплекса для космических ракет по патенту США N 4747334 существует возможность осуществления старта ракеты с акватории в местах с большей глубиной по сравнению с той, на которой используется стартовая платформа для запуска ракеты с акватории по патенту США N 4916999, а также повторного использования стартовой платформы без доставки в док, к месту установки ракеты.

Основными недостатками известного морского стартового комплекса для космических ракет, по патенту США N 4747334, являются неудовлетворительные параметры качки стартовой платформы с ракетой, что исключает старт ракеты при незначительном волнении поверхности воды, а также необходимость притапливания базового судна в процессе спуска на воду стартовой платформы с ракетой.

Задачей, поставленной перед заявляемым изобретением, является осуществление старта ракеты с движущейся стартовой платформы. Указанная задача решается за счет того, что в комплексе для запуска ракеты с акватории, содержащем судно с подъемно-установочными устройствами для ракет и площадкой, на которой закреплена отделяемая стартовая платформа с поплавками и узлами крепления ракеты, площадка для стартовой платформы расположена на корме судна, судно снабжено ориентированными вдоль его бортов направляющими для перемещения стартовой платформы по воде за корму судна и обратно, при этом стартовая платформа связана с судном буксировочными тросами и кабельными линиями управления стартом ракеты.

Поплавки закреплены на кронштейнах стартовой платформы посредством поворотных рычагов с электроприводом и замково-стопорным механизмом, обеспечивающих вынос поплавков за борт судна, опускание их на воду и обратный подъем.

Поплавки стартовой платформы выполнены в виде обтекаемых емкостей с поперечным сечением, по всей их высоте, в виде двояковыпуклого плоского сегмента.

Поплавки стартовой платформы выполнены с уменьшенной площадью поперечного сечения на уровне расчетной грузовой ватерлинии.

В каждом поплавке установлен реверсивный гидронасос, соединенный с отверстием, выполненным в донной части поплавка, а в верхней части поплавка - клапан для дренажа воздуха.

Стартовая платформа связана с судном трубопроводами для заправки ракеты жидким топливом при спущенной на воду стартовой платформе с ракетой.

Судно и стартовая платформа снабжены кабель-заправочными мачтами для поддержки трубопроводов при заправке ракеты жидким топливом и кабельных линий управления стартом ракеты.

Направляющие для перемещения стартовой платформы по воде за корму судна и обратно выполнены в виде трубчатых пневморезиновых кранцев.

Благодаря тому что площадка для стартовой платформы расположена на корме судна, судно снабжено ориентированными вдоль его бортов направляющими для перемещения стартовой платформы по воде за корму судна и обратно, а стартовая платформа связана с судном буксировочными тросами и кабельными линиями управления стартом ракеты в режиме буксирования, получен технический результат, а именно, получена возможность осуществления старта ракеты с движущейся стартовой платформы, при этом буксировка судном стартовой платформы с ракетой позволяет выбирать курс, при котором качка в момент старта ракеты будет минимальна. Поплавки стартовой платформы выполнены в виде обтекаемых емкостей с поперечным сечением, по всей их высоте, в виде двояковыпуклого плоского сегмента, а также выполнены с уменьшенной площадью поперечного сечения на уровне расчетной грузовой ватерлинии, что позволяет уменьшить сопротивление движению стартовой платформы и повышает ее устойчивость при буксировке судном, перед и в момент старта ракеты.

На фиг. 1 представлен общий вид комплекса для запуска ракеты с акватории.

На фиг. 2 - вид сверху кормовой части судна комплекса для запуска ракеты с акватории, вид по стрелке A на фиг. 1.

На фиг. 3 - шарнирный кронштейн крепления поплавка к стартовой платформе с приводом спуска поплавка на поверхность воды и подъема его с поверхности воды, вид по стрелке Б на фиг. 2.

На фиг. 4 - замково-стопорный механизм системы крепления стартовой платформы на площадке судна и опорный амортизатор, разрез по В-В на фиг. 2.

На фиг. 5 - вертикальный разрез поплавка по Г-Г на фиг. 3.

На фиг. 6 - разрез поплавка по Д-Д на фиг. 3.

На фиг. 7 - разрез поплавка по Е-Е на фиг. 3.

На фиг. 8 - вид комплекса для запуска ракеты с акватории при спущенной на воду стартовой платформе, в процессе заправки ракеты компонентами топлива.

На фиг. 9 - вид сверху комплекса для запуска ракеты с акватории, в процессе буксировки судном стартовой платформы с ракетой, перед стартом ракеты.

Комплекс для запуска ракеты с акватории состоит из судна 1 (фиг. 1, 2, 8, 9) с площадкой 2 (фиг. 1, 2, 4, 8, 9), на которой размещены отделяемая стартовая платформа 3 и система крепления стартовой платформы 3 на площадке 2. Площадка 2 для стартовой платформы 3 расположена на корме судна 1.

Стартовая платформа 3 снабжена поплавками 4 (фиг. 1-3, 5-9), силовым кольцом 5, узлами 6 (фиг. 2, 9) крепления ракеты 7 к силовому кольцу 5, разъемными соединениями с запорными клапанами 8 и кабель-заправочными мачтами 9, снабженными механизмами поворота с электроприводами. Разъемные соединения с запорными клапанами 8 предназначены для стыковки с трубопроводами 10 (фиг. 8) подачи компонентов топлива к ракете 7. Кабель-заправочные мачты 9 предназначены для поддержки трубопроводов 10 во время заправки ракеты 7 компонентами топлива, при спущенной на воду стартовой платформе 3, и кабельных линий 11 (фиг. 8, 9) управления стартом ракеты 7, в процессе движения судна 1 и стартовой платформы 3.

Поплавки 4 закреплены на стартовой платформе 3 посредством кронштейнов 12 (фиг. 3) стартовой платформы 3 и шарнирно соединенных с ними рычагов 13, на которых непосредственно закреплены поплавки 4 стартовой платформы 3. Стартовая платформа 3 снабжена приводами спуска поплавков 4 на поверхность воды и подъема их с поверхности воды. Привод спуска поплавка 4 на поверхность воды и подъема его с поверхности воды состоит из зубчатого сектора 14, рычага 13, электродвигателя 15, закрепленного на кронштейне 12 стартовой платформы 3, и замково-стопорного механизма 16 фиксации рычага 13 в заданном положении.

Поплавки 4 стартовой платформы 3 выполнены в виде обтекаемых емкостей с поперечным сечением, по всей их высоте, в виде двояковыпуклого сегментного профиля (фиг. 6, 7) и с участком 17 (фиг. 5, 7) уменьшенной площади поперечного сечения в районе расчетной грузовой ватерлинии. Поплавки 4 имеют жесткую оболочку. В каждом из поплавков 4 установлен гидронасос 18, соединенный с входным отверстием, выполненным в донной части поплавка 4, а также клапан 19, предназначенный для дренажа воздуха из поплавка 4, в процессе его заполнения балластной водой. Гидронасос 18 снабжен реверсивным электродвигателем и используется как для заполнения поплавка 4 водой, так и для слива воды из него.

Система крепления стартовой платформы 3 на площадке 2 судна 1 выполнена в виде замково-стопорного механизма 20 (фиг. 2, 4, 9), закрепленного на площадке 2, на которой установлены по крайней мере три опорных амортизатора 21 (фиг. 4).

Стартовая платформа 3 связана с судном 1 буксировочными тросами 22 (фиг. 1, 2, 8, 9) и кабельными линиями 11 управления стартом ракеты 7.

Судно 1 снабжено направляющими 23 (фиг. 1, 2, 8, 9), выполненными в виде трубчатых пневморезиновых кранцев, ориентированных вдоль корпуса судна 1 и обеспечивающих спуск стартовой платформы 3 на воду в направлении кормы судна 1. Судно 1 дополнительно снабжено контейнерами 24 (фиг. 1, 8) для транспортировки ракет 7, краном 25 для подъема и перегрузки ракет 7, установщиком 26 (фиг. 1) для сборки и перемещения ракеты 7 к стартовой платформе 3, приведения ракеты 7 из горизонтального в вертикальное положение и установки ее на стартовой платформе 3, кабель-заправочными мачтами 27, снабженными механизмами поворота с электроприводами, поддерживающими трубопроводы 10 и кабельные линии 11 управления стартом ракеты 7, двумя синхронными лебедками 28 для буксировки стартовой платформы 3 с ракетой 7, устройствами для уборки трубопроводов 10 после заправки ракеты 7 компонентами топлива и кабельных линий 11 после старта ракеты 7, а также другим вспомогательным оборудованием.

Комплекс для запуска ракеты 7 (фиг. 1, 2, 8, 9) с акватории выводят в район предполагаемого места старта ракеты 7. Перед спуском стартовой платформы 3 (фиг. 1, 2, 4, 8, 9) на воду на нее устанавливают незаправленную ракету 7, которую закрепляют на силовом кольце 5 (фиг. 1, 2, 8, 9). Стартовая платформа 3 связана с судном 1 буксировочными тросами 22, кабельными линиями 11 управления стартом ракеты 7 и трубопроводами 10 подачи компонентов топлива к ракете 7 (фиг. 8). Открывают замково-стопорный механизм 20 (фиг. 2, 4, 9) системы крепления стартовой платформы 3 на площадке 2 судна 1. Опускают на воду поплавки 4 (фиг. 1-3, 5-9) стартовой платформы 3 и застопоривают их в данном положении при помощи замково-стопорного механизма 16 (фиг. 3).

Опираясь на заполненные воздухом поплавки 4, стартовая платформа 3 поднимается выше уровня площадки 2 судна 1. Судно 1 выходит из-под стартовой платформы 3 с установленной на ней незаправленной ракетой 7 на расстояние 10 - 20 м от стартовой платформы 3. Поплавки 4 стартовой платформы 3 заполняют водой таким образом, чтобы уровень забортной воды соответствовал уровню их расчетной грузовой ватерлинии. Судно 1 отходит от стартовой платформы 3 на расстояние 100 - 150 м. При помощи механизмов поворота с электроприводами кабель-заправочные мачты 9 стартовой платформы 3 и кабель-заправочные мачты 27 судна 1 устанавливают в рабочее положение. Производят основную заправку ракеты 7 компонентами топлива и одновременно сливают воду из поплавков 4 стартовой платформы 3 таким образом, чтобы уровень забортной воды соответствовал уровню их расчетной грузовой ватерлинии. Производят дополнительную заправку ракеты 7 компонентами топлива.

Судно 1 буксирует за собой стартовую платформу 3 с установленной на ней ракетой 7, находящуюся на расстоянии 100 - 150 м от судна 1, по курсу, обеспечивающему минимальную качку, и в процессе движения судна 1 и стартовой платформы 3 с ракетой 7 производят старт ракеты 7 со стартовой платформы 3. При старте ракеты 7 при помощи узлов 6 отстыковывают ракету 7 от силового кольца 5 стартовой платформы 3. После старта ракеты 7 стартовую платформу 3 возвращают на площадку 2 судна 1, что позволяет повторно использовать ее для старта ракет 7.

При старте ракеты 7 (фиг. 1, 2, 8, 9) с движущейся по поверхности воды стартовой платформы 3 (фиг. 1, 2, 4, 8, 9) газы, истекающие из соплового блока ракетного двигателя, образуют на поверхности воды каверну и отводятся от стартовой платформы 3 набегающей массой воды. Устойчивость стартовой платформы 3 с ракетой 7 на поверхности воды при ее буксировке судном 1 достигается использованием двух буксировочных тросов 22, соединяющих стартовую платформу 3 с двумя синхронными лебедками 28, находящимися на судне 1. Расчетная метацентрическая высота стартовой платформы 3 с заправленной ракетой 7 положительна, но достаточно мала = 0,1 м, что обеспечивает необходимую остойчивость и плавную качку стартовой платформы 3 с заправленной ракетой 7 на поверхности воды при волнении меньше допустимого, а увеличение площади поперечного сечения поплавков 4 (фиг. 1-3, 5-9) выше уровня расчетной грузовой ватерлинии обеспечивает ее остойчивость при усилении волнения или шквале.

Точки крепления буксировочных тросов 22 к стартовой платформе 3 находятся в одной плоскости с центром тяжести стартовой платформы 3 с заправленной ракетой 7, что обеспечивает горизонтальное положение стартовой платформы 3 с ракетой 7 при рывках буксировочных тросов 22 вследствие волнения, в процессе движения.

Заявляемое изобретение в сравнении с прототипом, в качестве которого был выбран морской стартовый комплекс для космических ракет, патент США N 4747334, МКИ F 41 F 3/04, является более маневренным, повышает активную и пассивную безопасность судна во время старта ракеты, обеспечивает получение технического результата, а именно осуществление старта ракеты с движущейся стартовой платформы, при этом буксировка судном стартовой платформы с ракетой позволяет выбирать курс, при котором качка в момент старта ракеты будет минимальна. Комплекс для запуска ракеты с акватории можно использовать как для запуска жидкостных, так и твердотопливных ракет.

Формула изобретения

1. Комплекс для запуска ракеты с акватории, содержащий судно с подъемно-установочными устройствами для ракет и площадкой, на которой закреплена отделяемая стартовая платформа с поплавками и узлами крепления ракеты, отличающийся тем, что площадка для стартовой платформы расположена на корме судна, которое снабжено ориентированными вдоль его бортов направляющими для перемещения стартовой платформы по воде за корму судна и обратно, при этом стартовая платформа связана с судном буксировочными тросами и кабельными линиями управления стартом ракеты.

2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что поплавки закреплены на кронштейнах стартовой платформы посредством поворотных рычагов с электроприводом и замково-стопорным механизмом, обеспечивающих вынос поплавков за борт судна, опускание их на воду и обратный подъем.

3. Комплекс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что поплавки стартовой платформы выполнены в виде обтекаемых емкостей с поперечным сечением, по всей их высоте, в виде двояковыпуклого плоского сегмента.

4. Комплекс по любому из пп. 1 - 3, отличающийся тем, что поплавки стартовой платформы выполнены с уменьшенной площадью поперечного сечения на уровне расчетной грузовой ватерлинии.

5. Комплекс по любому из пп. 1 - 4, отличающийся тем, что в каждом поплавке установлен реверсивный гидронасос, соединенный с отверстием, выполненным в донной части поплавка, а в верхней части поплавка - клапан для дренажа воздуха.

6. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что стартовая платформа связана с судном трубопроводами для заправки ракеты жидким топливом при спущенной на воду стартовой платформе с ракетой.

7. Комплекс по п. 1 или 6, отличающийся тем, что судно и стартовая платформа снабжены кабель-заправочными мачтами для поддержки трубопроводов при заправке ракеты жидким топливом и кабельных линий управления стартом ракеты.

8. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что направляющие для перемещения стартовой платформы по воде за корму судна и обратно выполнены в виде трубчатых пневмо-резиновых кранцев.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9