Стендовая установка для имитации застревания ракеты в пусковой трубе

Изобретение относится к области военной техники и предназначено, в первую очередь, для экспериментального исследования процесса застревания реактивных снарядов в трубе пускового блока авиационного носителя. Сущность изобретения заключается в том, что в стендовой установке, содержащей основание, корпус, испытуемый объект в виде макета реактивного снаряда с взрывательным устройством, ракетным двигателем и упорным стаканом, закрепленных в пусковой трубе, устройство имитации силы сопротивления перемещению снаряда и тормозное устройство, устройство имитации силы сопротивления выполнено в виде подвижной направляющей с упорным дном и распорными винтами, взаимодействующими с корпусом установки, а тормозное устройство выполнено в виде цилиндрического гидравлического блока с поршнем, расходной крышкой и фиксатором. При этом расходная крышка, имеющая центральный, внутренние и внешние расходные каналы, снабжена узлом форсирования, связывающим ее с корпусом гидравлического блока, а поршень снабжен толкателем, запорным штоком с коническим насадком и упорным вкладышем. Одновременно максимальный диаметр штока равен диаметру центрального канала крышки, внешний диаметр вкладыша превышает диаметр окружности, описывающей внутренние расходные каналы крышки, а величина перемещения поршня превышает величину совместного перемещения направляющей с толкателем. Задачей изобретения является разработка конструкции установки, обеспечивающей проведения стендовых работ по имитации застревания ракеты в трубе пускового блока носителя, например, самолета, вертолета. 3 ил.

 

Изобретение относится к военной технике, а именно к экспериментальным устройствам для стендового анализа процесса застревания реактивных снарядов, в частности неуправляемой авиационной ракеты (НАР), в трубе пускового блока носителя.

В соответствии с общими требованиями и руководством по испытаниям авиационной техники в наземных условиях типовые методики испытаний должны предусматривать проведение работ по имитации застревания снаряда в пусковой трубе, связанного, например, с попаданием в трубу инородного тела (камня) или деформацией пусковой трубы в процессе эксплуатации. В первую очередь это связано с анализом условий работы ракетоносителя и выявлением возможности взведения (срабатывания) взрывательного устройства в процессе пуска снаряда, определяющего безопасность эксплуатации ракет и носителя.

Проверка безопасности взрывателей при застревании ракет в пусковой трубе производится в наземных условиях на охолощенных взрывателях в ракетах инертного снаряжения. При этом может быть использован подход, при котором перед пусковой трубой устанавливается специальное приспособление, при движении в котором ракета плавно тормозится. В этом случае необходимо, чтобы взрыватель при движении ракеты не встречал на своем пути препятствий, а максимальный путь, пройденный ракетой от момента трогания до полной остановки, был на 5-10 см меньше расстояния между центрирующими поясками ракеты.

Как правило, проведение таких работ в наземных условиях требует, в первую очередь, моделирования процессов разгона и торможения авиационного снаряда в пусковой трубе при известных значениях путей разгона и торможения, а также предельных перегрузок, характеризующих условия взведения взрывателя и безопасность боевого применения НАР.

Известны конструкции стендовых устройств, в какой-то степени решающих поставленные задачи. Так по материалам книги А.В.Чернышева «Проектирование стендов для испытаний и контроля бортовых систем летательных аппаратов» (Москва, «Машиностроение», 1983 г., стр.146) известна конструкция стенда с воспроизведением ударного импульса на этапе разгона объекта испытаний. Экспериментальное устройство имеет в своем составе объект испытаний, размещенный на тележке с тормозным устройством. Тележка установлена на направляющих и снабжена штоком с поршнем, которые ускоряются с требуемыми перегрузками за счет подбора навески пороха, срабатывающей в рабочем отсеке ускоряющего устройства.

Указанная конструкция стендового устройства позволяет: за счет использования энергии порохового заряда воспроизвести ударный импульс на этапе разгона; за счет использования тормозного устройства в виде сжимающей пружины обеспечить торможение тележки с объектом испытаний.

Однако пружинное тормозное устройство затруднительно использовать для гашения мощных силовых воздействий, возникающих при движении снаряда в пусковой трубе блока носителя НАР. Поэтому такой стенд из соображений техники безопасности можно строить в расчете на сравнительно небольшую мощность ударного импульса, достаточную для испытаний небольших изделий.

Таким образом, задачей указанного экспериментального стендового устройства является воспроизведение и гашение ударного импульса небольшой энергоемкости.

Общими признаками известного технического решения с предлагаемой авторами конструкцией стендовой установки является наличие жесткого основания, на котором размещен объект испытаний с тормозным устройством.

По патенту № 2235302 (заявка № 2002122582 от 20.08.2002 г., МПК G01М 7/08, G01N 3/313) известен испытательный стенд, имеющий в своем составе разгонное и тормозное устройства.

Разгонное устройство стенда содержит зарядную камеру с пороховым зарядом, донную крышку и инициирующее устройство. Инициирующее устройство выполнено в виде форкамеры, в которой размещен дополнительный пороховой заряд и электровоспламенитель, установленной перпендикулярно оси стволика и сообщающейся радиальным каналом с кольцевой проточкой с угловой перемычкой со стороны зарядной камеры.

Тормозное устройство стенда содержит демпферное устройство и поглотитель энергии. Демпферное устройство установлено за тормозным участком и выполнено в виде надетых на каждую направляющую втулок, соединенных между собой упругой связью. Причем направляющие пропущены через блоки, установленные на основании в конце тормозного участка, а поглотитель энергии выполнен в виде ленты из эластичного материала, инерционная масса которой распределена по длине тормозного участка по закону, обеспечивающему требуемые ускорения каретки с изделием при торможении.

Описанная конструкция стенда, принятая авторами за прототип, позволяет проводить испытания изделий на ударное воздействие за счет наличия разгонного устройства с пороховым зарядом, обеспечивающего заданный уровень действующих нагрузок, и тормозного устройства с демпферным устройством, обеспечивающего требуемое торможение каретки с изделием при движении ее на направляющих.

Однако практическое использование такого устройства и, в первую очередь, для эффективного и стабильного торможения реактивного снаряда с взрывательным устройством, получающих мощные силовые импульсы в процессе испытаний, является проблематичным в связи со сложностью функционирования тормозного устройства.

Таким образом, задачей данного экспериментального устройства является испытание изделий на регламентируемые ударные воздействия, создаваемые за счет наличия зарядной камеры с пороховым зарядом.

Общими признаками известного ударного стенда с предлагаемой авторами конструкцией стендовой установки для имитации застревания ракеты в пусковой трубе является наличие разгонного и тормозного устройства.

В отличие от прототипа в предлагаемой конструкции стендовой установки для имитации застревания ракеты в пусковой трубе:

- устройство имитации силы сопротивления выполнено в виде подвижной направляющей с упорным дном и распорными винтами, взаимодействующими с корпусом установки;

- тормозное устройство выполнено в виде цилиндрического гидравлического блока с поршнем, расходной крышкой и фиксатором;

- расходная крышка, имеющая центральный, внутренние и внешние расходные каналы, снабжена узлом форсирования, связывающим ее с корпусом гидравлического блока, а поршень снабжен толкателем, запорным штоком с коническим насадком и упорным вкладышем;

- максимальный диаметр штока равен диаметру центрального канала крышки, внешний диаметр вкладыша превышает диаметр окружности, описывающей внутренние расходные каналы крышки, а величина перемещения поршня превышает величину совместного перемещения направляющей с толкателем.

Отмеченные отличительные признаки, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, являются существенными и достаточными для достижения нового технического результата.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка конструкции установки, обеспечивающей проведение стендовых работ по имитации застревания ракеты в трубе пускового блока носителя, например, самолета, вертолета.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в конструкции известного стенда, содержащего макет реактивного снаряда (PC) с взрывательным устройством, ракетным двигателем и упорным стаканом, закрепленных в пусковой трубе, устройство имитации силы сопротивления перемещению снаряда и тормозное устройство, введена новая совокупность конструктивных узлов и элементов, изменены их взаимное расположение и связи.

В частности, выполнение устройства имитации силы сопротивления в виде подвижной направляющей с упорным дном и распорными винтами, взаимодействующими с корпусом установки, позволяет создать в стендовых условиях регулируемую силу сопротивления, соответствующую изучаемому типу застревания ракеты в пусковой трубе на требуемом расстоянии. При этом изменение силы сопротивления перемещению направляющей достигается за счет регулирования поджатия распорных винтов к корпусу установки.

Выполнение тормозного устройства в виде цилиндрического гидравлического блока с поршнем, расходной крышкой и фиксатором обеспечивает поэтапное торможение и фиксацию макета PC с взрывательным устройством и ракетным двигателем в корпусе стендового устройства на требуемом расстоянии. При этом поэтапность процесса торможения (всего 3 этапа) обеспечивается за счет того, что:

- расходная крышка имеет постоянные внешние и перекрывающиеся центральный и внутренние расходные каналы;

- поршень снабжен толкателем, запорным штоком с коническим насадком и упорным вкладышем,

- максимальный диаметр штока равен диаметру центрального канала крышки, внешний диаметр вкладыша превышает диаметр окружности, описывающей внутренние расходные каналы крышки.

При этом безопасность эксплуатации стендовой установки обеспечивается за счет того, что:

- величина перемещения поршня превышает величину совместного перемещения направляющей с толкателем;

- силовые элементы стенда (упорный стакан, направляющая, поршень с толкателем), взаимодействующие между собой в процессе торможения, снабжены демпфирующими устройствами;

- расходная крышка снабжена узлом форсирования, срабатывающим при предельных силовых нагрузках в гидравлическом блоке и обеспечивающим отстрел крышки от цилиндрического блока, сопровождающийся сбросом давления в рабочей жидкости.

Таким образом, практическая реализация перечисленных выше отличительных конструктивных особенностей позволяет (за счет приложения сил сопротивления, соответствующих определенному типу застревания макета PC на требуемом расстоянии, а также реализации сил торможения на известном участке при приемлемых значениях осевых перегрузок объекта испытаний) имитировать различные режимы застревания ракеты в трубе пускового блока носителя.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид стендовой установки, на фиг.2, 3 - продольные разрезы конструкции в процессе перекрытия центрального и внутреннего каналов расходной крышки соответственно.

Стендовая установка для имитации застревания ракеты в пусковой трубе содержит основание 25 и испытуемый объект в виде макета реактивного снаряда с взрывательным устройством 5, ракетным двигателем 2 и упорным стаканом 4, закрепленных в пусковой трубе 1, устройство имитации силы сопротивления перемещению снаряда в трубе и тормозное устройство.

Устройство имитации силы сопротивления выполнено в виде подвижной направляющей с упорным дном 8 и распорными винтами 9, взаимодействующими с корпусом установки 12.

Тормозное устройство выполнено в виде цилиндрического гидравлического блока 15 с поршнем 14, расходной крышкой 19 и фиксатором 20.

Расходная крышка, имеющая центральный 24, внутренние 23 и внешние 22 расходные каналы, снабжена узлом форсирования 18, связывающим ее с корпусом гидравлического блока, а поршень снабжен толкателем 11, запорным штоком с коническим насадком 16 и упорным вкладышем 21.

Максимальный диаметр штока равен диаметру центрального канала крышки, внешний диаметр вкладыша превышает диаметр окружности, описывающей внутренние расходные каналы крышки, а величина перемещения поршня L_П превышает величину совместного перемещения направляющей с толкателем L_НТ.

Стендовая установка работает следующим образом. За счет подачи электрического импульса на макет реактивного снаряда осуществляется срабатывание ракетного двигателя 2 и начинается движение макета НАР, включающего габаритно-массовый макет головной части 3 с упорным стаканом 4, в котором закреплено взрывательное устройство 5. При прохождении расстояния, равного заданной величине свободного пробега L_СП НАР в корпусе разгонного устройства 6 с датчиками 7, упорный стакан через демпфер взаимодействует с направляющей 8 и, преодолевая усилие сопротивления распорных винтов 9, продолжает свое движение до упора в толкатель 13.

С этого момента включается в работу тормозное устройство, выполненное в виде цилиндрического гидравлического блока 15 с поршнем 14, вытесняющим жидкость через центральный 24, внутренние 23 и внешние 22 каналы расходной крышки (этап 1, фиг.1). Характер процесса вытеснения, определяющий величину силы сопротивления перемещению поршня, начинает меняться после того, как конический насадок запорного штока постепенно перекрывает центральный канал (этап 2, фиг.2). В конечном итоге, за счет наличия упорного вкладыша 21 происходит запирание внутренних каналов 22 расходной крышки и на последнем этапе (этап 3, фиг.3) процесс торможения макета НАР осуществляется за счет увеличенной силы сопротивления, возникающей при вытеснении жидкости только через внешние расходные каналы крышки. Таким образом, за счет поэтапного торможения объекта испытаний с постоянно увеличивающейся силой сопротивления перемещению поршня, а следовательно, и макета реактивного снаряда, осуществляется остановка движущихся частей в тормозном устройстве.

При этом для надежного удержания объекта испытаний в корпусе установки предусмотрена система демпферных упоров 10, 17, срезающих пиковые нагрузки в момент торможения соударяющихся частей. Кроме того, конструктивное исполнение установки с выполнением условия L_НП<L_П исключает разрушение тормозного устройства в конце процесса вытеснения жидкости.

Таким образом, реализация указанных выше конструктивных отличий в заявляемом изобретении позволяет разработать стендовую установку, обеспечивающую проведение стендовых работ по имитации застревания ракеты в трубе пускового блока носителя (самолета, вертолета).

Стендовая установка для имитации застревания ракеты в пусковой трубе, содержащая основание, корпус, испытуемый объект в виде макета реактивного снаряда с взрывательным устройством, ракетным двигателем и упорным стаканом, закрепленных в пусковой трубе, устройство имитации силы сопротивления перемещению снаряда и тормозное устройство, отличающаяся тем, что устройство имитации силы сопротивления выполнено в виде подвижной направляющей с упорным дном и распорными винтами, взаимодействующими с корпусом установки, тормозное устройство выполнено в виде цилиндрического гидравлического блока с поршнем, расходной крышкой и фиксатором, при этом расходная крышка, имеющая центральный, внутренние и внешние расходные каналы, снабжена узлом форсирования, связывающим ее с корпусом гидравлического блока, а поршень снабжен толкателем, запорным штоком с коническим насадком и упорным вкладышем, причем максимальный диаметр штока равен диаметру центрального канала крышки, внешний диаметр вкладыша превышает диаметр окружности, описывающей внутренние расходные каналы крышки, а величина перемещения поршня превышает величину совместного перемещения направляющей с толкателем.