Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции

Изобретение относится к судостроению, а именно к обтекателям гидроакустических станций, и касается вопроса конструирования обтекателя антенны гидроакустической станции. Технический результат заключается в повышении прочности, сопротивляемости местным динамическим нагрузкам и повышении акустических характеристик. Для этого у безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции, имеющего форму гидродинамически обтекаемого тела, поддерживаемую с помощью избыточного внутреннего давления, и узел крепления к корпусу судна в виде кромки обшивки обтекателя, расположенной в металлическом зажиме, по изобретению, обшивка обтекателя армирована полиарамидной тканью и содержит связующее в виде эластомера. Кроме того, узел крепления к корпусу судна выполнен в виде двух параллельных металлических пластин, заключающих между собой участок обшивки обтекателя, изготовленный из полиарамидной ткани в качестве армирующего материала и эпоксидного связующего, и участок зоны перехода к остальной части оболочки обтекателя, в котором идет постепенное плавное замещение эпоксидного связующего на связующее из эластомера. Наряду с этим в качестве связующего в виде эластомера принят полиуретан. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к судостроению, а именно к обтекателям гидроакустических станций, и касается вопроса конструирования обтекателя антенны гидроакустической станции.

Обтекатель гидроакустической станции, являющийся частью рабочего отсека антенны гидроакустической станции, представляет собой мягкую оболочку из эластомера, например полиуретана, армированного полиарамидной тканью. Отсек занимает пространство от носа корабля до поперечной переборки. Оболочка обтекателя приобретает необходимые форму и жесткость за счет приложения внутреннего избыточного давления. Обтекатель должен создавать акустически благоприятные условия работе станции. Новое техническое решение заключается в применении для обтекателя высокопрочных полиарамидных волокон, эластичного полимерного связующего и в разработке специального узла крепления обтекателя к корпусу судна.

Известен безреберный, надутый изнутри избыточным давлением воды обтекатель мягкого типа для антенн гидроакустических станций. Обтекатель изготавливается фирмой Goodrich (США) и выполнен из слоев резины, армированной в различных направлениях витыми стальными тросами малого диаметра. Обтекатель антенны гидроакустической станции (фиг.1) выполнен из резины, армированной стальными тросами, обернутой вокруг кромочного троса (http://www.supsalv.org/manuals/uwsh/chap09/figures/fig9_16.html), - прототип. Узел крепления обтекателя к корпусу представляет собой зажимной фланец, содержащий край обшивки обтекателя, обернутой вокруг кромочного троса. Обтекатели устанавливаются на надводные корабли типов CG 47, DD 963, DDG 993, DDG 51, FFG 7, FF 1052.

Резиноармированный, надутый изнутри обтекатель имеет высокие акустические свойства за счет близости акустических сопротивлений армированной резины и воды и высокого коэффициента внутренних механических потерь используемых материалов. Такая конструкция относится к классу мягких оболочек и требует для сохранения формы и поддержания несущей способности постоянно действующего избыточного давления во внутреннем объеме.

Недостатком такой конструкции является сложная технология изготовления и крепления к корпусу. Используется обертка обшивки обтекателя вокруг кромочного троса и фланцевое крепление этой обертки и троса фигурными захватами. Высокий уровень постоянно поддерживаемого внутреннего давления во внутреннем объеме связан с недостаточной собственной жесткостью обшивки обтекателя. Она обладает недостаточно высокой прочностью и эксплуатационной надежностью, так как часты случаи разрывов обшивки обтекателя.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности, эксплуатационной надежности обтекателя антенны гидроакустической станции с улучшенными акустическими свойствами и улучшение технологичности его изготовления.

Это достигается тем, что у безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции, имеющего форму гидродинамически обтекаемого тела, поддерживаемую с помощью избыточного внутреннего давления, и узел крепления к корпусу судна в виде кромки обшивки обтекателя, расположенной в металлическом зажиме, по изобретению, обшивка обтекателя армирована полиарамидной тканью и содержит связующее в виде эластомера.

Кроме того, узел крепления к корпусу судна выполнен в виде двух параллельных металлических пластин, заключающих между собой участок обшивки обтекателя, изготовленный из полиарамидной ткани в качестве армирующего материала и эпоксидного связующего, и участок зоны перехода к остальной части оболочки обтекателя, в котором идет постепенное плавное замещение эпоксидного связующего на связующее из эластомера.

Наряду с этим в качестве связующего в виде эластомера принят полиуретан.

Выполнение обшивки обтекателя из эластомера, армированного полиарамидной тканью, позволяет увеличить прочность и эксплуатационную надежность обтекателя при высоких его акустических свойствах за счет более рациональной системы армирования тканью.

Преимуществом нового устройства безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции, имеющего форму гидродинамически обтекаемого тела, поддерживаемую с помощью избыточного давления, из армированного полиуретана, является его повышенная прочность и эксплуатационная надежность, которые обеспечиваются за счет применения более жесткого связующего, например полиуретана, и использования для армирования уложенных более плотно и в большем количестве, чем стальные тросы, и сопоставимых с ними по удельной прочности на растяжение арамидных волокон, а также улучшенная технологичность его изготовления.

Кроме того, преимуществом является уменьшение необходимого уровня постоянно поддерживаемого внутреннего давления во внутреннем объеме, упрощение технологии изготовления обшивки обтекателей и узла крепления на корпусе, так как вместо оберточного узла с кромочным тросом используется узел крепления к корпусу в виде двух параллельных металлических пластин.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг.1 представлен фрагмент обтекателя гидроакустической станции прототипа, на фиг.2 - фрагмент предлагаемой конструкции безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции из армированного полиуретана, поддутый изнутри избыточным давлением, и на фиг.3 - узел крепления обтекателя к корпусу.

Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции имеет форму гидродинамически обтекаемого тела, поддерживаемую с помощью избыточного внутреннего давления. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции содержит узел крепления 1 к корпусу судна 2 в виде утолщенной кромки обшивки обтекателя 3, расположенной в металлическом зажиме, состоящем из двух металлических пластин 4, 5. При действии постоянного внутреннего давления воды в камере обтекателя (фиг.2) армирующий материал 1 приобретает деформацию растяжения, вовлекая в этот процесс полиуретановое связующие 2. За счет рационального выбора раскройной формы оболочка приобретает под действием постоянного внутреннего давления заданную форму обтекаемого тела вращения. Растягивающие внутренние усилия придают оболочке необходимую жесткость, позволяющую противостоять внешним эксплуатационным нагрузкам. Конструкция узла крепления (фиг.3) обеспечивает требуемое усилие зажима оболочки и не позволяет ей выйти из узла крепления при всех видах внешних и внутренних воздействий. Наличие зоны замещения связующего с мягкого на основной поверхности обтекателя к жесткому связующему внутри узла крепления имеет цель уменьшить кромочный срез и изгиб обшивки обтекателя при ее выходе из металлических пластин узла крепления.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Под действием внешней гидродинамической нагрузки от обтекания возникает совместная деформация всех слоев армирующего материала 1 и связующего 2 мягкой обшивки безреберного обтекателя гидроакустической станции. Приложенное изнутри постоянное давление за счет рационального выбора начальной раскройной формы и возникающих в армирующем материале растягивающих усилий обеспечивает на большей части поверхности, кроме окрестности узла крепления 1, безмоментное напряженное состояние. В окрестности узла крепления за счет наличия в переходной зоне 3 смены связующего 2 с мягкого на жесткое обеспечивается плавный вход обшивки обтекателя в узел крепления 1. В случае воздействия экстремальных с точки зрения условий эксплуатации, разовых нагрузок от соударения с волной внутреннее давление частично компенсирует внешнее воздействие, и в обтекателе происходит локальное изменение растягивающих усилий в допустимых пределах. После окончания времени действия внешнего давления растягивающие усилия возвращаются к прежнему значению, и форма обтекателя восстанавливается. Необходимая прочность обтекателя обеспечивается подбором количества слоев армирующего материала на основании динамического расчета. Зона замещения связующих с мягкого типа на основной поверхности обтекателя к жесткому связующему внутри узла крепления обеспечивает уменьшение среза и изгиба обшивки обтекателя при выходе из узла крепления.

Предлагаемый безреберный обтекатель гидроакустической станции обладает повышенной прочностью, сопротивляемостью местным динамическим нагрузкам и повышенными акустическими характеристиками, что его выгодно отличает от прототипа.

1. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции, имеющий форму гидродинамически обтекаемого тела, поддерживаемую с помощью избыточного внутреннего давления, и узел крепления к корпусу судна в виде кромки обшивки обтекателя, расположенной в металлическом зажиме, отличающийся тем, что обшивка обтекателя армирована полиарамидной тканью и содержит связующее в виде эластомера.

2. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции по п.1, отличающийся тем, что узел крепления к корпусу судна выполнен в виде двух параллельных металлических пластин, заключающих между собой участок обшивки обтекателя, изготовленный из полиарамидной ткани в качестве армирующего материала и эпоксидного связующего, и участок зоны перехода к остальной части оболочки обтекателя, в котором идет постепенное замещение эпоксидного связующего на связующее из эластомера.

3. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции по п.1, в качестве связующего в виде эластомера принят полиуретан.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении головных радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов.

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам преимущественно к широкополосным системам «антенна-обтекатель» для работы в совмещенных диапазонах. .

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. .

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для испытаний и измерений радиотехнических характеристик (РТХ) антенных обтекателей. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, преимущественно к антенным обтекателям скоростных ракет различных классов. .

Изобретение относится к антенно-фидерным устройствам, преимущественно к широкополосным антенным системам «антенна-обтекатель». .

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при радиотехнических испытаниях систем антенна-обтекатель. .
Изобретение относится к ракетной технике, а точнее к технологии изготовления антенных обтекателей радиоуправляемых ракет из кварцевой керамики. .

Изобретение относится к области авиационной и ракетной технике, преимущественно к радиопрозрачным обтекателям скоростных летательных аппаратов различных классов.
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники, в частности к антенным обтекателям скоростных ракет из пористой керамики. .

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из пористой керамики
Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и преимущественно может быть использовано при изготовлении антенных обтекателей скоростных ракет из керамики

Изобретение относится к области создания конструкций антенных обтекателей высокоскоростных ракет с оболочками из жаростойких керамических материалов. Технический результат - обеспечение работоспособности антенного обтекателя для условий одновременного удовлетворения воздействию превалирующих нагрузок: тепловой - при менее значительной силовой и силовой - при менее значительной тепловой, а также при любом соотношении нагрузок на промежуточных траекториях. Антенный обтекатель содержит керамическую оболочку и металлический стыковой шпангоут, соединенные между собой термостойким клеем. Изгибная жесткость внутренней полки шпангоута составляет 85-95% от изгибной жесткости оболочки в поперечном сечении, проходящем через переднюю кромку шпангоута. Длину клеевого соединения определяют при максимальном силовом воздействии, а радиальный зазор между оболочкой и шпангоутом равен максимальному радиальному расширению шпангоута от теплового воздействия на обтекатель. Торцевой зазор между оболочкой и шпангоутом принимается пропорционально радиальному зазору, с коэффициентом пропорциональности, равным соотношению между длиной клеевого соединения и наружным диаметром шпангоута, с учетом модуля нормальной упругости клея. 2 ил.

Изобретение относится к конструктивным элементам фюзеляжа летательного аппарата. Обтекатель антенны, установленный на самолете, содержит радиопрозрачную переднюю и металлическую заднюю части, обшивку, подкрепленную силовым набором. Обтекатель выполнен обтекаемой сигарообразной формы с жесткой металлической панелью в верхней части по всей длине, являющейся основанием для установки наружных антенн и имеющей люки, закрываемые крышками. На верхней поверхности радиопрозрачной передней части установлена металлизирующая накладка. Обтекатель установлен на пилоне над фонарем кабины летчиков, приподнят над поверхностью фюзеляжа, выдвинут вперед относительно выступа упомянутого фонаря, имеет вырез внизу по контуру пилона и закреплен легкосъемными замками на силовом поясе с ответным силовым поясом пилона, стационарно установленного на фюзеляже, в силовую схему которого включены балки для крепления поворотной антенны. Изобретение направлено на увеличение зоны обзора. 9 ил.

Изобретение относится к области авиационной и ракетной техники и может использоваться преимущественно в конструкциях высокоскоростных ракет различных классов. Технический результат - увеличение длительности эксплуатационного режима за счет сохранения прочности соединения металл-керамика при силовых и тепловых воздействиях на обтекатель. Антенный обтекатель включает (соединенный эластичным клеем на кремнеорганической основе) керамический колпак с выполненной на внутренней поверхности выборкой, металлические шпангоут и соединительный переходник, металлическое разрезное кольцо, соединенные между собой крепежными элементами и эластичным клеем на кремнеорганической основе к сопрягаемым поверхностям. К торцу керамического колпака пристыковано опорное металлическое кольцо, а на внутренней поверхности керамического колпака выполнена выборка, в которой по сопрягаемым поверхностям установлено разрезное металлическое кольцо длиной, соизмеримой с длиной шпангоута, и снабженное буртиком, размещенным в ответном пазу опорного кольца. Опорное кольцо связано с металлическим шпангоутом фиксаторами в виде радиально ориентированных штифтов, а с соединительным переходником скреплено неподвижно винтами по окружной соприкасаемой поверхности и по торцевым соприкасаемым поверхностям дополнительно связано посредством соответствующих друг другу скосов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к защите антенн от воздействия внешних факторов окружающей среды. Техническим результатом является расширение диапазона частот проходящих радиоволн от 3 до 30 ГГц через многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн с одновременным упрощением его конструкции. Широкодиапазонное многослойное радиопрозрачное укрытие для антенн, содержащее ряд расположенных параллельно друг другу тонких слоев, включающих несущий слой, отличается тем, что входной наружный слой, обращенный в сторону падающего излучения, имеет диэлектрическую проницаемость от 1,8 до 2,2 и толщину от 2 до 4 мм, а наружный выходной слой выполнен электропроводящим, имеющим поверхностное электрическое сопротивление от 300 до 700 Ом. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к авиационной и ракетно-космической технике, а именно к головным отсекам (ГО) летательных аппаратов (ЛА). ГО ЛА содержит переднюю панель в виде клина с плоскими иллюминаторами, осесимметричную с переменным сечением боковую обечайку со стыковочным шпангоутом, складную телескопическую аэродинамическую иглу. Иллюминаторы выполнены с различным диапазоном пропускания. Боковая обечайка выполнена биконической, оживальной, параболической, в виде сплайна или их комбинаций. В боковой обечайке выполнена призматическая, цилиндрическая, оптически- и радиопрозрачная вставка. Передняя панель и часть боковой обечайки выполнены поворотными и отделены от неподвижной части герметичной мембраной и в плоскости их разделения установлен подшипник. На внутренней стороне боковой обечайки и передней панели установлена теплоизоляция, на внутренней стороне иллюминаторов установлены сдвигающиеся теплоизолирующие накладки. Изобретение позволяет повысить точность наведения ГО ЛА. 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в радиотехнических устройствах подводных судов. Технический результат - уменьшение громоздкости без увеличения задержки излучения и приема электромагнитных сигналов. Антенное устройство, состоящее из антенны и привода над корпусом рубки и блока управления приводом, имеющим выход, соединенный с входом привода, жестко связанного с антенной, отличающееся тем, что вводится радиопрозрачный глубоководный защитный кожух с антенной и приводом, внутри жестко связанный с корпусом рубки, имеющим жесткую связь с приводом, вход которого соединен с выходом блока управления приводом через отверстие в корпусе рубки. 1 ил.

Изобретение относится к области судостроения, а именно к обтекателям гидроакустических станций. Технический результат - создание обтекателя антенн гидроакустических станций из композиционных материалов, обладающего повышенной прочностью и эксплуатационной надежностью с улучшенными акустическими свойствами. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции состоит из наружного, внутреннего слоев и размещенного между ними среднего слоя, выполненных из полимерных композиционных материалов, и отличается тем, что средний слой обтекателя армирован полиарамидными волокнами, а наружный и внутренний слои армированы водостойкими волокнами, при этом суммарная толщина наружного и внутреннего слоев составляет не более 0,25 толщины среднего слоя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к судостроению, а именно к обтекателям гидроакустических станций, и касается вопроса конструирования обтекателя антенны гидроакустической станции

Наверх