Способ имитации условий минометного старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления



Способ имитации условий минометного старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления
Способ имитации условий минометного старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2482425:

Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" (RU)

Изобретения относятся к способу и устройству определения в наземных условиях параметров минометного старта ракеты из подводной лодки. На макете ракеты, размещенной в пусковой трубе на наземных опорах, тягой ракетного двигателя твердого топлива имитируют гидростатическое давление воды на глубине старта, силу продольного сопротивления, вес ракеты и силу трения при движении ракеты в пусковой трубе. Тяга ракетного двигателя твердого топлива направлена против движения макета, а ее величина определяется по математической зависимости. После выхода ракетного двигателя твердого топлива на режим постоянной тяги включают газогенератор натурной ракеты, определенная часть продуктов сгорания которого используется для выброса макета из пусковой трубы. Повышается безопасность испытаний. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к пусковым установкам подводных лодок, а конкретно к пусковым установкам, имитирующим минометный старт ракеты с подводной лодки из подводного положения.

Ближайший аналог - пусковая установка, предназначенная для имитации подводного старта ракет, диаметр которых не слишком сильно отличается от диаметра модельной пусковой трубы (патент РФ №2082936, МПК: F41F 3/07). Применяемый в ней способ имитации натурных условий подводного старта для ракет, диаметр которых существенно превосходит диаметр модельной пусковой установки, требует неприемлемого удлинения модельной пусковой трубы, а также приводит к большим погрешностям в определении натурных газодинамических параметров.

Целью изобретения является полная имитация условий минометного старта ракеты большого диаметра из пусковой установки подводной лодки в наземных условиях с использованием натурного газогенератора (ГГ) из модельной установки значительно меньшего диаметра при соблюдении безопасности и минимальных затратах на проводимые испытания.

Цель достигается тем, что в наземной пусковой установке воспроизводятся условия натурного движения

, ,

за счет следующих средств. На макете ракеты имитируют давление воды на глубине старта, выталкивающую силу, вес ракеты и силу трения при движении в пусковой установке при помощи РДТТ, тяга которого направлена против движения макета, а величина определяется из соотношения:

где R - величина противотяги, H;

нат - индекс, указывающий на натурное изделие;

мак - индекс, указывающий на макетное изделие;

M - масса изделия, кг;

ϑ - угол установки изделия, рад;

S - площадь поперечного сечения пусковой установки, м2;

t - время, с;

l - путь изделия, м;

V - скорость движения изделия, м/с;

- ускорение движения изделия, м/с2;

p - давление среды в задонном объеме пусковой установки, Па;

Fтр - сила трения при движении изделия в пусковой установке, H;

Ω - объем части изделия, вышедшей за верхний срез пусковой установки, м3;

Сх - коэффициент лобового сопротивления натурной ракеты на участке движения в пусковой установке, безразмерный;

ргст - гидростатическое давление на уровне верхнего среза пусковой установки при натурных условиях, Па;

pатм - атмосферное давление, Па;

ρ - плотность воды, кг/м3;

g - ускорение силы тяжести, м/с2.

После выхода двигателя на режим создают необходимое для выброса задонное давление. Для этой цели используется ГГ натурной ракеты, который размещается снаружи пусковой трубы. Продукты сгорания поступают из ГГ в газоход с двумя критическими вкладышами, суммарный расход через которые соответствует натурному расходу. Через один критический вкладыш диаметра dвклпуск осуществляется перепуск части газов в задонный объем пусковой трубы в пропорции

где - массовый расход продуктов сгорания ГГ, кг/с; а через другой вкладыш диаметра dвклатм производится выброс остальной части газов в атмосферу. Диаметры вкладышей определяются по формулам:

где - диаметр критики натурного ГГ, м.

Система имитации старта ракеты включает в себя также наземный стенд, в котором на силовых опорах закреплена пусковая труба с размещенным в ней макетом ракеты. Макет ракеты через проставку соединен с РДТТ, срез сопла которого сориентирован по ходу выброса макета. Проставка с РДТТ соединена с пусковой установкой крепежными элементами, тарированными на усилие разрыва согласно соотношению

где Fразр - усилие разрыва крепежных элементов, H.

Суммарная масса Ммод макета, РДТТ и проставки подбирается из условия имитации массы натурной ракеты и присоединенной массы воды согласно соотношению:

где µ - присоединенная масса воды при выходе ракеты из натурной пусковой установки, кг.

Формулы (2)-(5) для расчета величины противотяги, которую должен обеспечить РДТТ, диаметров вкладышей газохода для перепуска продуктов сгорания в задонный объем пусковой трубы и в атмосферу, усилия разрыва модельных крепежных элементов и имитирующей модельной массы определяются из условия воспроизведения на стенде параметров натурного движения ракеты согласно формуле (1). Указанные соответствия позволяют получить взаимное преобразование натурного движения, описываемого уравнением:

и макетного движения, описываемого уравнением:

На чертеже изображена система имитации условий старта ракеты большого диаметра в исходном положении. Макет ракеты 1 размещен в пусковой установке 2, закрепленной на наземных силовых опорах 3. Макет ракеты через установленную внутри пусковой установки проставку 4 соединен с РДТТ 5, срез сопла 6 которого сориентирован по ходу выброса макета. Проставка РДТТ соединена с пусковой установкой при помощи модельных крепежных элементов 7. Снаружи донной части пусковой установки размещен ГГ 8 и газоход 9. Часть газов ГГ перепускается из газохода в задонный объем пусковой установки через сопловой вкладыш 10, а остальная часть газов выбрасывается из газохода в атмосферу через сопловой вкладыш 11. Для обеспечения герметичности задонного пространства в нижней части макета установлен обтюратор 12.

Работа системы имитации осуществляется следующим образом.

В собранной установке включают РДТТ и после выхода его на режим потребной тяги включают газогенератор 8, в результате работы которого создается давление на днище макета, необходимое для выброса. РДТТ заканчивает свою работу после окончания работы газогенератора, поэтому при движении макета ракеты в пусковой установке полностью имитируются условия натурного старта.

Предлагаемый способ и система имитации условий старта ракеты большого диаметра из пусковой установки подводной лодки позволяют полностью смоделировать все нагрузки, действующие на ракету при старте из-под воды. Обеспечивается полная безопасность испытаний. Затраты на проведение испытаний значительно уменьшаются.

1. Способ имитации условий старта ракеты из подводной лодки, включающий поджиг порохового заряда газогенератора выброса, создание давления в задонном пространстве с помощью газогенератора, выброс ракеты из пусковой трубы, отличающийся тем, что:
- давление газов в задонном пространстве создают с помощью натурного газогенератора, газохода и сопловых вкладышей газохода, при этом часть газов сбрасывают в атмосферу, а остальную часть газов направляют в задонный объем модельной пусковой трубы, для чего размеры сопловых вкладышей газохода определяют из соотношений:
, ,
где - диаметр критики натурного газогенератора, м;
нат - индекс натурной ракеты;
мак - индекс макета ракеты;
dвклпуск - диаметр соплового вкладыша газохода для перепуска газов в задонный объем, м;
dвклатм - диаметр соплового вкладыша газохода для перепуска газов в атмосферу, м;
S - площадь поперечного сечения пусковой трубы, м2;
- имитирующую модельную массу, равную суммарной массе макета, проставки и ракетного двигателя твердого топлива, подбирают связанной с массой натурной ракеты из соотношения:
,
где М - масса изделия, кг;
µ - присоединенная масса воды при выходе ракеты из натурной пусковой установки, кг;
- усилие разрыва модельных крепежных элементов между проставкой макета и пусковой трубой подбирают связанной с усилием разрыва крепежных элементов натурной ракеты из соотношения:
,
где Fразр - усилие разрыва крепежных элементов, Н.

2. Система имитации условий старта ракеты из подводной лодки, содержащая пусковую трубу с размещенным в ней макетом ракеты с обтюрирующим поясом, соединенным с ракетным двигателем твердого топлива, имитирующим нагрузки при натурном подводном старте, проставкой, скрепленной с пусковой трубой разрывными крепежными элементами, и газогенератор выброса, связанный газоходом с задонным пространством пусковой трубы, отличающаяся тем, что натурный газогенератор размещен снаружи пусковой трубы и связан газоходом с задонным пространством, а в газоходе расположены сопловые вкладыши для перепуска пороховых газов в задонное пространство и атмосферу, которые обеспечивают давление среды в задонном пространстве, как при старте натурной ракеты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области конструкций разрушаемых крышек пусковых труб. .

Изобретение относится к области конструкций разрушаемых крышек пусковых труб и средств защиты технологических сосудов. .

Изобретение относится к устройствам систем подвески транспортно-пусковых контейнеров (ТПК). .

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к пусковым устройствам закрытого контейнерного типа для управляемых снарядов, ракет. .

Изобретение относится к пусковым установкам подводных лодок и предназначено для открывания-закрывания нижней крышки пусковой установки. .

Изобретение относится к военно-морской технике, в частности к зенитно-ракетным комплексам подводных лодок. .

Изобретение относится к разрушаемым крышкам пусковых труб. .

Изобретение относится к подводному кораблестроении, а именно к пусковым установкам, предназначенным для постановки/запуска изделий, объектов различного назначения, датчиков и т.п.

Изобретение относится к области торпедного вооружения подводных лодок, в частности к системам выпуска торпед, мин, подводных ракет или средств самообороны подводных лодок с помощью телескопического пневматического (гидравлического) толкателя.

Изобретение относится к газоотводящему устройству шахтной пусковой установки (ШПУ) и непосредственно к ШПУ. .

Изобретение относится к пусковым гидравлическим торпедным аппаратам, в частности к воздушной системе турбонасосной установки

Изобретение касается пусковых установок подводных кораблей и запускаемых с них реактивных снарядов, в том числе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Способ применения БПЛА с подводного корабля включает крепление контейнера к корпусу подводного корабля, открытие крышки контейнера при ее надводном положении, загрузку БПЛА в контейнер и герметизацию его крышки, погружение подводного корабля, его передвижение по маршруту в район запуска БПЛА и всплытие на глубину запуска, открытие крышки контейнера и запуск реактивного двигателя БПЛА. Контейнер закрепляют на корпусе подводного корабля с возможностью расфиксации крепления. Водоизмещение контейнера выбирают из условия его положительной плавучести с размещенным в нем БПЛА, при этом в полости контейнера вблизи его крышки обеспечивают дополнительный свободный объем из условия нахождения центра сил давления воды на контейнер в погруженном состоянии ближе к крышке контейнера относительно центра тяжести. Перед запуском расфиксируют крепление контейнера к корпусу подводного корабля, а открытие крышки контейнера и запуск реактивного двигателя БПЛА осуществляют после всплытия контейнера и выполнения маневра подводного корабля по удалению от места запуска. Технический результат заключается в повышении безопасности подводного корабля при выполнении пусков и увеличении дальности полета БПЛА. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к подводным судам, их пусковым установкам. Подводный корабль содержит контейнер глубоководного погружения с крышкой, устройством ее открытия и герметизации, в котором размещен беспилотный летательный аппарат с системой управления, реактивным двигателем. Контейнер закреплен на подводном корабле посредством устройства крепления, выполненного с возможностью расфиксации и сообщенного линией электрической связи с системой управления подводного корабля. Линии электрической связи системы управления подводного корабля сообщены с системой управления беспилотного летательного аппарата и устройством открытия и герметизации крышки контейнера и выполнены через дополнительный отрывной разъем, составные части которого закреплены соответственно на подводном корабле и контейнере. Водоизмещение контейнера выбрано из условия его положительной плавучести. В полости контейнера вблизи его крышки выполнен дополнительный свободный объем из условия нахождения центра давления воды на контейнер в погруженном состоянии ближе к крышке контейнера относительно центра тяжести контейнера. Обеспечивается безопасность подводного корабля при выполнении пусков. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области подводного кораблестроения, в частности, к пусковым установкам подводного корабля. Подводный корабль содержит контейнер глубоководного погружения с крышкой и устройством ее открытия и герметизации, беспилотный летательный аппарат (БПЛА), размещенный в полости контейнера глубоководного погружения и снабженный реактивным двигателем и системой управления с элементами управления положением БПЛА в полете, сообщенной с реактивным двигателем. Система управления запуском сообщена линиями электрической связи с устройством открытия и герметизации крышки глубоководного контейнера и через отрывной разъем с системой управления БПЛА. В верхней части полости контейнера размещено средство всплытия БПЛА, соединенное с ним гибкой связью посредством устройства крепления, выполненного с возможностью расфиксации крепления, и содержащее надувную эластичную емкость и систему ее наддува, сообщенную магистралью подачи сжатого газа с полостью надувной эластичной емкости и линией электрической связи с системой управления БПЛА, которая при этом выполнена с возможностью запуска реактивного двигателя через определенный промежуток времени. Технический результат заключается в повышении безопасности подводного корабля при выполнении пусков. 2 ил.

Изобретение относится к подводным кораблям и запускаемым с них реактивным снарядам. Способ включает открытие крышки контейнера глубоководного погружения подводного корабля при ее надводном положении, загрузку беспилотного летательного аппарата в контейнер, герметизацию крышки, передвижение подводного корабля в район запуска, его всплытие на глубину запуска, открытие крышки контейнера и запуск реактивного двигателя беспилотного летательного аппарата. Перед герметизацией крышки контейнера подводного корабля в верхней части его полости размещают средство всплытия беспилотного летательного аппарата, соединенное с ним гибкой связью посредством устройства крепления, выполненного с возможностью расфиксации крепления, содержащее обжатую эластичную емкость и систему ее наддува избыточным давлением газа. Объем эластичной емкости в надутом состоянии выбирается из условия обеспечения суммарной положительной плавучести средства всплытия с беспилотного летательного аппарата. Перед запуском реактивного двигателя задействуют наддув эластичной емкости от системы наддува, а запуск реактивного двигателя и расфиксацию крепления гибкой связи к беспилотному летательному аппарату осуществляют после его всплытия из контейнера и выполнения маневра подводного корабля по удалению от места запуска. Повышается безопасность подводного корабля при выполнении пусков беспилотных летательных аппаратов. 2 ил.

Изобретение относится к системам вооружения, например к системе запуска дымовых гранат с объектов бронетехники. Пусковая установка, например, для стрельбы дымовыми гранатами содержит ствольное стреляющее устройство, фиксатор гранаты и заглушку ствола. При этом фиксатор гранаты выполнен заодно с заглушкой ствола в виде поворотной подпружиненной крышки. Поверхность крышки имеет возможность контакта с гранатой при ее фиксации и выходе из ствола и выполнена кулачковой. Достигается повышение защищенности пускового устройства от загрязнения в процессе эксплуатации и упрощения ее конструкции. 1 ил.

Изобретение относится к области конструкций разрушаемых крышек пусковых труб и средств защиты технологических сосудов, работающих под давлением. Крышка выполнена в виде разделенного на доли сферического сегмента с опорным кольцом. В вершине сферического сегмента выполнено отверстие, закрытое втулкой. Сферический сегмент имеет зону, в которой плоскости раздела смежных долей его расположены в меридиональных плоскостях. Втулка и доли сферического сегмента выполнены с образованием кольцевого щелевого зазора, расположенного концентрично продольной оси сферического сегмента и меридионально расположенных щелевых зазоров. Щелевые зазоры в верхней части, с выпуклой стороны сферического сегмента, заполнены жесткими элементами с клиновидным заострением с расчетным радиусом. Вторая часть зазоров, расположенная с вогнутой стороны сегмента, заполнена заливочной композицией прочностью меньше прочности материала крышки. Клиновидное заострение жестких элементов выполнено с расчетным радиусом, образующим в материале заливочной композиции канавку - концентратор напряжений, а поверхность клиновидного заострения жесткого элемента и одна из его боковых поверхностей имеют антиадгезионное покрытие. Достигается регламентированное разрушение крышки между максимальным испытательным и минимальным разрушающим эксплуатационным давлением. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для имитации старта ракеты из подводной лодки. Система имитации условий подводного старта ракеты из пусковой установки (ПУ) в наземных условиях содержит пусковую трубу на наземных силовых опорах с макетом ракеты с обтюрирующим поясом, датчиками перемещений, скорости и ускорения, аппаратуру управления, газогенератор, переходный отсек, опоры качения для движения макета ракеты по направляющим вдоль оси пусковой трубы, два силовых цилиндра пневматической поршневой системы с поршнями, штоками и длиной больше длины пусковой трубы, коллектор с входным и выходным с изменяющейся площадью поперечного сечения дросселем трубопроводами, баллон высокого давления, устройства измерения давления и температуры газа, систему замера площади отверстия дросселя. Создают силы на макет ракеты в зависимости от суммарной площади поперечного сечения пневмоцилиндров, площади поперечного сечения внутренней полости ПУ, глубины погружения, имитирующие гидростатическое давление воды на глубине старта, и силы продольного сопротивления и трения, запускают газогенератор, создают давление на днище макета ракеты и обтюрирующий пояс, замеряют текущие значения перемещения, скорости и ускорения макета ракеты, давления и температуры газа в рабочих полостях пневмоцилиндров, площадь отверстия дросселя, определяют величину требуемого давления газа в рабочих полостях пневмоцилиндров в зависимости от суммарной площади поршней в рабочих полостях пневмоцилиндров, площади поперечного сечения внутренней полости ПУ, расчетного значения коэффициента продольного гидродинамического сопротивления ракеты в зависимости от измеренного перемещения, присоединенной массы ракеты, сил трения опор и обтюратора макета ракеты при контакте с внутренними стенками ПУ, сравнивают величину измеренного давления с требуемым, изменяют величину площади отверстия дросселя для приведения давления к требуемому значению, выбрасывают макет ракеты из пусковой трубы. Изобретение позволяет повысить точность имитации газодинамических процессов старта ракеты из подводной лодки. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к подводному кораблестроению. Предложена подводная лодка, которая имеет расположенные между прочным и наружным корпусами лодки или на поверхности лодки герметичные контейнеры с ракетами, закрепленные с возможностью управляемого отделения, причем каждый контейнер содержит крышку с носовым газогенератором, ракету, устройство минометного старта и задний ракетный двигатель. Технический результат заключается в повышении боевой эффективности подводной лодки. 4 ил.
Наверх