Страница 13 из 20
Также необходимо отметить, что пусковая установка очень часто является также и местом длительного хранения необитаемого подводного аппарата на борту носителя. Объединенные вместе, НПА и ПУ образуют так называемый транспортно-пусковой контейнер (ТПК), основными задачами которого соответственно являются хранение аппарата в походном положении и его отделение от носителя в нужный момент.
Для создания силового импульса, необходимого для выталкивания аппарата из ТПК, используются разные источники энергии, такие, как пороховые аккумуляторы давления, электричество, гидравлика и так далее. При этом, вид применяемой энергии оказывает существенное влияние на взаимосвязи ПУ и носителя. В большинстве случаев, ввиду ограниченной мощности энергоисточников корабля и большой импульсной мощности ПУ, в их энергосистему необходимо включать автономные источники, иногда накопители энергии [45]. Заметим, что одним из наиболее простых, экологичных, дешевых и легко доступных источников энергии является воздух высокого давления (ВВД). Обычно он хранится в отдельном баллоне, входящем в состав ТПК.
Так как отделение аппарата от носителя может производиться на разных глубинах, то немаловажной проблемой, которую необходимо решить разработчику ТПК, является регулирование выталкивающего силового импульса в зависимости от противодействующего отделению гидростатического давления. При этом ускорения, которые испытывает аппарат в процессе выталкивания из контейнера, не должны превышать определенных границ, определяемых прочностью аппаратуры и устройств НПА. В то же время силовой импульс должен обеспечивать такую выходную скорость аппарата, которая необходима для безаварийного его отделения от носителя и расхождения с ним.
Традиционно при использовании в качестве энергоносителя ВВД обозначенная задача решается путем введения в конструкцию пусковой установки специального пневматического регулятора, изменение проходного сечения которого взаимосвязано с глубиной, на которой необходимо работать. Однако широко применяемые в настоящее время системы, регулирующие закон открытия проходного сечения в зависимости от гидростатического давления окружающей среды, не могут быть применены в разрабатываемых ПУ, прежде всего, из-за массогабаритных характеристик, жесткие требования по ограничению которых диктует малый объем носителей.
В качестве примера разрабатываемых зарубежными специалистами транспортно-пусковых контейнеров, предназначенных для размещения на борту ПЛ малогабаритных НПА (сверхмалых торпед с диаметром калиброванной части 5 дюймов (124 мм) можно привести систему, спроектированную фирмами HDW (Германия) и Whitehead Alenia Sistemi Subacquei (Италия).
Данная система начала разрабатываться с 1998 года для применения торпед типа А200, на базе которых итальянцами к 2007 году было создано 12 видов подводного оружия. Также планируется применение аналогичных сверхмалых торпед «Sea Pike», спроектированных немецкой фирмой «STN Atlas Elektronik». На рис. 49 и 50 приведены продольные разрезы описываемых торпед итальянского и немецкого производства.
Рис. 49. Продольный разрез итальянской миниторпеды А200.
Рис. 50. Продольный разрез немецкой миниторпеды «Sea Pike» [46].
Данная система ТПК предназначается, прежде всего, для противоторпедной защиты подводных лодок. Она получила название «Контейнерные интегрально реагирующие противодействующие средства» (англ. Containerised Integral Reaction Countermeasures Effectors — CIRCE). Предполагается, что эта система, интегрированная в автоматизированную систему боевого управления, будет находиться в постоянной готовности независимо от выполняемых ПЛ задач и не будет накладывать никаких ограничений на перемещения лодки. В настоящее время уже ведется серийное производство системы. Система CIRCE установлена на дизельные ПЛ типов 212 и 212А ВМС Германии и Италии. Кроме того, она производится для ПЛ типов 214 ВМС Греции и 209 ВМС Южной Африки.
За последние несколько лет немецкими и итальянскими исследователями опубликован ряд заявок и патентов, касающихся пусковых установок для малогабаритных торпед [47–50]. Вид одного из пусковых контейнеров, запатентованных фирмой Whitehead Alenia Sistemi Subacquei, представлен на рис. 51 [51].
Рис. 51. Разрез и внешний вид итальянского пускового контейнера.
Подобные ТПК, выполненные в виде сменных модулей с оружием различного назначения позволяют формировать номенклатуру оружия (в том числе средств самообороны) на борту применительно к целям конкретного предстоящего боепохода ПЛ [45].
Для удобства расположения в межкорпусном пространстве подводной лодки пусковые установки системы CIRCE сформированы в блоки, выдвигающиеся наружу перед выстреливанием из них оружия.
Внешний вид такого блока представлен на рис. 52, а на рис. 53. показано его размещение на дизель-электрической подводной лодке проекта 212 ВМС Германии и Италии.
Одними из важных являются вопросы размещения ПУ НПА на носителе с обеспечением наибольшей эффективности их работы, а также возможности использования одним носителем аппаратов различных габаритов и назначения. Для решения этих задач может применяться архитектурно — конструктивный метод «выбора взаимозаменяемых модулей на ПЛ» [44]. Этот подход предполагает наличие основного (первого уровня) «стандартизированного объема», который может занимать, например, сменный пусковой модуль с НПА калибра 21 дюйм.
Рис. 52. Блок из 10-ти пусковых установок системы ПТЗ CIRCE.
Рис. 53. Размещение системы CIRCE на ПЛ.
ТПК с аппаратами меньшего калибра могут быть сконструированы как быстро подсоединяемые к системам подводного или надводного носителя с помощью стандартных механических и электрических разъемов модули. Так, например, при горизонтальном размещении модулей и небольших углах наклона к горизонту в межбортном пространстве или ограждении рубки ПЛ определяющим размером является поперечное сечение, что предопределяется максимальным калибром предполагаемого состава НПА.
Таким образом, для размещения модуля первого (рис. 54, а) уровня с учетом конструктивного исполнения требуется объем: X·X·L1, где L1 — длина модуля.
Рис. 54. Архитектурное построение системы забортных модулей оснащения носителя.
На рис. 54 обозначены: а) модуль 1 уровня; б) модули 2 уровня; в) модули 3 уровня; г) комбинированное размещение модулей 2 и 3 уровня. Разделив поперечное сечение на четыре части, получаем ограничения на размеры модулей второго (рис. 54, б) уровня кратности: Х/2·Х/2·L2. Если за модуль первого уровня принят калибр 21 дюйм, то модуль второго уровня будет соответствовать калибру 10 дюймов, а размеры модулей третьего (рис. 54, в) уровня кратности будут соответствовать — Х/4·Х/4·L3 (калибр 5 дюймов).
Реализация такого подхода при проектировании ПУ носителя НПА позволит достичь максимальной гибкости в его эксплуатации, экономии в поставках и строительстве, в темпах усовершенствования и модернизации. Подобная модульная концепция может быть реализована и при размещении ПУ на подводных аппаратах. В частности, аналогичное построение НПА из небольших модулей (которые, при доработке конструкции, могут быть заменены на ПУ) приведено в [18] (рис. 55).