Страница 15 из 20
К числу важных требований также можно отнести:
— безопасность обслуживающего персонала и корабля при штатной работе оборудования и при его отказах;
— минимизация изменений физических полей корабля, что, прежде всего, относится к виброакустическим излучениям, способным демаскировать процесс подготовки и проведения атаки;
— повышение коэффициента полезного действия каждого элемента и комплекса в целом.
Рис. 57. Примеры расположения ТПК в нишах легкого корпуса подводных лодок.
При проектировании пусковых устройств для подводных аппаратов малого калибра также необходимо учитывать тот факт, что, в связи с меньшей по сравнению с традиционным морским оружием длиной, подобные изделия испытывают большие ускорения при одинаковой скорости выхода из пусковой установки. Это делает практически нецелесообразной с точки зрения массогабаритных характеристик изделия реализацию пускового импульса в виде точечного приложения силы (например, при использовании раздвижного толкателя).
Вышеперечисленные требования к пусковым устройствам забортного оружия малого калибра серьезно сужают круг технических решений, применимых при их создании.
Несмотря на то, что работы по созданию подводного оружия малого калибра ведутся в нашей стране уже более десяти лет [46, 55, 56], приходится констатировать факт, что пусковые устройства, предназначенные для его использования, начали разрабатываться лишь недавно. Это привело к отсутствию методик их проектирования, позволяющих обосновывать технические характеристики устройств в зависимости от перечня решаемых ими задач и характеристик оружия, для пуска которого они предназначены.
Ниже в качестве примеров будут приведены несколько конструкций (разработанных с участием автора) подобных транспортнопусковых контейнеров, предназначенных для базирования оружия (торпед, ракет, мин) и необитаемых подводных аппаратов на ПЛ и НПА большого водоизмещения [57–60].
Описываемые ниже конструкции ТПК используют в качестве автономной энергии для выталкивания аппаратов энергию сжатого воздуха. В связи с этим обстоятельством в их конструкциях предусматривается наличие отдельных элементов (регуляторов воздуха высокого давления), управляющих расходом сжатого воздуха в зависимости от глубины, на которой производится выталкивание аппарата. Особенностью первого регулятора является его новый принцип работы, заключающийся в том, что его раскрытие проходного сечения происходит в зависимости от падения давления в полости баллона, а не от времени задержки или гидростатического давления окружающей среды.
Первая из рассматриваемых конструкций транспортно-пусковых контейнеров, позволяющих обеспечить базирование НПА на подводных мобильных носителях и стационарных конструкциях, представлена на рис. 58. На данном рисунке показан ТПК в разрезе, в котором подводный аппарат 1 размещен в пусковой трубе 2, расточенной под поршень 3 и с неподвижно установленным в передней ее части обтюрирующим кольцом 4, образующим с внутренней поверхностью пусковой трубы 2 демпфирующую полость 5. Пусковая труба 2 заполнена жидкостью с добавлением ингибитора (для замедления процесса коррозии) и загерметизирована разрывной мембраной 6. Передняя часть поршня оформлена в виде кольцевого плунжера 7, который формирует по ходу поршня сокращающийся объем демпфирующей полости 5. Вытесняемая жидкость из полости 5 выходит через уменьшающееся сечение, что обуславливает возникновение в ней давления, воздействующего на плунжер 7.
Со стороны пускового устройства к пусковой трубе герметично пристыкована дополнительная секция, корпус 8 которой одновременно является и корпусом баллона с газом (воздухом) высокого давления, с образованием расширительной камеры 9 ограниченной с другой стороны основанием поршня 3.
В расширительной камере размещены пусковой 10 с электромагнитным приводом и основной 11, установленный в корпусе ресивера с выходной магистралью в сторону расширительной камеры, клапаны. В конструкции основной части пусковой трубы для работы поршня 3 установлены упругий кольцевой стопор 12 и упоры 15, под челноки 13 подводного аппарата в поршне выполнены пазы 14.
Можно отметить, что одним из главных достоинств предлагаемой схемы является ее качественное упрощение за счет совмещения ее элементами нескольких функций, что, несомненно, отвечает требованию по повышению технологичности каждого элемента и комплекса в целом. Например, при отказе от устанавливаемых в пусковой трубе направляющих для изделия, применение поршня с простейшим уплотнением в пусковой системе ТПК предусматривает выполнение им следующих функций:
— обеспечивать в походном положении совместно с кольцом обтюрации поперечную и продольную фиксацию изделия, а также его продольное направление при пуске за счет направляющих пазов;
Рис. 58. Схема транспортно-пускового контейнера.
— разделять рабочую (расширительную) полость и полость пусковой трубы;
— обеспечивать герметичность внутренней полости пусковой трубы, заполненной ингибитором и находящейся под забортным давлением;
— исключать прямой контакт с элементами изделия при пуске, что определяет распределение нагрузки по внешней оболочке изделия. Это также обуславливает необходимость увеличения диаметра поршня по отношению к калибру изделия;
— исключать прорыв воздуха из расширительной полости во внешнюю среду с целью соблюдения скрытности применения оружия.
Накладное кольцо обтюрации, располагаемое в передней части пусковой трубы, выполняет следующие функции:
— служит обтюрирующим элементом, участвующим в создании выталкивающего изделие давления в процессе его выпуска и уменьшающим потери жидкости из внутренней полости пусковой трубы;
— совместно с поршнем является направляющим элементом, ограничивающим движение выходящего из пусковой трубы изделия и его перемещения во время хранения;
— совместно с плунжером поршня образует демпфирующую полость, из которой по ходу движения в ней плунжера дросселируется жидкость, вытесняемая поршнем, что приводит к его торможению;
— является базой для размещения и крепления разрывной мембраны.
Предлагаемый подход к формированию облика транспортно-пускового контейнера является реализацией системного взгляда на создание образцов специальной техники, позволяющего комплексно рассматривать взаимосвязи между носителем, пусковым устройством и оружием и реализовывать их в виде структурно организованных конструктивных элементов.
Транспортно-пусковой контейнер работает следующим образом.
После снаряжения ТПК на арсенале и подачи его на носитель, подводный аппарат 1 постоянно находится под давлением внешней среды, располагаясь в жидкости с добавлением ингибитора, которой заправлена полость пусковой трубы 2, ограниченная разрывной мембраной 6 и поршнем 3. При этом фиксация аппарата относительно ТПК осуществляется за счет опоры его калиброванной головной части на обтюрирующее кольцо 4 и челноков 13 хвостовой части на проточки 14 в поршне 3. От продольных перемещений аппарат ограничен с одной стороны кольцевым демпфером 12, а с другой стороны — мембраной 6. Кроме того, продольное (вдоль пусковой трубы 2) перемещение поршня 3 и перемещение относительно него аппарата ограничивается срезными штифтами, которые, как можно заключить из их наименования, в процессе пуска срезаются под действием давления в расширительной камере (полости) 9. От разворота вокруг своей оси аппарат фиксируется за счет расположения челноков 13 в пазах 14 внутренней поверхности поршня 3, взаимодействующего с упорами 15, установленными в расширительной камере 9.
В расширительной камере и внутренних полостях основного клапана находится воздух под атмосферным давлением.