Роман Красильников - Системы борьбы с необитаемыми аппаратами — асимметричный ответ на угрозы XXI века
По одному из вариантов программное изменение проходной площади регулятора обеспечивается также (рис. 60) за счет профиля прорези 25 в насадке 15 и профиля внутренней поверхности 17 втулки 16, формирующих закономерное увеличение проходной площади регулятора при движении поршня 3.
Таким образом, устройство обеспечивает выпуск подводного аппарата с необходимой для безопасного отделения от носителя скоростью в заданном диапазоне глубин.
В качестве третьего примера транспортно-пускового контейнера приводится схема, разработанная автором. Ее характеризует упрощенная конструкция устройства, а также пониженная величина разброса выходной скорости выпускаемого подводного аппарата в широком диапазоне глубин использования устройства.
Предлагаемая конструкция приведена рис. 61, на котором показано общее устройство ТПК и рис. 62, на котором изображен разрез магистрали основного клапана и расположенного в ней шарового клапана. Также можно отметить, что данная конструкция является развитием описанной выше второй конструкции.
На рис. 61 изображен общий вид конструкции в разрезе, в котором подводный аппарат 1 размещен в пусковой трубе 2, расточенной под поршень 3, с неподвижно установленным в ее передней части обтюрирующим кольцом 4, образующим с внутренней поверхностью пусковой трубы демпфирующую полость 5, по размерам согласованную с кольцевым плунжером 6 поршня 3.
Подводный аппарат опирается головной частью на обтюрирующее кольцо 4, а челноками 7 — на пазы 8. При транспортировке и хранении в продольном направлении перемещение аппарата ограничивают кольцевой буфер 9 и разрывная мембрана 10, которая герметизирует внутренний, заполненный ингибитором объем пусковой трубы 2. Начальная фиксация поршня 3 от разворота относительно его продольной оси обеспечивается упорами 11.
С другой стороны трубы 2 герметично пристыкована включающая баллон 12 секция с образованием расширительной камеры 13. На торцевой, ограничивающей расширительную камеру 13, стенке баллона 12 размещен основной клапан 14, в выходной магистрали 15 которого установлен шаровой клапан 16, взаимодействующий с дистанционно управляемым шаговым электродвигателем 17, изменяющим при вращении его проходное сечение.
В приливе 18 внешнего торца ресивера 12 размещен поршень пневмопривода открывания основного клапана 14. В поджимаемом пружиной 20 поршне 19 привода оформлено каналом 21 связанное с внутренним объемом ресивера гнездо 22 системы наполнения ресивера воздухом. Для управления работой пневмопривода предусмотрен пусковой малого сечения пневмоклапан 23 с электромагнитным приводом.
На эскизе пунктиром показан герметичный колпак 24, обеспечивающий транспортную безопасность устройства.
На рис. 62 изображен разрез магистрали основного клапана и расположенного в ней шарового клапана, на котором обозначены расширительная камера 13, в которой расположена выходная магистраль 15 основного клапана 14, в которой установлен шаровой клапан 16.
Транспортно-пусковой контейнер работает следующим образом.
На базе приготовления через гнездо 22 по каналу 21 в баллон 12 набивается воздух высокого давления. Вследствие разности уплотняемых площадей с приводным поршнем 19 основной клапан 14 будет дополнительно к усилию пружины 20 прижат давлением к седлу, чем обеспечивается надежность герметизации баллона.
Рис. 61. Продольный разрез ТПК.
Рис. 62. Реализация регулятора расхода воздуха.
После установки транспортно-пускового контейнера на носителе и выхода последнего в море, на глубине подводный аппарат 1 будет находиться в жидкости с добавлением ингибитора под забортным давлением вследствие малой жесткости мембраны 10.
Перед осуществлением пуска подводного аппарата 1 производится его подготовка, в ходе которой в него с помощью не показанного на чертежах устройства вводятся данные от информационно-управляющей системы носителя. В это же время по смежному кабелю, также не показанному на чертежах, на шаговый электродвигатель 17 подается напряжение, вызывающее его вращение, передаваемое на шаровой клапан 16, что приводит к изменению его проходного сечения. При этом угол вращения шарового клапана 16 выбирается информационно-управляющей системой исходя из текущего значения глубины погружения носителя. На минимальной глубине шаровой клапан 16 поворачивается так, что его малое проходное сечение обеспечивает малый расход воздуха из баллона 12, подаваемого в расширительную камеру 13. На максимальной глубине шаровой клапан 16 остается полностью открытым, обеспечивая максимальный расход воздуха.
Осуществление пуска подводного аппарата 1 производится подачей электропитания на привод пневмоклапана 23. Давлением воздуха поршень 19 привода основного клапана 14 перемещает его в открытое положение. Через открытый основной клапан 14 воздух высокого давления из баллона 12 поступает в выходную магистраль 15, а далее, через проходное сечение шарового клапана 16, — в расширительную камеру 13, обеспечивая повышение давления в ней выше забортного. При этом на малой глубине погружения носителя забортное давление мало, и поэтому расход воздуха, необходимый для его преодоления, небольшой. На большой глубине — наоборот. Поршень 3 за счет давления в расширительной камере, перемещается вдоль пусковой трубы и компенсирует потерю воды через обтюрацию, тем самым обеспечивая ускоренное по отношению к нему движение подводного аппарата 1, за счет того, что площадь поршня 3 больше площади калиброванной части подводного аппарата, находящейся на срезе кольца 4 обтюрации.
В процессе перемещения поршня 3 давление воздуха в расширительной камере 13, из-за увеличения ее объема, падает, тем самым уменьшая силу, действующую на поршень 3. При этом на малой глубине это падение давления компенсируется небольшим расходом воздуха, а на большой — существенным. Предварительная установка проходного сечения шарового клапана 16 позволяет регулировать расход воздуха в зависимости от глубины погружения носителя, на которой производится выталкивание подводного аппарата 1.
В конце разгона подводного аппарата 1 поршень 3 тормозится и затем останавливается, так как плунжер 6 сжимает в демпфирующей полости 5 жидкость, постепенно выжимая ее под образующимся повышенным давлением через уменьшающееся с перемещением поршня сечение.
Четвертая конструкция транспортно-пускового контейнера приведена здесь для более подробной иллюстрации возможных технических решений, применяемых для решения задачи обеспечения достаточной стабильности величины выходной скорости НПА на разных глубинах использования ТПК.
Описываемая конструкция отличается дополнительным элементом, входящим в ее состав — гидростатом, отслеживающим изменение давления внешней среды. Наличие в составе системы подачи воздуха на срабатывание устройства гидростата обеспечивает более точную регулировку расходуемого воздуха, создающего силовой импульс, прилагаемый к подводному аппарату в зависимости от глубины, что, с одной стороны, уменьшает избыточную величину выходной скорости на малой глубине, а с другой — позволяет максимально использовать проходное сечение клапана на больших глубинах.
На рис. 63 изображен общий вид рассматриваемой конструкции в разрезе. Общее расположение аппарата в пусковой трубе не отличается от ранее описанных. К пусковой трубе 2 герметично пристыкована включающая баллон 12 дополнительная секция с образованием расширительной полости 13. В торцевой, ограничивающей расширительную полость 13, стенке баллона 12 выполнено резьбовое гнездо, в котором герметично закреплена выходная магистраль 14, оформленная в виде трубы. В выходной магистрали расположено веретено 15, имеющее профильную наружную поверхность с уменьшающимся в сторону баллона поперечным сечением, и жестко закрепленное на торцевой, ограничивающей расширительную полость стенке поршня 3.
В задней части баллона находится резьбовое гнездо, в которое ввернута с обеспечением герметичности соединения клапанная коробка 16, предназначенная для размещения пускового и основного клапанов, устройства наполнения баллона и гидростата 17.
Продольный разрез клапанной коробки представлен на рис. 64, при этом на чертеже не показана втулка регулятора проходного сечения выходной магистрали 14, размещаемая в гнезде 18, герметично закрываемом от внешней среды также не показанной на чертеже крышкой.
Внутри клапанной коробки выполнена полость 19, соединенная с внутренним объемом баллона 12 цилиндрическим каналом 20, воздух в которой находится под давлением, соответствующим давлению во внутренней полости баллона 12. С полостью 19 соединены не показанные на чертеже пусковой клапан и устройство наполнения баллона. Также внутри клапанной коробки выполнена полость 21, герметично отделенная от полости 19 основным клапаном 22 и находящаяся до момента пуска аппарата под атмосферным давлением. Полость 21 связана с выходной магистралью 14 с помощью проходных сечений 23, частично перекрываемых втулкой регулятора проходного сечения выходной магистрали 14. В верхней части основного клапана 22 расположена управляющая полость 24, связанная с полостью, в которой расположен пусковой клапан, внутренним каналом 25.
