СПАСАЕМЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 2013 года по МПК B64D25/20 B63C7/26 

Изобретение относится к области морской техники, а именно к оборудованию подводных движущихся объектов (аппаратов), представляет собой спасаемый аварийный самописец и может быть использовано для отстрела предпочтительно малогабаритных объектов малой массы, например для выбрасываемых сигнальных устройств, указывающих место аварии.

В технике широко используются устройства отделяемых контейнеров с электронным блоком самописцев телеметрической информации о работе систем движущихся объектов (например, самолетов, ракет, снарядов и т.п.) для экстренного спасения телеметрической информации при возникновении аварийных ситуаций на этих объектах. При этом процесс отделения включает операции снятия жесткой связи отделяемого контейнера с движущимся объектом и придание линейной скорости отделяемому контейнеру в каком-либо направлении относительно корпуса движущегося объекта.

Известен спасаемый накопитель информации (см. патент GB №2228458), содержащий бортовой корпус, устанавливаемый на изделие с разрушаемой крышкой, размещенную в нем с возможностью эвакуации герметичную спасаемую капсулу с накопителем информации, разъемный электросоединителем с бортовой системой управления, два пояса опорно-направляющих элементов, поршневую систему пневмотолкателя спасаемой капсулы, включающую пусковую трубу, газогенератор, упруго скрепленный с корпусом спасаемой капсулы, устройство задействования газогенератора, устройство продольной фиксации спасаемой капсулы в бортовом корпусе.

Эта конструкция выбрана в качестве прототипа как наиболее близкий аналог по технической сущности и числу совпадающих признаков.

В аварийной ситуации от импульса чувствительных датчиков через электрическую связь блок управления изделия выдает команду на срабатывание устройства задействования газогенератора системы пневмотолкателя. Поршнем пневмотолкателя по двум поясам опорно-направляющих элементов вдоль бортового корпуса, смонтированного радиально оболочке изделия, перемещается спасаемая капсула с накопителем информации под давлением продуктов сгорания заряда в газогенераторе. При этом ходом корпуса спасаемой капсулы разрушается крышка, размыкается электрический соединитель, разрывая электрическую связь накопителя информации с контролируемой аппаратурой и системой управления на борту изделия. После выхода газогенератора из пусковой трубы дальнейшее движение спасаемой капсулы осуществляется под действием сил инерции и тяги газогенератора. Далее отделившаяся спасаемая капсула готова к автономному плаванию в акватории падения и для обнаружения группами поиска.

К недостаткам такой конструкции в отдельных случаях можно отнести:

- неопределенное по направлению и расстоянию отделение контейнера;

- техническая сложность поиска и обнаружения отделившегося контейнера спасаемого накопителя информации и связанные с этим временные и стоимостные затраты, что обусловлено существенным сокращением дальности распространения сигнала радиоволн вблизи водной поверхности с высокой волной, а также влиянием течения и ветра на водной поверхности, которые могут значительно увеличить акваторию поиска;

- неоптимальная форма спасаемой капсулы по гидравлическому сопротивлению при движении в водной среде на значительной скорости, а также в части массовых и габаритных характеристик конструкции, с обеспечением ее положительной плавучести и устойчивости оболочки конструкции в условиях значительного наружного глубинного давления, что требует увеличения энергетической мощности газогенератора и экономических затрат.

Технической задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков путем расширения функциональных возможностей для условий использования применительно к глубоководному подвижному объекту с осуществлением обнаружения спасаемой капсулы и самого затонувшего объекта с меньшими затратами.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном спасаемом накопителе информации, содержащем бортовой корпус, размещенную в нем на двух опорных поясах спасаемую капсулу с накопителем информации, электрически связанным разъемным соединителем с бортовой системой управления, устройство продольной фиксации спасаемой капсулы в бортовом корпусе, поршневую систему пневмотолкателя спасаемой капсулы, газогенератор, устройство задействования газогенератора, спасаемая капсула выполнена в виде составной герметичной сферической оболочки с крышкой, снабженной гильзой-поршнем цилиндрической формы и системой удержания в виде гибкой кинематической связи с бортовым корпусом, выполненной из тканой ленты с элементами крепления, например проушинами с осями, продетыми через петли на концах ленты, одна сторона системы удержания выполнена разветвленной, по меньшей мере, с двумя концами разветвлений равной длины, соединенных равномерно по периметру с крышкой сферической оболочки спасаемой капсулы, причем ветви на одинаковом расстоянии от концов ленты соединены с кольцом, охватывающим с возможностью сдвига вдоль гильзы, а лента размещена упорядочение уложенной в спиральную кольцевую бухту вокруг гильзы с возможностью самоскручивания при разматывании выходом спасаемой капсулы.

Сферическая тонкостенная оболочка спасаемой капсулы в сочетании с прочностными характеристиками материала оболочки позволяет обеспечить необходимую положительную плавучесть и стойкость к воздействию наружного давления в условиях заданного заглубления.

Выполнение крышки спасаемой капсулы совмещенной с гильзой цилиндрической формы как элемента системы пневмотолкателя позволяет конструктивно оптимизировать использование внутреннего окружного пространства бортового корпуса с размещением вокруг гильзы системы удержания, тем самым уменьшить объем и общую массу конструкции в целом.

Система удержания в виде тканой ленты малой толщины позволяет уменьшить ее массу, что повышает плавучесть спасаемой капсулы с накопителем информации, позволяет обеспечить компактность укладки в виде смотанной бухты ленты вокруг гильзы и уменьшить габариты.

Использование дополнительной кинематической связи спасаемой капсулы с бортовым корпусом позволяет обозначить место нахождения затонувшего объекта путем удержания отделившейся капсулы в непосредственной близости с затонувшим объектом, при этом существенно облегчить обнаружение крупного затонувшего объекта совместно со спасаемым накопителем информации современными техническими средствами с меньшими затратами.

Дополнительно система удержания (с бандажным кольцом) обеспечивает придание контролируемого положения оси спасаемой капсулы вдоль вектора набегающего водного потока при ее движении совместно с объектом с обеспечением меньшего гидравлического сопротивления до покладки его на грунт.

На фиг.1 показан общий вид предложенного устройства в разрезе, на фиг.2 - спасаемая капсула после отделения с натянутой системой удержания (скручивание ленты не показано).

Спасаемый накопитель информации 1 (спасаемый самописец) соединен электрическим быстро разъемным соединителем 2 через кабель 3 с бортовой системы управления (условно не показана), помещен в спасаемую капсулу 4 сферической формы, снабженной выступами 5 на наибольшем наружном диаметре. Ее донная часть герметично закрыта крышкой 6, снабженной цилиндрической гильзой 7, выполненной с наружным кольцевым уступом 8 и торцом 9. Спасаемая капсула 4 помещена в цилиндрический бортовой корпус 10 с днищем 11, снабженным направленным внутрь бортового корпуса 10 штоком 13 с внутренним каналом 14 и центральной торцовой проточкой 12.

Спасаемая капсула 4 выступами 5 контактирует с внутренним диаметром бортового корпуса 10, а внутренней поверхностью гильзы 7 (выполняющей функцию поршня) охватывает и уплотняет наружную поверхность штока 13 в зоне торца, упираясь своим торцом 9 в торцовую проточку 12 днища 11, образует полость 15. Гильза 7 через наружный контактный профиль кольцевого уступа 8 продольно нагружена упругими силами устройства фиксации, например, в виде цангового кольца 16, жестко соединенного через фланец 17 с днищем 11 с ответным контактным профилем выступов 18 упругих звеньев 19 цангового кольца 16. В таком положении спасаемая капсула 4 продольно зафиксирована в бортовом корпусе 10.

Со стороны донной части спасаемая капсула 4 снабжена дополнительной гибкой кинематической связью с бортовым корпусом 10 в виде системы удержания с ее соединением к днищу 11 бортового корпуса 10, например проушинами крепления 20 с осями 21, продетыми через мягкие петли 22 на конце ленты 23 и ее разветвлений 24.

Вокруг гильзы 7 лента 23 упорядочение уложена в спиральную бухту 25 на кольцевое основание 26, охватывая винты 27, крепящие его на опорных элементах 28, жестко связанных с днищем 11.

При этом лента 23, по меньшей мере, двумя концами крепится к спасаемой капсуле 4, причем разветвления 24 ленты 23 выполнены равной длины и на одинаковом расстоянии от концов соединены с бандажным кольцом 29, снаружи охватывающим гильзу 7 в зоне ее торца 9.

Бортовой корпус 10 посредством фланцевого соединения закреплен в оболочке объекта 30 посредством фланцевого соединения (крепеж не показан).

Со стороны полости объекта 30 в массиве днища 11 выполнена полость газогенератора 31 с помещенным пороховым зарядом 32 и полость пиропатрона 33 с установленным пиропатроном 34, электрически связанным с бортовой системой управления.

Полость газогенератора 31, полость пиропатрона 33 сообщены через канал 14 с полостью 15 (переменного объема) и образуют герметичное рабочее пространство полости системы пневмотолкателя.

Для снижения гидравлического сопротивления при движении объекта в водной среде и увеличения плавучести спасаемая капсула 4 снабжена имитатором наружной поверхности 35 из непотопляемого материала, например пенопласта, повторяющим наружные обводы изделия 30.

В условиях движения в водной среде имитатор наружной поверхности 35 уменьшает гидравлическое сопротивление объекта 30, накопитель информации 1 через кабель 3 и разъемный соединитель 2 принимает и записывает необходимую информацию приборов телеметрии с борта объекта, система пневмотолкателя спасаемой капсулы 4 и все другие компоненты бортового корпуса находятся в режиме ожидания. Наружное давление прижимает торец 9 спасаемой капсулы 4 к торцовой поверхности проточки 12 днища 11, выступы 5, воспринимая боковые нагрузки, удерживают ее в исходном соосном положении с бортовым корпусом 10.

При аварийной ситуации по сигналу бортовой системы управления через кабель 3 и быстроразъемный соединитель 2 подается импульс тока на срабатывание пиропатрона 34. В результате воспламенения заряда 32 продуктами сгорания заполняется пространство объединенных внутренних полостей 31, 33, 15 и канала 14 системы пневмотолкателя.

Под возрастающим давлением газов создается продольное усилие, действующее на донную часть гильзы 7 крышки 6, которое перемещает спасаемую капсулу 4 совместно с имитатором наружной поверхности 35 объекта 30 вдоль оси бортового корпуса 10 с выбросом в водную среду.

Переменное усилие пневмотолкателя преодолевает сопротивление наружного глубинного давления, силы инерции, силы упругости звеньев 19, а также гидравлическое сопротивление тракта с заполнением высвобождаемого объема бортового корпуса. Дополнительно преодолеваются силы трения по контактным поверхностям разъемного соединителя 2, выступов 18 цангового кольца 16 с кольцевым упором 8, гильзы 7 с поверхностью уплотненного наружного диаметра штока 13, выступов 5 спасаемой капсулы 4 с внутренней поверхностью бортового корпуса 10.

В процессе выхода спасаемой капсулы 4 за наружные обводы оболочки движущегося объекта 30 возникающая переменная по величине боковая нагрузка на спасаемую капсулу 4 парируется поясом выступов 5 и поясом контакта гильзы 7, охватывающей шток 13. Тем самым исключается заклинивание по ходу движения спасаемой капсулы 4 и обеспечивается ее надежная эвакуация из бортового корпуса 10.

Набегающий встречный водный поток увлекает спасаемую капсулу 4, тянущим усилием вытягивает ветви 24 и ленту 23 из бухты 25 через петли 22, оси 21, проушины крепления 20 происходит сдвиг бандажного кольца 29 вдоль постоянно охватываемой им наружной поверхности гильзы 7 в зону торца 9.

При этом обеспечивается ориентация положения продольной оси спасаемой капсулы вдоль вектора скорости набегающего потока. Тем самым уменьшается гидравлическое сопротивление и тянущее усилие, действующее на элементы системы удержания спасаемой капсулы.

В процессе вытягивания ленты из спирально уложенной бухты происходит ее самоскручивание, что вызывает дополнительный эффект - повышает ее упругие свойства и демпфирующий эффект всей системы удержания к моменту восприятия максимального усилия ее натяжения при полном торможении отделившейся спасаемой капсулы.

Спасаемая капсула всплывает на длину освобожденной ленты системы удержания возле затонувшего объекта (включая случай его полного заглубления в придонный слой ила) и доступна для поисковых групп обнаружения подводных объектов.

Экспериментальное использование предлагаемого устройства в действующем макете изделия подтвердило его работоспособность и стойкость к воздействию наружных нагрузок при выбросе спасаемой капсулы на ходу действующего макета, обеспечило сокращение временных затрат на поиск и обнаружение, а также материальные и финансовые затраты по подъему спасаемой капсулы с накопителем телеметрической информации.

Изобретение относится к морской технике и касается отстрела выбрасываемых сигнальных устройств, указывающих место аварии. Спасаемый накопитель информации содержит корпус для установки на изделие. В корпусе размещена на двух опорных поясах спасаемая капсула с накопителем, электрически связанным разъемным соединителем с бортовой системой управления. Спасаемая капсула оснащена устройством продольной фиксации в корпусе, поршневой системой пневмотолкателя, газогенератором, устройством задействования газогенератора. Спасаемая капсула выполнена в виде составной герметичной сферической оболочки с крышкой, снабженной гильзой-поршнем цилиндрической формы и системой удержания в виде гибкой кинематической связи с корпусом. Система удержания выполнена из тканой ленты с элементами крепления, например проушины с осями, продетыми через петли на концах ленты. Одна сторона системы удержания выполнена разветвленной с двумя концами разветвлений равной длины, соединенными равномерно по периметру с крышкой сферической оболочки спасаемой капсулы. Ветви на одинаковом расстоянии от концов ленты соединены с кольцом, охватывающим с возможностью сдвига вдоль гильзы. Лента размещена упорядоченно уложенной в спиральную кольцевую бухту вокруг гильзы с возможностью самоскручивания при разматывании выходом спасаемой капсулы. Достигается сокращение времени поиска и обнаружения отделившегося накопителя информации. 2 ил.

Спасаемый накопитель информации, содержащий корпус для установки на изделие, размещенную в нем на двух опорных поясах спасаемую капсулу с накопителем информации, электрически связанным разъемным соединителем с бортовой системой управления, устройство продольной фиксации спасаемой капсулы в корпусе, поршневую систему пневмотолкателя спасаемой капсулы, газогенератор, устройство задействования газогенератора, отличающийся тем, что спасаемая капсула выполнена в виде составной герметичной сферической оболочки с крышкой, снабженной гильзой-поршнем цилиндрической формы и системой удержания в виде гибкой кинематической связи с корпусом, выполненной из тканой ленты с элементами крепления, например проушинами с осями, продетыми через петли на концах ленты, одна сторона системы удержания выполнена разветвленной, по меньшей мере, с двумя концами разветвлений равной длины, соединенных равномерно по периметру с крышкой сферической оболочки спасаемой капсулы, причем ветви на одинаковом расстоянии от концов ленты соединены с кольцом, охватывающим с возможностью сдвига вдоль гильзы, а лента размещена упорядоченно уложенной в спиральную кольцевую бухту вокруг гильзы с возможностью самоскручивания при разматывании выходом спасаемой капсулы.