СПОСОБ ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С ПОДВОДНОГО КОРАБЛЯ Российский патент 2014 года по МПК F41F3/07 B63G8/30 

Изобретение относится к подводным судам, их пусковым установкам и запускаемым с них реактивным снарядам.

Известен способ применения беспилотного летательного аппарата (БПЛА) с подводного корабля, представленный в энциклопедии "Оружие и технологии России. Том III. Вооружение военно-морского флота", издательский дом "Оружие и технологии", Москва, 2001 г. на стр.93-96, принятый за прототип, включающий крепление контейнера к корпусу подводного корабля, открытие крышки контейнера при его 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.

Все существенные признаки предлагаемого способа совпадают с существенными признаками прототипа.

При запуске, шум работающего вблизи подводного корабля реактивного двигателя БПЛА демаскирует подводный корабль, что увеличивает вероятность его обнаружения средствами противника и поражения. Кроме того, значительные повреждения подводного корабля могут иметь место при возможных аварийных ситуациях, связанных с запуском реактивного двигателя БПЛА в условиях его применения, а также при испытаниях.

Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является повышение безопасности подводного корабля при выполнении пусков.

Для достижения названного технического результата в способе применения беспилотного летательного аппарата с подводного корабля, включающем крепление контейнера глубоководного погружения к корпусу подводного корабля, открытие крышки контейнера, при ее надводном положении, загрузку беспилотного летательного аппарата в контейнер и герметизацию его крышки, погружение подводного корабля, его передвижение по маршруту в район запуска беспилотного летательного аппарата и всплытие на глубину запуска, открытие крышки контейнера и запуск реактивного двигателя беспилотного летательного аппарата, контейнер глубоководного погружения закрепляют на корпусе подводного корабля с возможностью расфиксации крепления, водоизмещение контейнера выбирают из условия его положительной плавучести с размещенным в нем беспилотным летательным аппаратом, 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 беспилотного летательного аппарата осуществляют после всплытия контейнера и выполнения маневра подводного корабля по удалению от места запуска. Для увеличения дальности полета беспилотный летательный аппарат загружают в полость контейнера с распределением свободного объема со смещением его большей части к верхней стенке контейнера, относительно полетного положения беспилотного летательного аппарата при нулевом угле крена.

Отличительными признаками способа применения БПЛА с подводного корабля являются следующие - контейнер глубоководного погружения закрепляют на корпусе подводного корабля с возможностью расфиксации крепления, водоизмещение контейнера выбирают из условия его положительной плавучести с размещенным в нем беспилотным летательным аппаратом, 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 беспилотного летательного аппарата осуществляют после всплытия контейнера и выполнения маневра подводного корабля по удалению от места запуска; беспилотный летательный аппарат загружают в полость контейнера с распределением свободного объема со смещением его большей части к верхней стенке контейнера, относительно полетного положения беспилотного летательного аппарата при нулевом угле крена.

Благодаря наличию указанных отличительных признаков в совокупности с известными, указанными в ограничительной части формулы, уменьшается вероятность обнаружения и применения противодействия подводному кораблю, а также устраняется возможность повреждения корабля при возможных аварийных ситуациях, связанных с запуском с него БПЛА, в том числе при испытаниях подводного корабля в процессе его разработки, учебных или разведывательных поисковых запусках и при пожарах в процессе эксплуатации подводного корабля. Дополнительно, увеличивается максимальная дальность полета БПЛА.

Предложенное техническое решение может найти применение при разработке и эксплуатации научно-исследовательских и оборонных подводных судов, для повышения эффективности использования подводных судов, уменьшения вероятности их повреждения, уменьшения затрат на их разработку и эксплуатацию.

Изобретение поясняется чертежами, фиг.1-3.

На фиг.1 представлено расположение БПЛА в контейнере, закрепленном на подводном корабле.

На фиг.2 представлено положение БПЛА в контейнере после его всплытия к поверхности воды.

На фиг.3 показано действие выравнивающего момента сил при случайном повороте контейнера с БПЛА вокруг продольной оси при всплытии и плавучем состоянии.

Представленный на чертежах подводный корабль 1, содержит контейнер 2 с крышкой 3 и устройством 4 ее открытия и герметизации, закрепленный на подводном корабле 1, и БПЛА 5, размещенный в полости 6 контейнера 2 и снабженный реактивным двигателем 7 и системой 8 управления с элементами управления положением БПЛА 5 в полете (на чертежах не показаны), сообщенной линией 9 электрической связи с реактивным двигателем 7. Подводный корабль 1 также содержит систему 10 управления запуском БПЛА 5, сообщенную линиями 11 и 12 электрической связи, соответственно, с устройством 4 открытия и герметизации крышки 3 контейнера 2 и, через отрывной разъем 13, составные части которого закреплены, соответственно, на контейнере 2 и БПЛА 5, с системой 8 управления БПЛА 5. Контейнер 2 закреплен на подводном корабле 1 посредством устройства 14 крепления, выполненного с возможностью расфиксации крепления и сообщенного линией 15 электрической связи с системой 10 управления подводного корабля 1, линии 11 и 12 электрической связи системы 10 управления подводного корабля 1 с устройством 4 открытия и герметизации крышки 3 контейнера 2 и системой 8 управления беспилотного летательного аппарата 5 выполнены через дополнительный отрывной разъем 16, составные части которого закреплены соответственно на подводном корабле 1 и контейнере 2, водоизмещение контейнера 2 выбрано из условия его положительной плавучести с размещенным в нем беспилотным летательным аппаратом 5, при этом распределение свободного объема в полости 6 контейнера 2 вблизи его крышки 3 обеспечен дополнительный свободный объем 17, из условия нахождения центра 18 давления воды на контейнер в погруженном состоянии ближе к крышке 3 контейнера 2 относительно центра 19 тяжести контейнера, система 8 управления БПЛА 5 сообщена линией 20 электрической связи через отрывной разъем 13 с устройством 4 открытия и герметизации крышки контейнера и выполнена с возможностью открытия крышки 3 контейнера 2 и запуска реактивного двигателя 7 через определенный промежуток времени. Свободный объем в полости 6 контейнера 2 с размещенным в ней БПЛА 5 распределен со смещением его большей части к верхней стенке контейнера 2, относительно полетного положения БПЛА 5 при нулевом угле крена, для чего БПЛА 5 размещен в полости 6 контейнера 2 глубоководного погружения с параллельным смещением своей продольной оси относительно продольной оси контейнера на расстояние S в противоположном направлении.

Представленное на фиг.1-3 устройство работает следующим образом. Подводный корабль 1 на маршрутной глубине погружения подплывает к району запуска БПЛА 5, всплывает на разрешенную глубину его запуска. Оператором посредством системы 10 управления подводного корабля 1 по линии электрической связи 12 через отрывные разъемы 16 и 13 в систему управления 8 БПЛА 5 вводятся маршрутные данные, а также производятся необходимые проверки для подготовки к запуску БПЛА 5, после чего по линии 15 электрической связи расфиксируется устройство 14, крепления контейнера 2 к подводному кораблю 1. При этом, благодаря тому, что водоизмещение контейнера 2 выбрано из условия его положительной плавучести с размещенным в нем БПЛА 5, контейнер 1 всплывает к поверхности воды, при этом, благодаря тому, что в полости 6 контейнера 2 вблизи его крышки 3 выполнен дополнительный свободный объем 17, из условия нахождения центра 18 давления воды на контейнер 2 в погруженном состоянии ближе к крышке 3 контейнера 2 относительно центра 19 тяжести контейнера 2, более легкая передняя часть контейнера 2 с крышкой 3 выходит над поверхностью воды, что уменьшает подъемную силу Архимеда F_A, приложенную в центре 18 давления, и приводит к смещению центра 18 давления по вертикали, проходящей через центр 19 тяжести контейнера 2. Всплытие контейнера 2 завершается, когда подъемная сила Архимеда F_A уменьшится до величины силы тяжести F_M, приложенной в центре 19 тяжести, и центр 18 давления будет располагаться на вертикальной линии, проходящей через центр 19 тяжести контейнера 2, который при этом будет находиться в вертикальном положении. Через определенный промежуток времени, необходимый для выполнения маневра подводного корабля 1 по удалению от места старта БПЛА 5, система управления 8 посредством линии 20 через отрывной разъем 13 задействует устройство 4 открытия и герметизации крышки 3, обеспечивая ее открытие, а также посредством линии 9 электрической связи запускает реактивный двигатель 7, сила тяги которого обеспечивает разделение составных частей разъема 13, выход БПЛА 5, из полости 6 контейнера 2 и его разгон до полетной скорости, после чего система 8 посредством элементов управления положением БПЛА 5 разворачивает его в направлении полета и устанавливает с необходимым углом атаки и нулевым углом крена для полета по маршруту и выполнения полетного задания. Благодаря запуску БПЛА 5 через определенный промежуток времени обеспечивается возможность удаления подводного корабля 1 от зоны запуска БПЛА 5 в произвольном направлении на безопасное расстояние и возможность его погружения на большую глубину, что значительно уменьшает вероятность его обнаружения и повреждения, как при испытаниях в процессе разработки подводного корабля 1, так и в процессе его эксплуатации. Дополнительно, обеспечивается безопасность подводного корабля 1 при пожарах в отсеках корабля 1, поскольку, благодаря выполнению устройства 14 крепления контейнера 2 на подводном корабле 1 с возможностью расфиксации крепления и сообщению устройства крепления 14 линии 15 электрической связи с системой 10 управления подводного корабля 1, БПЛА 5 в составе контейнера 2 может быть удален от подводного корабля 1 без запуска реактивного двигателя 7. После ликвидации пожара контейнер 2 с БПЛА 5 может быть снова закреплен на подводном корабле 1 посредством устройства 14 с обеспечением его фиксации и стыковки частей отрывного разъема 13. Благодаря уменьшению вероятности повреждения подводного корабля 1 задачи обороны могут быть решены меньшим их количеством, что уменьшает затраты на их изготовление и эксплуатацию. При размещении БПЛА 5 в полости 6 контейнера 2 глубоководного погружения с параллельным смещением своей продольной оси относительно продольной оси контейнера на расстояние S, фиг.1,2, в направлении нижней стенки контейнера 2, относительно полетного положения БПЛА 5 при нулевом угле крена, свободный объем в полости 6 контейнера 2 распределен в ней со смещением его большей части в противоположном направлении, к верхней стенке контейнера 2, поэтому при всплытии контейнера 2 и при его нахождении у поверхности воды, до момента выхода БПЛА 5 из полости 6 контейнера 2, предотвращается вращение контейнера 2 относительно его продольной оси, поскольку при случайном повороте контейнера 2 вокруг его продольной оси на угол P, фиг.3, его центр 19 тяжести с размещенным в нем БПЛА 5 отклоняется от вертикальной линии, проходящей через центр 18 давления, при этом приложенные в этих центрах силы F_A и F_M формируют момент сил, возвращающий контейнер 2 с БПЛА 5 в исходное положение. При этом перед расфиксацией устройства 14 крепления контейнера 2 подводный корабль 1 разворачивается в направлении полета БПЛА 5, а при выходе передней части контейнера 2 с крышкой 3 над поверхностью воды центр 18 давления смещается к вертикали, проходящей через центр 19 тяжести контейнера 2, и всплытие контейнера 2 завершается, когда подъемная сила Архимеда F_A уменьшится до величины силы тяжести F_M, приложенной в центре 18 тяжести, и центр 17 давления будет располагаться на вертикальной линии, проходящей через центр 19 тяжести контейнера 2, который при этом располагается под определенным углом α к горизонту, см. фиг.2, являющимся стартовым углом для БПЛА 5 с нулевым углом крена и в направлении полета, что исключает необходимость установки БПЛА 5 системой 8 в направлении полета с нулевым углом крена для полета по маршруту и выполнения полетного задания, соответственно, исключает расход топлива на этот маневр БПЛА 5 и обеспечивает увеличение дальности его полета. Кроме того, максимальная дальность полета БПЛА 5 на имеющемся запасе топлива увеличивается, так как подводный участок его траектории выполняется в составе контейнера 2 с неработающим реактивным двигателем 7.

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.

1. Способ применения беспилотного летательного аппарата подводным кораблем, включающий крепление контейнера глубоководного погружения к корпусу подводного корабля, открытие крышки контейнера при ее надводном положении, загрузку беспилотного летательного аппарата в контейнер и герметизацию его крышки, погружение подводного корабля, его передвижение по маршруту в район запуска беспилотного летательного аппарата и всплытие на глубину запуска, открытие крышки контейнера и запуск реактивного двигателя беспилотного летательного аппарата, отличающийся тем, что контейнер глубоководного погружения закрепляют на корпусе подводного корабля с возможностью расфиксации крепления, водоизмещение контейнера выбирают из условия его положительной плавучести с размещенным в нем беспилотным летательным аппаратом, 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 беспилотного летательного аппарата осуществляют после всплытия контейнера и выполнения маневра подводного корабля по удалению от места запуска.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что беспилотный летательный аппарат загружают в полость контейнера с распределением свободного объема со смещением его большей части к верхней стенке контейнера, относительно полетного положения беспилотного летательного аппарата при нулевом угле крена.