СИСТЕМА СТРЕЛЬБЫ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ ТОРПЕДНЫМИ АППАРАТАМИ Российский патент 2014 года по МПК F41F3/08 

Изобретение относится к области кораблестроения, а именно к устройству систем стрельбы торпедных аппаратов.

Известно (журнал Jane's Navy International, январь/февраль 2003 г., статья "Submarine solutions for weapon handling and launch"), что подводная лодка имеет систему стрельбы, которая включает торпедные аппараты с передней и задней крышками, боевой баллон, программируемый боевой клапан, воздушный турбонасос. Причем торпедные аппараты установлены своей задней крышкой внутри прочного корпуса, а передней крышкой - между прочным и легким корпусами. Воздух из боевого баллона через программируемый боевой клапан подается в воздушный турбонасос, который, для выброса оружия, подает воду из-за борта ПЛ через импульсную цистерну и кингстон, расположенный в импульсной цистерне, в торпедный аппарат. При этом подводная лодка имеет контур управления программируемым боевым клапаном, в который входят гидравлический блок управления и электронный блок, управляющий гидравлическим блоком управления в зависимости от типа оружия и состояния подводной лодки, например глубины и скорости движения. Блок электронного управления связан с датчиками состояния подводной лодки, а также имеет обратную связь с боевым клапаном по его перемещению таким образом, что в зависимости от типа оружия и состояния подводной лодки перемещение клапана является переменным.

Недостатком известного технического решения является то, что использование гидравлического блока управления усложняет конструкцию контура управления системой стрельбы, а также использование одного и того же боевого клапана во всех режимах работы системы снижает ресурс боевого клапана.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является система стрельбы гидравлических торпедных аппаратов, описанная в патенте «Подводная лодка с гидравлическими торпедными аппаратами», патент RU 2324620, кл. B63G 8/32, F41F 3/10, взятая за прототип. В ее состав входят боевой баллон, клапан наполнения боевого баллона, выполненный с возможностью подачи воздуха от корабельной системы воздуха высокого давления в боевой баллон, боевой клапан, воздушный турбонасос, гидравлические торпедные аппараты с задней крышкой, передней крышкой, блокировочным устройством передней крышки, кингстоном, блокировочным устройством кингстона.

Прототип обладает следующими недостатками: использование одного и того же клапана наполнения боевого баллона и боевого клапана во всех режимах работы системы снижает их ресурс, а также приводит к повышению шумности работы системы.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение шумности работы системы стрельбы и повышение ресурса боевого клапана и системы наполнения боевого баллона.

Для достижения данного технического результата система стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами снабжена системой наполнения боевого баллона, состоящей из параллельно соединенных малошумного клапана наполнения и блока поддержания давления, боевым клапаном, содержащим параллельно соединенные пневмоклапан с приводом открытия и регулирующий клапан, шаровыми кранами с пневмоприводами и управлением от электропневмоклапанов, обеспечивающими возможность подачи воздуха от боевого клапана одного борта на турбонасос другого борта и наоборот, а малошумный клапан наполнения выполнен с возможностью заполнения боевого баллона в перерывах между стрельбами и имеет меньшую площадь проходного сечения по сравнению с блоком поддержания давления, который выполнен с возможностью быстрого заполнения боевого баллона в процессе залповой стрельбы, пневмоклапан имеет меньшую площадь проходного сечения по сравнению с максимальной площадью проходного сечения регулирующего клапана, регулирующий клапан содержит поршни независимого открытия клапана на заданные проходные сечения и электропневмоклапаны, сообщенные с управляющими полостями поршней, обеспечивающие открытие клапана в любом сочетании проходных сечений. В случаях, когда время наполнения боевого баллона не играет существенной роли, например, когда необходимо обеспечить минимальную шумность подготовки или при проведении пуско-наладочных работ в период испытаний системы, для наполнения боевого баллона используется клапан наполнения. Кроме этого в случаях, когда расход через боевой клапан может быть уменьшен, например, для обеспечения минимальной шумности работы системы стрельбы или в период пуско-наладочных испытаний для сохранения ресурса регулирующего клапана, воздух из боевого баллона поступает через пневмоклапан, входящий в состав боевого клапана, без открытия регулирующего клапана.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 показан общий вид системы стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами.

На фиг.2 показан регулирующий клапан.

На фиг.3 показана структурная схема системы стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами.

Система стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами (фиг.1) имеет воздушный турбонасос 1, боевой баллон 2, систему наполнения боевого баллона 3, состоящую из малошумного клапана наполнения 4 и блока поддержания давления 5, боевой клапан 6, состоящий из пневмоклапана 7 с приводом открытия 8 и регулирующего клапана 9, гидравлические торпедные аппараты 10 с задней крышкой 11, передней крышкой 12, кингстоном 13, блокировочным устройством передней крышки 14 и блокировочным устройством кингстона 15. Гидравлические торпедные аппараты 10 установлены в прочный корпус 16 таким образом, что задняя крышка 11 расположена в отсеке подводной лодки, кингстон 13 расположен в импульсной цистерне 17, соединенной гидротрактом 18 с забортным пространством, а передняя крышка 12 расположена между передней стенкой импульсной цистерны 17 и легким корпусом 20 и имеет механическую связь с волнорезным щитом 19 в легком корпусе 20, система стрельбы имеет электрическую связь с системой управления 21, малошумный клапан наполнения 4 и блок поддержания давления 5 соединены с корабельной системой воздуха высокого давления 22, а пневмоклапан 7 с приводом открытия 8 и регулирующий клапан 9 соединены трубопроводом с воздушным турбонасосом 1. Регулирующий клапан (фиг.2) имеет корпус 23 с седлом 24, клапан 25, соединенный со штоком 26, поршень 27, поршень 28, поршень 29 и пружинный механизм возврата 30. При этом поршни 27, 28, 29 установлены в корпус 23 и выполнены таким образом, что между корпусом и поршнями 27, 28, 29 имеются управляющие полости 31, а корпус 23 имеет каналы 32, соединенные с управляющими полостями 31 для подачи управляющего давления. Форма корпуса 23 и поршней 27, 28, 29 выполнена таким образом, что каждый поршень может открыть клапан 25 на фиксированный ход. Как показано на фиг.3, для подачи воздуха в управляющие полости 31 между корпусом 23 и поршнями 27, 28, 29 регулирующий клапан 9 имеет электропневмоклапаны 33, 34, 35. Выход регулирующего клапана 9 через невозвратный клапан 39 и выход пневмоклапана 7 через невозвратный клапан 37 соединены с воздушным турбонасосом 1. Боевой баллон 2 соединен с входом регулирующего клапана 9 и входом пневмоклапана 7, а также с приводом открытия 8 пневмоклапана 7 и электропневмоклапанами 33, 34, 35 с помощью трубопровода, проходящего через блокировочное устройство передней крышки 14 и блокировочное устройство кингстона 15. Между блокировочным устройством передней крышки 14, блокировочным устройством кингстона 15 и боевым баллоном 2 установлен электропневмоклапан 38, подающий воздух к электропневмоклапанам 33, 34, 35 регулирующего клапана и приводу открытия 8 пневмоклапана 7. Между пневмоклапаном 7 и блокировочным устройством кингстона 15 имеется ответвление с электропневмоклапаном 39, выход которого связан с атмосферой. На магистрали между боевым клапаном 6 и турбонасосом 1 установлены шаровые краны 40, 41, имеющие в своем составе пневмоприводы 42, 43 и электропневмоклапаны 44, 45, предназначенные для управления пневмоприводами 42, 43.

Работа системы стрельбы гидравлических торпедных аппаратов осуществляется следующим образом. При подготовке к выстрелу гидравлический торпедный аппарат 10 заполняется водой от системы заполнения-осушения (на рисунках не показана), воздух от корабельной системы воздуха высокого давления 22 через систему наполнения 3 боевого баллона подается в боевой баллон 2 таким образом, что в случае, когда время заполнения боевого баллона 2 не играет существенной роли или необходимо обеспечить минимальную шумность заполнения, открывается малошумный клапан наполнения 4, а если необходимо заполнить боевой баллон 2 за короткое время, например между выстрелами в залпе, открывается блок поддержания давления 5. При заполнении боевого баллона 2 воздух поступает на вход электропневмоклапана 38, на вход регулирующего клапана 9 и вход пневмоклапана 7, которые в исходном состоянии закрыты. После заполнения гидравлического торпедного аппарата 10 и уравнивания в нем давления с забортным давлением открывается передняя крышка 12 и кингстон 13, находящийся в импульсной цистерне 17, а блокировочное устройство передней крышки 14 и блокировочное устройство кингстона 15 переходят в открытое положение.

Шаровые краны 40, 41 установлены таким образом, что при штатной работе по одному борту шаровый кран 40 закрыт, шаровый кран 41 открыт. При необходимости подачи воздуха от боевого клапана 6 на турбонасос другого борта открывается шаровый кран 40 и закрывается шаровый кран 41 путем подачи от системы управления электрических сигналов на электропневмоклапаны 42, 43.

По команде «Выстрел» система управления 21 подает команду на открытие электропневмоклапана 38, воздух от которого через открытое блокировочное устройство передней крышки 14 и открытое блокировочное устройство кингстона 15 поступает в привод открытия 8 пневмоклапана 7. Под действием поступившего воздуха, привод открытия 8 пневмоклапана 7 открывает последний и воздух из боевого баллона 2 поступает в воздушный турбонасос 1, который подает воду из забортного пространства через гидротракт 18 в импульсную цистерну 17, давление в импульсной цистерне 17 повышается, и вода из нее поступает в гидравлический торпедный аппарат 10, разгоняя оружие. Для обеспечения нужной выходной скорости оружия в зависимости от состояния подводной лодки (например скорости, давления в боевом баллоне и т.д.) пневмоклапан 7 и регулирующий клапан 9 открываются следующим образом:

в случаях, когда не требуется большого расхода воздуха из боевого баллона 2, например на малой скорости подводной лодки, для обеспечения минимальной шумности работы системы или в период пуско-наладочных испытаний, воздух подается через пневмоклапан 7 без открытия регулирующего клапана 9;

в случаях, когда требуется большая выходная скорость оружия, например на большой скорости подводной лодки для обеспечения безударности выхода, после открытия пневмоклапана 7 от системы управления 21 в необходимом порядке подаются сигналы на открытие электропневмоклапанов 33, 34, 35, подающих воздух в управляющие полости 31 для открытия регулирующего клапана 9.

Порядок подачи сигналов на электропневмоклапаны 33, 34, 35 зависит от состояния подводной лодки, давления в баллоне и требуемой скорости выхода оружия. Воздух от электропневмоклапанов 33, 34, 35 поступает через каналы 32 в соответствующую управляющую полость 31 для перемещения поршней 27, 28, 29 и открытия клапана 25 на требуемое проходное сечение. При этом при перемещении поршня 27 клапан 25 открывается на малую площадь проходного сечения, при перемещении поршня 28 клапан 25 открывается на среднюю площадь проходного сечения, при перемещении поршня 29 клапан 25 открывается на максимальное проходное сечение.

После выхода оружия система управления снимает сигналы на открытие электропневмоклапанов 33, 34, 35, 38, которые, закрывшись, стравливают воздух из управляющих полостей 31 клапана 25 и последний закрывается под действием давления из боевого баллона 2, а также с помощью пружинного механизма возврата 30. Одновременно со снятием сигналов с электропневмоклапанов 33, 34, 35, 38 система управления подает сигнал на открытие электропневмоклапана 39, через который воздух из привода открытия 8 пневмоклапана 7 стравливается в атмосферу и последний закрывается. После прекращения подачи воздуха воздушный турбонасос 1 останавливается, кингстон 13 и передняя крышка 12 закрываются.

Использование изобретения позволяет повысить ресурс системы наполнения боевого баллона и боевого клапана системы стрельбы, снизить ее шумность, а также повысить мобильность использования боевых клапанов левого и правого бортов в условиях залповой стрельбы с обеспечением минимального сопротивления пневмомагистралей.

Изобретение относится к военной технике, а именно к торпедным аппаратам. Система стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами содержит шаровые краны с пневмопроводами и управлением от электроклапанов, боевой баллон с возможностью подачи воздуха от корабельной системы воздуха высокого давления в боевой баллон, систему наполнения боевого баллона с малошумным клапаном и блоком поддержания давления, боевой клапан, воздушный турбонасос, гидравлические торпедные аппараты с задней и передней крышками, блокировочными устройствами передней крышки и кингстона, кингстоном. Боевой клапан содержит пневмоклапан с приводом открытия, регулирующий клапан. Регулирующий клапан содержит поршни независимого открытия клапана и электропневмоклапаны. Изобретение позволяет снизить шумность стрельбы, повысить ресурс системы наполнения боевого баллона. 3 ил.

Система стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами, включающая боевой баллон, малошумный клапан наполнения боевого баллона, выполненный с возможностью подачи воздуха от корабельной системы воздуха высокого давления в боевой баллон, боевой клапан, воздушный турбонасос, гидравлические торпедные аппараты с задней крышкой, передней крышкой, блокировочным устройством передней крышки, кингстоном, блокировочным устройством кингстона, отличающаяся тем, что система стрельбы с гидравлическими торпедными аппаратами снабжена системой наполнения боевого баллона, состоящей из параллельно соединенных малошумного клапана наполнения и блока поддержания давления, боевым клапаном, содержащим параллельно соединенные пневмоклапан с приводом открытия и регулирующий клапан, шаровыми кранами с пневмоприводами и управлением от электропневмоклапанов, обеспечивающими возможность подачи воздуха от боевого клапана одного борта на турбонасос другого борта и наоборот, а малошумный клапан наполнения выполнен с возможностью заполнения боевого баллона в перерывах между стрельбами и имеет меньшую площадь проходного сечения по сравнению с блоком поддержания давления, который выполнен с возможностью быстрого заполнения боевого баллона в процессе залповой стрельбы, пневмоклапан имеет меньшую площадь проходного сечения по сравнению с максимальной площадью проходного сечения регулирующего клапана, регулирующий клапан содержит поршни независимого открытия клапана на заданные проходные сечения и электропневмоклапаны, сообщенные с управляющими полостями поршней, обеспечивающие открытие клапана в любом сочетании проходных сечений.