Изобретение относится к гидроакустической технике и касается создания устройств постановки и выборки (УПВ) гибких протяженных буксируемых антенн (ГПБА) на подводных лодках и надводных кораблях.
ГПБА предназначена для приема гидроакустической информации, ее предварительной обработки и передачи к бортовой аппаратуре для формирования веера характеристик направленности и вторичной обработки. Известны буксируемые судном протяженные гидроакустические антенны, представляющие собой последовательно соединенные в одну линейную систему кабель-буксир и ГПБА, содержащую акустические приемники звукового давления и электронные устройства предварительной обработки и уплотнения информации, размещенные внутри герметичной шланговой оболочки, заполненной жидким или псевдожидким (гелеобразным) заполнителем (патенты РФ №2136019 от 27.08.1999, №2229734 от 27.05.2004). ГПБА имеют протяженность, значительно превосходящую линейные размеры корабля-носителя и с помощью кабеля буксира отстоят от корабля на расстояние, достаточное для снижения уровня собственных корабельных помех. Длина таких антенн может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен метров. Необходимые манипуляции, связанные с выпуском и уборкой ГПБА, осуществляются с помощью устройств постановки и выборки (УПВ) [Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев, Корабельная гидроакустическая техника, С. Петербург, «Наука», 2004 г. стр. 62]. Такие устройства предназначены для хранения, вытравливания в море для работы по прямому назначению, буксировки и сматывания ГПБА после окончания работы. Как правило, УПВ включает в себя лебедку, на барабан которой наматываются в различных случаях, зависящих от условий размещения лебедки на корабле и способов постановки ГПБА, либо кабель-буксир и ГПБА полностью, либо только кабель-буксир. В последнем случае антенну размещают в трубчатом хранилище (ангаре) для ГПБА, которое представляет собой трубу в виде протяженной цилиндрической оболочки, проложенную от лебедки вдоль корпуса корабля к его кормовой оконечности. Через трубчатое хранилище ГПБА ставится в поток. Для стабилизации движения антенны в потоке она снабжается концевым стабилизатором, корпус которого выполнен в виде полого тела вращения, состоящего из сваренных между собой тонкостенных металлических деталей в виде полусферы, цилиндра и конуса. В обоих случаях концевое тело выполняет также роль «пробки» трубчатого хранилища. В ряде конструктивных решений лебедка и трубчатое хранилище образуют единый контур герметизации, в ряде других - лебедка и трубчатое хранилище негерметичны. [Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев, Корабельная гидроакустическая техника, С. Петербург, «Наука», 2004 г. стр. 62]. Для вытравливания ГПБА используется гидравлический способ, при котором в контуре герметизации лебедка - трубчатое хранилище, или только в трубчатом хранилище, создается избыточное (по отношению к внешнему гидростатическому) давление. Это давление выталкивает из ангара концевое тело и далее создает в трубчатом хранилище направленный поток от центробежного насоса, на антенне создается тяговое усилие, направленное, как и поток, к выходу из ангара.
Известно устройство постановки-выборки по патенту РФ №217197 от 24.01.2000. включает в себя:
- лебедку с намотанным на нее кабель-буксиром,
- трубчатое хранилище, в котором размещается ГПБА и концевое тело с носовой оконечностью в виде полусферы,
- центробежный насос, герметично соединенный с трубчатым хранилищем напорным патрубком избыточного давления.
При включении лебедки на постановку в трубчатом хранилище, герметично соединенном с напорным патрубком центробежного насоса, создается избыточное давление, которое выталкивает концевой стабилизатор из ангара в поток и под действием перепада давления в ангаре и тяги лобового сопротивления стабилизатора ГПБА вытравливается в поток.
Устройство постановки-выборки по патенту РФ №2497710 от 10.11.2013. является наиболее близким аналогом по техническому решению к предлагаемому устройству.
Устройство-прототип включает в себя:
- лебедку, на барабан которой намотана часть ГПБА,
- трубчатое хранилище с другой частью ГПБА,
- центробежный насос с напорным и всасывающим трубопроводами,
- устройство герметизации кормового торца трубчатого хранилища в виде шайбы с вогнутой поверхностью, сопрягаемой с поверхностью лобовой оконечности концевого тела,
- устройство герметизации носового торца трубчатого хранилища в виде цилиндрического модуля с набором диафрагм из эластичного материала,
- устройство создания избыточного гидравлического давления в виде соосного с трубчатым хранилищем конусного фланца, герметично соединенного с напорным трубопроводом центробежного насоса.
Однако устройство-прототип, решая задачу безотказной постановки и выборки ГПБА, часть которой намотана на лебедку УПВ, а другая часть расположена в трубчатом хранилище, не исключает ее повреждения, поскольку при раздутии оболочки при прохождении модуля с набором диафрагм из эластичного материала возникает перетекание заполнителя внутри шланговой оболочки ГПБА из зоны избыточного давления в трубчатом хранилище в зону устройства герметизации и, как следствие, подвижка внутренних элементов (акустических приемников, электронных блоков, транзитных электрических проводов) и их повреждение, например деформация приемников, корпусов электронных блоков и обрыв проводов. Это является существенным недостатком устройства-прототипа.
Задачей заявленного изобретения является устранение перечисленных недостатков известного технического решения, при этом техническим результатом является обеспечение возможности постановки-выборки ГПБА через негерметичное протяженное трубчатое хранилище без повреждения внутренних элементов ГПБА.
Для обеспечения заявленного технического результата в устройство постановки и выборки (УПВ) гибкой протяженной буксируемой антенны (ГПБА), содержащее лебедку для намотки на нее кабель-буксира и части ГПБА, трубчатое хранилище для размещения другой части ГПБА и ее оконечного стабилизатора, устройства герметизации торцов трубчатого хранилища, одно из которых размещено на ближнем к лебедке торце трубчатого хранилища, выполненное в виде цилиндрического модуля такого же внутреннего диаметра, что и трубчатое хранилище, жестко и герметично соединенного с ним, при этом внутри модуля установлен набор диафрагм из эластичного материала, другое - на противоположном торце трубчатого хранилища в виде шайбы с вогнутой поверхностью, сопрягаемой с лобовой поверхностью оконечного стабилизатора, центробежный насос создания избыточного гидравлического давления во внутреннем объеме трубчатого хранилища, соединенный с внутренним объемом трубчатого хранилища с напорным и всасывающим трубопроводами, введены новые признаки, а именно:
центробежный насос имеет два всасывающих патрубка, первый из которых выведен в забортное пространство, а второй герметично соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища первым конусным фланцем, установленным вблизи цилиндрического модуля, а напорный патрубок центробежного насоса соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища вторым конусным фланцем, установленным между первым конусным фланцем и шайбой с вогнутой поверхностью, при этом первый и второй конусные фланцы соосны с трубчатым хранилищем, и первый конусный фланец ориентирован сужением в сторону цилиндрического модуля, а второй конусный фланец ориентирован сужением в сторону шайбы с вогнутой поверхностью..
Основная идея изобретения заключается в том, что формируемый конусным фланцем направленный поток воды от входа трубчатого хранилища к его выходу при нагнетании воды через напорный патрубок, шунтируется в зоне герметизации носового торца трубчатого хранилища вблизи цилиндрического модуля с набором диафрагм всасывающим патрубком, создающим в этой зоне противодавление. Поскольку градиент давления между забортным давлением и давлением в зоне герметизации носового торца, определяемым разностью давлений направленных навстречу друг другу потоков от всасывающего и напорного патрубков центробежного насоса, перепад давления на антенне в цилиндрическом модуле с набором диафрагм торцевого фланца будет тем меньше, чем меньше разница поперечных сечений напорного и всасывающего патрубков. При действии только напорного патрубка величина градиента будет максимальной, а в остальных случаях определяться соотношением площадей сечения патрубков всасывающего фланца, работающих на среду и на трубчатое хранилище.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1
Предлагаемое УПВ (фиг. 1) содержит барабан лебедки 1 с намотанной на нее ГПБА 2, трубчатое хранилище 3 с устройством герметизации трубчатого хранилища 4 на дальнем по отношению к лебедке кормовом торце трубчатого хранилища в виде шайбы с вогнутой поверхностью, сопрягаемой с поверхностью лобовой оконечности концевого тела 5. Устройство 6 создания избыточного гидравлического давления во внутреннем объеме трубчатого хранилища выполнено в виде центробежного насоса. Устройство герметизации на ближнем по отношению к лебедке 2 носовом торце трубчатого хранилища 3 выполнено в виде цилиндрического модуля 7 с набором диафрагм 8. Всасывающий трубопровод центробежного насоса выполнен в виде двух патрубков 9 и 10. Патрубок 10 выведен в забортное пространство, а патрубок 9 с площадью поперечного сечения SТР герметично соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища дополнительным конусным фланцем 12. Фланец 12 является соосным с трубчатым хранилищем и установлен вблизи его носового торца. Конусный фланец 13 установлен со стороны кормового торца трубчатого хранилища и соединен с напорным трубопроводом патрубком 11 с поперечным сечением SН=SЗАБ+SТР, где SЗАБ - поперечное сечение патрубка 10. Конусный фланец 12 патрубка 9 трубопровода ориентирован сужением в сторону цилиндрического модуля 8, а конусный фланец 13 патрубка 11 всасывающего трубопровода ориентирован сужением в сторону шайбы с вогнутой поверхностью 4.
Функционирование предложенного устройства осуществляется следующим образом: благодаря тому, что формируемый конусными фланцами 12 и 13 направленный поток воды от входа трубчатого хранилища к его выходу создается как за счет нагнетания воды насосом через патрубок 11, создающим избыточное давление в нем, так и за счет создания дополнительного потока, формируемого всасывающим патрубком 9, в зоне герметизации носового торца трубчатого хранилища в цилиндрическом модуле с набором диафрагм 8 возникает два направленных навстречу друг другу градиента давления от всасывающего и нагнетающего патрубков центробежного насоса. При этом величина результирующего градиента давления и его знак определяется разностью градиентов давления направленных навстречу друг другу потоков от всасывающего и напорного патрубков центробежного насоса. Перепад давления на антенне в цилиндрическом модуле с набором диафрагм торцевого фланца будет тем меньше, чем меньше разница поперечных сечений SН и SТР напорного патрубка 11 и всасывающего патрубка 9. При действии только напорного патрубка 11, величина градиента будет максимальной, а в остальных случаях определяться соотношением площадей сечения SЗАБ и SТР патрубков, работающих на среду и на трубчатое хранилище.
Введение в конструкцию новых признаков - всасывающего трубопровода центробежного насоса, выполненного в виде двух патрубков, один из которых с площадью поперечного сечения SЗАБ выведен в забортное пространство, а другой с площадью поперечного сечения SТР герметично соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища дополнительным конусным фланцем, соосным с трубчатым хранилищем и установленным вблизи его носового торца между конусным фланцем, обеспечивает существенное снижение градиента давления между забортным пространством и внутренним объемом трубчатого хранилища в зоне торцевого фланца цилиндрического модуля с набором диафрагм и исключает деформации ГПБА и подвижку внутренних элементов в ней.
Таким образом, предложенное УПВ решает задачу безопасной постановки и выборки ГПБА, часть которой намотана на лебедку УПВ, а часть расположена в трубчатом хранилище без ее повреждений или остановок.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ПОСТАНОВКИ И ВЫБОРКИ ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ БУКСИРУЕМОЙ АНТЕННЫ | 2012 |
|
RU2497710C1 |
УСТРОЙСТВО ПОСТАНОВКИ И ВЫБОРКИ ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ БУКСИРУЕМОЙ АНТЕННЫ | 2016 |
|
RU2626452C1 |
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОСТАНОВКИ И ВЫБОРКИ ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ БУКСИРУЕМОЙ АНТЕННЫ | 2011 |
|
RU2477697C1 |
Гидроакустическая станция подводной лодки с гибкой протяженной буксируемой антенной | 2021 |
|
RU2776960C1 |
ЗЕМЛЕСОСНЫЙ СНАРЯД | 1992 |
|
RU2013497C1 |
СТЫКОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ | 2000 |
|
RU2211783C2 |
ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ НАДВОДНОГО КОРАБЛЯ | 2012 |
|
RU2502085C1 |
МНОГОАГРЕГАТНАЯ ПЛАВУЧАЯ ПРИБРЕЖНАЯ ВЕТРОФЕРМА | 2002 |
|
RU2258633C2 |
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОДВОДНОЙ ШУМНОСТИ КОРАБЛЯ-ЦЕЛИ | 1989 |
|
SU1840512A1 |
Устройство для соединения гребного винта с гребным валом | 1983 |
|
SU1164147A2 |
Изобретение относится к гидроакустической технике и касается создания устройств постановки и выборки (УПВ) гибких протяженных буксируемых антенн (ГПБА) на подводных лодках и надводных кораблях. Предлагается конструкция УПВ, в котором постановка антенны в поток в случае, когда часть антенны намотана на лебедку, а другая ее часть размещена в трубчатом хранилище, обеспечивается с помощью создания избыточного давления в трубчатом хранилище с помощью центробежного насоса, устройство герметизации на ближнем к лебедке торце трубчатого хранилища выполнено в виде цилиндрического модуля такого же внутреннего диаметра, что и трубчатое хранилище, жестко и герметично соединенного с ним, а всасывающий трубопровод центробежного насоса выполнен в виде двух патрубков, один из которых выведен в забортное пространство, а другой герметично соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища дополнительным конусным фланцем, соосным с трубчатым хранилищем и установленным вблизи его носового торца между конусным фланцем, соединенным с напорным трубопроводом и устройством герметизации носового торца трубчатого хранилища, конусный фланец напорного трубопровода ориентирован сужением в корму трубчатого хранилища, а конусный фланец всасывающего трубопровода - сужением в нос. Предложенная конструкция УПВ обеспечивает повышение безопасности постановки и выборки ГПБА, часть которой намотана на лебедку УПВ, а часть расположена в трубчатом хранилище, без ее повреждений или остановок. 1 ил.
Устройство постановки и выборки (УПВ) гибкой протяженной буксируемой антенны (ГПБА), содержащее лебедку для намотки на нее кабель-буксира и части ГПБА, трубчатое хранилище для размещения другой части ГПБА и ее оконечного стабилизатора, устройства герметизации торцов трубчатого хранилища, одно из которых размещено на ближнем к лебедке торце трубчатого хранилища, выполненное в виде цилиндрического модуля такого же внутреннего диаметра, что и трубчатое хранилище, жестко и герметично соединенного с ним, при этом внутри модуля установлен набор диафрагм из эластичного материала, другое - на противоположном торце трубчатого хранилища в виде шайбы с вогнутой поверхностью, сопрягаемой с лобовой поверхностью оконечного стабилизатора, центробежный насос создания избыточного гидравлического давления во внутреннем объеме трубчатого хранилища с напорным и всасывающим трубопроводами, отличающееся тем, что всасывающий трубопровод снабжен двумя всасывающими патрубками, первый из которых выведен в забортное пространство, а второй герметично соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища первым конусным фланцем, установленным вблизи цилиндрического модуля, а напорный трубопровод соединен с внутренним объемом трубчатого хранилища вторым конусным фланцем, установленным между первым конусным фланцем и шайбой с вогнутой поверхностью, при этом первый и второй конусные фланцы соосны с трубчатым хранилищем, первый конусный фланец ориентирован сужением в сторону цилиндрического модуля, а второй конусный фланец ориентирован сужением в сторону шайбы с вогнутой поверхностью.
УСТРОЙСТВО ПОСТАНОВКИ И ВЫБОРКИ ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ БУКСИРУЕМОЙ АНТЕННЫ | 2012 |
|
RU2497710C1 |
УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ПОСТАНОВКИ И ВЫБОРКИ ГИБКОЙ ПРОТЯЖЕННОЙ БУКСИРУЕМОЙ АНТЕННЫ | 2011 |
|
RU2477697C1 |
БУКСИРУЕМАЯ ГИДРОАКУСТИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА СУДНА | 2000 |
|
RU2171197C1 |
EP 0849821 A2, 24.06.1998 | |||
FR 2994559 A1, 21.02.2014 | |||
FR 2907263 A1, 18.04.2008 | |||
US 2010275831 A1, 04.11.2010 |
Авторы
Даты
2015-05-10—Публикация
2014-06-04—Подача