Катапульта Российский патент 2024 года по МПК B64F1/06 

Предлагаемое устройство относится к катапультам (стартовым устройствам) и может использоваться для запуска разнообразных объектов из стационарных и мобильных установок носителей различных классов (морских, авиационных, наземных) с применением упругих разгонных устройств, отличающихся конструктивной простотой и скрытностью обнаружения, проявляемой в бесшумности запуска и отсутствием термоследа.

Наиболее эффективно применение устройства с установкой метаемого объекта в транспортно-пусковом контейнере.

Известна катапульта (см. https://ru.ruwiki.ru/wiki/Пружинная катапульта Веста), основу которой составлял метательный рычаг на железной раме, поддерживаемый 24 стальными пружинами. Недостатком устройства громозкость конструкции, сложность в обслуживании, травмоопасность и низкая энергоемкость.

Известно стартовое устройство (см. пат. РФ №1327441, МПК B64F1/06, F15B15/02, Кирпикин Ф.И., Кирпикин А.Ф., опубл. 27.12.1995г.), в котором в качестве разгонного стартового механизма применяют гидравлическую пружину, выполненную в виде эластичной гидрокамеры, охваченную прядями тяговых элементов, составленных из гибких и упругих нитей, соединенных без их отрыва с рамой и стартовой кареткой. Натяжением гибких и упругих нитей создают ускорение разгона стартовой каретки и установленного на ней запускаемого объекта.

Недостатком устройства является конструктивная сложность, незначительный разгонный путь, сложность хранения, транспортировки, установки и низкие технические характеристики.

Известна катапульта (см. патент RU №2771300, МПК B64F 1/04, F41F 3/042, F41F 7/00, Сысоев С.Н., Черкасов Ю.В., Федин А.В., Федина М.А., опубл. 09.04.2022г., Бюл. №13), применяемая для запуска многоразовых беспилотных летательных аппаратов, установленных в транспортно-пусковом контейнере. Устройство содержит транспортно-пусковой контейнер с установленным в нем запускаемым объектом и разгонным устройством пневмопружиной, выполненной в виде торообразного пневматического привода, охватывающего запускаемый объект. Разгон запускаемого объекта осуществляется силовым воздействием на него торообразной камеры. Применяется способ работы камерных приводов, использующий эффективную площадь для управления силовым воздействием (см. патент RU № 286379 «Способ управления перемещением штока камерного привода» МПК B25J 13/00, F01 B 19/00, F04 B 43/00, Сысоев С.Н., опубл.10.06.2016г., Бюл. №16). В исходном положении, когда запускаемый объект симметрично обхватывается торообразной камерой, эффективная площадь торцевых поверхностей одинакова, независимо от величины давления в ней, и выталкивающая сила равна нулю. Как только объект начинает выходить из камеры, увеличивается эффективная площадь торцевых поверхностей со стороны запуска и соответственно выталкивающая сила.

Устройство устраняет возможности механических повреждений запускаемого объекта в процессе транспортировки и запуска, позволяет повысить технические характеристики путем применения более энергоёмкого упругого разгонного механизма.

Однако применение запускаемых объектов с меньшими габаритными размерами уменьшает эффективность работы устройства. Это связано с тем, что величина разгонного пути определяется длиной запускаемого объекта, а тяговое усилие - его радиальным размером. При использовании максимально возможной величины давления рабочей среды в торообразной камере применение запускаемых объектов с меньшими габаритными размерами уменьшает эффективность работы устройства.

Наиболее близким из существующих по техническому решению является устройство катапульта (см. патент RU №2787533, МПК B64F 1/04, Сысоев С.Н., опубл. 10.01.2023г., Бюл. №1), где в корпусе транспортно-пускового контейнера с установленной торообразной камерой разгонного устройства дополнительно установлена разгонная втулка, выполненная в виде герметичной камеры, охватывающей торообразную камеру.

Регулировка первоначального тягового усилия с помощью разгонной втулки повышает эффективность работы катапульты с расширенными типоразмерами запускаемого объекта. Однако данное техническое решение и все известные не позволяют существенно повысить технические характеристики устройств.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы катапульты с различными типоразмерами запускаемого объекта путем повышения технических характеристик при сохранении массогабаритных параметров.

Поставленная задача достигается тем, что в катапульте, включающей транспортно-пусковой контейнер с торообразным пневматическим приводом разгонного устройства запускаемого объекта, транспортно-пусковой контейнер установлен в торообразном пневматическом приводе разгонного устройства контейнера, выполненном в виде дополнительной торообразной камеры с возможностью охватывания его в исходном положении.

В катапульте с целью удобства загрузки запускаемого объекта торообразная камера контейнера может быть выполнена с возможностью соединения с линией пневмопитания.

В катапульте с целью удобства многоразового использования контейнер может быть выполнен соединенным с корпусом гибким тросом.

Пример предлагаемого устройства представлен на чертеже, где показаны этапы работы (фиг.).

В устройстве (фиг., а) в корпусе 1, закреплена гибкая, герметичная торообразная оболочка, образующая камеру 2 разгонного устройства, соединенная источником пневмопитания, а также разгонная втулка 3 в виде герметичной камеры, выполненной с возможностью соединения с пневмолинией питания. В исходном положении разгонное устройство охватывает контейнер 4, выполненный в виде торообразной оболочки, в исходном положении охватывающей запускаемый объект 5. Оболочка контейнера соединена с корпусом гибким тросом 6.

В исходном положении на запускаемый объект со всех сторон действуют одинаковые силы независимо от величины давления в камерах, он находится в устойчивом неподвижном положении.

После команды на пуск камеру разгонной втулки соединяют с линией пневмопитания (фиг., б) и создают в ней давление p _пуск. Это приводит к уменьшению правой наружной торцевой кольцевой поверхности разгонного устройства, возникновению силы F _пуск , выворачиванию разгонной камеры в сторону запуска объекта. При этом перемещение контейнера относительно разгонной камеры приводит к увеличению левой торцевой поверхности разгонной камеры, увеличению эффективной площади камеры слева, появлению силового воздействия на контейнер F_разг .

В процессе выталкивания контейнера из разгонной камеры выворачивается камера контейнера (фиг., в) в сторону пуска. Увеличивается левая эффективная площадь камеры контейнера, что приводит в появлению дополнительной силы разгона F_конт запускаемого объекта.

Контейнер покидает разгонную камеру, и запускаемый объект выталкивается из камеры контейнера (фиг., г).

Для получения максимального силового воздействия разгона F_конт на запускаемый объект в камере контейнера используют максимально возможное давление воздуха. Соединение данной камеры с линией пневмопитания позволяет снижать в ней величину избыточного давления воздуха, уменьшая тем самым силу выталкивания объекта при введении его в камеру при загрузке.

Соединение контейнера с корпусом гибким тросом упрощает его повторное дальнейшее использование в катапульте.

Запуск объекта разгонным приводом, установленным в контейнере, одновременно с дополнительным приводом, разгоняющим сам контейнер, повышает эффективность работы катапульты с различными типоразмерами запускаемого объекта за счет увеличения разгонного пути, повышения скоростных характеристик при сохранении массогабаритных параметров устройства.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к катапультам. Катапульта включает транспортно-пусковой контейнер с торообразным пневматическим приводом разгонного устройства запускаемого объекта. Транспортно-пусковой контейнер установлен в торообразном пневматическом приводе разгонного устройства контейнера. Разгонное устройство выполнено в виде дополнительной торообразной камеры с возможностью охватывания контейнера в исходном положении. Транспортно-пусковой контейнер может быть соединен с корпусом гибким тросом. Достигается повышение эффективности катапульты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Катапульта, включающая транспортно-пусковой контейнер с торообразным пневматическим приводом разгонного устройства запускаемого объекта, отличающаяся тем, что транспортно-пусковой контейнер установлен в торообразном пневматическом приводе разгонного устройства контейнера, выполненном в виде дополнительной торообразной камеры с возможностью охватывания его в исходном положении.

2. Катапульта по п. 1, отличающаяся тем, что камера контейнера выполнена с возможностью соединения с линией пневмопитания.

3. Катапульта по п. 1, отличающаяся тем, что контейнер соединен с корпусом гибким тросом.