Пусковая установка с гравитационно-пружинным выстреливанием подводных снарядов с возможностью размещения на плавсредствах и/или летательных аппаратах Российский патент 2025 года по МПК F41F3/10 

Изобретение относится к области подводного оружия, в частности к универсальным малогабаритным вертикальным пусковым установкам для гравитационно-пружинного выстреливания подводных снарядов, преимущественно, малогабаритных торпед, а также мин, ракет, средств самообороны, впуска и выпуска водолазов, беспилотных аппаратов различного назначения, и предназначено для вооружения подводных лодок, катеров (в том числе, безэкипажных), надводных кораблей, судов, летательных аппаратов, автономных необитаемых подводных аппаратов.

Быстродействие пусковых установок обусловливается необходимостью незамедлительно реагировать на возникающую угрозу безопасности корабля или тактической необходимостью быстрого применения оружия. Анализ возможных угроз безопасности корабля показывает, что время с момента обнаружения и классификации подводного объекта противника до выхода торпеды за срез пусковой трубы торпедного аппарата не должно превышать нескольких секунд.

Уложиться в такое ограниченное время в горизонтальном торпедном аппарате возможно при «мокром» хранении торпед в жидкостной среде под внешним гидростатическим давлением воды, и такое хранение характеризуется множеством отрицательных факторов в отношении торпед. Так как стрельба торпедами может осуществляться на большой глубине, а это десятки атмосфер давления, и даже если она находится в ингибиторе, то большое давление воды, через мембранную заглушку выходного отверстия торпедного аппарата, будет продавливать ингибитор в полости торпеды через неплотности прокладок стыков корпуса, сальники рулей и винтов, горловины, отверстия для забора морской воды в батареи и парогенератор и т.д., что при выстреле может привести к нештатной работе торпеды.

Для обеспечения нормальной боеспособности корабля в условиях ведения современной подводной войны, общее количество средств самообороны и образцов подводного оружия, располагаемых в пусковых установках на борту носителя, должно быть несколько десятков единиц, поэтому одним из важных требований является минимизация размеров как снарядов, так и пусковых установок.

Торпеды, выстреливаемые из торпедных аппаратов, расположенных в носовой части подводной лодки, ограничены в маневренности, и в экстренной ситуации, например, для отражения атаки в боковую проекцию, потребуют много времени для разворота и выхода на боевой курс.

Известен многокалиберный торпедный аппарат (патент США US 6382123 В1), который содержит трубу с направляющими дорожками, определяющими максимальный используемый калибр, и устройство изменения калибра в виде двух продольно расположенных надувных камер, соединенных с надувной компрессорной системой, обеспечивающих при их заполнении уменьшенный калибр, вписанный между двумя камерами и верхней направляющей дорожкой.

Недостаток этого аппарата в том, что в патенте не предусмотрена конструкция изменения калибра колец обтюрации.

Известна «Подводная лодка с гидравлическими торпедными аппаратами» (патент RU 2503910 C1), содержащая прочный и легкий корпусы с волнорезными щитами. Торпедные аппараты оснащены крышками, источником энергии, регулятором, мотором и насосом. В днище и настил вварены комингсы. На нижнем срезе комингсов размещены крышки с дистанционно-управляемым приводом. Напротив каждого торпедного аппарата и комингса в легком корпусе установлен щит с дистанционно-управляемым приводом. На верхние срезы комингсов установлены моторы с насосами, находящимися в шахте, транспортно-пусковые контейнеры, верхние срезы которых расположены над импульсной цистерной, а нижний срез с помощью герметичного разъемного соединения установлен на комингсе и вертикальные гидравлические торпедные аппараты. В средней части среза установлен впускной кингстон. Внутренний диаметр каждого вертикального торпедного аппарата выполнен с возможностью размещения на верхнем срезе разъемного соединения внутри торпедного аппарата съемной направляющей решетки с кольцами обтюрации. В пространстве между прочным корпусом малого и большого диаметра, импульсной цистерной и верхней частью легкого корпуса расположена выгородка, снабженная направляющими конструкциями. Выгородка соединена с импульсной цистерной через герметично закрывающийся люк с дистанционно-управляемым приводом. Достигается улучшение компоновочных свойств и безопасности подводной лодки.

Недостатки предложенных вертикальных торпедных аппаратов:

- отсутствует мультикалиберность пускового устройства;

- отсутствует многозарядность пускового устройства;

- отсутствует противоизломный механизм при выходе торпеды из ТА под углом к оси носителя на большой его скорости, что может повлечь деформацию корпуса торпеды и/или нижней части пусковой трубы;

- выстреливание торпеды вверх невозможно осуществить в надводном положении или на небольшой глубине погружения, что уменьшает боезапас, а в подводном положении требует большой глубины погружения;

- выстреливание торпеды вверх создает большой импульс отдачи, влияющий на остойчивость;

- невозможность использования торпедного аппарата для другой полезной нагрузки, кроме торпед;

- высокая сложность системы выстреливания;

- не прописана система удержания торпед в вертикальном положении.

Известна подводная лодка, на корпусе которой установлен минный пояс, состоящий из двух побортно навешиваемых контейнеров с вертикальными ячейками для мин (журнал "NAVAL FORCES" N V/1989, стр. 36).

Недостатками такой конструкции являются: вертикальное размещение боезапаса накладывает ограничение на его длину и увеличивает гидродинамическое сопротивление подводной лодки; ограниченность назначения контейнеров функциями механического крепления и сброса груза.

Известен «Способ отделения объекта от носителя и устройство для его осуществления» (патент RU 2499215 C1), в котором сбрасывающее устройство для отделения объекта от носителя содержит силовой блок, направляющие для продольного перемещения объекта, которые закреплены на поворотном щите. Силовой блок содержит выталкивающую цилиндрическую пружину сжатия. Объект размещают на направляющих и фиксируют на угол α=10°÷30° к оси объекта навстречу контрнаправляющей, стопорят, прикладывают продольное разгонное усилие и при пуске открывают защелку.

Недостатком устройства является расположение снаряда в воде межкорпусного пространства, а также при выстреливании вперед под углом к курсу носителя, что, при выходе снаряда из пускового устройства, потребует защиты от излома снаряда набегающим потоком при высокой скорости носителя. Также к недостатку можно отнести невозможность обслуживания и контроля снаряда в пусковом устройстве, невозможность перезарядки пускового устройства вне базы, отсутствие многозарядности и многокалиберности пусковой установки. При этом выталкивающий импульс подводного аппарата зависит только от характеристик пружинных приводов и не используется вес снаряда. Цилиндрическая удлиненная пружина сжатия при взведении имеет свойство существенного бокового изгиба витков, которыми можно повредить корпус снаряда. Отсутствие системы телеуправления снарядом потребует сложных и дорогих решений по минимизации системы самонаведения или беспроводного управления. Снаряд должен быть выполнен высокоманевренным с всеракурсным вектором тяги, чтобы иметь возможность быстрого отклонения в сторону атакующей торпеды. Пусковая установка не позволяет производить ввод данных в приборы непосредственно перед выстрелом в зависимости от меняющейся тактической обстановки, регламентные проверки снарядов при их нахождении в пусковой трубе. Кроме этого, выдвижение пусковой установки из пространства легкого корпуса ухудшает виброакустические характеристики подводной лодки.

Известен Аппарат ДУК (дистанционное удаление контейнеров) для выстреливания за борт подводной лодки в подводном положении мягких контейнеров с отходами. Он состоит из вертикально установленной трубы с взаимно блокирующимися крышками и воздушной и гидравлической системами выталкивания содержимого трубы.

Недостатком аппарата является его неприспособленность к обеспечению выстреливания снарядов.

Известен германский подводный минный заградитель типа UC-1 - 1915 года постройки (https://dzen.ru/a/Ym3ubm40znppaII6), выбранный в качестве прототипа, в корпусе которого от носа до рубки размещено шесть наклонных минных шахт. В каждой шахте размещалось по две морских мины UC/120, при этом постановка осуществлялась на ходу - мины, снятые со стопора, под тяжестью собственного веса выскальзывали из шахт и шли ко дну, где отдавался якорь, и мина всплывала на установленную глубину за заградителем.

Недостатки заградителя в том, что в то время не было технологий, позволяющих использовать эти шахты для стрельбы торпедами.

Термины и сокращения, принятые в описании:

ПЛ - Подводная лодка.

НК - Надводный корабль.

ПУ - Пусковая установка - система пуска оружия, совокупность функционально связанных технических средств, специальных агрегатов и сооружений, предназначенных для размещения торпед, выполнения всех операций в процессе подготовки и проведения выстреливания, может быть выполнена в шахтном и/или трубном варианте.

ТА - Торпедный аппарат - боевое устройство, содержащее калиберную или надкалиберную пусковую трубу и комплекс механизмов, функционально связанные технические средства, специальные агрегаты и сооружения, предназначенные для хранения приготовленного к выстрелу снаряда, его обслуживания, поддержания в боеготовности его систем, ввода необходимых данных в его приборы, выстреливания снаряда с необходимой выходной скоростью.

Боезапас - средство поражения материальной части противника в виде подводных снарядов: торпеды, и/или подводной ракеты, и/или мины, или беспилотного аппарата, и/или средства самообороны, или приборов радиоэлектронной борьбы, датчиков траекторных измерений, или других подводных снарядов, выстреливаемых или выпускаемых из боевого устройства.

Корабль-носитель - подводная лодка, надводный корабль, судно, катер, автономный необитаемый подводный или надводный аппарат, имеющий на борту боезапас.

ТПК - Транспортно-пусковой контейнер, предназначенный для обеспечения заданного температурно-влажностного режима содержания снаряда, поддержания внутри контейнера необходимых параметров газовой среды и контроля этих параметров на всех этапах эксплуатации снаряда.

Выстреливание снаряда - равноускоренное движение под действием силы тяжести и разжимающейся пружины.

АНПА - автономный необитаемый подводный аппарат - подводный робот.

Водорезный щит - противоизломный обтекатель, прикрывающий выходные отверстия пусковой установки в подводной части движущегося корабля-носителя (преимущественно, подводной лодки) в целях защиты от излома выходящего снаряда от напора набегающего потока воды.

Целью изобретения является увеличение арсенала пусковых установок для подводных снарядов, сокращение времени на процесс пуска, упрощение конструкции, расширение и улучшении функциональных возможностей пусковой установки для выстреливания снарядов.

Сущность изобретения состоит в том, что Способ выстреливания подводного снаряда из пусковой установки, выполненной в виде вертикально установленной пусковой трубы или шахты, оборудованными верхней и нижней крышками или створками, с установленными в них, по меньшей мере, одним стреляющим устройством, стреляющее устройство оснащают толкателем в виде, по меньшей мере, одной взведенной конической пружины сжатия, а для выстреливания разблокируют толкатель и снаряд, и разгоняют снаряд посредством его свободного падения и воздействием разжимающейся конической пружины, и производят выпуск разогнанного снаряда через открытый нижний срез пусковой установки; Пусковая установка с гравитационно-пружинным выталкиванием подводных снарядов, содержит вертикально установленную пусковую трубу, соединенную с нижним комингсом, оборудованную системами хранения снаряда и обеспечения его выстрела; верхнюю и нижнюю крышки с дистанционными приводами управления; по меньшей мере, одно стреляющее устройство; выстреливание осуществляется посредством свободного падения снаряда, при этом выстреливание осуществляется посредством свободного падения снаряда и воздействием разжимающейся пружины; пусковая труба оборудована заменяемой рамой с отверстиями для установки, по меньшей мере, одного стреляющего устройства; выталкиватель снаряда оборудован демпфером, выполненным из упруго-эластичного материала или в виде пружины сжатия; пружина выталкивателя выполнена конической; подвес снаряда в ПУ осуществляется на упругих тягах, оборудованных крюками; фиксатор снаряда в пусковой трубе выполнен воздушно-камерным, оборудованным, по меньшей мере, одним отверстием, которое повторяет форму поперечного сечения снаряда; стреляющее устройство содержит: плиту; пружину выталкивателя; пружинный диск со стопорной втулкой; упруго-эластичный демпфер; упругие тяги с крюками для подвеса торпеды; систему блокировок и предохранительных устройств; спусковой ригель втулки пружинного диска, приводимый в действие электрическим приводом или пиропатроном; безынерционную вытяжную катушку с кабелем телеуправления - при необходимости; отклоняемая нижняя крышка пусковой трубы оборудована водорезным щитом, отклоняемым вместе с отклоняемой наружу крышкой навстречу потоку; водорезный щит выполнен выдвижным; выстреливание торпеды осуществляется в воздушной и/или водной среде в пусковой трубе; пусковая труба имеет увеличенный диаметр, позволяющий выстреливать различные по калибру или по диаметру подводные снаряды боезапаса; на внутреннюю и/или наружную поверхность пусковой трубы нанесено шумоизолирующее покрытие; нижняя крышка пусковой трубы выполнена в виде двух распашных наружу створок; пусковая труба торпедного аппарата выполнена откидной; пусковая установка содержит транспортно-пусковой контейнер со стреляющим устройством; подводный снаряд опускается в воду и/или поднимается из воды посредством лебедки; транспортно-пусковой контейнер удаляется вниз после выстрела; конец пусковой трубы, расположенный в нижнем комингсе, выполнен в виде трубы из упругого и/или эластичного материала; шахта используется как шлюзовая камера для выпуска и приема водолазов.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в:

- увеличении арсенала пусковых установок торпед;

- постоянной готовности пусковой установки к пуску;

- простоте конструкции системы выстреливания;

- простоте эксплуатации.

- стабильности работы установки вне зависимости от внешних условий и глубины использования;

- возможности выстреливания подводными снарядами из пусковой установки на высокой скорости;

- использовании воздействия встречного давления потока на позиционирование торпеды при движении корабля-носителя;

- повышении боевых возможностей корабля-носителя за счет многокалиберности используемого по прямому назначению различного боезапаса, подходящего по диаметру;

- повышении боевых возможностей корабля-носителя за счет многозарядности пусковой установки и стрельбе залпом;

- снижении массогабаритных характеристик;

- снижении стоимости изготовления;

- снижении стоимости эксплуатации;

- в возможности установить аппарат в донной части корпуса корабля-носителя, или на палубе, или на борту, или на кормовом транце надводного корабля;

- технологической отработанности всех устройств и процессов;

- использование доступных материалов;

- повышении универсальности;

- возможности встраивания усовершенствованной пусковой установки при проведении модернизации корабля-носителя;

- использовании пусковой установки для опускания и подъема автономных подводных аппаратов и/или водолазов;

- производство одиночной и/или залповой стрельбы;

- минимальном воздействии на носитель при отделении снаряда;

- модульности стреляющих устройств пусковой установки;

- скрытности применения;

- минимизации массогабаритных характеристик;

- технологичности;

- возможности обслуживания и комплектования необходимым боезапасом ПУ;

- содержании и хранении боезапаса в надлежащих условиях;

- выбора любого снаряда из номенклатуры загруженных в ПУ;

- диагностики работоспособности ПУ и снарядов;

- независимость при стрельбе от других снарядов в ПУ.

Изобретение поясняется иллюстрациями, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая исполнения пусковой установки:

Фиг.1 - выпуск торпеды из многозарядной ПУ с отклоняемым водорезным щитом.

Фиг.2 - выпуск торпед из ТА с выдвижным водорезным щитом.

Фиг.3 - поперечный разрез ТА с выдвижным водорезным щитом.

Фиг.4 - финальный этап выхода торпеды из ТА при высокой скорости носителя.

Фиг.5 - схема установки ТПК на палубе НК.

Новизна:

- разгон торпеды при выстреливании из пусковой установки осуществляется гравитацией и пружиной, в воздушной и/или водной среде;

- предусмотрен противоизломный механизм - водорезный щит - для обеспечения безударного выхода торпеды из пусковой установки при движении носителя с высокой скоростью, выполненный в виде выдвижного водорезного щита, или отклоняемого водорезного щита, соединенного с нижней крышкой, или нижняя крышка, выполняющая функцию водорезного щита;

- выполнение нижнего конца пусковой трубы пусковой установки и/или торпедного аппарата, расположенной в нижнем комингсе, в виде трубы из упругой и/или эластичной резины;

- пусковая установка устанавливается вертикально, нижний комингс которой расположен, преимущественно, в нижнем межкорпусном пространстве ПЛ и/или НК, или побортно, и/или на кормовом транце НК;

- выталкиватель торпеды оборудован упруго-эластичным или пружинным демпфером;

- пружина выталкивателя выполнена конической;

- подвес торпеды в ТА осуществляется на упругих тягах с крюками;

- увеличенный диаметр шахты и/или пусковой трубы пусковой установки, позволяющий осуществлять многокалиберность и/или многозарядность используемого по прямому назначению различного боезапаса, подходящего по диаметру, и/или впуск и выпуск АНПА или водолазов;

- наличие воздушно-камерного фиксатора, оборудованного, по меньшей мере, одним отверстием, которое повторяет форму поперечного сечения снаряда позволяет прочно фиксировать снаряды в пусковой трубе пусковой установки при транспортировке;

- отсутствуют направляющие для движения снаряда в пусковой трубе пусковой установки;

- возможность использования в качестве пусковой установки имеющиеся переоборудованные ракетные пусковые установки и/или шахты.

Перечисленные отличия и достигаемый технический результат позволяют качественно улучшить и упростить конструкцию ПУ, обеспечить постоянную боевую готовность и залповое выстреливание имеющегося на борту подводного боезапаса, а также производить выпуск и прием АНПА и водолазов.

Основная проблема отделения снарядов от подвижного носителя заключается в необходимости наличия энергии, достаточной не только для отделения с соблюдением требований по безопасности носителя, но и гарантированного выхода снаряда на запрограммированную подводную траекторию его движения. Предлагаемая ПУ позволяет осуществлять, в основном, динамический пуск подводного оружия, при котором начальная скорость и направление движения снаряда обеспечиваются созданием необходимого импульса силы пружинным толкателем и гравитацией, обеспечивающих требуемые параметры его отделения от корабля-носителя. Снаряд катапультируется вниз, затем, посредством всеракурсных реактивных устройств позиционирования, ложится на запрограммированный курс.

Для реализации поставленной задачи ПУ содержит следующие основные части:

- шахту и/или пусковую трубу 21 (фиг.1) с верхней 22 и нижней 1 крышками;

- привод 9 открывания и закрывания нижней 1 и верхней 22 крышек;

- системы отслеживания давления внешней среды и регулирования давления воздуха в ПУ, заполнения водой, осушения и вентиляции ТА;

- воздушно-камерный фиксатор снаряда 11;

- приборы и устройства для обслуживания и поддержания в боевом состоянии систем торпеды;

- водорезный щит;

- компрессоры, насосы, клапаны;

- стреляющее устройство, выполненное из нескольких систем взаимосвязанных приборов и механизмов, содержащее:

- спусковой механизм 23 с ригелем 24;

- раму с отверстиями для плит(-ы) 27;

- плиту(-ы) 26 стреляющего устройства;

- пружину выталкивателя 19;

- пружинный диск 16 со стопорной втулкой 30;

- упруго-эластичный демпфер 15;

- упругие тяги 13 с крюками 12 для подвеса торпеды 10 за насадку 14 движителя;

- систему блокировок и предохранительных устройств;

- катушку 25 кабеля телеуправления 20;

- системы управления стрельбой и др.

Наличие в составе системы регулируемой подачи воздуха в шахту (или ПТ) ПУ, в зависимости от забортного давления, создает в ней воздушную подушку для регулировки уровня поступающей воды в шахту, а на больших глубинах шахта (или ПТ) заполняется водой и выстреливание снарядов производится в воде.

В ПЛ нижний комингс 8 ПУ устанавливается, преимущественно, в межкорпусном пространстве в донной части между прочным 32 и легким корпусами 33, при этом ПТ 21 располагается в прочном 33 корпусе. На НК ТА устанавливается аналогично в донной части, и/или побортно, и/или на кормовом транце 44 (фиг.5), и/или на палубе 45, с направлением выстреливания вниз.

Пружина 19 толкателя, обладающая свойством упругой деформации, выполнена конической, и навита так, что при ее сжатии витки меньшего диаметра входят в витки большего диаметра с малым зазором, поэтому такая пружина может быть сжата до высоты, равной диаметру проволоки. При нагрузке конической 19 пружины наибольшее напряжение возникает в витке с наибольшим радиусом, поэтому, являясь пружиной с прогрессивной характеристикой, она позволяет плавно наращивать скорость выталкивания торпеды. Она также имеет более высокую стойкость к боковому изгибу по сравнению с цилиндрической пружиной. Для увеличения длины выталкивания, торпедный аппарат может содержать несколько конических пружин, установленных последовательно и разделенных пружинными дисками 16, при этом втулка 30 конечного пружинного диска устанавливаются в отверстие предыдущего диска, не оборудованного втулкой (не показано). Диски 16 нужны для удержания всех витков пружины 19 при сжатии.

Пружинный диск 16 выталкивателя выполнен плоским, например, в виде многолучевой звезды, лучи которой являются радиальными упорами для витков пружины 19, и оборудован дисковой втулкой 30 с центральным каналом для прохождения кабеля телеуправления 20 и/или труб и/или кабелей поддержания систем снаряда в боевой готовности.

Дисковая втулка 30 в верхней части оборудована выемкой 29 для спускового ригеля 24.

Демпфер 15 может быть выполнен из упруго-эластичного материала, например, из силиконовой резины (резиновый демпфер), или в виде пружины сжатия (пружинный демпфер).

ПУ 21 установлена вертикально по отношению к поверхности воды, а на палубе НК, для хранения стреляющих устройств (например, в ТПК) и/или перезаряжания, может переводиться в горизонтальное положение 28 и храниться на тележке 31, либо стреляющие устройства устанавливаются сверху. Коническая пружина 19 своим максимальным диаметром витка упирается в плиту 26 стреляющего устройства, а минимальным диаметром спереди в пружинный диск 16 толкателя, демпфер 15 которого, в свою очередь, упирается в торпеду 10. Торпеда 10 в пусковой трубе ПУ 21 удерживается упругими тягами 13 с крюками 12 на концах, зацепленными за насадку водомета 14 или специальные скобы, и расположена в отверстии воздушно-камерного фиксатора 11, оборудованного, по меньшей мере, одним отверстием, которое повторяет форму поперечного сечения снаряда, в котором внутренний объем вокруг отверстий для прохода торпед и внешнего диаметра заполняются воздухом по трубе 17 под избыточным давлением, с целью зафиксировать торпеды 10, 18 в трубе ПУ (или ТА) 21 и предотвратить удары о ее стены при качке корабля-носителя, а при подготовке к стрельбе воздух из воздушно-камерного фиксатора 11 удаляется, при этом диаметр отверстий увеличивается и не препятствует прохождению торпед 10, 18.

Причем, воздушно-камерный фиксатор 11 выполняется с диаметрами отверстий, подходящими для калибров и поперечных форм снарядов, использующихся в данном стреляющем устройстве, либо воздушно-камерный фиксатор 11 отсутствует, например, при спуске и подъеме, оборудованный, по меньшей мере, одним отверстием, которое повторяет форму поперечного сечения снаряда АНПА или водолазов.

Разгон торпеды 10 при выталкивании из ПТ ПУ 21 осуществляется гравитацией и пружиной 19, в основном, в воздушной среде, но, для уменьшения звука удара при вхождении торпеды в воду, ПТ 21 может заполняться водой до уровня, чтобы, хотя бы, головная часть торпеды 10, 18 была в воде. Также для целей шумоизоляции, на внутреннюю и/или наружную поверхность пусковой трубы 21 наносится звукоизолирующее покрытие.

ТА на НК целесообразно устанавливать на кормовом транце 44 (фиг.5) для того, чтобы торпеды падали в турбулентный поток от винтов, что позволит, во-первых, погасить звук всплеска, и, во-вторых, избежать подсоса в струю от винтов окружающей среды вместе с торпедой, если бы она была выпущена с борта вблизи кормы.

Регулирование затоплением или осушением ПУ производят компрессором (не показан) для того, чтобы регулировать уровень воды в трубе пусковой установки 21 при открытой нижней крышке 1. Наличие воздуха в пусковой трубе 21 позволяет быстрее разогнаться торпеде 10, 18 при падении, т.к. сопротивление движению торпеды в воздухе существенно меньше сопротивления в воде, а наличие воды выше головного участка торпеды 10, 18 позволяет бесшумно вытолкнуть ее в воду. Балансировка ПЛ при выстреле малогабаритных торпед может не осуществляться ввиду небольшого веса микроторпед, что не окажет влияния на остаточную плавучесть лодки. При необходимости (например, пуска торпед с АНПА), балансировка осуществляется закачкой воды в соответствующую цистерну, что компенсирует вес торпед при выстреле.

При выстреле вниз посредством пружины 19 и гравитации, в ПТ 21 не нужны направляющие дорожки и обтюрирующее кольцо. При этом диаметр ПТ 21 может быть таким, чтобы выстреливать самые крупные снаряды, и при этом также возможно выстреливание снарядов меньших калибров.

Торпеды для этой ПУ, должны быть оборудованы системой активного креновыравнивания и активными рулями, чтобы избежать их столкновения между собой после входа в воду при залповом пуске.

Водорезный щит 2 устанавливается перед нижним срезом комингса 8 ПТ 21 (по ходу движения корабля-носителя), и также может быть выполнен выдвижным 34 (фиг.2, 3) и/или отклоняемым 2 (фиг.1, 4). Стрельба торпедами без выдвижения водорезного щита 34 (фиг.2) может проводиться на стопе или тихом ходу, в этом случае нижняя крышка пусковой трубы может быть выполнена в виде двух распашных створок 35, сориентированных по оси носителя.

Отклоняемый водорезный щит 2 может быть выполнен с автономным механизмом открывания и рассчитан на прикрытие выходящих торпед из продольно установленных ПТ, при этом он может открываться (или закрываться) ступенчато - положение 4 - в сторону носа корабля-носителя, обеспечивая прикрытие от напора встречного потока последовательно выстреливаемых торпед 10, 18.

Выдвижной водорезный щит 34 (фиг.2, 3) выполнен в виде треугольно- и/или параболообразного (в поперечном сечении) щита, оборудованного наружной зубчатой рейкой 40 и приводится в движение шестерней 36 гидромотора 41. Щит 34 устанавливается в скользящих направляющих 37 в специальной мокрой камере, в которой посредством регулирования давления воздуха поддерживается «сухой» режим.

Нижняя крышка ПУ 1, 35 выполняет две функции - обеспечивает герметичность ПТ 21, 38 со стороны среза нижнего комингса 8, при этом она может быть оборудована водорезным щитом 2, отклоняемым вместе с отклоняемой крышкой 1, установленным снаружи и удлиняющим защитную проекцию крышки 1.

Для открывания и закрывания нижней крышки 2 служит привод, выполненный также в виде механической тяги 6, проходящей в нижнем комингсе 8, действие которого обеспечивается электрическим и/или гидравлическим приводом 9 изнутри прочного корпуса корабля-носителя.

С помощью резинового уплотнения 5 (фиг.4), закрепленного на кромках среза нижнего комингса 8 и упругой и/или эластичной резиновой трубы 7, установленной в комингсе 8 на ПУ 21, 38, обеспечивается герметичность закрытия среза ПУ нижней крышкой 1, 35 и демпфирование возможного соударения боезапаса о края комингса 8, с целью снижения вероятности деформации корпуса торпеды 3, 10 от излома при высокой скорости корабля-носителя или при использовании снаряда, превышающего длину водорезного щита 2, 34.

Принципы работы стреляющего устройства на корабле-носителе заключается в следующем.

1. Выстреливание снаряда в воздушной среде («сухое» выстреливание):

- разгон в воздухе и падение в воду с выталкиванием пружиной и гравитацией;

- плавное опускание в воду лебедкой.

2. Выстреливание снаряда в водо-воздушной среде (комбинированное выстреливание):

- выстреливание с выталкиванием пружиной при нахождении воды в ТА на уровне головной части торпеды или выше.

3. Выстреливание снаряда в водной среде («мокрое» выстреливание):

- затопление ТА водой и выстреливание в воде;

- затопление ТА водой и плавное опускание в воде лебедкой или самостоятельный выход снаряда.

4. При большой отрицательной плавучести снарядов:

- самостоятельный их выход вниз из труб ТА, располагаемых вертикально.

При необходимости после выстреливания снаряда часть воды закачивается в специальную торпедозаместительную цистерну (не показана) в количестве, компенсирующем вес выстрелянного снаряда.

При выстреливании вниз создаются условия более простого решения проблем расположения ПУ, связанных с возможным размещением вертикальных пусковых труб в пространстве прочного корпуса ПЛ, что позволяет решить множество задач по применению боезапаса. Существенно изменяются и характеристики шумоизлучения при выходе торпеды под действием пружины и гравитации.

ПУ, реализующие такое выстреливание торпед, оказывают наименьшее влияние на ПЛ и НК, и являются самыми дешевыми из всех возможных типов пусковых устройств. Кроме того, им не требуется сложная система выстреливания, как для ТА других типов.

При гравитационно-пружинном выстреливании торпеды из ТА отсутствуют негативные последствия, характерные для самовыхода торпед из горизонтальных ТА:

- нет необходимости в ограничении скорости и маневрирования ПЛ при залповом пуске торпед;

- нет необходимости существенно увеличивать стартовую скорость выхода торпеды;

- имеется возможность использования «инертных», не имеющих собственного пропульсивного комплекса типов оружия.

После поражения цели, кабель телеуправления 20 обрезается резаком и самостоятельно выходит из пусковой установки 21, ее нижнюю крышку 1 герметично закрывают и, затем, открывают верхнюю крышку 22 и заменяют стреляное стреляющее устройство на новое, содержащее плиту 27 стреляющего устройства с установленным снарядом 10, демпфером 13, сжатой конической пружиной 19 и катушкой кабеля телеуправления 25.

ПУ 21 выполняется увеличенного диаметра с целью обеспечения возможности использования боезапаса другого калибра, при этом устанавливается рама 27 с отверстиями под плиту 26 соответствующего размера.

В период хранения торпеды и до момента выстрела, торпеда подключена через коннектор к линиям поддержания ее систем в боеготовом состоянии.

На НК стреляющее устройство может быть установлено в транспортно-пусковой контейнер (ТПК) - это способствует обеспечению надлежащего хранения снаряда, а также быстрой перезарядке пусковых установок. ТПК 42 (фиг.5) может быть оборудован системами поддержания внутренней температуры и среды, что позволит применять снаряды в различных климатических зонах.

Для использования предлагаемой ПУ на НК, ТПК 42 и/или ТА можно устанавливать над водой вертикально вдоль борта, при этом их снабжают нижней крышкой, выполненной в виде мембраны 43, разрушающейся, или открывающейся, или отбрасывающейся под тарированным усилием воздействия на нее снаряда 18 при выстреливании. При этом ПУ при перезарядке может переводиться в горизонтальное положение.

Для перезарядки на ПЛ пусковых установок, их пусковые трубы, могут быть выполнены откидными (при закрытых нижних крышках) с герметизацией соединения ПТ 21, 38 с нижним комингсом 8. Если же позволяет высота над ПУ, то перезарядка осуществляется сверху.

Для расширения номенклатуры используемых на ПЛ снарядов, пусковая установка и/или шахта большого диаметра 21, кроме установки в ней вертикальных торпедных аппаратов, позволяет располагать в ней негабаритные снаряды (например, АНПА), и бесшумно, на невысокой скорости опускать их в воду на лебедке. Захват и обратная доставка АНПА в шахту возможна при оснащении крюка лебедки маяком и захватом АНПА, к которым будет автоматически подходить АНПА после выполнения миссии, либо оснастить специальным захватом АНПА. Поднятие телеуправляемого подводного аппарата можно осуществить посредством подтягивания и поднятия его в шахту за усиленный кабель телеуправления, наматываемый на лебедку.

Пусковая установка работает следующим образом.

После установки заряженной ПУ на корабль-носитель боезапаса (ПЛ, НК, АНПА, катер, вертолет и т.п.), приводят торпеду в окончательно снаряженный вид.

Перед выстрелом из вертикальной ПТ на корабле-носителе, производят опускание водорезного щита 1, 34 и ослабляют охват торпеды в воздушно-камерном фиксаторе 11 посредством откачки воздуха, и подают ток на привод ригеля 24 фиксатора 23, который освобождает втулку 30 пружинного диска 16. При этом происходит выстреливание торпеды 10 вниз посредством ее разгона разжимающейся пружиной 19 и весом самой торпеды 10, а также при опускании торпеды 10 от нее отсоединяется коннектор, и производится запуск работы двигателя, который запускает вращение винтов на безопасном удалении от носителя.

На начальном этапе выстрела, скорость разжимания конической пружины 19 будет выше скорости свободного падения торпеды 10, которая обладает определенной инерцией массы и находится в неподвижном транспортном положении. Поэтому в первоначальный момент сдвига торпеды 10 произойдет сжатие пружинного или резинового демпфера 15, при этом его высота уменьшится, а диаметр увеличится. Это приведет к тому, что крюки 12 удерживающих тяг 13 продвинутся вниз и выйдут из-под насадки водомета 14 (или из скоб), а увеличивающийся диаметр резинового демпфера 15 и пружинящие свойства металла тяг 13 заставят их отклониться в стороны от насадки 14 (или скоб), освободив торпеду 10 от удержания. Дальнейшее падение торпеды 10 и придание ей ускорения разжимающейся пружиной 19 позволят торпеде 10 набрать необходимую скорость для беспрепятственного выхода из пусковой трубы 21 и преодоления набегающего потока, действующего на нее при движении корабля-носителя, и защищающего ее посредством водорезного щита 2, либо нижней крышки 1, выполняющей функцию водорезного щита, открывающейся навстречу движущемуся потоку воды по стрелкам Р_н со стороны носа корабля. При этом, после выхода из-под тени водорезного щита 1, 34, активные (например, гидрореактивные) рули торпеды позволят быстрее сориентировать ее на курс атаки.

При выстреливании снаряда из ПТ на скорости носителя без выпуска водорезного щита 34, во избежание излома снаряда на финальном участке выхода из ПТ, предусмотрена эластичная и/или гибкая труба 7 (фиг.4) и резиновое уплотнение среза 5, которые демпфируют удар снаряда 3 о стенку комингса 8.

Способ выстреливания подводного снаряда 10, 18 из пусковой установки 21, 38, 42 корабля-носителя, содержащей вертикально или наклонно установленную пусковую трубу, оборудованную верхней 22 и нижней, крышкой 1, или створками 35, или мембраной 43, с установленным в ней, по крайней мере, одним стреляющим устройством, содержащим подводный снаряд 10, 18, который располагают в пусковой трубе 19, 38 в воздушной и/или водной среде, при этом для выстреливания снаряда 10 дополнительно используют пружину сжатия 19, которую удерживают во взведенном состоянии стопором 24, а для выстреливания снимают со стопора 24 пружину 19, и разгоняют снаряд 10 посредством свободного его падения и воздействием разжимающейся пружины 19, и производят выпуск разогнанного снаряда 10 через открытый нижний срез пусковой установки 21, 38.

Таким образом, основными преимуществами гравитационо-пружинного выталкивающего устройства являются минимальные, по сравнению с любой другой схемой, габаритные размеры, простота конструкции, экономичность, надежность и большая вариативность конструкций пусковых устройств и схем выстреливания.

Использование изобретения позволяет улучшить компоновочные свойства и безопасность ПЛ за счет вертикальной установки ПТ ПУ и/или ТА, обеспечить всеракурсные траектории движения торпед после выстреливания, сократить трудоемкость работ по монтажу на заводе-строителе корабля-носителя за счет того, что торпедные аппараты могут поставляться на завод-строитель корабля-носителя в полностью собранном виде, а во время эксплуатации корабля-носителя могут обслуживаться без постановки корабля в сухой док.

Предлагаемое техническое решение позволяет:

- создать быстродействующую универсальную всеракурсную и всеглубинную пусковую установку, использующую для выталкивания снарядов заранее взведенную коническую пружину аккумулятора механической энергии;

- снизить шумность при выстреливании и отделении снаряда от носителя;

- повысить боевую эффективность корабля-носителя за счет обеспечения возможности хранения, обслуживания и использования по прямому назначению различного боезапаса разных калибров по диаметру из ПТ;

- применять боезапас в любой последовательности в бесшумном режиме плавного опускания в воду или падения, и/или выстреливания на любых глубинах и скоростях движения носителя;

- производить залповое выстреливание снарядов.

Приведенная схема и способ работы пусковой установки иллюстрирует большую вариативность решений, реализация которых может позволить частично нейтрализовать угрозу, которая возникает в связи с изменением тактики ведения боевых действий на море при быстром развитии необитаемых морских аппаратов, и не является ограничением для применения других технических решений, которые могут быть использованы на практике без нарушения основной идеи изобретения.

Изобретение относится к области подводного оружия, в частности к универсальным малогабаритным вертикальным пусковым установкам для гравитационно-пружинного выстреливания подводных снарядов. Пусковая установка для выстреливания подводных снарядов выполнена с возможностью размещения на плавсредстве и/или летательных аппаратах и содержит вертикально установленную пусковую трубу или шахту, соединенную с нижним комингсом, оборудованную системами хранения снаряда и обеспечения его выстрела; верхнюю и нижнюю крышки и/или створки с дистанционными приводами управления; по меньшей мере, одно стреляющее устройство с толкателем. Толкатель выполнен в виде, по меньшей мере, одной взведенной пружины сжатия, также толкатель и снаряд выполнены с возможностью блокировки в стартовом положении, при этом нижний срез пусковой установки выполнен открывающимся для выпуска снарядов. Для выстреливания подводного снаряда из пусковой установки стреляющее устройство оснащают толкателем в виде, по меньшей мере, одной взведенной пружины сжатия, а для выстреливания разблокируют толкатель и снаряд, и разгоняют снаряд посредством его свободного падения и воздействием разжимающейся пружины сжатия, и производят выпуск разогнанного снаряда через открытый нижний срез пусковой установки. Достигается повышение боевых и технологических возможностей. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ выстреливания подводного снаряда из пусковой установки, предназначенной для размещения на плавсредстве и/или летательных аппаратах, выполненной в виде вертикально установленной пусковой трубы или шахты, оборудованными верхней и нижней крышками и/или створками, с установленными в них, по меньшей мере, одним стреляющим устройством, отличающийся тем, что стреляющее устройство оснащают толкателем в виде, по меньшей мере, одной взведенной пружины сжатия, а для выстреливания разблокируют толкатель и снаряд, и разгоняют снаряд посредством его свободного падения и воздействием разжимающейся пружины сжатия, и производят выпуск разогнанного снаряда через открытый нижний срез пусковой установки.

2. Пусковая установка для выстреливания подводных снарядов, выполненная с возможностью размещения на плавсредстве и/или летательных аппаратах, содержащая вертикально установленную пусковую трубу или шахту, соединенную с нижним комингсом, оборудованную системами хранения снаряда и обеспечения его выстрела; верхнюю и нижнюю крышки и/или створки с дистанционными приводами управления; по меньшей мере, одно стреляющее устройство с толкателем, отличающаяся тем, что толкатель выполнен в виде, по меньшей мере, одной взведенной пружины сжатия, также толкатель и снаряд выполнены с возможностью блокировки в стартовом положении, при этом нижний срез пусковой установки выполнен открывающимся для выпуска снарядов.

3. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что пусковая труба оборудована заменяемой рамой с отверстиями для установки, по меньшей мере, одного стреляющего устройства.

4. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что выталкиватель снаряда оборудован упруго-эластичным демпфером.

5. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что пружина выталкивателя выполнена конической.

6. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что подвес снаряда в пусковой установке осуществлен на упругих тягах, оборудованных крюками.

7. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что фиксатор снаряда в пусковой трубе выполнен воздушно-камерным, оборудованным, по меньшей мере, одним отверстием, которое повторяет форму поперечного сечения снаряда.

8. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что стреляющее устройство содержит: плиту; пружину выталкивателя; пружинный диск со стопорной втулкой; упруго-эластичный демпфер; упругие тяги с крюками для подвеса торпеды; систему блокировок и предохранительных устройств; спусковой ригель втулки пружинного диска, приводимый в действие электрическим приводом или пиропатроном; безынерционную вытяжную катушку с кабелем телеуправления.

9. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что отклоняемая нижняя крышка пусковой трубы оборудована водорезным щитом, отклоняемым вместе с отклоняемой наружу крышкой навстречу потоку.

10. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что водорезный щит выполнен выдвижным.

11. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что выстреливание торпеды осуществляется в воздушной и/или водной среде в пусковой трубе.

12. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что пусковая труба имеет увеличенный диаметр, позволяющий выстреливать различные по калибру или по диаметру подводные снаряды боезапаса.

13. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что на внутреннюю и/или наружную поверхность пусковой трубы нанесено шумоизолирующее покрытие.

14. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что нижняя крышка пусковой трубы выполнена в виде двух распашных наружу створок.

15. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что пусковая труба торпедного аппарата выполнена откидной.

16. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что содержит, по меньшей мере, один транспортно-пусковой контейнер со стреляющим устройством.

17. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что подводный снаряд опускается в воду и/или поднимается из воды посредством лебедки.

18. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что транспортно-пусковой контейнер удаляется вниз после выстрела.

19. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что конец пусковой трубы, расположенный в нижнем комингсе, выполнен в виде трубы из упругого и/или эластичного материала.

20. Пусковая установка по п.2, отличающаяся тем, что шахта используется как шлюзовая камера для выпуска и приема водолазов.