Газовыпускное устройство энергетических установок кораблей и судов с пониженной тепловой заметностью Российский патент 2025 года по МПК F41H3/00 B63G13/02 

Изобретение относится к области судостроения и касается снижения тепловой (инфракрасной) заметности судна и защиты от высокоточного оружия с тепловизионными головками самонаведения. Является дополнительной мерой защиты надводного корабля от высокоточного оружия.

Необходимость дополнительной защиты надводного корабля возникла из-за высокого уровня инфракрасного (ИК) излучения горячих элементов газоотвода дизельных и газотурбинных двигателей, температура выходящих газов которых достигает 600°С. В существующих изобретениях (патент №2711667) применено покрытие с рабочей температурой 260°С, что не соответствует потребным характеристикам для эффективной защиты корабля.

Известно устройство для уменьшения интенсивности ИК-излучения газового потока и наружной поверхности дымовой трубы судна с целью снижения их тепловой заметности по патенту РФ на изобретение №2518694, в данном устройстве для уменьшения инфракрасного излучения газового потока и наружной нагретой поверхности дымовой трубы судна предусмотрены вертикальные и горизонтальные экранирующие пластины, изготовленные из композитных материалов, обладающих радиопоглощающими, теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами.

Недостатком данного изобретения является изменение проходного сечения и направления потока выхлопных газов, что увеличивает противодавление газовыхлопа и уменьшает мощность двигателей, в результате чего снижается скорость надводного корабля.

Известное изделие (патент №2711667) имеет конусообразную форму, что не позволяет разместить кожух газоотвода газотурбинных двигателей (диаметр трубопровода более 1700 мм) в стесненных условиях верхнего яруса надстройки, выполненной по стеле технологии. Кроме того, в существующем изделии применено менее эффективное покрытие «Теплотор», а нанесение теплоизолирующего покрытия только на наружную поверхность кожуха ГВУ ограничивает его эффективность по снижению теплового излучения.

Задачей заявляемого изобретения является уменьшение инфракрасного излучения наружной нагретой поверхности и корневой зоны газового факела, данная задача решается применением отдельных теплоизолированных с обеих сторон кожухов (экранов), повторяющих профиль концевого участка газоотвода (газовыхлопа, дымохода). Кожухи покрыты тонким атмосферостойким многослойным армированным композитным покрытием с малым коэффициентом теплопроводности (0,001 Вт/м⋅°С), обладающим теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами. Материал (негорючий состав) теплоизоляции представляет собой жидкую водно-дисперсную композицию, состоящую из стирол-акриловых полимеров, керамического наполнителя - вакуумированных микросфер и добавок. В нижней части кожухов предусмотрены жалюзи для создания дополнительной эжекции. Высота кожухов выше уровня среза труб газоотвода на 400 мм для экранирования корневой зоны факела выходящих газов.

Технический результат заключается в уменьшении вероятности обнаружения судна с помощью тепловизионных средств разведки и самонаведения оружия в инфракрасном диапазоне длин волн при работающих главных и вспомогательных двигателях.

Конструктивная реализация тепловых кожухов для снижения ИК-заметности надводного корабля не представляет технической сложности и может быть реализована на любом этапе строительства или в эксплуатации при модернизации.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1.

1 - кожух газоотвода ДГ, 2 - кожух газоотвода ГТД, 3 - опора трубы газоотвода ГТД, 4 - опора кожуха ГТД, 5 - труба газоотвода ГТД с теплоизоляцией, 6 - труба газоотвода ДГ с теплоизоляцией, 7 - опора кожуха ДГ, 8 - ограждение, 9 - наружняя теплоизоляция кожуха, 10 - внутренняя теплоизоляция кожуха, 11 - жалюзи эжекции.

Взаимным расположением концевого участка трубопровода системы газоотвода (газовыхлопа или дымохода) и теплозащитных кожухов (экранов) с кольцевым зазором создается возможность образования потока эжекционного воздуха. Поток атмосферного воздуха, проходя через кольцевой зазор между тепловым экраном и газоотводом, создает эффект эжекции, снижая тепловое излучение газоотвода путем дополнительного рассеивания (продувки) нагретого воздуха в ограниченном пространстве с повышенной скоростью.

Теплозащитные кожухи жестко закреплены болтовым соединением на палубе (платформе надстройки) надводного корабля или судна.

Конструкция кожухов позволяет также выполнить нанесение радиопоглощающего покрытия в широком диапазоне частот радиоизлучения.

Проведенные расчетные исследования и натурные измерения показали, что нанесение тонкого композитного тепло-огнезащитного покрытия только лишь на концевые участки газоотвода на уровне среза дымовой трубы позволяет снизить температуру на их поверхности до 4-х раз. Для кратного повышения эффективности защиты требуется установка тепловых кожухов (одного или нескольких на одну трубу). Возможно также создание полости в стенке кожуха для дополнительного уменьшения теплопередачи.

Изобретение относится к области судостроения и касается снижения тепловой (инфракрасной) заметности судна и защиты от высокоточного оружия с тепловизионными головками самонаведения. Газовыпускное устройство представляет собой теплоизолированные с обеих сторон кожухи, повторяющие профиль концевого участка газоотвода. Кожухи покрыты тонким атмосферостойким армированным композитным покрытием с малым коэффициентом теплопроводности, которое обладает теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами. Материал теплоизоляции представляет собой жидкую водно-дисперсную композицию, состоящую из стирол-акриловых полимеров, керамического наполнителя - вакуумированных микросфер и добавок. В нижней части кожухов предусмотрены жалюзи для создания дополнительной эжекции. Достигается уменьшение вероятности обнаружения судна с помощью тепловизионных средств разведки и самонаведения оружия в инфракрасном диапазоне длин волн при работающих главных и вспомогательных двигателях. 1 ил.

Газовыпускное устройство, представляющее собой теплоизолированные с обеих сторон кожухи, повторяющие профиль концевого участка газоотвода, отличающееся тем, что кожухи покрыты тонким атмосферостойким армированным композитным покрытием с малым коэффициентом теплопроводности, которое обладает теплоизоляционными и теплоотражающими свойствами, где материал теплоизоляции представляет собой жидкую водно-дисперсную композицию, состоящую из стирол-акриловых полимеров, керамического наполнителя - вакуумированных микросфер и добавок, при этом в нижней части кожухов предусмотрены жалюзи для создания дополнительной эжекции.