RU115477U1

RU115477U1 - HYDRODYNAMIC STAND WITH PRESSURE SUPPORT SYSTEM

Info

Publication number: RU115477U1
Application number: RU2012100076/28U
Authority: RU
Inventors: Антон Валентинович Красильников
Original assignee: Антон Валентинович Красильников
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2012-04-27

Abstract

Гидродинамический стенд с системой поддержания давления, содержащий заполненный жидкостью прочный корпус с днищами, на одном из которых размещен быстроразъемный узел крепления пускового устройства подводного аппарата, направляющие элементы для подводного аппарата и устройство для его торможения, заполненную газом демпфирующую полость, систему уставки давления в демпфирующей полости, измерительно-регистрирующую и управляющую работой стенда аппаратуру и систему поддержания в демпфирующей полости постоянства установочного давления, отличающийся тем, что система поддержания давления содержит группу программно-управляемых в зависимости от расчетного закона повышения давления в демпфирующей полости электромагнитных клапанов разного проходного сечения, соединенных кабелями с управляющей аппаратурой. A hydrodynamic stand with a pressure maintenance system, containing a liquid-filled solid body with bottoms, one of which houses a quick-release attachment for the launching device of the underwater vehicle, guide elements for the underwater vehicle and a device for braking it, a gas-filled damping cavity, a system for setting the pressure in the damping cavity , measuring and recording and controlling the operation of the stand, and a system for maintaining the constancy of the setting pressure in the damping cavity, characterized in that the pressure maintenance system contains a group of software-controlled solenoid valves of different flow cross-sections, depending on the calculated law of pressure increase in the damping cavity, connected by cables with control equipment.

Description

Полезная модель относится к области экспериментальной техники и может быть использована для опытного определения динамических характеристик пусковых устройств подводных аппаратов.The utility model relates to the field of experimental technology and can be used for experimental determination of the dynamic characteristics of launching devices of underwater vehicles.

Известен гидродинамический стенд по патенту РФ №2398199, МПК G01M 10/00, 2010, содержащий камеру, заполненную водой, с направляющими дорожками для подводного аппарата, устройство для его торможения, воздушную демпфирующую емкость, систему установки гидростатического давления и узел крепления пускового устройства подводного аппарата, при этом в камере размещены подвижная перегородка для разграничения демпфирующей емкости и воды, выполненная в виде поршня с ограничивающим его ход упором и замыкателем для фиксации конечного положения поршня; переборка с откидывающейся крышкой, формирующая расходную полость, в которой установлен быстроразъемный узел крепления пускового устройства подводного аппарата, частично расположенного вне камеры, причем расходная полость и камера оснащены системой уравнивания давления с демпфирующей емкостью. Крышка переборки снабжена приводом открывания-закрывания, а стенд снабжен системой обеспечения давления в камере и расходной полости, включающей насос и клапаны наполнения и слива воды.A well-known hydrodynamic stand according to the patent of the Russian Federation No. 2398199, IPC G01M 10/00, 2010, containing a chamber filled with water, with guide tracks for the underwater vehicle, a device for braking it, an air damping tank, a hydrostatic pressure installation system and an attachment unit for the launch device of the underwater vehicle while a movable partition is placed in the chamber for demarcation of the damping capacity and water, made in the form of a piston with a stop and a limiter limiting its stroke for fixing the final position of the piston; a bulkhead with a hinged lid, forming a consumable cavity, in which a quick-detachable attachment unit for the launch device of the underwater vehicle, partially located outside the chamber, is installed, and the consumable cavity and the chamber are equipped with a pressure equalization system with a damping capacity. The bulkhead is equipped with an open-close actuator, and the stand is equipped with a system for providing pressure in the chamber and the discharge cavity, including a pump and valves for filling and draining water.

Такое техническое решение имеет следующий недостаток. При работе пускового устройства подводного аппарата, ввиду того, что пуск аппарата осуществляется в закрытый объем камеры гидродинамического стенда, в последней повышается давление, что отрицательно сказывается на работе силовой установки пускового устройства и приводит к ухудшению наблюдаемых характеристик процесса пуска по отношению к аналогичным характеристикам, наблюдаемым в условиях постоянного внешнего давления. Это обстоятельство частично нивелируется за счет существенного увеличения объема воздушной демпфирующей емкости стенда, что приводит к большим габаритным характеристикам и большой стоимости последнего.Such a technical solution has the following disadvantage. During the operation of the launching device of the underwater vehicle, due to the fact that the vehicle is launched into the enclosed chamber of the hydrodynamic stand, the pressure rises in the latter, which negatively affects the operation of the power plant of the launching device and leads to a deterioration of the observed characteristics of the launch process in relation to similar characteristics observed in conditions of constant external pressure. This circumstance is partially leveled due to a significant increase in the volume of the air damping capacity of the stand, which leads to large overall characteristics and high cost of the latter.

Для решения упомянутой проблемы создаются гидродинамические стенды, оснащенные системой поддержания давления в воздушной демпфирующей полости. Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели и принятым в качестве прототипа, является гидродинамический стенд по заявке №2010123315 от 07.06.2010 на выдачу патента РФ на изобретение (решение о выдаче патента от 27.05.2011, заявка опубликована 20.12.2011, Бюл. №35), содержащий камеру с торцевыми переборками, заполненную жидкостью, и направляющими элементами для подводного аппарата, устройство для его торможения, воздушную демпфирующую полость, систему установки гидростатического давления, быстроразъемный узел крепления пускового устройства подводного аппарата, при этом торцевая переборка камеры, с размещенным в ней узлом для крепления пускового устройства, выполнена съемной, тормозное устройство штангами жестко позиционировано с пусковым устройством, по меньшей мере на двух штангах закреплены конструкции с направляющими элементами для подводного аппарата, а по меньшей мере на одной из штанг установлены датчики положения (движения) последнего относительно переднего среза пускового устройства в режиме пуска. Конструкции с направляющими элементами для подводного аппарата выполнены в виде рамочных кронштейнов, кабельные связи датчиков положения (движения) подводного аппарата с измерительно-регистрирующей и управляющей аппаратурой размещены внутри по меньшей мере одной штанги, прочная камера заполнена ингибитором, демпфирующая полость прочной камеры заполнена инертным газом и оснащена клапаном сброса газа или жидкости для их отвода по мере продвижения подводного аппарата при пуске.To solve the aforementioned problem, hydrodynamic stands are created equipped with a system for maintaining pressure in the air damping cavity. The closest in technical essence to the claimed utility model and adopted as a prototype is a hydrodynamic stand according to the application No. 201023315 of 06/07/2010 for the grant of a patent of the Russian Federation for an invention (decision to grant a patent of 05/27/2011, application published on 12/20/2011, Bull. No. 35), containing a chamber with end bulkheads, filled with liquid, and guiding elements for the underwater vehicle, a device for braking it, an air damping cavity, a hydrostatic pressure installation system, a quick-release launch mount devices of the underwater apparatus, while the end bulkhead of the camera, with the assembly for mounting the launching device placed in it, is removable, the brake device is rigidly positioned by the rods with the launching device, structures with guide elements for the underwater vehicle are fixed on at least two rods, and at least at least one of the rods is equipped with position (motion) sensors of the latter relative to the front cut of the starting device in the starting mode. Structures with guiding elements for the underwater vehicle are made in the form of frame brackets, cable connections of the position (motion) sensors of the underwater vehicle with measuring-recording and control equipment are placed inside at least one rod, the strong chamber is filled with an inhibitor, the damping cavity of the strong chamber is filled with inert gas and equipped with a gas or liquid discharge valve to divert them as the underwater vehicle advances at launch.

Недостатком описанного выше технического решения является колебательный с большой амплитудой характер изменения давления в полости стенда при работе пускового устройства подводного аппарата, обусловленный наличием в системе поддержания давления только одного разгруженного пружинного клапана, имеющего большую инертность из-за большого проходного сечения, необходимого для обеспечения его эффективной работы.The disadvantage of the technical solution described above is the oscillatory nature of the pressure in the cavity of the stand with a large amplitude during the operation of the underwater vehicle launcher, due to the presence of only one unloaded spring valve in the pressure maintenance system, which has a large inertness due to the large flow section necessary to ensure its effective work.

Технической задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции гидродинамического стенда с системой поддержания давления, обеспечивающей минимально возможное отклонение давления в воздушной демпфирующей полости стенда от установочного при работе пускового устройства подводного аппарата.The technical task of this utility model is to develop a design of a hydrodynamic stand with a pressure maintenance system that provides the minimum possible deviation of pressure in the air damping cavity of the stand from the installation during operation of the underwater vehicle launcher.

Техническим результатом полезной модели является обеспечение эффективного поддержания постоянного давления в воздушной демпфирующей полости стенда.The technical result of the utility model is to ensure effective maintenance of constant pressure in the air damping cavity of the stand.

Указанный результат достигается за счет того, что гидродинамический стенд с системой поддержания давления содержит заполненный жидкостью прочный корпус с днищами, на одном из которых размещен быстроразъемный узел крепления пускового устройства подводного аппарата, направляющие элементы для подводного аппарата и устройство для его торможения, заполненную газом демпфирующую полость, систему уставки давления в демпфирующей полости, измерительно-регистрирующую и управляющую работой стенда аппаратуру и систему поддержания в демпфирующей полости постоянства установочного давления, при этом система поддержания давления содержит группу программно-управляемых в зависимости от расчетного закона повышения давления в демпфирующей полости электромагнитных клапанов разного проходного сечения, соединенных кабелями с управляющей аппаратурой.This result is achieved due to the fact that the hydrodynamic stand with a pressure maintenance system contains a liquid-filled sturdy case with bottoms, on one of which is a quick-disconnect mounting unit for the launch device of the underwater vehicle, guiding elements for the underwater vehicle and a device for braking it, a gas-filled damping cavity , a system for setting the pressure in the damping cavity, measuring, recording and controlling the operation of the stand equipment and the support system in the damping s cavity constant set pressure, the pressure maintenance system comprising a group of program-controlled depending on the calculated law pressurizing the damping chamber of the solenoid valves of different flow section connected by cables to the control apparatus.

Сущность настоящей полезной модели отражена на следующих рисунках:The essence of this utility model is reflected in the following figures:

- на Фиг.1 показана схема продольного разреза гидродинамического стенда с системой поддержания давления;- figure 1 shows a diagram of a longitudinal section of a hydrodynamic stand with a pressure maintenance system;

- на Фиг.2 приведен поперечный разрез камеры, соединенной с демпфирующей полостью стенда, с видом на установленные в ней электромагнитные клапаны системы поддержания давления.- figure 2 shows a cross section of a chamber connected to a damping cavity of the stand, with a view of the electromagnetic valves of the pressure maintenance system installed therein.

Гидродинамический стенд с системой поддержания давления содержит (фиг.1) прочный корпус 1, с днищами 2, заполненный жидкостью 3 так, чтобы сформировать в верхней части корпуса 1 воздушную демпфирующую полость 4. На одном из днищ 2 размещен быстроразъемный узел крепления 5 пускового устройства 6 подводного аппарата 7, а на противоположном днище - устройство для его торможения 8. В корпусе 1 установлены направляющие элементы 9 для подводного аппарата 7. Корпус 1 имеет в верхней части конструктивно выделенный объем 10, соединенный с демпфирующей полостью стенда 4, в котором установлены программно-управляемые электромагнитные клапаны 11 разного проходного сечения, соединенные кабелями 12 с управляющей аппаратурой 13. Объем 10 имеет разгрузочное отверстие 14 для сброса из него газа в атмосферу. На фиг.1 и 2 не показаны система уставки давления в демпфирующей полости и измерительно-регистрирующая аппаратура стенда.The hydrodynamic stand with a pressure maintenance system contains (Fig. 1) a sturdy housing 1, with bottoms 2, filled with liquid 3 so as to form an air damping cavity 4 in the upper part of the housing 1. A quick-detachable mount 5 of the starter 6 is placed on one of the bottoms 2 the underwater vehicle 7, and on the opposite bottom there is a device for braking it 8. In the housing 1, guide elements 9 for the underwater vehicle 7 are installed. The housing 1 has a structurally allocated volume 10 at the top connected to the damping strips A bench 4, in which software-controlled solenoid valves 11 of various cross-sections are installed, connected by cables 12 to control equipment 13. The volume 10 has a discharge opening 14 for discharging gas from it into the atmosphere. Figures 1 and 2 do not show the pressure setting system in the damping cavity and the measuring and recording apparatus of the bench.

Гидродинамический стенд с системой поддержания давления работает следующим образом.A hydrodynamic stand with a pressure maintenance system operates as follows.

Перед организацией на гидродинамическом стенде с системой поддержания давления опытных испытаний пускового устройства 6 подводного аппарата 7, исходя из проектных характеристик стенда и пускового устройства 6 производится комплексное компьютерное моделирование процесса пуска подводного аппарата 7 с целью получения расчетных законов повышения давления в воздушной демпфирующей полости 4 в зависимости от установочного (начального) давления в ней. С использованием полученных данных для каждого начального давления в демпфирующей полости 4 стенда подбирается оптимальный режим работы программно-управляемых электромагнитных клапанов 11, обеспечивающий минимально возможное отклонение давления от установочного в процессе работы пускового устройства 6. При этом должны быть учтены задержки в работе управляющей аппаратуры 13, связанные с прохождением управляющих сигналов по кабелям 12.Before organizing an experimental test of the launching device 6 of the underwater vehicle 7 at the hydrodynamic test bench with the pressure maintenance system, based on the design characteristics of the test bench and the starting device 6, a complex computer simulation of the launch process of the underwater vehicle 7 is performed in order to obtain the calculated laws for increasing the pressure in the air damping cavity 4 depending from the installation (initial) pressure in it. Using the data obtained, for each initial pressure in the damping cavity 4 of the test bench, the optimal operating mode of the program-controlled solenoid valves 11 is selected, which ensures the minimum possible pressure deviation from the setting during the operation of the starting device 6. In this case, delays in the operation of the control equipment 13 must be taken into account associated with the passage of control signals through cables 12.

Перед началом испытаний с помощью быстроразъемного узла крепления 5 производится монтаж испытываемого пускового устройства 6 на стенд. Проверяется соосность пускового устройства 6, направляющих элементов 9 и устройства 8 для торможения подводного аппарата 7. Затем, с помощью не показанного на схеме заливного устройства корпус 1 заполняется жидкостью так, чтобы сформировать в верхней части последнего воздушную демпфирующую полость 4. Стенд готов к работе.Before testing, using the quick-disconnect mount 5, the test trigger 6 is mounted on a stand. The alignment of the starting device 6, the guide elements 9 and the device 8 for braking the underwater vehicle 7 is checked. Then, using the filling device not shown in the diagram, the housing 1 is filled with liquid so as to form an air damping cavity 4. The stand is ready for operation.

С помощью не обозначенной на схеме системы уставки давления, в демпфирующей полости 4 (соответственно, и в жидкости 3) создается начальное давление, имитирующее в процессе испытаний внешнее гидростатическое давление на определенной глубине. В управляющую аппаратуру 13 вводится программа работы электромагнитных клапанов 11 для заданной величины начального давления в демпфирующей полости 4 (имитируемой глубины пуска подводного аппарата 7).Using a pressure setting system not indicated in the diagram, an initial pressure is created in the damping cavity 4 (respectively, in the liquid 3), which simulates the external hydrostatic pressure at a certain depth during testing. In the control equipment 13, the program of operation of the electromagnetic valves 11 is entered for a given value of the initial pressure in the damping cavity 4 (simulated launch depth of the underwater vehicle 7).

По команде от аппаратуры 13 срабатывает пусковое устройство 6, подводный аппарат 7 выходит в корпус 1, что сопровождается увеличением давления в демпфирующей полости 4. Одновременно по программе, заданной аппаратуре 13, происходит регулируемое открытие (либо закрытие) электромагнитных клапанов 11, что предопределяет регулируемый сброс газа из демпфирующей полости 4 и, соответственно, поддержание в ней постоянства установочного давления. Наличие в системе поддержания давления нескольких клапанов с разным проходным сечением позволяет более точно регулировать объем сбрасываемого из демпфирующей полости 4 газа. С целью обеспечения безопасности персонала, сбрасываемый клапанами 11 газ выходит сначала в конструктивно выделенный объем 10, а затем - в атмосферу через разгрузочное отверстие 14.On command from the equipment 13, the starting device 6 is triggered, the underwater device 7 enters the housing 1, which is accompanied by an increase in pressure in the damping cavity 4. At the same time, according to the program given to the equipment 13, the electromagnetic valves 11 are opened (or closed) in a controlled manner, which determines an adjustable discharge gas from the damping cavity 4 and, accordingly, maintaining a constant installation pressure in it. The presence in the pressure maintenance system of several valves with different flow cross-sections allows more accurate control of the volume of gas discharged from the damping cavity 4. In order to ensure the safety of personnel, the gas discharged by the valves 11 first exits into the structurally allocated volume 10, and then into the atmosphere through the discharge opening 14.

Перемещение подводного аппарата 7 по направляющим элементам 9 фиксируется не показанной на схеме измерительно-регистрирующей аппаратурой стенда.The movement of the underwater vehicle 7 along the guide elements 9 is fixed not shown in the diagram measuring and recording equipment of the stand.

После полного выхода подводного аппарата 7 из пускового устройства 6 его носовая оконечность входит в устройство для его торможения 8. За счет обтюрации подводного аппарата 7 в кольцевых переборках, давление в замыкаемой аппаратом 7 емкости тормозного устройства 8 возрастает, чем формируется тормозное воздействие, в результате чего аппарат останавливается (подробнее см. патент РФ на полезную модель №87510, МПК F41F 3/10, 2009).After the underwater vehicle 7 fully exits from the launching device 6, its nasal tip enters the device for braking it 8. Due to the obturation of the underwater vehicle 7 in the annular bulkheads, the pressure in the capacity of the brake device 8 closed by the vehicle 7 increases, thereby forming a braking effect, as a result of which the device stops (for details, see RF patent for utility model No. 87510, IPC F41F 3/10, 2009).

После возврата подводного аппарата 7 в пусковое устройство 6 и восполнения энергетического запаса последнего в демпфирующей полости 4 заново формируется давление, соответствующее имитируемой глубине пуска. Стенд готов к следующему срабатыванию.After the return of the underwater vehicle 7 to the launching device 6 and replenishing the energy reserve of the latter, a pressure corresponding to the simulated launching depth is re-formed in the damping cavity 4. The stand is ready for the next trip.

Таким образом, предлагаемый гидродинамический стенд с системой поддержания давления позволяет решить поставленную техническую задачу разработки конструкции гидродинамического стенда с системой поддержания давления, обеспечивающей минимально возможное отклонение давления в воздушной демпфирующей полости стенда от установочного при работе пускового устройства подводного аппарата.Thus, the proposed hydrodynamic stand with a pressure maintenance system allows us to solve the technical problem of developing the design of a hydrodynamic stand with a pressure maintenance system that provides the minimum possible deviation of pressure in the air damping cavity of the stand from the installation during operation of the underwater vehicle launcher.

Claims

A hydrodynamic bench with a pressure maintenance system, comprising a solid filled liquid housing with bottoms, on one of which there is a quick-disconnect mounting unit for the underwater vehicle launching device, guiding elements for the underwater vehicle and a device for braking it, a gas-filled damping cavity, a pressure setting system in the damping cavity equipment, measuring and recording and controlling the work of the stand, and a system for maintaining constant installation pressure in the damping cavity characterized in that the pressure maintenance system comprises a group of software-controlled, depending on the design law, pressure increases in the damping cavity of electromagnetic valves of different flow cross sections, connected by cables to the control equipment.