RU2575589C2

RU2575589C2 - Flexible non-ribbed hydroacoustic station antenna dome

Info

Publication number: RU2575589C2
Application number: RU2013152675/28A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Ионов; Александр Георгиевич Таубин; Михаил Юрьевич Ильин; Юрий Александрович Горев; Виктор Нохимович Ривкинд; Владимир Аронович Булкин
Filing date: 2013-11-28
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: physics, acoustics.

SUBSTANCE: invention can be used in shipbuilding, particularly when designing hydroacoustic station structures, and relates to external shapes and dimensions of an antenna dome. Disclosed is a structure of a flexible non-ribbed antenna dome of a hydroacoustic station, the structure of which comprises a mounting assembly, having a zone for smooth transition from a local amplification portion to the remaining part of the antenna dome, which is in the form of two converging bundles of fabric.

EFFECT: higher strength, resistance to local dynamic loads and improved acoustic characteristics.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области судостроения, а именно к обтекателям антенн гидроакустических станций, и касается вопросов их конструирования.The invention relates to the field of shipbuilding, namely to fairings of antennas of hydroacoustic stations, and relates to questions of their design.

Обтекатель является частью рабочего отсека антенны гидроакустической станции, расположенного в носовой части судна.The fairing is part of the working compartment of the antenna of the sonar station located in the bow of the vessel.

Известен безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции, у которого обшивка армирована полиарамидной тканью и содержит связующее в виде эластомера (А.В. Ионов, Н.А. Панфилов, В.Н. Ривкинд, А.Г. Таубин, Л.Е. Бувайло, А.П. Старостин, М.Ю. Ильин. Безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции, РФ, патент на изобретение №2461925) - прототип (рис. 1). Узел крепления к корпусу судна выполнен в виде утолщенной кромки обшивки обтекателя 1, изготовленной из полиарамидной ткани в качестве армирующего материала и эпоксидного связующего, расположенной в зажиме с двумя металлическими пластинами 2, 3. В зоне перехода от узла закрепления к остальной оболочке обтекателя 4 эпоксидное связующее постепенно замещено на связующее из эластомера.Known ribless antenna fairing of a sonar station, in which the casing is reinforced with polyaramide fabric and contains a binder in the form of an elastomer (A.V. Ionov, N.A. Panfilov, V.N. Rivkind, A.G. Taubin, L.E. Buvaylo, A.P. Starostin, M.Yu. Ilyin. Ribless antenna fairing of a sonar station, RF, patent for invention No. 2461925) - prototype (Fig. 1). The attachment to the hull of the vessel is made in the form of a thickened edge of the skin of the fairing 1 made of polyaramide fabric as a reinforcing material and an epoxy binder located in the clamp with two metal plates 2, 3. In the transition zone from the fastening unit to the rest of the fairing 4 epoxy binder gradually replaced by an elastomer binder.

Недостатком прототипа является конструкция узла крепления обтекателя к корпусу. Участок зоны перехода основной обшивки оболочки к структуре участка крепления находится вне зоны фланцевого сжатия крепежными болтами и вынесен на край безреберной оболочки в область действия экстремальных осевых перерезывающих усилий и изгибающих моментов. Кроме того, граница зоны перехода в прототипе недостаточно точно определена и отсутствуют конкретные указания по схеме осуществления плавного замещения эпоксидного связующего в районе болтового крепления. Также не учтено введение дополнительных слоев ткани, так как эпоксидная композиция, в отличие от эластомера, требует более плотной укладки ткани. Количество слоев должно быть в 2,5÷4 раза больше, чем в эластомере, в зависимости от применяемой технологии формования зажимного участка оболочки.The disadvantage of the prototype is the design of the mount of the fairing to the body. The section of the transition zone of the main sheathing of the shell to the structure of the fastening section is located outside the flange compression zone by fixing bolts and is placed on the edge of the ribless shell in the region of extreme axial cutting forces and bending moments. In addition, the boundary of the transition zone in the prototype is not well defined and there are no specific instructions on the scheme for the smooth replacement of the epoxy binder in the area of the bolt fastening. Also, the introduction of additional layers of fabric was not taken into account, since the epoxy composition, in contrast to the elastomer, requires a more dense fabric packing. The number of layers should be 2.5-4 times more than in the elastomer, depending on the technology used to form the clamping portion of the shell.

Задачами предлагаемого изобретения являются: повышение прочности, эксплуатационной надежности обтекателя антенны гидроакустической станции, улучшение акустических свойств и технологичности его изготовления.The objectives of the invention are: increasing the strength, operational reliability of the radome of the antenna of the sonar station, improving the acoustic properties and manufacturability of its manufacture.

Это достигается тем, что у гибкого безреберного обтекателя антенны узел крепления к корпусу судна в виде кромки обшивки, расположенной в металлическом зажиме, выполнен в виде двух сужающихся пучков ткани с заложением зоны перехода структур под металлические обечайки.This is achieved by the fact that the flexible ribless fairing of the antenna attaches to the hull in the form of an edge of the skin located in a metal clip, made in the form of two tapering bundles of fabric with the laying area of the transition structures under the metal shell.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на рис. 1 представлен обтекатель, на рис. 2 - фрагмент узла крепления обтекателя гидроакустической станции - прототип, а на рис. 3 - фрагмент предлагаемого изобретения - конструкции узла крепления гибкого безреберного обтекателя антенны гидроакустической станции из армированного эластомера.The invention is illustrated by drawings, where in Fig. Figure 1 shows the fairing, in Fig. 2 - a fragment of the attachment site of the fairing of the hydroacoustic station - a prototype, and in Fig. 3 - a fragment of the invention - the design of the attachment point of a flexible ribless cowl antenna hydroacoustic station of reinforced elastomer.

В обеих конструкциях узел крепления к корпусу судна выполнен в виде утолщенной кромки обшивки обтекателя 1, расположенной в зажиме с двумя металлическими пластинами 2, 3. Конструкции узла крепления обеспечивают требуемые усилия зажима оболочки и не позволяют выйти ей из узла крепления при воздействии расчетных ожидаемых нагрузок.In both designs, the attachment point to the hull of the vessel is made in the form of a thickened edge of the cowl cover 1 located in the clamp with two metal plates 2, 3. The design of the attachment point provides the required clamping forces of the shell and does not allow it to leave the attachment point under the influence of the estimated expected loads.

В предлагаемом изобретении основным отличием от прототипа является наличие зоны плавного замещения эпоксидного связующего на связующее из эластомера 5. Наличие этой зоны в виде двух сужающихся пучков ткани внутри узла крепления позволяет уменьшить трение оболочки обтекателя о металлические пластины. Также уменьшает осевое усилие на переходную зону, линейные и угловые перемещения сформированной обшивки обтекателя при ее выходе из металлических пластин узла крепления.In the present invention, the main difference from the prototype is the presence of a zone of smooth replacement of the epoxy binder with a binder of elastomer 5. The presence of this zone in the form of two tapering bundles of fabric inside the mount allows you to reduce the friction of the cowl shell on the metal plate. It also reduces the axial force on the transition zone, the linear and angular displacements of the formed fairing skin when it leaves the metal plates of the mount.

Работа устройства обтекателя осуществляется следующим образом. Под воздействием внешних гидродинамических нагрузок на обтекатель от потока возникает совместная деформация всех слоев обшивки гибкого безреберного обтекателя антенны. Приложенное изнутри постоянное давление на обтекатель за счет рационального выбора начальной раскройной формы и возникающих в оболочке растягивающих усилий обеспечивает на большей части поверхности обтекателя, кроме окрестности узла крепления, безмоментное напряженное состояние.The operation of the fairing device is as follows. Under the influence of external hydrodynamic loads on the flow fairing, a joint deformation of all the skin layers of the flexible ribless fairing of the antenna occurs. The constant pressure exerted on the cowl from the inside due to the rational choice of the initial cutting shape and the tensile forces arising in the shell ensures an instantaneous stress state on the greater part of the cowl surface, except for the vicinity of the mount.

Преимуществами предлагаемого узла крепления гибкого безреберного обтекателя антенны к корпусу корабля по сравнению с прототипом являются повышенная прочность и эксплуатационная надежность, которые обеспечиваются за счет устранения резких изменений его пространственной жесткости введением дополнительных и плотно уложенных слоев ткани. Кроме того, существенно упрощается технология изготовления обшивки обтекателей и узла крепления к корпусу.The advantages of the proposed attachment point of a flexible ribless radome to the ship’s hull compared to the prototype are increased strength and operational reliability, which are ensured by eliminating sharp changes in its spatial stiffness by introducing additional and tightly laid fabric layers. In addition, significantly simplifies the manufacturing technology of the fairing skin and the attachment to the body.

Предлагаемый гибкий безреберный обтекатель антенны гидроакустической станции обладает повышенной прочностью, сопротивляемостью местным динамическим нагрузкам и улучшенными акустическими характеристиками, что его выгодно отличает от прототипа.The proposed flexible ribless fairing of the sonar station has increased strength, resistance to local dynamic loads and improved acoustic characteristics, which compares favorably with the prototype.

Claims

Flexible ribless sonar antenna cone with a node for its attachment to the ship’s hull, made in the form of two parallel metal plates enclosing a section of a cowl shell made of polyaramide fabric and an epoxy binder, characterized in that the mount has a smooth transition zone from the local reinforcements to the rest of the fairing shell and provides for the gradual replacement of the epoxy binder with the elastomer binder in the form of two tapering bundles of fabric and.