RU2703752C1 - Submarine launcher - Google Patents
Submarine launcher Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703752C1 RU2703752C1 RU2019101053A RU2019101053A RU2703752C1 RU 2703752 C1 RU2703752 C1 RU 2703752C1 RU 2019101053 A RU2019101053 A RU 2019101053A RU 2019101053 A RU2019101053 A RU 2019101053A RU 2703752 C1 RU2703752 C1 RU 2703752C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- launcher
- piston
- stators
- guide tube
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
- B63G8/00—Underwater vessels, e.g. submarines; Equipment specially adapted therefor
- B63G8/28—Arrangement of offensive or defensive equipment
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области подводного кораблестроения, а именно к внутриотсечным пусковым установкам, предназначенным для постановки-запуска средств радиоэлектронной борьбы и гидроакустического противодействия и других приборов различного назначения (далее - изделий) и может быть использовано при создании специализированных комплексов морского базирования для постановки-запуска изделий с подводных лодок.The invention relates to the field of underwater shipbuilding, and in particular to intra-compartment launchers designed for the launching of electronic warfare and sonar countermeasures and other devices for various purposes (hereinafter referred to as products) and can be used to create specialized sea-based complexes for production launching from submarines.
Известно устройство для выпуска индивидуальных патронов сигнализации (ВИПС) (Корабельные устройства подводных лодок, СПб ГМТУ, СПб., 2002 г. стр. 57), обеспечивающее постановку одиночных приборов из прочного корпуса на средних глубинах. Устройство ВИПС содержит пусковую трубу, наружную и внутреннюю крышки с приводами, привод наружной крышки, вспомогательную гильзу, систему заполнения, осушения, уравнивания давления и систему стрельбы. Вспомогательная гильза включает корпус с наружными уплотнениями, перепускной клапан, поршень. Устройство ВИПС представляет собой стандартный пневмогидравлический аппарат, загрузка изделий в устройство осуществляется вручную.A device is known for the production of individual signaling cartridges (VIPS) (Shipborne submarine devices, St. Petersburg State Technical University, St. Petersburg, 2002, p. 57), which provides for the installation of single devices from a sturdy hull at medium depths. The VIPS device includes a launch tube, an outer and inner cover with actuators, an outer cover drive, an auxiliary sleeve, a filling, drainage, pressure equalization system, and a firing system. The auxiliary sleeve includes a housing with external seals, a bypass valve, and a piston. The VIPS device is a standard pneumohydraulic device; the products are loaded into the device manually.
Недостатком являются ее ограниченные функциональные возможности, а именно, низкая скорость зарядки и перезарядки, связанная с наличием вспомогательной гильзы, отсутствием автоматизации процесса стрельбы, использование сжатого воздуха, приводящее к высокой шумности выстрела, низкая универсальность устройства.The disadvantage is its limited functionality, namely, the low speed of charging and reloading, associated with the presence of an auxiliary sleeve, the lack of automation of the firing process, the use of compressed air, leading to high noise shots, low versatility of the device.
Известна пусковая установка подводной лодки (RU, п. №2648912, опубл. 28.03.2018 г), принятая за прототип и содержащая пусковую трубу с верхней забортной и нижней внутриотсечной крышками и их приводами, выводы для подключения магистралей вентиляции, заполнения, осушения и уравнивания давления. Соосно с пусковой трубой установлен дополнительный наружный корпус с образованием между ними в верхней забортной части замкнутого кольцевого объема, в котором установлен линейный электродвигатель. Статор линейного электродвигателя выполнен в виде единой конструкции с наружным корпусом и изолирован от водяной среды полимерным материалом. Ротор выполнен в виде кольцевого поршня-кингстона с обратным клапаном с возможностью линейного управляемого перемещения в кольцевом объеме и установлен по посадке во внутреннем диаметре статора с уплотнением на внешней поверхности пусковой трубы с возможностью герметизации внутреннего объема пусковой установки от забортной воды при своем нижнем положении. При этом в нижней внутриотсечной части наружный корпус установлен к пусковой трубе с образованием кольцевого зазора и герметично закрыт нижней крышкой с возможностью подтока воды из кольцевого зазора в нижнюю часть пусковой трубы.Known launcher submarine (RU, p. No. 2648912, publ. 03/28/2018 g), adopted as a prototype and containing a launch tube with an upper outboard and lower inside compartment covers and their drives, conclusions for connecting the ventilation, filling, drainage and equalization lines pressure. An additional outer casing is installed coaxially with the launch tube with the formation of a closed annular volume between them in the upper outboard part, in which a linear electric motor is installed. The stator of the linear electric motor is made in the form of a single design with an outer casing and is isolated from the aqueous medium by a polymer material. The rotor is made in the form of an annular kingston piston with a non-return valve with the possibility of linear controlled movement in the annular volume and is installed by landing in the inner diameter of the stator with a seal on the outer surface of the launch tube with the ability to seal the internal volume of the launcher from sea water at its lower position. At the same time, in the lower intra-compartment part, the outer casing is mounted to the launch tube with the formation of an annular gap and is hermetically closed by the lower cover with the possibility of water inflow from the annular gap into the lower part of the launch tube.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
Нахождение линейного электродвигателя постоянно в водной среде отрицательно сказывается на его надежности и приводит к увеличению коэффициента трения между поверхностями движущихся частей из-за биологического обрастания.Finding a linear electric motor constantly in an aqueous medium negatively affects its reliability and leads to an increase in the coefficient of friction between the surfaces of moving parts due to biological fouling.
Наличие в линейном электродвигателе помимо осевой силы, радиальной электромагнитной силы между статором и ротором, работающей на «разрыв» ротора, снижает надежность электродвигателя и требует увеличения его жесткости и прочности. Радиальная электромагнитная сила приводит к увеличению силы трения между поверхностями ротора и статора, что приводит к повышению потерь мощности при дальнейшем повышении мощности линейного электродвигателя.The presence of a linear motor in addition to the axial force, radial electromagnetic force between the stator and the rotor, working to “break” the rotor, reduces the reliability of the motor and requires an increase in its rigidity and strength. Radial electromagnetic force leads to an increase in the friction force between the surfaces of the rotor and the stator, which leads to an increase in power losses with a further increase in the power of the linear electric motor.
Выполнение ротора линейного электродвигателя в виде поршня и установка ротора в виде поршня между статором и пусковой трубой в одном кольцевом пространстве не позволяет оптимизировать габаритные характеристики пусковой установки, линейного электродвигателя и его мощность. При увеличении высоты ротора возрастает его масса, а при уменьшении высоты ротора снижаются энергетические характеристики электродвигателя. При увеличении рабочей поверхности ротора-поршня значительно увеличиваются его масса и поперечные габариты электродвигателя.The execution of the rotor of the linear electric motor in the form of a piston and the installation of the rotor in the form of a piston between the stator and the launch tube in the same annular space does not allow optimizing the overall characteristics of the launcher, the linear electric motor and its power. With increasing rotor height, its mass increases, and with decreasing rotor height, the energy characteristics of the electric motor decrease. With an increase in the working surface of the rotor-piston, its mass and the transverse dimensions of the electric motor significantly increase.
Использование поршня в качестве кингстона требует наличия специальных устройств осуществляющих поджим поршня на малой глубине (на которой силы, создаваемой забортным давлением, недостаточно для обжима уплотнений) что усложняет конструкцию пусковой установки.Using a piston as a kingston requires the use of special devices for pressing the piston at a shallow depth (at which the force created by the outboard pressure is not enough to compress the seals), which complicates the design of the launcher.
Наличие пусковой трубы увеличивают продольные размеры пусковой установки, а при расположении пусковой установки ортогонально основной оси подводной лодки приводит к возникновению заламывающей силы на изделие в тот момент, когда его носовая часть выходит в набегающий поток воды, а кормовая часть все еще находится в пусковой трубе. Это ограничивает номенклатуру используемых изделий по их прочности.The presence of a launch tube increases the longitudinal dimensions of the launcher, and when the launcher is located orthogonal to the main axis of the submarine, it causes a wringing force on the product at the moment when its bow enters the oncoming water stream and the stern is still in the launch tube. This limits the range of products used for their strength.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков, в частности, компенсация мешающих радиальных электромагнитных сил, повышение удельной мощности пусковой установки и создание компактной электрогидравлической силовой установки.The technical problem is the elimination of these shortcomings, in particular, the compensation of interfering radial electromagnetic forces, increasing the power density of the launcher and the creation of a compact electro-hydraulic power plant.
Техническим результатом изобретения является повышение удельной мощности, надежности, универсальности пусковой установки.The technical result of the invention is to increase the specific power, reliability, versatility of the launcher.
Технический результат достигается тем, что в пусковой установке подводной лодки, включающей наружный корпус, в котором соосно установлен цилиндрический линейный электродвигатель с подвижным ротором, верхнюю забортную и нижнюю внутриотсечную крышки и их приводы, выводы для подключения магистралей заполнения, осушения и уравнивания давления, линейный электродвигатель выполнен с двумя цилиндрическими концентричными статорами, изолированными от водяной среды полимерным материалом, и с одним трубчатым ротором, который выполнен с двухсторонней активной поверхностью и установлен соосно в кольцевом зазоре между статорами с возможностью его перемещения вдоль оси наружного корпуса и компенсацией при этом создаваемых статорами радиальных сил, действующих на ротор, при этом пусковая установка снабжена соосным ротору кольцевым гидравлическим поршнем, который установлен своей внешней боковой поверхностью по подвижной посадке на наружном корпусе над статорами, рабочей поверхностью соединен с ротором, а на внутренней поверхности поршня соосно закреплена направляющая труба, установленная во внутреннем объеме внутреннего статора с образованием кольцевого зазора с возможностью формирования корпусом, поршнем с направляющей трубой и выбрасываемым изделием замкнутой гидравлической полости для создания избыточного давления воды при перемещении поршня и направляющей трубы навстречу выбрасываемому изделию, проходящему внутри направляющей трубы.The technical result is achieved by the fact that in the launcher of the submarine, including the outer casing, in which the cylindrical linear electric motor with a movable rotor is coaxially mounted, the upper outboard and lower intra-compartment covers and their drives, conclusions for connecting the filling, drainage and pressure equalization lines, a linear electric motor made with two cylindrical concentric stators isolated from the aqueous medium by polymeric material, and with one tubular rotor, which is made with two the active surface and is mounted coaxially in the annular gap between the stators with the possibility of its movement along the axis of the outer casing and the compensation of the radial forces exerted by the stators acting on the rotor, while the launcher is equipped with an annular hydraulic piston coaxial to the rotor, which is mounted with its outer side surface a movable landing on the outer casing above the stators, the working surface is connected to the rotor, and a guide tube is coaxially fixed on the inner surface of the piston, installed in the internal volume of the internal stator with the formation of an annular gap with the possibility of forming a closed hydraulic cavity by the body, the piston with the guide tube and the ejected product to create excess water pressure when moving the piston and the guide pipe towards the ejected product passing inside the guide pipe.
Два статора линейного электродвигателя могут быть установлены во внутриотсечной части наружного корпуса пусковой установки.Two stators of a linear electric motor can be installed in the intra-compartment part of the outer shell of the launcher.
Внешний неподвижный цилиндрический статор может быть закреплен к наружному корпусу.An external fixed cylindrical stator can be fixed to the outer casing.
Внешний и внутренний статоры могут быть выполнены кольцевыми в поперечном сечении.The external and internal stators can be made circular in cross section.
Внешний и внутренний статоры могут быть выполнены с симметрично расположенными относительно ротора обмотками.The external and internal stators can be made with windings symmetrically positioned relative to the rotor.
На внутренней и внешней активных поверхностях ротора могут быть установлены постоянные магниты, размещенные в герметичных контейнерах.Permanent magnets placed in sealed containers can be installed on the inner and outer active surfaces of the rotor.
Активная поверхность цилиндрического ротора может быть выполнена из электротехнической стали.The active surface of the cylindrical rotor can be made of electrical steel.
Кольцевой поршень может быть установлен по подвижной посадке с уплотнением.The annular piston can be installed on a movable landing with a seal.
Соединение трубчатого ротора и кольцевого поршня может быть выполнено с проходным сечением для подтока воды из кольцевого пространства, ограниченного наружным корпусом и ротором и поршнем.The connection of the tubular rotor and the annular piston can be made with a bore for water flow from the annular space bounded by the outer casing and the rotor and piston.
Направляющая труба может быть установлена с возможностью ее перемещения во внутреннем объеме внутреннего статора.The guide tube can be installed with the possibility of its movement in the internal volume of the internal stator.
Направляющая труба может быть выполнена с возможностью перемещения изделия внутри направляющей трубы.The guide tube may be configured to move the article inside the guide tube.
Направляющая труба может быть снабжена дорожками для перемещения изделия, установленными на ее внутренней поверхности.The guide tube may be provided with tracks for moving the product mounted on its inner surface.
Направляющая труба может быть выполнена с расточкой по дорожкам на ее внутренней поверхности для перемещения изделия.The guide tube can be made with a bore along the tracks on its inner surface to move the product.
Корпуса гидроцилиндров привода верхней крышки могут быть установлены внутри наружного корпуса с возможностью перемещения кольцевого поршня вдоль них.Cases of hydraulic cylinders of the top cover drive can be installed inside the outer casing with the possibility of moving the annular piston along them.
Корпуса гидроцилиндров привода верхней крышки могут быть установлены внутри наружного корпуса с возможностью перемещения поршня вдоль них.Cases of hydraulic cylinders of the top cover drive can be installed inside the outer casing with the possibility of moving the piston along them.
Установка трубчатого ротора с двумя активными внутренней и внешней поверхностями в кольцевом зазоре между цилиндрическими концентричными соосными статорами, обеспечивает повышение удельной мощности электродвигателя, надежности и универсальности пусковой установки.The installation of a tubular rotor with two active inner and outer surfaces in the annular gap between the cylindrical concentric coaxial stators provides an increase in the electric motor specific power, reliability and universality of the launcher.
Изменение конструкции ротора, а именно выполнение ротора трубчатым позволяет более эффективно использовать объем ротора для получения движущей силы, т.к. можно использовать и внешнюю и внутреннюю поверхность трубчатого ротора, например, для установки постоянных магнитов. Увеличение активной поверхности ротора, взаимодействующей со статорами, повышает удельную мощность электродвигателя. Наличие магнитов на двух активных поверхностях ротора дополнительно увеличивает удельную мощность электродвигателя.Changing the design of the rotor, namely, the execution of the rotor tubular allows you to more efficiently use the volume of the rotor to obtain a driving force, because You can use both the outer and inner surfaces of the tubular rotor, for example, to install permanent magnets. An increase in the active surface of the rotor interacting with the stators increases the specific power of the electric motor. The presence of magnets on the two active surfaces of the rotor further increases the specific power of the electric motor.
Установка двух цилиндрических статоров к двум активным поверхностям трубчатого ротора увеличивает полезную площадь активной поверхности обмоток линейного электродвигателя без увеличения его длины, что увеличивает его удельную мощность, повышает компактность и позволяет уменьшить его габаритные размеры.The installation of two cylindrical stators to two active surfaces of the tubular rotor increases the useful area of the active surface of the windings of the linear electric motor without increasing its length, which increases its specific power, increases compactness and allows to reduce its overall dimensions.
Выполнение цилиндрического ротора трубчатым позволяет установить к его внутренней и внешней активным поверхностям цилиндрические концентричные соосные статоры равной длины, активные поверхности которых обращены к внутренней и внешней поверхностям ротора соответственно. Внутренняя поверхность внешнего статора и внешняя поверхность ротора образуют одну активную зону. А внешняя поверхность внутреннего статора и внутренняя поверхность ротора образуют другую активную зону. При срабатывании линейного электродвигателя, при перемещении ротора в зазоре между статорами, радиальные электромагнитные силы, создаваемые активными зонами каждого статора и ротора в противоположных направлениях, компенсируются. Осевые силы, линейно перемещающие ротор относительно статора вдоль оси наружного корпуса пусковой установки, от двух статоров взаимно усиливаются, что увеличивает удельную мощность электродвигателя.The implementation of the cylindrical rotor tubular allows you to install to its inner and outer active surfaces cylindrical concentric coaxial stators of equal length, the active surfaces of which are facing the inner and outer surfaces of the rotor, respectively. The inner surface of the outer stator and the outer surface of the rotor form one core. And the outer surface of the inner stator and the inner surface of the rotor form another active zone. When the linear motor is triggered, when the rotor moves in the gap between the stators, the radial electromagnetic forces created by the active zones of each stator and rotor in opposite directions are compensated. The axial forces linearly moving the rotor relative to the stator along the axis of the outer shell of the launcher are mutually reinforced from the two stators, which increases the specific power of the electric motor.
Устранение негативного действия радиальных сил уменьшает силу трения и потери мощности на трение и повышает удельную мощность линейного электродвигателя и пусковой установки. Компенсация радиальных сил, действующих на разрыв ротора, повышает надежность электродвигателя и пусковой установки.Eliminating the negative effects of radial forces reduces the friction force and friction power loss and increases the specific power of the linear motor and launcher. Compensation of the radial forces acting on the rupture of the rotor increases the reliability of the electric motor and the launcher.
Увеличение допустимых нагрузок позволяет сократить габариты элементов линейного электродвигателя и разместить пусковую установку в прочном корпусе, что дополнительно повышает надежность его работы и уменьшает коэффициент трения между поверхностями движущихся частей из-за отсутствия биологического обрастания.The increase in permissible loads allows to reduce the dimensions of the elements of the linear electric motor and place the launcher in a durable case, which further increases the reliability of its work and reduces the coefficient of friction between the surfaces of moving parts due to the lack of fouling.
При этом сравнение с пусковой установкой прототипа показывает, что если пусковые установки выполнены с одинаковой мощностью, то пусковая установка с двумя статорами меньше по габаритам. Если пусковые установки выполнены одного объема, то пусковая установка с двумя статорами с большей мощностью.Moreover, a comparison with the prototype launcher shows that if the launchers are made with the same power, the launcher with two stators is smaller in size. If the launchers are made of the same volume, the launcher with two stators with more power.
Конструкция линейного электродвигателя не накладывает ограничений на длину и размер изделий т.к. позволяет увеличить по сравнению с прототипом, высоту трубчатого ротора, находящуюся во взаимодействии со статорами, что увеличивает величину индукции магнитного поля, и суммарную энергию, создаваемую линейным электродвигателем при срабатывании. Возможность изменять высоту ротора, находящуюся во взаимодействии со статором, в широких пределах, позволяет изменять габаритную длину электродвигателя при сохранении диаметра в зависимости от размера изделия и требуемой мощности линейного электродвигателя, что повышает универсальность пусковой установки.The design of the linear electric motor does not impose restrictions on the length and size of the products. compared with the prototype, it allows to increase the height of the tubular rotor, which is in interaction with the stators, which increases the magnitude of the magnetic field induction, and the total energy created by the linear electric motor when triggered. The ability to change the height of the rotor, which interacts with the stator, within wide limits, allows you to change the overall length of the electric motor while maintaining the diameter depending on the size of the product and the required power of the linear electric motor, which increases the versatility of the launcher.
В отличие от прототипа, цилиндрический полый ротор не выполняет функцию поршня и для создания избыточного давления пусковая установка снабжена кольцевым гидравлическим поршнем, соединенным с ротором линейного электродвигателя над статорами. Электрическую энергию линейного электродвигателя преобразуют в возвратно-поступательное перемещение кольцевого гидравлического поршня, т.е. линейный электродвигатель является приводом гидравлического поршня. Установка кольцевого поршня по посадке на наружном корпусе над цилиндрическими статорами увеличивает рабочую поверхность поршня, по сравнению с прототипом, что позволяет увеличить объем выталкиваемой воды при том же ходе поршня, или уменьшить ход, при фиксированном объеме воды. Тем самым повышается удельная мощность пусковой установки и ее универсальность.Unlike the prototype, the cylindrical hollow rotor does not fulfill the function of a piston and to create excess pressure, the launcher is equipped with an annular hydraulic piston connected to the rotor of the linear electric motor above the stators. The electric energy of a linear electric motor is converted into a reciprocating movement of the annular hydraulic piston, i.e. The linear electric motor drives the hydraulic piston. The installation of the annular piston by landing on the outer casing above the cylindrical stators increases the working surface of the piston, compared with the prototype, which allows to increase the volume of water being pushed out during the same piston stroke, or to reduce the stroke, with a fixed volume of water. This increases the specific power of the launcher and its versatility.
Установка поршня по посадке на внутренней поверхности наружного корпуса над статорами линейного электродвигателя также сокращает поперечный размер пусковой установки и позволяет при необходимости увеличить диаметр поршня без увеличения диаметра линейного электродвигателя, увеличив диаметр корпуса над статорами, тем самым также увеличить объем выталкиваемой воды при том же ходе поршня, что повышает универсальность пусковой установки и ее компактность. В сравнении с прототипом, когда поршень находиться в одном кольцевом пространстве со статором, и увеличение его рабочей поверхности невозможно без увеличения диаметра линейного электродвигателя.The installation of a piston for landing on the inner surface of the outer casing above the stators of the linear electric motor also reduces the lateral size of the launcher and, if necessary, increases the diameter of the piston without increasing the diameter of the linear electric motor, increasing the diameter of the casing above the stators, thereby also increasing the volume of water pushed out during the same stroke , which increases the versatility of the launcher and its compactness. Compared with the prototype, when the piston is in the same annular space with the stator, and the increase in its working surface is impossible without increasing the diameter of the linear electric motor.
Кольцевая конструкция поршня обеспечивает возможность прохождения выбрасываемого изделия через центральное отверстие поршня. Направляющая труба, закрепленная на поршне, функционально заменяет пусковую трубу и предназначена для фиксирования изделия на оси наружного корпуса пусковой установки при заряжании и при срабатывании пусковой установки и для задания направления выбрасываемому изделию, проходящему внутри направляющей трубы. Отсутствие пусковой трубы уменьшает продольный размер пусковой установки.The annular piston design allows the ejected product to pass through the central bore of the piston. The guide tube mounted on the piston functionally replaces the launch tube and is designed to fix the product on the axis of the outer shell of the launcher when loading and when the launcher is triggered and to specify the direction of the ejected product passing inside the guide tube. The absence of a launch tube reduces the longitudinal size of the launcher.
Установка направляющей трубы во внутреннем объеме внутреннего статора позволяет сформировать замкнутую гидравлическую полость для создания избыточного давления воды для выбрасывания изделия. Гидравлическая полость образована наружным корпусом, поршнем с направляющей трубой и выбрасываемым изделием, установленным во внутреннем объеме внутреннего статора и в направляющей трубе.The installation of a guide tube in the internal volume of the internal stator allows the formation of a closed hydraulic cavity to create excess water pressure to eject the product. The hydraulic cavity is formed by an outer casing, a piston with a guide tube and an ejected product installed in the internal volume of the inner stator and in the guide tube.
Установка направляющей трубы во внутреннем объеме внутреннего статора обеспечивает повышение компактности установки, позволяя максимально приблизить направляющую трубу к статорам. Конструкция поршня с направляющей трубой не накладывает ограничений на длину изделий, что повышает универсальность пусковой установки.The installation of the guide tube in the internal volume of the internal stator provides an increase in the compactness of the installation, allowing the guide tube to be brought closer to the stators. The design of the piston with a guide tube does not impose restrictions on the length of the products, which increases the versatility of the launcher.
Наличие направляющей трубы, позволяет сократить путь разгона изделия и уменьшить заламывающий момент, за счет выхода изделия из направляющей трубы внутри пусковой установки. Уменьшение заламывающей силы повышает надежность и универсальность пусковой установки за счет того, что можно применять менее прочные изделия или выпускать изделия на большей скорости.The presence of the guide tube allows you to reduce the path of acceleration of the product and reduce the breaking moment, due to the output of the product from the guide tube inside the launcher. Reducing the breaking force increases the reliability and versatility of the launcher due to the fact that you can use less durable products or produce products at a higher speed.
Повышение компактности пусковой установки позволяет установить пусковую установку в отсеке прочного корпуса, что повышает надежность, срок службы, ремонтопригодность пусковой установки.Increasing the compactness of the launcher allows you to install the launcher in the compartment of a durable case, which increases the reliability, service life, maintainability of the launcher.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена общая схема пусковой установки с двумя цилиндрическими статорами, одним трубчатым ротором с постоянными магнитами в исходном положении при верхнем положении кольцевого поршня. На фиг. 2 представлена общая схема пусковой установки в конечном положении при нижнем положении поршня. На фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5 представлены поперечные сечения пусковой установки по плоскостям, указанным на фиг. 1.The device is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general diagram of a launcher with two cylindrical stators, one tubular rotor with permanent magnets in the initial position with the upper position of the annular piston. In FIG. 2 shows a general diagram of the launcher in the final position with the piston in the lower position In FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 shows cross-sections of the launcher along the planes shown in FIG. one.
Пример исполнения пусковой установки. Пусковая установка состоит из наружного цилиндрического корпуса 1 (фиг. 1) снабженного верхней наружной крышкой 2, установленной на забортной части пусковой установки, и нижней внутренней крышкой 3, установленной в отсечной части прочного корпуса подводной лодки. Для установки в стакане прочного корпуса подводной лодки на корпусе выполнен фланец 4. Внутри внутриотсечной части наружного корпуса 1 установлен линейный электродвигатель с одним подвижным трубчатым ротором 7 и двумя неподвижными цилиндрическими концентричными статорами с кольцевым поперечным сечением, внешним 5 и внутренним 6. Цилиндрические статоры 5 и 6 установлены во внутриотсечной части наружного корпуса пусковой установки соосно и концентрично с образованием между ними кольцевого зазора. Внешний статор 5 жестко закреплен на корпусе 1, внутренний статор 6, меньшего диаметра установлен концентрично. В образованный между статорам 5 и 6 кольцевой зазор соосно установлен трубчатый ротор 7 с активными внешней и внутренней поверхностью. Внешний и внутренний статоры 5 и 6 могут быть выполнены с симметричными относительно поверхности ротора обмотками. При этом активные поверхности статоров 5 и 6 с симметричными обмотками обращены к активным внутренней и внешней поверхностям ротора 7 соответственно, образуя симметричные активные зоны, в которых радиально действующие силы, приложенные к противоположным активным зонам, максимально компенсируют друг друга. Ротор 7 установлен с возможностью его линейного перемещения в кольцевом зазоре между статорами 5 и 6 вдоль продольной оси корпуса 1 пусковой установки.Launcher execution example. The launcher consists of an outer cylindrical hull 1 (Fig. 1) equipped with an upper
Конструктивное исполнение статоров 5 и 6 электродвигателя - пазовое, с расположением пазов перпендикулярно направления движения ротора 7. В пазах статоров 5 и 6 предусмотрено закрепление пакетов магнитопровода статора. Магнитопроводы статоров формируют из листовых пакетов электротехнической стали. Защита от воздействия морской воды магнитопроводов осуществляют при помощи заливки его элементов в каналах и пазах статоров 5 и 6 компаундом. Во внутреннем объеме внутреннего статора 6 с образованием кольцевого зазора на упоры устанавливают изделие (не показано). Изделие устанавливают на направляющие 11 в нижней части корпуса и на направляющие 10 в направляющей трубе во внутреннем объеме внутреннего статора 6 (фиг. 1).The design of
Представлен вентильный тип электродвигателя с постоянными магнитами. Ротор 7 выполнен в виде тонкостенной стальной трубы. На внутренней и внешней поверхности ротораA valve type electric motor with permanent magnets is presented. The
7 закреплены постоянные магниты, например, на основе редкоземельных металлов, обладающие высокой намагничивающей силой и устойчивостью к внешним воздействиям. Для защиты от коррозии в морской воде магниты размещают в герметичных контейнерах, изготовленных из немагнитного диэлектрика.7 permanent magnets are fixed, for example, based on rare-earth metals, which have high magnetizing strength and resistance to external influences. To protect against corrosion in sea water, magnets are placed in sealed containers made of non-magnetic dielectric.
Цилиндрический кольцевой гидравлический поршень 8 установлен своей внешней боковой поверхностью по посадке на корпусе 1 над цилиндрическими статорами 5 и 6 соосно ротору 7. Место контакта поршня 8 и корпуса 1 уплотнено. Рабочей поверхностью поршень 8 закреплен к верхней части ротора 7 для перемещения вместе с ротором 7. Соединение ротора 7 и поршня 8 выполнено проницаемо, например, с проходным сечением 17, что обеспечивает подток воды из кольцевого пространства под поршнем 8, ограниченного корпусом 1 и ротором 7.A cylindrical annular
Внутренняя поверхность корпуса 1, рабочая поверхность поршня 8, наружная поверхность направляющей трубы 9 и выбрасываемое изделие формируют замкнутую гидравлическую полость. При подаче питания на линейный электродвигатель создают силу, перемещающую ротор 7, которым перемещают поршень 8 в нижнее положение и создают избыточное давление воды в указанной замкнутой гидравлической полости, что приводит к выбрасыванию изделия из направляющей трубы 9. Гидравлическим поршнем 8 создают избыточное давление в указанной гидравлической полости для выпуска изделия, а ротор 7 часть его линейного привода, который обеспечивает линейное перемещение поршня 8 в цилиндрическом пространстве над статорами 5 и 6 электродвигателя.The inner surface of the
Кольцевой поршень 8 выполнен с возможностью его перемещения вдоль изделия. На внутренней поверхности поршня 8, в его центральном сквозном отверстии, соосно закреплена направляющая труба 9, установленная с возможностью ее перемещения во внутреннем объеме внутреннего статора 6. Направляющая труба 9 выполнена с возможностью перемещения изделия внутри направляющей трубы 9 при заряжании и срабатывании пусковой установки.The
Для фиксирования и направления изделия по оси корпуса 1 пусковой установки при заряжании и срабатывании пусковой установки направляющая труба 9 снабжена дорожками 10 для изделия, установленными на ее внутренней поверхности. Такие же направляющие дорожки 11 установлены на корпусе 1 над внутренней нижней крышкой 3 пусковой установки. Также около внутренней крышки 3 установлен стопор 16 изделия, предназначенный для удержания изделия на упорах до срабатывания пусковой установки. Для дополнительного уменьшения пространства внутри прочного корпуса, занимаемого пусковой установкой, корпуса 12 гидроцилиндров привода верхней крышки 2 установлены внутри корпуса 1 во внутренней полости пусковой установки в качестве направляющих для поршня 8. В поршне 8 выполнены вырезы для прохода приводов наружной крышки 12. Для симметрии помимо приводов через поршень 8 проходит пустотелая направляющая 13, имеющая такой же диаметр. Внутри направляющей проходит трубопровод вентиляции 14, доходящий до верхней крышки 2 пусковой установки. У нижней крышки 3 имеется горловина 15 для подключения магистрали заполнения, осушения и уравнивания давления.To fix and direct the product along the axis of the
Пусковая установка работает следующим образом. В исходном положении пусковая установка осушена, давление в ней равно давлению воздуха в отсеке подводной лодки. Наружная 2 и внутренняя 3 крышки закрыты, ток на обмотках статоров 5 и 6 отсутствует, ротор 7, поршень 8 и направляющая труба 9 находятся в верхнем положении. Для приготовления пусковой установки к выстрелу открывают внутреннюю крышку 3 и через нее загружают изделие на упоры. Вдоль оси корпуса 1 пусковой установки изделие удерживают направляющими дорожками 11 и 10 на корпусе 1 и в направляющей трубе 9. По окончании загрузки изделие фиксируют от продольного перемещения стопором 16. После загрузки изделия внутреннюю крышку 3 закрывают, пусковую установку заполняют водой через горловину 15, при этом воздух вытесняется по трубопроводу вентиляции 14 в отсек подводной лодки. После заполнения пусковой установки водой и выравнивания давления с забортным наружную крышку 3 открывают приводами 12.Launcher works as follows. In the initial position, the launcher is drained, the pressure in it is equal to the air pressure in the compartment of the submarine. The outer 2 and inner 3 covers are closed, there is no current on the windings of the
Срабатывание осуществляют подачей реверсного электропитания на обмотки статоров 5 и 6. При этом под действием движущей силы, создаваемой на роторе 7, поршень 8 при движении вниз создает избыточное давление воды в гидравлической замкнутой полости образованной самим поршнем 8, корпусом 1 пусковой установки, статором 6 и направляющей трубой 9 и изделием, вследствие чего изделие начинает перемешаться внутри направляющей трубы 9 к верхней крышке 2 пусковой установки, а поршень 8 и направляющая труба 9 - к нижней крышке 3 навстречу друг другу. В определенный момент изделие выходит из направляющей трубы 9 и, продолжая движение по инерции в объеме между корпусами гидроцилиндров 12, покидает пусковую установку.The operation is carried out by supplying reverse power to the windings of the
При срабатывании электродвигателя и пусковой установки, ротор 7 линейно перемещают в кольцевом зазоре между статорами 5 и 6, поршень 8 перемещают в объеме корпуса 1 между статорами 5 и 6 и верхней крышкой 2, направляющую трубу 9 перемещают в объеме корпуса 1 и во внутреннем объеме внутреннего статора 6.When the motor and the launcher are triggered, the
Режим работы линейного электродвигателя регулируют в зависимости от вида изделия и входных параметров, например, скорости подводной лодки и глубины использования пусковой установки.The operating mode of the linear electric motor is regulated depending on the type of product and input parameters, for example, the speed of the submarine and the depth of use of the launcher.
После прохождения рабочего хода поршня 8, достаточного для выброса изделия, линейный электродвигатель автоматически по команде от блока управления переключают на возврат в исходное положение, вплоть до безударной остановки поршня 8 в крайнем верхнем положении. Затем закрывают верхнюю забортную крышку 2 и пусковую установку осушают.After passing the
Таким образом, изобретение обеспечивает повышение удельной мощности, надежности и универсальности пусковой установки.Thus, the invention provides increased power density, reliability and versatility of the launcher.
Claims (14)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101053A RU2703752C1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Submarine launcher |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019101053A RU2703752C1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Submarine launcher |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703752C1 true RU2703752C1 (en) | 2019-10-22 |
Family
ID=68318385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019101053A RU2703752C1 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Submarine launcher |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703752C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008125809A1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-23 | Strachan & Henshaw Limited | A payload deployment system |
| RU2343391C2 (en) * | 2006-12-13 | 2009-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Transport and firing container |
| JP2009512835A (en) * | 2005-10-24 | 2009-03-26 | ストラチャン アンド ヘンショウ リミテッド | Payload expansion system |
| EP2112454A2 (en) * | 2008-04-26 | 2009-10-28 | Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH | Launcher |
| RU2581633C1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Transport and launch container |
| RU2648912C1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-03-28 | АО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (АО "СПМБМ "Малахит") | Submarine launcher |
-
2019
- 2019-01-10 RU RU2019101053A patent/RU2703752C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009512835A (en) * | 2005-10-24 | 2009-03-26 | ストラチャン アンド ヘンショウ リミテッド | Payload expansion system |
| RU2343391C2 (en) * | 2006-12-13 | 2009-01-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Transport and firing container |
| WO2008125809A1 (en) * | 2007-04-11 | 2008-10-23 | Strachan & Henshaw Limited | A payload deployment system |
| EP2112454A2 (en) * | 2008-04-26 | 2009-10-28 | Howaldtswerke-Deutsche Werft GmbH | Launcher |
| RU2581633C1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Transport and launch container |
| RU2648912C1 (en) * | 2017-03-14 | 2018-03-28 | АО "Санкт-Петербургское морское бюро машиностроения "Малахит" (АО "СПМБМ "Малахит") | Submarine launcher |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9508514B2 (en) | Switchgear operating mechanism | |
| RU2648912C1 (en) | Submarine launcher | |
| KR101236593B1 (en) | Fluid-working machine | |
| US5099745A (en) | Apparatus and method for designing a specially ported torpedo launching system to damp a seawater piston | |
| CN103277353B (en) | Unmanned aerial vehicle low impact catapult pneumatic and hydraulic system | |
| KR20100086295A (en) | Weapon firing device of submarine | |
| US3631760A (en) | Pneumatic torpedo launcher with hydraulic operated snubber | |
| CN110494656B (en) | Electrohydraulic system for underwater use with an electrohydraulic actuator | |
| US6854409B1 (en) | Rotary electromagnetic launch tube | |
| CN104101478A (en) | Structure immersing experiment emission device | |
| RU2703752C1 (en) | Submarine launcher | |
| JP2006208094A (en) | Impact testing device | |
| CN116853464A (en) | Magnetomotive braking structure and load release device | |
| CN107435667B (en) | Piezoelectric ceramic driven jet pipe electro-hydraulic servo valve | |
| KR101951263B1 (en) | Underwater engine consisting of launching system of underwater vehicle | |
| CN103939517A (en) | Method for resisting over shock for shock resistant magnetorheological shock absorber | |
| CN113932663B (en) | Reverse air injection load-reducing device | |
| KR20120135116A (en) | Underwater engine consisting of auto-start launching system of underwater vehicle | |
| US5375502A (en) | Fast-acting valve for projective launching systems | |
| CN114543589B (en) | Full-immersion multi-joint electromagnetic emission device | |
| CN103754529A (en) | Steam catapult with double cylinder ends and valves at two ends | |
| CN110939632B (en) | Giant magnetostrictive electro-hydrostatic actuator | |
| US3379272A (en) | Pneumatic explosion generator | |
| CN116923676A (en) | Vortex brake structure and load release device | |
| EP2206940A1 (en) | Valve actuator |