RU2820533C1

RU2820533C1 - Rocket launching container

Info

Publication number: RU2820533C1
Application number: RU2023126109A
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Еремин; Алексей Сергеевич Черкасов; Михаил Владимирович Карпов; Евгений Николаевич Шмыков
Original assignee: Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова"
Filing date: 2023-10-12
Publication date: 2024-06-05

Abstract

FIELD: rocket launchers.

SUBSTANCE: invention relates to rocket launchers, particularly, to launching containers. Rocket launching container comprises cylindrical housing. A metal ring of a stepped profile is put on the outside of the housing. At the same time part of the ring from the end protrudes beyond the housing. A front releasable cover is attached to the protruding part of the ring, which is made with bulges at the points of conjugation of the conical and circular surfaces. A seal is installed between the ring and the cover. On the ring there is a groove, in which an elastic ring with a cutout is installed. Inner surface of releasable cover is formed by conjugation of two conical and one circular surfaces symmetrical about its central axis. Between the housing and the cover there is a band spring. Spring has variable thickness with minimum thickness in areas of greatest bending.

EFFECT: enabling reduction of disturbances acting on the rocket when it leaves the container, reducing the stiffness of the band spring while maintaining its operability, as well as simplifying the design and manufacturing technology of the container.

4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в конструкциях транспортно-пусковых контейнеров, предназначенных для хранения, транспортирования и пуска ракет.The invention relates to rocket technology and can be used in the design of transport and launch containers intended for storing, transporting and launching missiles.

Известен контейнер для запуска ракеты, описанный в патенте на изобретение РФ № 2114370, и выбранный нами в качестве прототипа. Он содержит цилиндрический корпус, с торца которого закреплена передняя сбрасываемая крышка с неплоской внутренней поверхностью, ленточную пружину, установленную между корпусом и крышкой, а также упругое кольцо с вырезом, размещенное в проточке, выполненной в корпусе. Также в проточке корпуса выполнена фаска, контактирующая с фаской кольца. При движении ракеты в контейнере ее носовая часть упирается в ленточную пружину, которая прогибается в полость, образованную выступами на внутренней поверхности крышки. Незакрепленный конец пружины перемещается и выходит из выреза упругого кольца. При дальнейшем давлении носовой части ракеты на крышку через ленточную пружину и взаимодействия фасок кольца и крышки, кольцо убирается в проточку на крышке контейнера и происходит открытие контейнера. Такое устройство позволяет снизить требования к жесткости крышки при уменьшении ее массы и тем самым уменьшить возмущающее действие на ракету. Кроме того, выполнение выступов в центральной части крышки дает возможность уменьшить прогиб ленточной пружины для полного выхода ее незакрепленного конца из выреза упругого кольца при воздействии на пружину носовой части ракеты. Это также уменьшает габариты крышки, ее массу и, следовательно, воздействие возмущений на ракету при ее выходе из контейнера.A container for launching a rocket is known, described in the RF patent for invention No. 2114370, and chosen by us as a prototype. It contains a cylindrical body, at the end of which a front resettable cover with a non-flat inner surface is fixed, a ribbon spring installed between the body and the cover, as well as an elastic ring with a cutout placed in a groove made in the body. There is also a chamfer in the groove of the body that is in contact with the chamfer of the ring. When the rocket moves in the container, its nose rests against a ribbon spring, which bends into the cavity formed by the protrusions on the inner surface of the lid. The loose end of the spring moves and comes out of the cutout of the elastic ring. With further pressure from the nose of the rocket onto the lid through the band spring and the interaction of the chamfers of the ring and the lid, the ring is retracted into the groove on the container lid and the container opens. Such a device makes it possible to reduce the requirements for the rigidity of the cover while reducing its mass and thereby reduce the disturbing effect on the rocket. In addition, the implementation of protrusions in the central part of the cover makes it possible to reduce the deflection of the ribbon spring so that its loose end completely exits the cutout of the elastic ring when the spring is acted upon by the nose of the rocket. This also reduces the size of the cover, its mass and, consequently, the impact of disturbances on the rocket as it exits the container.

Недостатком данного технического решения является то, что крышка контейнера, которая изготавливается преимущественно из пластмасс (материал, который обладает низкой себестоимостью и небольшим удельным весом) методом литья под давлением, по возможности не должна иметь выступов, а если этого избежать невозможно, то следует вводить ребра жесткости или проектировать сборную конструкцию (И.Я. Алыпиц, Н.Ф. Анисимов, Б.Н. Благов «Проектирование деталей из пластмасс» справочник. Издательство «Машиностроение», Москва 1969 г., стр. 76-78, 114-116). Что приводит к усложнению технологии изготовления деталей, а также увеличению толщины и массы крышки, что повышает возмущения, действующие на ракету при выходе из контейнера. Кроме того, толщина ленточной пружины, один конец которой размещен в вырезе упругого кольца, а другой закреплен на внутренней стороне крышки должна быть соизмерима с толщиной упругого кольца для исключения деформации или перекоса пружины с последующим заклиниванием при ее изгибе. Это обуславливает большую жесткость пружины, что также повышает возмущающие действия на ракету.The disadvantage of this technical solution is that the container lid, which is made mainly of plastics (a material that has low cost and low specific gravity) by injection molding, should, if possible, have no protrusions, and if this cannot be avoided, then ribs should be introduced rigidity or design a prefabricated structure (I.Ya. Alypits, N.F. Anisimov, B.N. Blagov “Design of plastic parts” reference book. Publishing house “Machine Building”, Moscow 1969, pp. 76-78, 114-116 ). This leads to a complication of the technology for manufacturing parts, as well as an increase in the thickness and mass of the cover, which increases the disturbances acting on the rocket when leaving the container. In addition, the thickness of the ribbon spring, one end of which is placed in the cutout of the elastic ring, and the other is fixed on the inside of the cover, must be commensurate with the thickness of the elastic ring to avoid deformation or misalignment of the spring with subsequent jamming when it bends. This causes greater spring stiffness, which also increases the disturbing effects on the rocket.

Еще одним недостатком такой конструкции является то, что проточка под установку упругого кольца с вырезом выполнена в цилиндрическом корпусе контейнера, который изготавливается преимущественно из стеклопластиков методом намотки. А при механической обработке стеклопластика происходит его расслоение, невыполнение требуемых размеров, что уменьшает прочность изделия, и быстрый износ инструмента (В.А. Калинчев, М.С. Макаров «Намотанные стеклопластики», Москва, издательство «Химия», 1986 г., стр. 229-230). Поэтому в начале работы стартового двигателя до выхода ракеты из контейнера вследствие избыточного давления возможно разрушение корпуса контейнера по месту проточки, что приводит к сильным воздействиям на ракету.Another disadvantage of this design is that the groove for installing the elastic ring with a cutout is made in the cylindrical body of the container, which is made mainly of fiberglass by the winding method. And during mechanical processing of fiberglass, it delaminates, failure to meet the required dimensions, which reduces the strength of the product, and rapid wear of the tool (V.A. Kalinchev, M.S. Makarov “Wound fiberglass”, Moscow, Khimiya publishing house, 1986, pp. 229-230). Therefore, at the beginning of the starting engine operation before the rocket exits the container, due to excess pressure, the container body may be destroyed at the point of the groove, which leads to strong impacts on the rocket.

Задачей данного изобретения является уменьшение возмущений, действующих на ракету при выходе ее из контейнера, а также упрощение конструкции и технологии изготовления контейнера.The objective of this invention is to reduce the disturbances acting on the rocket when it leaves the container, as well as to simplify the design and manufacturing technology of the container.

Решение поставленной задачи достигается контейнером для запуска ракеты, который содержит цилиндрический корпус, с торца которого закреплена передняя сбрасываемая крышка с неплоской внутренней поверхностью, ленточную пружину, установленную между корпусом и крышкой, а также упругое кольцо с вырезом, размещенное в наружной проточке, при этом, новым является то, что снаружи на корпус надето металлическое кольцо ступенчатого профиля, таким образом, что часть кольца с торца выступает за корпус и к этой выступающей части прикреплена передняя сбрасываемая крышка, выполненная с утолщениями в местах сопряжений конусных и круговой поверхностей, при этом, между кольцом и крышкой установлено уплотнение, на самом кольце выполнена проточка в которое установлено упругое кольцо с вырезом, также внутренняя поверхность сбрасываемой крышки образована сопряжением двух конусных и круговой поверхностями, симметричных относительно ее центральной оси. Также ленточная пружина выполнена переменной толщины таким образом, на участках наибольшего изгиба ее толщина наименьшая.The solution to the problem is achieved by a container for launching a rocket, which contains a cylindrical body, at the end of which a front ejectable cover with a non-flat inner surface is fixed, a ribbon spring installed between the body and the cover, as well as an elastic ring with a cutout placed in the outer groove, while what is new is that a metal ring of a stepped profile is put on the outside of the body, so that part of the ring at the end protrudes beyond the body and a front resettable cover is attached to this protruding part, made with thickenings at the junctions of the conical and circular surfaces, while, between A seal is installed between the ring and the lid, on the ring itself there is a groove in which an elastic ring with a cutout is installed, and the inner surface of the resettable lid is formed by the conjugation of two conical and circular surfaces, symmetrical about its central axis. Also, the tape spring is made of variable thickness so that in areas of greatest bending its thickness is the smallest.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1-3 изображена конструкция контейнера со ступенчатым металлическим кольцом и крышкой в сборе, на фиг. 4 - крышка при срабатывании ленточной пружины и упругого кольца, на фиг. 5 - конструкция крышки контейнера, а на фиг. 6 - конструкция ленточной пружины.The present invention is illustrated by graphic materials, where in Fig. 1-3 shows the design of a container with a stepped metal ring and a lid assembly; FIG. 4 - cover when the band spring and elastic ring are activated, in Fig. 5 - design of the container lid, and in FIG. 6 - tape spring design.

Контейнер для запуска ракеты содержит цилиндрический корпус 1 со ступенчатым металлическим кольцом 2, передней сбрасываемой крышкой 3, закрепленной на кольце 2, уплотнение 4, размещенное между кольцом 2 и крышкой 3, а также ракету 5, установленную внутри контейнера. Наружный диаметр 27 ступенчатого металлического кольца 2 больше наружного диаметра 28 корпуса 1, длина свободной внутренней поверхности 29 кольца 3 больше толщины 30 крышки 3. Упругое кольцо 6 установлено в проточки 7 и 8, выполненные в ступенчатом металлическом кольце 2 и крышке 3 соответственно. Фаска 9 упругого кольца 6 контактирует с фаской 10 проточки 7 ступенчатого кольца 2. Внутренняя поверхность крышки 3 образована сопряжением конусных поверхностей 11 и 12, а также круговой поверхностью 13, симметричных относительно оси 14. Сопряженные конусная поверхность 12 и круговая поверхность 13 образуют полость 18. Стенка крышки 3 выполнена одинаковой толщины на прямолинейных участках 15 с утолщениями 16 в местах сопряжения поверхностей и в центральной круговой части 13. Напротив сопряжения 19 двух конусных поверхностей 11 и 12 установлена ленточная пружина 17, один конец которой закреплен винтом 20 вне полости 18 на внутренней поверхности крышки 3, а другой конец через паз 21 на крышке 3 размещен в вырезе 22 кольца 6. При этом боковые поверхности 23 пружины 17 контактируют с торцами 24 упругого кольца 6, а ленточная пружина 17 выполнена с уменьшенной площадью сечения 25 на участках наибольшего изгиба 26 при ее срабатывании.The container for launching a rocket contains a cylindrical body 1 with a stepped metal ring 2, a front release cover 3 mounted on ring 2, a seal 4 placed between ring 2 and cover 3, as well as a rocket 5 installed inside the container. The outer diameter 27 of the stepped metal ring 2 is greater than the outer diameter 28 of the body 1, the length of the free inner surface 29 of the ring 3 is greater than the thickness 30 of the cover 3. The elastic ring 6 is installed in the grooves 7 and 8, made in the stepped metal ring 2 and the cover 3, respectively. The chamfer 9 of the elastic ring 6 is in contact with the chamfer 10 of the groove 7 of the step ring 2. The inner surface of the cover 3 is formed by the conjugation of conical surfaces 11 and 12, as well as a circular surface 13, symmetrical about the axis 14. The conjugate conical surface 12 and the circular surface 13 form a cavity 18. The wall of the cover 3 is made of the same thickness in straight sections 15 with thickenings 16 at the points of mating surfaces and in the central circular part 13. Opposite the mating 19 of two conical surfaces 11 and 12, a ribbon spring 17 is installed, one end of which is fixed with a screw 20 outside the cavity 18 on the inner surface cover 3, and the other end through the groove 21 on the cover 3 is placed in the cutout 22 of the ring 6. In this case, the side surfaces 23 of the spring 17 are in contact with the ends 24 of the elastic ring 6, and the band spring 17 is made with a reduced cross-sectional area 25 in areas of greatest bending 26 at its triggering.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При движении ракеты 5 по контейнеру ее носовая часть упирается в ленточную пружину 17, которая установлена напротив сопряжения 19 конусных поверхностей 11 и 12, представляющее собой кольцевую опорную поверхность для участков 26 пружины 17. Дальнейшее движение ракеты 5 прогибает центральную часть пружины 17 в полость 18, образованную поверхностями 12 и 13. При этом, наибольшая величина изгиба у пружины 17 образуется на участках 26 с уменьшенной площадью поперечного сечения 25. А уменьшение площади поперечного сечения уменьшает момент инерции сечения пружины 17 и снижает ее жесткость (В.А. Заплетохин «Конструирование деталей механических устройств» справочник. Ленинград, «Машиностроение», Ленинградское отделение 1990, стр. 213-216), и соответственно позволяет уменьшить возмущающие воздействия на ракету 5 при выходе ее из контейнера. Прогиб центральной части пружины 17 в полость 18 приводит к перемещению незакрепленного конца пружины в пазе 21 крышки 3 до полного его выхода из выреза 22 упругого кольца 6. Боковые поверхности 23 пружины 17 перестают контактировать с торцами 24 кольца 6, что позволяет перемещаться концам кольца с изменением его диаметра. При дальнейшем движении ракеты 5 через пружину 17 происходит воздействие носовой части ракеты 5 на круговую поверхность 13 крышки 3. Симметричность сопряженных конусных 11, 12 и круговой поверхности 13 крышки 3 относительно ее центральной оси 14 обеспечивают равномерное распределение возмущающих воздействий на поверхность носовой части ракеты 5 что исключает перекос при выходе ее из контейнера, а наличие утолщений 16 в местах сопряжений поверхностей крышки 3 и в центральной круговой части 13 сохраняют необходимую прочность крышки. Выполнение стенки крышки 3 одинаковой толщины на прямолинейных участках 15 позволяют минимизировать массу крышки 3. При этом увеличенная толщина ленточной пружины 17 в центральной ее части, в месте крепления вином 20 и на конце, размещенном в вырезе 22 упругого кольца 6 исключает заклинивание, перекос и деформацию пружины 17 во время срабатывания. За счет последующего давления носовой части ракеты 5 через пружину 17 на поверхность крышки 3 кольцо 6, выполненной на нем фаской 9 взаимодействует с фаской 10 в проточке 7 ступенчатого металлического кольца 2 контейнера. Вследствие сжатия упругое кольцо 6 утопает в проточку 8 на крышке 3. Дальнейшее усилие ракеты 5 и ленточной пружины 17 отделяет крышку 3 от корпуса 1 и открывает контейнер для выхода ракеты 5.The device operates as follows. When the rocket 5 moves through the container, its nose part rests against the ribbon spring 17, which is installed opposite the interface 19 of the conical surfaces 11 and 12, which is an annular supporting surface for sections 26 of the spring 17. Further movement of the rocket 5 bends the central part of the spring 17 into the cavity 18, formed by surfaces 12 and 13. At the same time, the greatest bending value of the spring 17 is formed in areas 26 with a reduced cross-sectional area 25. And a decrease in the cross-sectional area reduces the moment of inertia of the cross-section of the spring 17 and reduces its rigidity (V.A. Zapletokhin “Design of parts mechanical devices" reference book. Leningrad, "Mechanical Engineering", Leningrad branch 1990, pp. 213-216), and accordingly allows to reduce the disturbing effects on the rocket 5 when it leaves the container. The deflection of the central part of the spring 17 into the cavity 18 leads to the movement of the loose end of the spring in the groove 21 of the cover 3 until it completely exits the cutout 22 of the elastic ring 6. The side surfaces 23 of the spring 17 cease to contact the ends 24 of the ring 6, which allows the ends of the ring to move with changes its diameter. With the further movement of the rocket 5 through the spring 17, the nose of the rocket 5 impacts the circular surface 13 of the cover 3. The symmetry of the conjugate cones 11, 12 and the circular surface 13 of the cover 3 relative to its central axis 14 ensures a uniform distribution of disturbing influences on the surface of the nose of the rocket 5, which eliminates distortion when leaving the container, and the presence of thickenings 16 at the interfaces between the surfaces of the lid 3 and in the central circular part 13 maintains the necessary strength of the lid. Making the wall of the cover 3 of the same thickness in straight sections 15 allows us to minimize the weight of the cover 3. At the same time, the increased thickness of the ribbon spring 17 in its central part, at the point of fastening with screw 20 and at the end located in the cutout 22 of the elastic ring 6 eliminates jamming, distortion and deformation springs 17 during actuation. Due to the subsequent pressure of the nose part of the rocket 5 through the spring 17 on the surface of the cover 3, the ring 6, the chamfer 9 made on it, interacts with the chamfer 10 in the groove 7 of the stepped metal ring 2 of the container. Due to compression, the elastic ring 6 sinks into the groove 8 on the cover 3. Further force of the rocket 5 and the ribbon spring 17 separates the cover 3 from the body 1 and opens the container for the rocket 5 to exit.

Наличие ступенчатого металлического кольца 2 большего диаметра 27 со стороны переднего торца корпуса 1 контейнера и выполнение на его свободной поверхности 29 проточки 7 под установку кольца 17 исключает нарушение структуры материала при механической обработке металлической детали и обеспечивает как необходимую прочность контейнера в месте ослабления, так и уменьшает износ инструмента. Кроме того, закрепление крышки 3 на кольце 2 позволяет выполнить переднюю часть контейнера отдельным узлом, что упрощает технологию общей сборки, а превышение длины свободной внутренней поверхности 29 кольца 2 над толщиной 30 крышки 3 дает возможность применить различные способы их совместного монтажа.The presence of a stepped metal ring 2 of larger diameter 27 on the side of the front end of the container body 1 and the execution of a groove 7 on its free surface 29 for installation of the ring 17 eliminates disruption of the material structure during machining of the metal part and provides both the necessary strength of the container at the point of weakening and reduces tool wear. In addition, fastening the cover 3 to the ring 2 allows the front part of the container to be made as a separate unit, which simplifies the overall assembly technology, and the excess of the length of the free inner surface 29 of the ring 2 over the thickness 30 of the cover 3 makes it possible to use various methods of their joint installation.

Сущность данного изобретения заключается в том, что за счет применения в конструкции контейнера ступенчатого металлического кольца большего диаметра обеспечивается его прочность и технологичность, за счет выполнения внутренней поверхности крышки сопряжением конусных и круговой поверхностей при равномерной толщины стенок крышки на прямолинейных участках обеспечивается как требуемая форма для установки и срабатывания ленточной пружины, так и необходимая прочность крышки при ее оптимальной массе, а выполнение ленточной пружины переменной толщины позволяет уменьшить ее жесткость при сохранении ее работоспособности.The essence of this invention lies in the fact that due to the use of a stepped metal ring of larger diameter in the container design, its strength and manufacturability are ensured; by making the inner surface of the lid a conjugation of conical and circular surfaces with uniform thickness of the lid walls in straight sections, the required shape for installation is ensured and the actuation of the band spring, as well as the required strength of the cover with its optimal mass, and the implementation of the band spring of variable thickness makes it possible to reduce its rigidity while maintaining its performance.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается прочность и технологичность конструкции, достигается уменьшение возмущений, действующих на ракету за счет снижения массы открывающейся крышки при сохранении ее прочностных характеристик и уменьшения жесткости ленточной пружины при сохранении ее работоспособности.Thus, the proposed device ensures the strength and manufacturability of the design, achieving a reduction in disturbances acting on the rocket by reducing the mass of the opening lid while maintaining its strength characteristics and reducing the rigidity of the ribbon spring while maintaining its performance.

Claims

1. A container for launching a rocket, containing a cylindrical body, at the end of which a front ejectable cover with a non-flat inner surface is attached, a ribbon spring installed between the body and the cover, as well as an elastic ring with a cutout placed in the outer groove, characterized in that on the outside a metal ring of a stepped profile is put on the body in such a way that part of the ring at the end protrudes beyond the body and the front resettable cover is attached to this protruding part, on the ring itself there is a groove in which an elastic ring with a cutout is installed, and the inner surface of the resettable cover is formed by pairing two conical and circular surfaces, symmetrical about its central axis.

2. A container for launching a rocket, made according to claim 1, characterized in that a seal is installed between the ring and the lid.

3. Container for launching a rocket, made according to paragraphs. 1, 2, characterized in that the front reset cover is made with thickenings at the junctions of the conical and circular surfaces.

4. Container for launching a rocket, made according to paragraphs. 1-3, characterized in that the band spring is made of variable thickness in such a way that in areas of greatest bending its thickness is minimal.