RU55959U1

RU55959U1 - TOWED REEL

Info

Publication number: RU55959U1
Application number: RU2006110850/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Беляев; Сергей Анатольевич Дрочнев; Зиновий Шлемович Залманов; Александр Иванович Калинин; Анатолий Васильевич Каньшин; Анатолий Михайлович Осадчий
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2006-08-27

Abstract

Полезная модель относится к области морской техники, в частности к подводным движущимся объектам с телеуправлением. Буксируемая катушка кабельной линии связи подводного движущегося объекта с пусковой платформой, содержит цилиндрический корпус с носовым обтекателем и хвостовыми стабилизаторами, бобины с трос-кабелем и кабелем управления, размещенные соответственно в носовой и хвостовой частях катушки, узлы крепления к хвостовой части подводного движущегося объекта и замковый механизм с элементом управления, выполненный в виде петли, выведенной из намотки бобины с трос-кабелем за определенное число витков до конца намотки, выполненной с закруткой трос-кабеля вокруг его продольной оси одним оборотом на каждый виток, при этом каждый из последних после петли витков намотки прикреплен к конструктивным элементам бобины. В бобинах предусмотрена внутренняя размотка, при этом трос-кабель выводится из катушки через отверстие в цилиндрической части корпуса, расположенное между обтекателем и центром масс катушки, а кабель управления - через отверстие хвостового узла крепления, что позволяет предотвратить пересечение трос-кабелем следа размотанного кабеля управления на всех этапах движения катушки после отделения от подводного движущегося объекта и буксировки пусковой платформой. При изготовлении катушки каждый слой намотки бобины с кабелем управления пропитывается приклеивающим составом с графитовым наполнителем, что обеспечивает стационарность размотки кабеля управления, без спадания витков, и позволяет проводить контроль сопротивления изоляции кабеля. Полезная модель буксируемой катушки позволяет повысить надежность кабельной линии связи и упростить конструкцию катушки путем оптимальной компоновки ее составных частей. 6 зависимых пунктов формулы. 3 иллюстрации.The utility model relates to the field of marine engineering, in particular to underwater moving objects with remote control. The towed coil of the cable line of communication between the underwater moving object and the launch platform contains a cylindrical body with a nose fairing and tail stabilizers, bobbins with a cable cable and a control cable located respectively in the bow and tail parts of the coil, attachment points to the tail of the underwater moving object and a lock a mechanism with a control element made in the form of a loop withdrawn from the winding of a bobbin with a cable cable for a certain number of turns to the end of the winding made with a twist t oc-cable about its longitudinal axis one revolution for each revolution, each of the last turns of the winding after the loop is attached to the structural members of the bobbin. The reels are provided with internal unwinding, while the cable cable is led out of the coil through an opening in the cylindrical part of the body located between the cowl and the center of mass of the coil, and the control cable is through the hole of the tail mount, which prevents the cable from crossing the track of the unwound control cable at all stages of the movement of the coil after separation from the underwater moving object and towing the launch platform. In the manufacture of the coil, each winding layer of the bobbin with a control cable is impregnated with a graphite-filled adhesive composition, which ensures the control cable unwinding is stationary, without the coils falling off, and allows monitoring the cable insulation resistance. A useful model of a towed coil allows you to increase the reliability of the cable communication line and simplify the design of the coil by the optimal layout of its components. 6 dependent claims. 3 illustrations.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к области морской техники, в частности к подводным движущимся объектам (ПДО) (торпедам, подводным ракетам, научно-исследовательским аппаратам и т.п.).The proposed utility model relates to the field of marine engineering, in particular to underwater moving objects (PDOs) (torpedoes, underwater missiles, research vehicles, etc.).

Одним из наиболее эффективных способов управления ПДО является управление им с пусковой платформы по кабельным (проводным или волоконно-оптическим) линиям связи передачи информации.One of the most effective ways to control PDO is to control it from the launch platform on cable (wired or fiber-optic) information communication lines.

Основными условиями целостности линии связи являются отсутствие протаскивания тонкого кабеля управления относительно плотной окружающей среды (морской воды) и его попадания на корпусные элементы пусковой платформы и, особенно, в зону действия движителя.The main conditions for the integrity of the communication line are the absence of dragging a thin control cable in a relatively dense environment (sea water) and its getting on the hull elements of the launch platform and, especially, in the range of the mover.

Выполнение этих условий обеспечивается применением двухкатушечной схемы построения линии связи, при которой кабель управления свободно разматывается из катушки, являющейся принадлежностью пусковой платформы (корабельная катушка), и катушки, установленной внутри ПДО, исключающих протаскивание кабеля управления. Отведение из опасной зоны осуществляется исполнением корабельной катушки. Известны два варианта выполнения корабельной катушки: в виде шланговой, закрепленной стационарно в пусковом аппарате, пусковой платформы, в которой кабель управления разматывается сквозь защитную трубку, либо - буксируемой на трос-кабеле заданной длины пусковой платформой. Буксируемая катушка устанавливается на хвостовой части ПДО и выводится из аппарата пусковой платформы на безопасное расстояние, отделяется от ПДО и подхватывается на буксировку трос-кабелем, связанным с пусковой платформой.The fulfillment of these conditions is ensured by the use of a two-coil circuit for constructing a communication line in which the control cable is freely unwound from the coil, which is an accessory of the launch platform (ship’s coil), and the coil installed inside the PDO, eliminating the pulling of the control cable. Diversion from the danger zone is carried out by the execution of a ship's coil. Two versions of the ship’s reel are known: in the form of a hose, fixed permanently in the launch apparatus, a launch platform in which the control cable is unwound through a protective tube, or - a launch platform towed on a cable-cable of a given length. The towed coil is installed on the tail end of the PDO and is removed from the launch platform apparatus to a safe distance, is separated from the PDO and picked up for towing by a cable connected to the launch platform.

Известны ПДО, снабженные шланговой катушкой, например, по патенту Великобритании №1214801 от 23.08.65 г., В 7 А (F 42 B 19/00).PDO are known, equipped with a hose reel, for example, according to UK patent No. 1214801 from 08.23.65, B 7 A (F 42 B 19/00).

Также известны ПДО с буксируемой катушкой с горизонтальным (консольным) креплением катушки к ПДО и УГСТ - с вертикальным креплением (Оружие и технологии России, Энциклопедия XXI век, Вооружение ВМФ, том III, M., 2001 г.)Also known are PDOs with a towed coil with horizontal (cantilever) mounting of the coil to PDO and UGST - with vertical mounting (Weapons and Technologies of Russia, Encyclopedia of the XXI Century, Armament of the Navy, Volume III, M., 2001)

Известна также, буксируемая катушка кабельной линии связи телеуправляемого ПДО с пусковой платформой, содержащая цилиндрический корпус с носовым обтекателем и хвостовыми стабилизаторами, бобины с трос-кабелем и кабелем управления, узел крепления к хвостовой части ПДО, и замковый механизм с элементом управления, выполненным в виде петли, выведенной из намотки бобины с трос-кабелем. Бобина с трос-кабелем установлена в хвостовой части катушки и его размотка осуществляется назад по ее продольной оси, а бобина с кабелем управления - в носовой части и разматывается через замковый механизм узла крепления с переходом по корпусу катушки назад, параллельно ее продольной оси.Also known is a towed coil of a cable line of communication of a remote-controlled PDO with a launch platform, containing a cylindrical body with a nose fairing and tail stabilizers, bobbins with a cable cable and a control cable, an attachment unit to the tail of the PDO, and a locking mechanism with a control element made in the form the loop removed from the winding of the reel with a cable cable. A bobbin with a cable-cable is installed in the rear part of the coil and it is unwound back along its longitudinal axis, and a bobbin with a control cable is installed in the bow and unwound through the locking mechanism of the attachment unit with the transition along the coil body back parallel to its longitudinal axis.

Например, по патентам RU 2229096 С1 от 15.12.2002 г. F 42 B 19/10, F 41 G 7/32 и RU 2260169 С1 от 07.06.2004 г. F 42 B 19/10, F 41 G 7/32 на конструкцию буксируемой катушки, последний из которых принят в качестве прототипа для предлагаемой полезной модели.For example, according to patents RU 2229096 C1 dated December 15, 2002 F 42 B 19/10, F 41 G 7/32 and RU 2260169 C1 dated 07/07/2004 F 42 B 19/10, F 41 G 7/32 on towed coil design, the last of which is adopted as a prototype for the proposed utility model.

Недостатком данного устройства является подхват и протаскивание трос-кабелем, ранее вымотанного из катушки кабеля управления при их пересечении на начальном участке выхода на буксировку, при этом кабель управления сходит с трос-кабеля и зависает на выступающих частях корпуса катушки. Размотка кабеля управления прекращается и начинается его протаскивание в плотной окружающей среде со скоростью движения пусковой платформы, что часто приводит к обрыву линии связи.The disadvantage of this device is the pick-up and pulling by a cable-cable previously exhausted from the coil of the control cable when they intersect in the initial section of the towing exit, while the control cable comes off the cable-cable and hangs on the protruding parts of the coil body. The unwinding of the control cable stops and it is dragged in a dense environment with the speed of the launch platform, which often leads to a break in the communication line.

Установка на катушке отводителя кабеля управления и устройства торможения размотки трос-кабеля усложняет конструкцию катушки и не обеспечивает в полной мере целостность линии связи.The installation of a control cable tapping coil and a cable unwinding braking device on the coil complicates the design of the coil and does not fully ensure the integrity of the communication line.

Ожидаемый технический результат применения предлагаемой полезной модели заключается в предотвращении пересечения трос-кабелем следа размотанного кабеля управления в процессе отделения катушки от ПДО и подхвате ее на буксировку пусковой платформой, а также упрощение ее конструкции.The expected technical result of the application of the proposed utility model is to prevent the cable from crossing the trace of the unwound control cable in the process of separating the coil from the PDO and picking it up to tow the launch platform, as well as simplifying its design.

Поставленная задача достигается тем, что в буксируемой катушке линий связи с пусковой платформой бобина с трос-кабелем размещена в носовой части, а бобина с кабелем управления - в хвостовой части катушки, причем катушка дополнительно снабжена узлом крепления в ее хвостовой части, при этом трос-кабель из бобины выматывается через отверстие в цилиндрической части корпуса катушки, расположенное между носовым обтекателем и ее центром масс, а провод из бобины с кабелем управления - через отверстие хвостового узла крепления.This object is achieved by the fact that in a towed coil of communication lines with a launch platform, a reel with a cable cable is located in the bow, and a reel with a control cable is located in the tail of the coil, and the coil is additionally equipped with an attachment unit in its rear part, while the cable from the bobbin is wound through a hole in the cylindrical part of the coil housing located between the nose fairing and its center of mass, and the wire from the bobbin with the control cable through the hole of the tail mount.

На фиг.1 изображен общий вид буксируемой катушки.Figure 1 shows a General view of a towed coil.

На фиг.2 изображен замковый механизм крепления катушки к ПДОFigure 2 shows the locking mechanism for attaching the coil to PDO

На фиг.3 изображено положение буксируемой катушки и линий связи в процессе отделения ее от ПДО и выхода на буксировку.Figure 3 shows the position of the towed coil and communication lines in the process of separating it from the PDO and accessing the tow.

Буксируемая катушка содержит цилиндрический корпус 1 (фиг.1) с носовым обтекателем 2 и хвостовыми стабилизаторами 3 (фиг.2), хвостовая часть закрыта крышкой 4. Внутри корпуса 1 размещены бобины с трос-кабелем 5 и кабелем управления 6. Кабели в бобинах 5 и 6 электрически соединены между собой и образуют единую линию связи, на концах которой установлены соединители для стыковки с ответными частями аппаратур телеуправления ПДО и пусковой платформы. На щеке бобины с трос-кабелем 5 установлен носовой узел крепления 7, а на щеке бобины с кабелем управления 6 - хвостовой узел крепления 8, обеспечивающие вертикальное крепление буксируемой катушки к хвостовой части ПДО. Носовой узел крепления 7 конструктивно совмещен с замковым механизмом и содержит втулку с фланцем 9, внутри которой проходит профилированный вал 10, жестко связанный с приводным рычагом 11, имеющим фиксатор 12 на его The towed coil contains a cylindrical housing 1 (Fig. 1) with a nose fairing 2 and tail stabilizers 3 (Fig. 2), the tail part is closed by a cover 4. Inside the housing 1 there are bobbins with a cable cable 5 and a control cable 6. Cables in the bobbins 5 and 6 are electrically interconnected and form a single communication line, at the ends of which there are connectors for connecting with the mating parts of the telemetry equipment PDO and the launch platform. On the cheek of a reel with a cable cable 5, a bow mount 7 is installed, and on the cheek of a reel with a control cable 6 there is a tail mount 8, which provide vertical mounting of the towed coil to the tail of the PDO. The nasal mount 7 is structurally combined with the locking mechanism and comprises a sleeve with a flange 9, inside of which a profiled shaft 10 passes, rigidly connected to the drive lever 11 having a latch 12 on it

свободном конце и запирающие шарики 13. Из бобины 5 выведена петля 14 трос-кабеля, которая заведена на приводной рычаг 11. Хвостовой узел крепления 8 выполнен в виде втулки с фланцем 15 и профилированной воронки 16, а свободный конец 17 втулки - с полусферической внешней поверхностью.the free end and the locking balls 13. From the reel 5 the loop 14 of the cable cable is brought in, which is connected to the drive lever 11. The tail mount 8 is made in the form of a sleeve with a flange 15 and a profiled funnel 16, and the free end 17 of the sleeve with a hemispherical outer surface .

При пуске ПДО начинается разматывание бобины 5 трос-кабеля с усилием, действующим перпендикулярно к продольной оси катушки. По достижении расчетной длины размотанного трос-кабеля петля 14 инициирует срабатывание замкового механизма, при этом приводной рычаг 11 разблокируется фиксатором 12 и разворачивает профилированный вал 10, запирающие шарики 13 западают в его полости, освобождая носовой узел крепления 7 от ПДО. Под воздействием усилия натяжение трос-кабеля и гидродинамических сил набегающего потока, буксируемая катушка разворачивается в вертикальной плоскости (фиг.3) относительно хвостового узла крепления 8, выходит из зацепления с ПДО и отделяется от его хвостовой части, тонет до подхвата на буксировку пусковой платформой.When starting the PDO, the unwinding of the reel 5 of the cable starts with a force acting perpendicular to the longitudinal axis of the coil. Upon reaching the estimated length of the unwound cable, the loop 14 initiates the operation of the locking mechanism, while the drive lever 11 is unlocked by the latch 12 and expands the profiled shaft 10, the locking balls 13 fall into its cavity, freeing the bow mount 7 from PDO. Under the influence of the force, the cable tension and the hydrodynamic forces of the incoming flow, the towed coil is deployed in a vertical plane (Fig. 3) relative to the tail attachment 8, disengages from the PDO and is separated from its tail, sinks before being picked up for towing by the launch platform.

Перемещение трос-кабеля на этапах отделения и погружения катушки является опережающим по отношению к кабелю управления, а раскладка кабеля управления при подхвате катушки на буксировку с ее разворотом на 180° происходит в горизонтальной плоскости, проходящей ниже точки буксировки, что исключает возможность пересечения трос-кабелем следа размотанного кабеля управления.The movement of the cable at the stages of separation and immersion of the coil is leading in relation to the control cable, and the layout of the control cable when picking up the coil for towing with its rotation through 180 ° occurs in a horizontal plane passing below the tow point, which excludes the possibility of crossing the cable Trace of unwound control cable.

Конструктивное совмещение точек размотки трос-кабеля и буксировки катушки позволяет избежать возникновения импульсного дестабилизирующего вращательного момента вокруг центра масс катушки.The structural combination of the unwinding points of the cable and towing the coil avoids the occurrence of pulsed destabilizing torque around the center of mass of the coil.

Вертикальное расположение буксируемой катушки на хвостовой части ПДО дает положительный эффект, выражающийся в снижении требований к прочности узлов крепления к ПДО и уменьшении габаритов (длины) телеуправляемого ПДО.The vertical location of the towed coil on the rear part of the PDO gives a positive effect, which is expressed in lowering the strength requirements of the attachment points to the PDO and reducing the dimensions (length) of the remote-controlled PDO.

Разрывное усилие элементов крепления, например ниток, последних витков трос-кабеля после петли определяется усилием срабатывания замкового механизма, а число витков до конца намотки является сложной функцией, зависящей от скорости хода ПДО на момент отделения катушки, внешнего диаметра намотки бобины с трос-кабелем, гидродинамических сил сопротивления, времени отделения от ПДО и т.д., поэтому на практике определяется опытным путем при стендовых испытаниях.The breaking strength of fasteners, such as threads, the last turns of the cable cable after the loop is determined by the actuation force of the locking mechanism, and the number of turns to the end of the winding is a complex function, depending on the speed of the PDO at the time of separation of the coil, the outer diameter of the winding of the reel with the cable cable, hydrodynamic forces of resistance, time of separation from PDO, etc., therefore, in practice it is determined empirically during bench tests.

Методика проведения подобного рода эксперимента заключается в следующем:The methodology for conducting this kind of experiment is as follows:

Модель хвостовой части ПДО с имитатором двигательной установки устанавливается на подвижной тележке в гидроканале. К хвостовой части ПДО крепится макет буксируемой катушки. Тележка разгоняется до скорости движения ПДО на момент отделения буксируемой катушки. Процесс отделения буксируемой катушки фиксируется подводной киновидеоаппаратурой. Далее проводиться обработка кинограммы процесса отделения буксируемой катушки и необходимые вычисления.A model of the rear part of the PDO with a simulator of the propulsion system is installed on a movable trolley in the hydrochannel. A towed coil model is attached to the tail of the PDO. The cart accelerates to the speed of the PDO at the time of separation of the towed coil. The process of separating a towed coil is recorded underwater cinema and video equipment. Next, the processing of the kinogram of the process of separating the towed coil and the necessary calculations are carried out.

Например: при скорости движения ПДО на момент отделения буксируемой катушки равной 12 м/с; при массе катушки - 10 кг; длине катушки - 400 мм и диаметре - 0,15 м, время полного отделения буксируемой катушки от ПДО составило 0,125 с. За это время ПДО переместится на расстояние 1,5 м, а буксируемая катушка на 0,3м относительно ПДО. Разность перемещений составит: 1,5-0,3=1,2 м. С учетом диаметра катушки, число дополнительных витков намотки бобины с трос-кабелем после петли определяется как 1,2/π·0,15=2,5 [витка]. При выполнении этого условия усилие рывка действующего на катушку от натяжения трос-кабеля будет минимальным.For example: at a speed of PDO at the moment of separation of the towed coil equal to 12 m / s; with a coil weight of 10 kg; the coil length was 400 mm and the diameter 0.15 m; the time for the towed coil to be completely separated from the PDO was 0.125 s. During this time, the PDO will move a distance of 1.5 m, and the towed coil 0.3 m relative to the PDO. The difference of movements will be: 1.5-0.3 = 1.2 m. Taking into account the diameter of the coil, the number of additional turns of winding a reel with a cable cable after the loop is defined as 1.2 / π · 0.15 = 2.5 [turns ]. When this condition is met, the jerk force acting on the coil from the cable tension will be minimal.

В процессе размотки бобины с трос-кабелем, возникает крутящий момент вокруг ее продольной оси, который приводит к образованию петель и затяжек на всей длине размотанного кабеля, что может привести к снижению его прочности и преждевременному срабатыванию замкового механизма.In the process of unwinding a reel with a cable, a torque arises around its longitudinal axis, which leads to the formation of loops and puffs along the entire length of the unwound cable, which can lead to a decrease in its strength and premature operation of the lock mechanism.

Для компенсации этого момента в процессе изготовления бобины с трос-кабелем обеспечивается создание статического крутящего момента с противоположным направлением путем подкрутки трос-кабеля вокруг его продольной оси на один оборот на каждый виток намотки. Это позволяет разматываться трос-кабелю прямолинейно и избежать возникновения накопленного крутящего момента в точке буксировки катушки.To compensate for this moment, in the process of manufacturing a reel with a cable cable, the creation of static torque with the opposite direction by twisting the cable cable around its longitudinal axis by one revolution for each winding winding is provided. This allows you to unwind the cable in a straight line and avoid the accumulation of torque at the tow point of the coil.

При бескаркасной намотке бобины с кабелем управления необходимо придать ей требуемые прочность и жесткость, что обеспечивается пропиткой каждого слоя намотки при изготовлении приклеивающим составом с последующей просушкой. Это позволяет производить стабильную, без спадания витков, внутреннюю размотку бобины.When frameless winding of a bobbin with a control cable, it is necessary to give it the required strength and rigidity, which is ensured by the impregnation of each layer of the winding in the manufacture of an adhesive composition followed by drying. This allows you to produce a stable, without falling off the turns, the internal unwinding of the bobbin.

Для снижения габаритных размеров элементов линии связи применяется однопроводная схема телеуправления, при которой роль второго провода выполняет токопроводящая окружающая среда (морская вода). При изготовлении, заводских испытаниях и эксплуатации однопроводных катушек необходимо проводить измерение сопротивления изоляции кабеля, однако, попадание морской воды к каждому витку многослойной намотки с пропиткой водостойким приклеивающим составом невозможно, поэтому для придания токопроводящих свойств приклеивающему составу, в него вводят графитовый наполнитель, обеспечивающий гальваническую связь металлического корпуса буксируемой катушки с изоляцией кабеля управления.To reduce the overall dimensions of the elements of the communication line, a single-wire telecontrol circuit is used, in which the role of the second wire is played by the conductive environment (sea water). In the manufacture, factory testing and operation of single-wire coils, it is necessary to measure the insulation resistance of the cable, however, it is impossible to get seawater to each coil of a multilayer winding impregnated with a waterproof adhesive, therefore, to give the conductive properties to the adhesive, a graphite filler is introduced into it, providing galvanic bonding towed coil metal housing with control cable insulation.

Эффективность применения предлагаемой буксируемой катушки подтверждена расчетно-математическим моделированием процесса ее движения после отделения от ПДО, экспериментальными стендовыми испытаниями макетных образцов в гидроканале и натурными испытаниями опытных образцов на открытых акваториях.The effectiveness of the proposed towed coil is confirmed by computational and mathematical modeling of the process of its movement after separation from the PDO, experimental bench tests of prototypes in the hydrochannel and full-scale tests of prototypes in open waters.

Claims

1. A towed cable coil of a communication line of an underwater moving object with a launch platform, comprising a cylindrical body with a nose fairing and tail stabilizers, bobbins with a cable cable and a control cable, a nose attachment to the tail of the underwater moving object and a locking mechanism with a control element made in the form of a loop withdrawn from the winding of a reel with a cable cable, characterized in that the reel with a cable cable is located in the bow of the coil, and the reel with a control cable in the tail of the cable carcasses, while the cable cable is wound from the reel through an opening in the cylindrical body of the coil located between the fairing and its center of mass, and the control cable from the reel through the hole in the tail of the coil.

2. The towed coil according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a mounting unit in its rear part, made in the form of a sleeve with a flange and a profiled funnel at one end, and at the other end with a hemispherical outer surface, the flange mounted on on the cheek of the reel with a control cable, and the attachment unit in the bow of the coil contains a sleeve with a flange and a ball locking mechanism, the flange mounted on the cheek of the reel with a cable cable, while the bushings of the tail and nose attachment points are mounted coaxially with rodolnoy towed coil axis.

3. The towed coil according to claim 1, characterized in that the locking mechanism comprises a profiled shaft located inside the sleeve of the bow mount, rigidly connected to the drive lever having a latch on its free end, and the control element is made in the form of a loop removed from the winding reels with a cable cable, connected to the drive lever of the locking mechanism.

4. The towed coil according to claim 1 or 3, characterized in that the reel with a cable cable is made with a loop for a certain number of turns to the end of the winding, which is wound on the locking mechanism, and the last turns of the winding after the loop are attached to the structural elements of the bobbin discontinuous elements with a breaking force exceeding the response force of the locking mechanism.

5. The towed coil according to claim 1, characterized in that the reel with a cable cable is made with a cable cable twisted around its longitudinal axis by one full revolution for each winding coil, in the direction providing the creation of a static torque compensating torque that occurs during unwinding cable cable.

6. The towed coil according to claim 1, characterized in that the bobbin with a control cable is made by impregnating each winding layer with an adhesive composition with graphite filler.

7. The towed coil according to claim 1, characterized in that in the reels with a cable cable and a control cable, an internal unwinding of the cable is structurally provided.