RU86721U1

RU86721U1 - MODEL STARTING UNIT FOR SUBMARINE RUNNING

Info

Publication number: RU86721U1
Application number: RU2009115145/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Николаевич Антонов; Валерий Федорович Боженев; Анатолий Данилович Жаботинский; Юрий Павлович Кабанов; Владимир Тимофеевич Мосин
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева"
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2009-09-10

Abstract

Модельная пусковая установка для отработки подводного старта, монтируемая на подвижной платформе, перемещаемой по дну гидробассейна, содержащая модель пусковой шахты с моделями ракет, размещенных в моделях пусковых контейнеров, силовую раму с системой подвеса модельной пусковой шахты, закрепленную на подвижной платформе, энергетические средства старта моделей ракет и средства измерения исследуемых параметров старта, отличающаяся тем, что модель пусковой шахты выполнена в виде жесткой пространственной фермы, состоящей из связанных между собой верхней и нижней плит, последняя из которых опирается на осевой силоизмеритель, а система подвеса выполнена в виде кинематически связанных с силовой рамой упругих пластин, при этом модели пусковых контейнеров установлены в призменных опорах, размещенных на верхней плите жесткой пространственной фермы в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, а в нижней части фермы смонтированы упругие пластины, взаимодействующие с тензодержавкой, натяжные устройства, нагружающие в осевом направлении заданным усилием пусковые контейнеры, и шариковые упоры, исключающие перемещение пусковых контейнеров в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, при пуске моделей.Model launcher for developing an underwater launch mounted on a movable platform moving along the bottom of the hydraulic pool, containing a model of a launch shaft with models of missiles placed in models of launch containers, a power frame with a suspension system of a model launch shaft mounted on a moving platform, energy means to launch models rockets and measuring instruments for the studied launch parameters, characterized in that the launch shaft model is made in the form of a rigid spatial truss consisting of connected m I am waiting for the top and bottom plates, the last of which rests on an axial force meter, and the suspension system is made in the form of elastic plates kinematically connected with the power frame, while launch container models are installed in prismatic supports placed on the top plate of a rigid spatial truss in a plane perpendicular firing planes, and in the lower part of the farm are mounted elastic plates interacting with the strain gauge, tensioning devices, axially loading the starting contours with a given force ners, and the ball stops, excluding the movement of launch canisters in a plane perpendicular to the plane of firing, at start-up models.

Description

Полезная модель относится к области стендовой экспериментальной отработки гидрогазодинамики подводного старта ракет, и может быть использована как для отработки подводного старта ракет, запускаемых из шахт подводных лодок, так и для ракет, стартующих из пусковых контейнеров, размещаемых в пусковых шахтах подводных лодок или надводных кораблей (например, "Способ старта управляемой ракеты из транспортно-пускового контейнера и устройство для его осуществления", патент России №2240489).The utility model relates to the field of bench experimental development of the hydrodynamics of an underwater launch of missiles, and can be used both for testing the underwater launch of missiles launched from submarine mines, and for missiles starting from launch containers placed in launch mines of submarines or surface ships ( for example, "A method for launching a guided missile from a transport and launch container and a device for its implementation", Russian patent No. 2240489).

Известна система имитации условий старта ракеты из подводной лодки [1], содержащая пусковую трубу с размещенными в ней макетом ракеты с обтюрирующим поясом и генератором выброса, сообщенным с заракетным объемом пусковой трубы, которая установлена на наземных силовых опорах, а макет ракеты снабжен закрепленным с помощью переходного отсека РДТТ, срез сопла которого ориентирован по направлению выброса макета ракеты из пусковой трубы, при этом переходный отсек РДТТ соединен с пусковой трубой разрывными элементами, а сумма масс макета ракеты, РДТТ и переходного отсека равна массе натурной ракеты с учетом присоединенной массы воды при ее движении в пусковой трубе.A known system for simulating the conditions of launching a rocket from a submarine [1], comprising a launch tube with a missile model with an obturating belt and an ejection generator in communication with the launch volume of the launch tube, which is mounted on ground power supports, and the missile model is equipped with a fixed the transition compartment of the rocket engine, the nozzle section of which is oriented in the direction of the release of the missile model from the launch tube, while the transition compartment of the rocket engine is connected to the launch tube by discontinuous elements, and the sum of the masses of the rocket model The solid propellant rocket engine and the transition compartment are equal to the mass of a full-scale rocket, taking into account the attached mass of water during its movement in the launch tube.

Недостатком известной системы имитации условий старта являются:A disadvantage of the known system for simulating launch conditions are:

- определение параметров движения ракеты производится только на участке движении ракеты в пусковой трубе (в шахте, в пусковом контейнере), что исключает возможность получения экспериментальных данных по гидродинамике ракеты на подводном участке траектории, в частности при движении подводной лодки и залповой стрельбе, а также по послестартовому затоплению пусковой трубы;- rocket motion parameters are determined only at the rocket’s motion section in the launch tube (in the mine, in the launch container), which excludes the possibility of obtaining experimental data on the rocket’s hydrodynamics in the underwater section of the trajectory, in particular during submarine movement and salvo firing, as well as post-launch flooding of the launch tube;

- высокие затраты на проведение испытаний с макетом ракеты и макетом пусковой трубы, которые выполнены в натурном масштабе, по сравнению с испытаниями на малоразмерных моделях.- high costs of testing with a prototype of the rocket and a prototype of the launch tube, which are made on a full-scale, compared with tests on small models.

Известна также конструкция модельной пусковой установки для отработки подводного старта [2], монтируемая на подвижной платформе, перемещаемой по дну гидробассейна, содержащая основание для размещения на нем моделей пусковых шахт с моделями ракет, систему подвеса модельной пусковой установки на подвижной платформе, энергетические средства старта моделей ракет и средства измерения исследуемых параметров старта, при этом основание выполнено в виде единой плиты, на которой в окрестностях исследуемой модели пусковой шахты установлены модели соседних пусковых шахт с моделями ракет, участвующих в залповой стрельбе, а система подвеса выполнена в виде двух силоизмерителей, кинематически связанных с одной стороны с пространственной силовой фермой, закрепленной на подвижной платформе, а с другой стороны через элементы регулирования усилий и стенки моделей пусковых шахт с единой плитой, на которой жестко закреплены направляющие, взаимодействующие с пространственной силовой фермой.Also known is the design of a model launcher for practicing underwater launch [2], mounted on a movable platform moving along the bottom of the hydraulic pool, containing a base for placing models of launch mines with rocket models on it, a suspension system for the model launcher on a mobile platform, energy means for launching models missiles and means for measuring the investigated launch parameters, while the base is made in the form of a single plate on which a mode is installed in the vicinity of the investigated model of the launch shaft whether there are adjacent launch mines with models of missiles participating in multiple launch rocket, and the suspension system is made in the form of two force meters kinematically connected on one side with a spatial power farm mounted on a movable platform and, on the other hand, through force control elements and walls of launch mine models with a single plate on which guides interacting with a spatial power farm are rigidly fixed.

К недостаткам модельной установки можно отнести следующие:The disadvantages of the model installation include the following:

- отсутствие возможности определения экспериментальных данных по боковым нагрузкам, действующим на ракету в плоскости стрельбы в процессе ее выхода из шахты (или из пускового контейнера);- the inability to determine experimental data on lateral loads acting on the rocket in the firing plane during its exit from the mine (or from the launch container);

- повышенная чувствительность осевых силоизмерителей (с точки зрения ухудшения погрешности измерений) к точности монтажа направляющих, обеспечивающих степень свободы плиты с моделями пусковых шахт в вертикальном направлении;- increased sensitivity of axial force meters (from the point of view of deterioration of measurement error) to the accuracy of mounting rails, providing a degree of freedom of the plate with models of launching shafts in the vertical direction;

- модель пусковой шахты выполнена в виде цилиндрической обечайки с днищем, что увеличивает металлоемкость и, как следствие, повышает стоимость экспериментальной установки и эксперимента в целом.- the model of the launch shaft is made in the form of a cylindrical shell with a bottom, which increases the metal consumption and, as a result, increases the cost of the experimental setup and the experiment as a whole.

Несмотря на указанные недостатки, техническое решение, защищенное патентом RU №69995, может быть принято в качестве прототипа, как наиболее близкий аналог,Despite these shortcomings, the technical solution protected by patent RU No. 69995 can be taken as a prototype, as the closest analogue,

Задачей предлагаемой полезной модели является создание модельной пусковой установки, обеспечивающей получение технического результата, состоящего в:The objective of the proposed utility model is to create a model launcher that provides a technical result, consisting in:

- упрощении конструкции модельной пусковой установки при отработке подводного старта ракет, стартующих из пусковых контейнеров, размещаемых в пусковой шахте подводной лодки [3];- simplification of the design of a model launcher during the development of the underwater launch of missiles starting from launch containers placed in the launch shaft of a submarine [3];

- определении боковых нагрузок, действующих на модель ракеты в плоскости стрельбы в процессе ее выхода из модельной шахты, обусловленных движением модельной пусковой установки, имитирующим ход подводной лодки, а также воздействием на модель ракеты газовых полостей в окрестности верхнего среза шахты, образующихся при старте;- determining the lateral loads acting on the rocket model in the firing plane during its exit from the model shaft, caused by the movement of the model launcher that simulates the course of the submarine, as well as the impact on the model of the rocket of gas cavities in the vicinity of the upper section of the shaft formed at launch;

- уменьшении погрешности измерения осевого усилия, действующего на модели пусковых шахт при пуске моделей ракет и послестартовом затоплении, за счет упрощения схемы нагружения осевого силоизмерителя.- reducing the measurement error of the axial force acting on the model of launch pits during the launch of rocket models and after-launch flooding, due to the simplification of the loading scheme of the axial force meter.

Этот технический результат согласно предлагаемой заявке на полезную модель достигается тем, что модельная пусковая установка, монтируемая на подвижной платформе, перемещаемой по дну гидробассейна, содержит модель пусковой шахты с моделями ракет, размещенных в моделях пусковых контейнеров, силовую раму с системой подвеса модельной пусковой шахты, закрепленную на подвижной платформе, энергетические средства старта моделей ракет и средства измерения исследуемых параметров старта. Патентуемая полезная модель отличается от известных конструкций тем, что модель пусковой шахты выполнена не в виде цилиндрической обечайки с днищем, а в виде жесткой пространственной фермы, состоящей из жестко связанных между собой верхней плиты и нижней плиты, которая опирается на осевой силоизмеритель, а система подвеса выполнена в виде кинематически связанных с силовой рамой упругих пластин. При этом модели пусковых контейнеров установлены в призменных опорах, размещенных на верхней части жесткой пространственной фермы в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, а в нижней части фермы смонтированы натяжные устройства, нагружающие заданным в осевом направлении усилием пусковые контейнеры, и шариковые упоры, исключающие перемещение пусковых контейнеров в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы, при пуске моделей.This technical result according to the proposed application for a utility model is achieved by the fact that a model launcher mounted on a movable platform moving along the bottom of the hydraulic pool contains a model of a launch shaft with rocket models located in models of launch containers, a power frame with a suspension system for a model launch shaft, fixed on a mobile platform, energy means for launching rocket models and means for measuring the investigated launch parameters. The patented utility model differs from the known structures in that the launch shaft model is not made in the form of a cylindrical shell with a bottom, but in the form of a rigid spatial truss consisting of a top plate and a bottom plate rigidly interconnected, which is supported by an axial force meter, and a suspension system made in the form of elastic plates kinematically connected with the power frame. At the same time, launch container models are installed in prism supports located on the top of a rigid spatial truss in a plane perpendicular to the firing plane, and tension devices are mounted in the lower part of the truss, loading launch containers with axial force, and ball stops preventing the launch containers from moving in the plane perpendicular to the firing plane, when starting the models.

Предлагаемая конструкция позволяет обеспечить получение в модельных условиях прямым измерением момента сил, действующих на модель ракеты в плоскости стрельбы в процессе выхода модели из модельной шахты, а также повысить точность и достоверность определения осевого усилия, действующего на модель шахты при пуске моделей ракет и послестартовом затоплении.The proposed design makes it possible to provide, under model conditions, direct measurement of the moment of forces acting on the rocket model in the firing plane during the model’s exit from the model shaft, as well as to increase the accuracy and reliability of determining the axial force acting on the shaft model when launching rocket models and after-launch flooding.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где:The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, where:

- на Фиг.1 изображен общий вид модельной пусковой установки с поясняющими видами и разрезами;- figure 1 shows a General view of a model launcher with explanatory views and sections;

- на Фиг.2 показан вид А на Фиг.1 (вид сверху);- figure 2 shows a view of figure 1 (top view);

- на Фиг.3 показано сечение Б-Б на Фиг.1 (поперечное сечение);- figure 3 shows a section bB in figure 1 (cross section);

- на Фиг.4 изображено сечение В-В на Фиг.1 (по шариковым упорам).- figure 4 shows a section bb in figure 1 (on the ball stops).

Модельная пусковая установка 1 (фиг.1) содержит модель пусковой шахты 2 с размещенными в ней моделями пусковых контейнеров 3, укомплектованных моделями ракет 4 и герметично закрытых по верхнему срезу мембранами 5, функциональное назначение которых соответствует натурным мембранам. Модель пусковой шахты 2, представляет из себя пространственную ферму с жестко связанными между собой верхней 6 и нижней 7 плитами, которая посредством системы подвеса 8, выполненной из упругих пластин с пережатием их поперечного сечения, установлена на силовой раме 9 модельной пусковой установки, опираясь нижней плитой 7 по ее центру на силоизмеритель 10. Системы подвеса 8 обеспечивает при нагружении силоизмерителя 10 только одну степень свободы модели пусковой шахты 2, а именно в вертикальном направлении.Model launcher 1 (Fig. 1) contains a model of a launch shaft 2 with models of launch containers 3, equipped with models of missiles 4 and hermetically sealed at the upper cut by membranes 5, the functional purpose of which corresponds to full-scale membranes. The model of the launch shaft 2 is a spatial truss with upper plates 6 and 7 lower rigidly connected to each other, which, by means of a suspension system 8 made of elastic plates with compression of their cross section, is mounted on the power frame 9 of the model launcher, resting on the bottom plate 7 at its center to the load meter 10. The suspension system 8 provides when loading the load meter 10 only one degree of freedom of the model of the launch shaft 2, namely in the vertical direction.

Силовая рама 9 модельной пусковой установки размещена на подвижной платформе 11, перемещающейся для моделирования хода подводной лодки по рельсам 12, проложенным по дну 13 гидробассейна.The power frame 9 of the model launcher is placed on a movable platform 11, moving to simulate the course of the submarine along rails 12 laid along the bottom 13 of the hydraulic pool.

Для моделирования физических процессов, происходящих в пусковых контейнерах при старте и определяющих физические процессы в окрестности верхнего среза пусковых контейнеров и шахты и, соответственно, силовое воздействие на подводную лодку и стартующие ракеты, каждая модель ракеты снабжена энергетическими средствами старта 14 (модельной двигательной установкой или стартовым двигателем). В случае отработки подводного катапультирующего старта модельные энергетические средства старта могут быть установлены непосредственно в модельных пусковых контейнерах.To simulate the physical processes that take place in launch containers at launch and determine the physical processes in the vicinity of the upper cut of the launch containers and the shaft and, accordingly, the force acting on the submarine and launch rockets, each rocket model is equipped with launch energy 14 (model propulsion system or launch engine). In the case of developing an underwater catapulting launch, model energy launch facilities can be installed directly in model launch containers.

Для измерения боковых нагрузок, действующих на модель ракеты в процессе ее выхода в плоскости стрельбы, модель пускового контейнера установлена в призменных опорах 15, закрепленных на верхней плите 6 жесткой пространственной фермы (модели пусковой шахты 2). Призменные опоры 15 обеспечивают степень свободы пускового контейнера относительно оси качания, образуемой парами призменных опор 15 в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы (фиг.2). Для передачи бокового усилия на боковую тензодержавку 16 на днище пускового контейнера укреплена пластина 17, выполненная с пережатием поперечного сечения. Второй конец тензодержавки 16 жестко связан с фермой модели пусковой шахты (см. также фиг.3). Для исключения возможных люфтов в призменных опорах, обусловленных ударными нагрузками при запуске энергетических средств старта и другими возмущающими факторами при движении платформы 11 с модельной пусковой установкой по рельсовому пути, предусмотрено осевое нагружение пускового контейнера 3 посредством натяжного устройства 18 через тросик 19 а также установка шариковых упоров 20 (см. фиг.3 и 4) в нижней части модели пускового контейнера в плоскости, перпендикулярной плоскости стрельбы.To measure the lateral loads acting on the rocket model during its release in the firing plane, the launch container model is installed in prism bearings 15, mounted on the top plate 6 of a rigid spatial truss (launch shaft model 2). Prism bearings 15 provide a degree of freedom of the launch container relative to the swing axis formed by pairs of prism supports 15 in a plane perpendicular to the firing plane (Fig. 2). To transfer lateral force to the lateral strain gauge 16, a plate 17 is made on the bottom of the launch container, made with compression of the cross section. The second end of the strain gauge 16 is rigidly connected to the farm model of the launch shaft (see also figure 3). To exclude possible backlash in prismatic supports caused by shock loads when launching start energies and other disturbing factors when the platform 11 moves with the model launcher along the rail track, axial loading of the launch container 3 is provided by means of a tension device 18 through the cable 19 and also the installation of ball stops 20 (see FIGS. 3 and 4) in the lower part of the launch container model in a plane perpendicular to the firing plane.

Для измерения других параметров, характеризующих исследуемые физические процессы, на моделях ракеты, моделях пускового контейнера и в окрестности верхнего среза моделей пусковых контейнеров и шахты установлены специальные средства измерений (на чертежах не показаны).To measure other parameters characterizing the studied physical processes, special measuring instruments were installed on rocket models, launch container models, and in the vicinity of the upper cut of launch container and mine models (not shown in the drawings).

Модельная пусковая установка работает следующим образом.Model launcher works as follows.

В исходном положении модельная пусковая установка 1 находится в позиции над уровнем воды в гидробассейне. В этом положении производится тарировка силоизмерителя 10 тарировочными грузами, при этом упругие пластины системы подвеса 8 воспринимают часть приложенной нагрузки, что и отражают тарировочные характеристики системы измерения силового воздействия на модель шахты при пуске. Перед тарировкой боковой тензодержавки 16 производится нагружение в осевом направлении модели пускового контейнера 3 с помощью натяжного устройства 18 тросиком 19 с установленными при этом шариковыми упорами 20, после чего производится тарировка приложением заданных тарировочных усилий к нижней части модели пускового контейнера 3 в плоскости стрельбы. По готовности всех стендовых технологических систем, средств измерений, измерительной и регистрирующей аппаратуры производится погружение в воду модельной пусковой установки 1 на подвижную платформу 11 и фиксация ее на подвижной платформе. Дальнейшие операции: перемещение по рельсам 12 подвижной платформы с модельной пусковой установкой с заданной скоростью, моделирующей ход подводной лодки, запуск измерительной и регистрирующей аппаратуры, включение по заданной программе энергетических средств старта 14 моделей ракет 4, запись измеряемых параметров, торможение и останов подвижной платформы на заданном пути ее движения по рельсам осуществляются по командам с пульта управления экспериментом в автоматическом режиме.In the initial position, model launcher 1 is in a position above the water level in the hydraulic pool. In this position, the load meter is calibrated with 10 calibration weights, while the elastic plates of the suspension system 8 perceive part of the applied load, which reflects the calibration characteristics of the system for measuring the force effect on the mine model at start-up. Before calibrating the lateral strain gauge 16, the axial direction of the launch container 3 is loaded using the tensioner 18 with the cable 19 with the ball stops 20 installed, after which the calibration is performed by applying the specified calibration forces to the lower part of the launch container 3 in the firing plane. By the readiness of all bench technological systems, measuring instruments, measuring and recording equipment, the model launcher 1 is immersed in water on a movable platform 11 and fixed on a movable platform. Further operations: moving along the rails 12 of a mobile platform with a model launcher at a given speed, simulating the course of a submarine, launching measuring and recording equipment, switching on 14 rocket models 4 according to a given program of energy, recording the measured parameters, braking and stopping the mobile platform on a given path of its movement on rails is carried out by commands from the control panel of the experiment in automatic mode.

По окончании эксперимента подвижная платформа 11 с модельной пусковой установкой 1 по команде с пульта управления перемещается в исходное положение в начало рельсового пути, откуда модельная пусковая установка поднимается из воды на исходную позицию для подготовки к следующему эксперименту.At the end of the experiment, the mobile platform 11 with the model launcher 1, on command from the control panel, moves to its original position at the beginning of the rail track, from where the model launcher rises from the water to its original position in preparation for the next experiment.

Описанная модельная пусковая установка позволяет обеспечить получение в модельном эксперименте данных по силовому воздействию на подводную лодку стартующих в залпе ракет, включая силовое воздействие при послестартовом затоплении пусковых контейнеров, и по боковым нагрузкам, действующим на ракеты при выходе их из пусковых контейнеров.The described model launcher makes it possible to obtain in the model experiment data on the force impact on the submarine of the missiles launched in the salvo, including the force impact upon the post-launch flooding of launch containers, and on the lateral loads acting on the rockets when they exit the launch containers.

Источники информации.Information sources.

1. Патент RU №20829336. Способ имитации условий старта ракеты из подводной лодки и система для его осуществления. МПК F41F 3/07. Приоритет от 27.05.1994 г.1. Patent RU No. 20829336. A method of simulating the launch conditions of a rocket from a submarine and a system for its implementation. IPC F41F 3/07. Priority from 05/27/1994

2. Патент RU №69995. Модельная пусковая установка для отработки подводного старта. МПК F41F 3/07, G01M 10/10. Приоритет от 4.09.07 г.2. Patent RU No. 69995. Model launcher for working off an underwater launch. IPC F41F 3/07, G01M 10/10. Priority from 4.09.07

3. Патент RU №2240489. Способ старта управляемой ракеты из транспортно-пускового контейнера и устройство для его осуществления. МПК F42В 15/00. Приоритет от 24.04.2004 г.3. Patent RU No. 2240489. A method for launching a guided missile from a transport and launch container and a device for its implementation. IPC F42B 15/00. Priority April 24, 2004

Claims

Model launcher for developing an underwater launch mounted on a movable platform moving along the bottom of the hydraulic pool, containing a model of a launch shaft with models of missiles placed in models of launch containers, a power frame with a suspension system of a model launch shaft mounted on a moving platform, energy means to launch models rockets and measuring instruments for the studied launch parameters, characterized in that the launch shaft model is made in the form of a rigid spatial truss consisting of connected m I am waiting for the top and bottom plates, the last of which rests on an axial force meter, and the suspension system is made in the form of elastic plates kinematically connected with the power frame, while launch container models are installed in prismatic supports placed on the top plate of a rigid spatial truss in a plane perpendicular firing planes, and in the lower part of the farm mounted elastic plates that interact with the strain gauge, tensioning devices, axially loading the starting contour with a given force ners, and the ball stops, excluding the movement of launch canisters in a plane perpendicular to the plane of firing, at start-up models.