Системы борьбы с необитаемыми аппаратами — асимметричный ответ на угрозы XXI века

Для осуществления пуска подводного аппарата, после подачи питания на электромагнитный привод пускового клапана 10, начинается истечение газа из баллона 8 в расширительную камеру 9, по достижении в которой давления выше забортного гидростатического и сил сопротивления, поршень 3 начинает перемещаться в пусковой трубе 2, сначала выжимая из нее жидкость через обтюрацию, а, по мере дальнейшего возрастания давления, и подводный аппарат 1. При этом за счет избыточного, по отношению к забортному, давления и выдвижения аппарата 1 мембрана 6 разрывается, освобождая путь для его дальнейшего выхода.

Основной клапан 11 с закономерно увеличивающимся при пуске подводного аппарата проходным сечением открывается при падении давления в ресивере до 0,9–0,95 от начального давления, при этом его проходное сечение составляет 0,6–0,7 от максимального сечения, а полное раскрытие происходит при остаточном давлении в ресивере, составляющим 0,75–0,85 от начального.

Математическое моделирование работы транспортно-пускового контейнера показало, что назначенный начальный объем расширительной полости и установленные моменты срабатывания основного клапана обеспечивают выпуск подводного аппарата в заданном диапазоне глубин с достаточной выходной скоростью.

Следующий вариант реализации пусковой установки для НПА отличается оформлением проходного сечения регулятора газа (воздуха) высокого давления. Предлагается решение, в котором насадка выходной магистрали основного клапана снабжена сквозными каналами связи ее внутреннего объема с зазором между насадкой и внутренней профильной поверхностью втулки, в частности, каналы выполнены виде профильных по длине насадки прорезей.

Такое техническое решение регулятора обуславливает возможность создания единого основного клапана, расположения его привода вместе с пусковым клапаном малого сечения на внешней торцевой поверхности ресивера с отказом от тщательной регулировки пружины, поджимающей основной клапан к его седлу.

Предлагаемая конструкция поясняется следующими эскизами:

— на рис. 59 показано общее устройство контейнера (продольный разрез);

— на рис. 60 представлен вариант оформления проходного сечения регулятора воздуха высокого давления.

Описываемая конструкция предполагает аналогичное предыдущей размещение аппарата в полости пусковой трубы, поэтому более подробно будут рассмотрены элементы, отличные от описанных выше.

Так же, как и в первом примере, к заднему торцу пусковой трубы 2 герметично пристыкована включающая баллон с ВВД 12 секция, образующая расширительную камеру 13. На торцевой, ограничивающей расширительную камеру 13, стенке ресивера 12 размещен основной клапан 14, выходная магистраль которого выполнена в виде насадки 15, свободно находящейся во втулке 16, имеющей профильную внутреннюю поверхность 17 и жестко закрепленной на стенке поршня 3.

В приливе 18 внешнего торца ресивера 12 размещен поршень пневмопривода открывания основного клапана 14. Поршень 19 поджимается пружиной 20. В нем оформлено гнездо 22 системы наполнения ресивера воздухом, связанное каналом 21 с внутренним объемом ресивера 12. Для управления работой пневмопривода предусмотрен пусковой пневмоклапан 23 малого сечения с электромагнитным приводом.

На эскизе пунктиром показан герметичный колпак 24, обеспечивающий транспортную безопасность устройства.

Рис. 59. Схема ТПК.

Возможный вариант конструктивного оформления программного регулятора подачи воздуха из баллона 12 в расширительную полость 13 показан на рис. 60.

Рис. 60. Схема регулятора расхода воздуха — фигурной насадки.

Насадка 15 на выходной магистрали основного клапана 14 имеет фигурные прорези 25, обеспечивающие проход воздуха во внутреннюю полость втулки 16 и расширительную камеру 13.

Пусковая установка работает следующим образом.

На базе приготовления (например, арсенале) через гнездо 22 по каналу 21 в баллон набивается газ (воздух высокого давления). При этом, вследствие разности уплотняемых площадей с приводным поршнем 19, основной клапан 14 будет дополнительно к усилию пружины 20 прижат давлением к седлу, чем обеспечивается надежность герметизации баллона.

После подачи ТПК на носитель на глубине подводный аппарат 1 будет находиться в жидкости с добавлением ингибитора под забортным давлением вследствие малой жесткости мембраны 10.

Осуществление пуска подводного аппарата производится подачей электропитания на привод пневмоклапана 23. Давлением воздуха поршень 19 привода основного клапана 14 перемещает его в открытое положение. Из выходной магистрали воздух поступает во внутреннюю полость насадки 15 и далее по зазору между нею и профилированной поверхностью 17 втулки 16 в расширительную камеру 13, обеспечивая в ней повышение давления выше забортного. Поршень 3, перемещаясь вдоль пусковой трубы и компенсируя потерю воды через обтюрацию, обеспечивает ускоренное по отношению к нему движение подводного аппарата 1, так как площадь поршня 3 больше площади калиброванной части подводного аппарата, находящейся на срезе кольца 4 обтюрации.

В конце разгона подводного аппарата 1 поршень 3 тормозится и затем останавливается, так как плунжер 6 сжимает в демпфирующей полости 5 жидкость, постепенно под образующимся повышенным давлением выжимая ее через уменьшающееся с перемещением поршня сечение во внутреннюю полость пусковой трубы.

По одному из вариантов программное изменение проходной площади регулятора обеспечивается также (рис. 60) за счет профиля прорези 25 в насадке 15 и профиля внутренней поверхности 17 втулки 16, формирующих закономерное увеличение проходной площади регулятора при движении поршня 3.

Таким образом, устройство обеспечивает выпуск подводного аппарата с необходимой для безопасного отделения от носителя скоростью в заданном диапазоне глубин.

В качестве третьего примера транспортно-пускового контейнера приводится схема, разработанная автором. Ее характеризует упрощенная конструкция устройства, а также пониженная величина разброса выходной скорости выпускаемого подводного аппарата в широком диапазоне глубин использования устройства.

Предлагаемая конструкция приведена рис. 61, на котором показано общее устройство ТПК и рис. 62, на котором изображен разрез магистрали основного клапана и расположенного в ней шарового клапана. Также можно отметить, что данная конструкция является развитием описанной выше второй конструкции.

На рис. 61 изображен общий вид конструкции в разрезе, в котором подводный аппарат 1 размещен в пусковой трубе 2, расточенной под поршень 3, с неподвижно установленным в ее передней части обтюрирующим кольцом 4, образующим с внутренней поверхностью пусковой трубы демпфирующую полость 5, по размерам согласованную с кольцевым плунжером 6 поршня 3.

Подводный аппарат опирается головной частью на обтюрирующее кольцо 4, а челноками 7 — на пазы 8. При транспортировке и хранении в продольном направлении перемещение аппарата ограничивают кольцевой буфер 9 и разрывная мембрана 10, которая герметизирует внутренний, заполненный ингибитором объем пусковой трубы 2. Начальная фиксация поршня 3 от разворота относительно его продольной оси обеспечивается упорами 11.

С другой стороны трубы 2 герметично пристыкована включающая баллон 12 секция с образованием расширительной камеры 13. На торцевой, ограничивающей расширительную камеру 13, стенке баллона 12 размещен основной клапан 14, в выходной магистрали 15 которого установлен шаровой клапан 16, взаимодействующий с дистанционно управляемым шаговым электродвигателем 17, изменяющим при вращении его проходное сечение.

В приливе 18 внешнего торца ресивера 12 размещен поршень пневмопривода открывания основного клапана 14. В поджимаемом пружиной 20 поршне 19 привода оформлено каналом 21 связанное с внутренним объемом ресивера гнездо 22 системы наполнения ресивера воздухом. Для управления работой пневмопривода предусмотрен пусковой малого сечения пневмоклапан 23 с электромагнитным приводом.