Управляемая торпеда

 

Изобретение относится к области торпедного оружия. Управляемая торпеда содержит корпус с рулями и рулевой привод, включающий распределительное устройство и исполнительный двигатель, рулевой привод размещен в руле, выполненном в виде неподвижного крыла с поворотным пером. Исполнительный двигатель выполнен в виде поворотного коромысла, установленного в образованной в крыле полости, разделенной осью коромысла на рабочие камеры, сообщающиеся выходными каналами с внешней средой через щелевые отверстия в задней кромке крыла, а входными - со щелевыми приемными окнами электромагнитного распределительного устройства. Распределительное устройство состоит из закрепленных в крыле и расположенных друг напротив друга Ш-образных в сечении сердечников с обмотками и расположенного между сердечниками поворотного якоря. Один торец якоря закреплен на торсионе в крыле, а противоположный установлен перед приемными окнами с возможностью их попеременного перекрытия. Образованная между сердечниками полость сообщена с внешней средой водозаборниками, выполненными в уступах профиля крыла. Перо руля кинематически связано с исполнительным двигателем гибкой тягой, охватывающей оси коромысла и пера руля и закрепленной на этих осях. Изобретение позволяет улучшить габаритно-массовые характеристики торпеды за счет использования энергии набегающего потока воды для перемещения рулей при движении торпеды. 3 ил.

Изобретение относится к области вооружения и может быть использовано в управляемых торпедах, а также подводных аппаратах гражданского назначения.

Известен подводный аппарат [1], в котором рулевое устройство выполнено в виде решетчатого руля и рулевого привода, обеспечивающего поворот руля относительно корпуса аппарата. Рулевой привод работает от специального источника энергии, размещение которого на борту отрицательно влияет на габаритно-массовые характеристики аппарата.

Наиболее близка к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков и достигаемому эффекту торпеда с рулевым приводом [2], содержащая масляный насос с гидравлическим аккумулятором на выходе, газогенератор, обеспечивающий выпуск масла из аккумулятора, клапанное распределительное устройство, регулирующее поступление масла в исполнительный поршневой гидродвигатель, перемещающий рули по командам управления, воспринимаемым распределительным устройством.

Недостаток данного устройства - необходимость размещения в корпусе торпеды не только рулевого привода, но и сложной системы его питания.

Задача заявляемого устройства - улучшение габаритно-массовых характеристик управляемой торпеды за счет использования энергии потока внешней среды (воды) для совершения механической работы перемещения рулей рулевым приводом.

Для решения поставленной задачи в заявляемой управляемой торпеде, содержащей корпус с рулями и рулевой привод, включающий распределительное устройство и исполнительный двигатель, рулевой привод размещен в руле, выполненном в виде неподвижного крыла с поворотным пером. Исполнительный двигатель выполнен в виде поворотного коромысла, установленного в образованной в крыле полости, разделенной осью коромысла на рабочие камеры, сообщающиеся выходными каналами с внешней средой через щелевые отверстия в задней кромке крыла, а входными - со щелевыми приемными окнами электромагнитного распределительного устройства. Распределительное устройство состоит из закрепленных в крыле и расположенных друг напротив друга Ш-образных в сечении сердечников с обмотками и расположенного между сердечниками поворотного якоря. Один торец якоря закреплен на торсионе в крыле, а противоположный - установлен перед приемными окнами с возможностью их попеременного перекрытия. Образованная между сердечниками полость сообщена с внешней средой водозаборниками, выполненными в уступах профиля крыла. Перо руля кинематически связано с исполнительным двигателем гибкой тягой, охватывающей оси коромысла и пера руля и закрепленной на этих осях.

Конструкция заявляемого устройства пояснена чертежами, где на фиг.1 изображены часть корпуса торпеды с рулем (крыло с поворотным пером в плане) с местными разрезами, на фиг. 2 - продольный разрез А-А руля устройства (профиль крыла с пером руля), а на фиг.3 - кинематическая схема передачи "выходной вал исполнительного двигателя - ось пера руля".

На корпусе 1 торпеды закреплен руль в виде неподвижного крыла 2 с поворотным пером 3. Крыло 2 конструктивно выполнено из двух симметричных полупрофильных крышек, жестко связанных винтами 4. В крыле 2 между крышками образована внутренняя полость, которая осью коромысла 5 разделена на рабочие камеры 6 и 7 исполнительного двигателя. Щелевыми пазами 8 и 9, окачивающимися на задней кромке крыла 2, рабочие камеры 6 и 7 сообщаются с внешней средой, а приемными окнами 10 и 11 распределительного устройства - с полостью 12 водозаборников, выполненных в виде щелевых пазов в уступах профиля крыла 2. Перед приемными окнами 10 и 11 распределительного устройства с возможностью их попеременного перекрытия расположен торец якоря 13 электромагнита. Другой торец якоря 13 жестко связан с торсионом 14, закрепленным в крыле 2. С двух сторон якоря 13 в крыле 2 закреплены Ш-образные сердечники 15 и 16 с обмотками 17 и 18. Ось коромысла 5 связана с осью пера руля 3 гибкой тягой 19, охватывающей эти оси и закрепленной на них.

Электрический сигнал команды управления, формируемый системой управления торпеды, поступает либо на обмотку 17, либо на обмотку 18 электромагнитного распределительного устройства. Для определенности положим, что сигнал команды управления поступает на обмотку 17. Якорь 13, изгибая торсион 14, притягивается к сердечнику 15, замыкая в нем магнитный поток. При этом свободный торец якоря 13 перекрывает приемное окно 10 и открывает приемное окно 11 распределительного устройства. Тем самым рабочая камера 7 исполнительного двигателя разобщается, а рабочая камера 6 сообщается с полостью 12, в которую через водозаборники поступает обтекающий торпеду водный поток. Под действием поступающего в рабочую камеру 6 водного потока коромысло 5 поворачивается на своей оси до упора, а из рабочей камеры 7 вода вытесняется через технологические зазоры между ее поверхностями и противоположным плечом коромысла 5. Вращение оси коромысла 5 гибкой тягой 19 передается на ось пера руля 3, которое отклоняется в соответствии с командой управления и в комбинации с крылом 2 создает управляющую торпедой подъемную силу. При подаче электрического сигнала команды управления на обмотку 18 аналогично осуществляется отклонение пера руля 3 в другую сторону.

Следовательно, для перемещения пера руля 3 в заявляемом устройстве используется энергия обтекающего торпеду водного потока.

Превышение развиваемого момента над моментом нагрузки обеспечивается за счет полного торможения водного потока на коромысле 5, а также соответствующего передаточного числа кинематической передачи "выходной вал исполнительного двигателя - ось пера руля". Эта задача решается при проектировании торпеды исходя из габаритов корпуса и руля, скорости и возможных траекторий ее движения, потребной скорости поворота пера руля 3 при управлении.

Таким образом, в заявляемой торпеде управление осуществляется без специального бортового источника рабочего тела рулевого привода: в качестве рабочего тела используется обтекающий торпеду водный поток. Торпеда способна управляться, пока она движется, а габаритно-массовые характеристики ее рулевого привода не зависят от времени движения.

Источники информации 1. Подводный аппарат. Патент США 5551363, 6 МПК F 42 B 19/06.

2. Рулевое устройство торпеды. Патент Японии 5-43960, 6 МПК F 42 B 19/01.

Формула изобретения

Управляемая торпеда, содержащая корпус с рулями и рулевой привод, включающий распределительное устройство и исполнительный двигатель, отличающаяся тем, что рулевой привод размещен в руле, выполненном в виде крыла с поворотным пером, при этом исполнительный двигатель выполнен в виде поворотного коромысла, установленного в образованной в крыле полости, разделенной осью коромысла на рабочие камеры, сообщающиеся выходными каналами с внешней средой через щелевые пазы в задней кромке крыла, а входными - с приемными окнами распределительного устройства, состоящего из закрепленных в крыле и расположенных друг напротив друга Ш-образных в сечении сердечников с обмотками и расположенного между сердечниками якоря, один торец которого закреплен на торсионе в крыле, а другой установлен перед приемными окнами с возможностью их попеременного перекрытия, причем образованная между сердечниками полость сообщена с внешней средой водозаборниками, выполненными в уступах профиля крыла, а перо кинематически связано с исполнительным двигателем гибкой тягой, охватывающей оси коромысла и пера и закрепленной на этих осях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3