Способ эвакуации на поверхность воды цилиндрического модуля с подводной станции и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к техническим средствам, обеспечивающим доставку с подводной станции на поверхность воды цилиндрического модуля при сильных подводных течениях. Способ эвакуации на поверхность воды цилиндрического модуля с подводной станции заключается в создании каверны в воде за счет продувки газом и выталкивании в каверну цилиндрического модуля и простреливании каверны снарядом-шашкой до образования канала в воде заданной высоты. Снаряд выстреливается с временной задержкой после начала продувки воды газом. Направление вдува газа в воду и направление вылета снаряда изменяются в зависимости от вектора скорости набегающего потока воды. Устройство для осуществления данного способа содержит пусковую трубу с цилиндрическим модулем, установленную в стартовом колодце, узел формирования каверны, метательное устройство со снарядом и узел запуска. Узел формирования каверны выполнен в виде газогенераторов с соплами, установленными у верхнего среза пусковой трубы. Метательное устройство установлено у верхнего среза пусковой трубы. Исключается влияние бокового гидравлического напора на модуль, создающего заклинивающий момент при выходе из стартового колодца, а также снижается пассивная масса цилиндрического модуля. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

В настоящее время существует техническая проблема доставки с подводной станции на поверхность воды цилиндрического модуля, находящегося в колодце станции, при сильных подводных течениях. Здесь очень важно исключить влияние бокового гидравлического напора на модуль, создающего заклинивающий момент при выходе модуля за верхний срез колодца. Чтобы снизить нагрузки на модуль при эвакуации на поверхность воды, необходимо создать каверну, в которой находился бы модуль все время до выхода за верхний срез стартового колодца. Для этого необходимо создать удлиненную каверну, высота которой превышает длину модуля.

Известен способ и устройство для формирования кольцевой каверны вокруг движущегося в воде объекта, установленное в его передней части, где через боковые сопла-отверстия ресивера, соединенного с газогенератором, истекает газ и при продольном движении объекта в воде растекается по наружной поверхности объекта, тем самым снижая на объект гидродинамическую нагрузку (см. , например, кн. "Стратегическим ракетоносцам - быть!" А.А. Запольский, выпуск 11, рис.21, с. 133, С1МБМ "Малахит", С.-Петербург, 1998), взятое авторами за прототип.

Недостатки этого способа и устройства состоят в следующем. Установка на модуле газогенератора приводит к увеличению массы модуля и усложнению его конструкции. Кроме того, любая аварийная ситуация при работе газогенераторов, установленных на модуле (взрыв, пожар) приведет к повреждению самого модуля и не позволит выполнить стоящие перед ним задачи, это снижает надежность работы модуля.

Чтобы этого избежать, следует газогенераторы устанавливать на подводной станции. В этом случае каверна создается неподвижными газогенераторами, а модуль движется в созданной ими каверне.

Известен способ и устройство создания каверны неподвижными газогенераторами в жидкой среде (см., например, кн. "Металлургия стали" В.И. Явольский, С.Л. Левин и др. - М.: Металлургия, 1973, 816 с., бессемеровское или томасовское производство стали, 81-131 с.).

Опыт показывает, что с помощью простого вдува газа в жидкую среду невозможно создать удлиненную каверну, у которой отношение h/d=2-5 (h и d - высота и диаметр каверны соответственно).

Суть предлагаемого способа состоит в том, что кольцевая каверна простреливается снарядом любой обтекаемой формы, например шарообразной, до образования канала заданной высоты в воде. А снаряд, выполненный из гидрореагирующего пиротехнического состава, дополнительно сообщает каверне энергетический импульс. В "пробитый" в воде канал устремляются газы из кольцевой каверны, и тем самым при расширении под действием внутреннего давления создают общую каверну требуемых формы и габаритов. Между запуском газогенераторов, создающих кольцевую каверну, и метанием снаряда-шашки существует временная определенная задержка, рассчитываемая по специальной программе. Если длины (высоты) общей каверны недостаточно, то выстреливается последовательно за первым снарядом-шашкой - второй (третий, четвертый и т.д.).

Предлагаемое устройство содержит: узел формирования каверны в виде газогенераторов с соплами и метательные устройства со снарядами обтекаемой формы, узел запуска снабжен устройством временной задержки срабатывания метательных устройств относительно запуска газогенераторов и задержки между запусками метательных устройств, к тому же метательные устройства установлены с возможностью шарового вращения и снабжены датчиками измерения вектора скорости набегающего потока, а оси сопел газогенераторов наклонены к вертикальной оси устройства.

Устройство для эвакуации цилиндрического модуля с подводной станции поясняется чертежами: фиг.1 - продольный разрез, фиг.2 - вид сверху, фиг. 3 - схема развития каверны после запуска газогенераторов без срабатывания метательных устройств, фиг.4 - схема развития каверны после запуска метательного устройства, фиг. 5 - схема развития каверны после запуска второго метательного устройства, фиг.6 - вид модуля в каверне.

Устройство для эвакуации цилиндрического модуля 1 (фиг.1) содержит пусковую трубу 2, находящуюся в колодце 3 подводной станции 4. Снаружи на пусковой трубе у верхнего среза установлены газогенераторы 5 высокого давления, например пороховые, с соплами 6, оси которых наклонены к оси устройства. Газогенераторы 5 закреплены на кронштейнах 7. Также снаружи пусковой трубы установлены метательные устройства 8 в шаровом шарнире 9. Метательное устройство выполнено, например, в виде стакана с заглушкой 10, внутри которой размещен снаряд-шашка 11 шаровой формы, а под снарядом-шашкой находится, например, разгонный пороховой заряд 12. Снаряд-шашка 11 выполнен из пиротехнического гидрореагирующего состава с целью исключения падения на подводную станцию. Снаряд-шашка полностью сгорает при контакте с водой. Метательное устройство в своей нижней части имеет исполнительный механизм 13, обеспечивающий шаровое вращение, который управляется датчиками вектора скорости набегающего потока и может быть выполнен широко известными способами, например, в виде шарового шарнира с фиксатором.

Перед стартом цилиндрического модуля 1 метательное устройство 8 выставляется в определенном направлении с помощью исполнительного механизма 13 по полученной информации от датчиков вектора скорости набегающего потока. После запуска газогенераторов 4 вокруг верхнего среза стартовой трубы 2 образовывается кольцевая каверна (см. фиг.3) определенной высоты (длины), которая в своем развитии во времени стремится принять форму, близкую к шаровой. С определенной временной задержкой после запуска газогенераторов 4 срабатывает метательное устройство 8. Пороховой заряд 12 разгоняет снаряд-шашку 11 до заданной скорости вылета за срез стакана. При этом герметизирующая заглушка 10 вскрывается по ослабленным сечениям и освобождает проход для горящего снаряда-шашки 11. Шарообразная форма снаряда-шашки 11 обеспечивает ее устойчивое движение на границе двух сред с разной плотностью. С наряд-шашка, пролетев каверну, при своем движении оставляет за собой канал (см. фиг.4), в который устремляется парогазовая смесь из каверны, расширяющая канал, при этом общая форма каверны получается грушевидной. Заданная высота канала определяется требованиями к высоте удлиненной каверны и задается либо по результатам расчета, либо - по результатам эксперимента. Затем с определенной временной задержкой после задействования первого метательного устройства срабатывает второе метательное устройство (см. фиг.5) и удлиняет канал в воде на определенную величину. Общая форма каверны принимает конусообразный вид, которая при дальнейшей эволюции принимает грушевидную форму, вытянутую в вертикальном направлении. В развивающуюся каверну стартует цилиндрический модуль 1 из пусковой трубы 2, например, с помощью порохового аккумулятора давления, установленного в хвостовой части цилиндрического модуля (см. фиг.6).

Газогенераторы 4 могут запускаться не одновременно, а группами с определенной временной задержкой между ними, учитывая направление вектора скорости набегающего потока (первыми запускаются газогенераторы со стороны, обращенной к вектору), тем самым корректируется форма каверны до оптимальной.

Таким образом, цилиндрический модуль оказывается полностью в парогазовой каверне и гидродинамическая нагрузка на него - минимальна. Если учесть, что процесс движения цилиндрического модуля в пусковой трубе составляет 0,5-5 с, то подводные течения не будут создавать заклинивающий момент при движении цилиндрического модуля в пусковой (стартовой) трубе.

Предлагаемое устройство для эвакуации на поверхность воды цилиндрического модуля с подводной станции обеспечивает выполнение задачи по существенному снижению (исключению) гидродинамической боковой нагрузки на модуль при старте, а также снижает пассивную массу конструкции цилиндрического модуля, так как оно расположено не на движущемся объекте и его не надо сбрасывать с объекта и уводить в сторону от подводной станции.

Формула изобретения

1. Способ эвакуации на поверхность воды цилиндрического модуля с подводной станции, заключающийся в создании каверны в воде за счет продувки газом и выталкивании в каверну цилиндрического модуля, отличающийся тем, что каверна простреливается снарядом до образования канала в воде заданной высоты, при этом снаряд выстреливается с временной задержкой после начала продувки воды газом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что направление вдува газа в воду и направление вылета снаряда изменяются в зависимости от вектора скорости набегающего потока воды.

3. Устройство подводной станции для эвакуации на поверхность воды цилиндрического модуля, содержащее пусковую трубу с цилиндрическим модулем, установленную в стартовом колодце, узел формирования каверны и узел запуска, отличающееся тем, что узел формирования каверны выполнен в виде газогенераторов с соплами, установленными у верхнего среза пусковой трубы, и оно снабжено, по крайней мере, одним метательным устройством, установленным у верхнего среза пусковой трубы, со снарядом, а узел запуска снабжен устройством временной задержки запуска метательного устройства относительно запуска газогенераторов.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что снаряд метательного устройства имеет шарообразную форму.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что снаряд метательного устройства выполнен из пиротехнического гидрореагирующего состава.

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что метательные устройства расположены попарно, при этом задействование в паре происходит через узел временной задержки, например, пиротехнической.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оси сопел газогенераторов наклонены к вертикальной оси устройства.

8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что метательное устройство установлено с возможностью шарового вращения и снабжено датчиками измерения вектора скорости набегающего потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6