Результат интеллектуальной деятельности: СПАСАЕМЫЙ НАКОПИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области морской техники, а именно к оборудованию подводных движущихся объектов (аппаратов) аварийными средствами выбрасываемых сигнальных устройств, представляет собой спасаемый аварийный самописец и может быть использовано в области ракетной, авиационной и космической техники.

Известен спасаемый накопитель информации (см. патент GB №2228458), содержащий корпус, устанавливаемый на изделие, размещенную в нем спасаемую капсулу с накопителем информации и разъемным электросоединителем, два пояса опорно-направляющих элементов, поршневую систему пневмотолкателя спасаемой капсулы, включающую пусковую трубу, устройство удержания капсулы в корпусе, газогенератор, упруго скрепленный с корпусом спасаемой капсулы, устройство задействования газогенератора, являющийся наиболее ближайшим аналогом по технической сущности и числу совпадающих признаков.

В аварийной ситуации от импульса чувствительных датчиков через электрическую связь блок управления изделия выдает команду на срабатывание устройства задействования газогенератора системы пневмотолкателя. Поршнем пневмотолкателя по двум поясам опорно-направляющих элементов вдоль корпуса, смонтированного радиально оболочке изделия, перемещается спасаемая капсула с накопителем информации под давлением продуктов сгорания заряда в газогенераторе. При этом ходом корпуса спасаемой капсулы размыкается электросоединитель, разрывая электрическую связь накопителя информации с контролируемой аппаратурой и системой управления на борту с изделием. После выхода газогенератора из пусковой трубы дальнейшее движение спасаемой капсулы осуществляется под действием газогенератора. Далее отделившаяся спасаемая капсула готова к автономному плаванию и для обнаружения поисковыми группами.

К недостаткам такой конструкции в отдельных случаях можно отнести:

- нерациональность компоновки конструктивных элементов системы пневмотолкателя, в частности, например, последовательно в ряд вдоль оси размещены элементы устройства фиксации спасаемой капсулы (поворотные рычаги, поршень с ударником, штифты-фиксаторы и т.п.), что негативно отражается на увеличении габаритов в осевом направлении, на компактность размещения с другими узлами в объеме внутренней полости изделия;

- система технически сложна в технологии изготовления и сборки при монтаже на изделии, что связано с необходимостью обеспечения собираемости (стыковки) элементов конструкции в условиях ограниченного и труднодоступного пространства на изделии.

Технической задачей данного изобретения является устранение отмеченных недостатков, то есть конструктивными усовершенствованиями гарантированно обеспечить компактность системы пневмотолкателя в совокупности с устройством фиксации спасаемой капсулы в осевом направлении, в условиях жесткого ограничения наружного диаметра и осевых габаритов корпуса.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном спасаемом накопителе информации, содержащем корпус, размещенную в нем на двух опорных поясах спасаемую капсулу с накопителем информации, электрически связанным быстроразъемным соединителем с бортовой системой управления, устройство продольной фиксации спасаемой капсулы в корпусе, поршневую систему пневмотолкателя с газогенератором, устройство задействования газогенератора, устройство продольной фиксации спасаемой капсулы выполнено в виде шарикового замка, при этом поршень системы пневмотолкателя конструктивно объединен с донной частью спасаемой капсулы, выполнен в виде стакана, опираемого на герметично охватываемый им выступающий шток на днище корпуса, и снабжен наружной кольцевой канавкой, вмещающей шарики, одновременно частично размещенные в радиальных сквозных отверстиях кольцевой обоймы, закрепленной на внутреннем торце днища корпуса и коаксиально охватывающей стакан, совместно с другой охватывающей ее подвижной замковой втулкой, снабженной внутренней кольцевой приемной канавкой и продольно упруго нагруженной в направлении, обратном направлению выброса спасаемой капсулы, например, пружинами сжатия, при этом элементы устройства продольной фиксации спасаемой капсулы размещены в центральном отверстии днища корпуса с возможностью герметизации общего объема образованных сообщающихся полостей кольцевой замковой втулки, полости штока, полости стакана, полости газогенератора с размещенным зарядом, полости устройства задействования газогенератора, например пиропатрона.

При этом наружная кольцевая канавка на стакане, по меньшей мере, имеет один конический торец.

Выполнение поршня системы пневмотолкателя в виде стакана с опорой на выступающий шток днища корпуса позволяет обеспечить опорное направленное относительное перемещение стакана и спасаемой капсулой вдоль направляющих поверхностей с постоянной базой на всем пути перемещения в корпусе.

Конструктивное объединение стакана за одно целое с крышкой спасаемой капсулы, которые совместно исполняют функцию поршня системы пневмотолкателя, исключает вспомогательные элементы крепления, что позволяет оптимизировать массовые и габаритные характеристики.

Выполнение устройства продольной фиксации спасаемой капсулы от продольных перемещений (в осевом направлении) в виде концентричного коаксиального пакета элементов шарикового замка с размещением их в центральном отверстии днища корпуса позволяет обеспечить компактность размещения всех элементов конструкции с существенным сокращением габаритов бортового контейнера в осевом направлении.

На фиг.1 представлен общий вид спасаемого накопителя информации в разрезе, на фиг.2 представлен вид со стороны спасаемой капсулы.

Накопитель информации 1 (самописец) помещен в спасаемую капсулу 2 сферической формы с обтекателем 3 и упругими выступами 4, герметично закрытую крышкой 5, конструктивно объединенной с цилиндрическим стаканом 6 с полостью 7, наружной кольцевой канавкой 8, выполненной с коническим торцом 9 у торца 10 стакана 6.

Спасаемая капсула 2 размещена в цилиндрическом корпусе 11 на присоединенном к нему днище 12. Корпус 11 смонтирован радиально оболочке изделия 13 и закреплен посредством фланцевого соединения (крепеж на фиг.не показан).

В центральном отверстии 14 днища 12 герметично установлен направленный внутрь корпуса 11 полый ступенчатый шток 15 с каналом 16, полостью 17, выполняющей функцию полости газогенератора с помещенным в ней зарядом 18, сквозными радиальными отверстиями 19 и наружным кольцевым уступом 20, на который опирается торец 10 стакана 6.

Полость 17 герметизирована крышкой 21 с герметично установленным пиропатроном 22 со стороны полости изделия 13.

В центральном отверстии 14 с внутреннего торца днища 12 коаксиально со стаканом 6 и штоком 15 размещена обойма 23 с радиальными сквозными отверстиями 24 и помещенными в них шариками 25. Обойма 23 жестко закреплена на внутреннем торце днища 12 корпуса 11, например, болтами 26, проходящими через сквозные отверстия (условно не показаны) ее фланцевых выступов 27, размещенных равномерно по периметру на внешнем торце обоймы 23. Снаружи обойма 23 в зоне отверстий 24 с шариками 25 плотно охватывается герметично установленной подвижной втулкой 28 с внутренней кольцевой приемной канавкой 29 и фланцевыми выступами 30. При этом подвижная втулка 28 через фланцевые выступы 30 продольно упруго нагружена в направлении, обратном направлению выброса спасаемой капсулы 2, например, пружинами сжатия 31, с прижатием к торцу днища 12 корпуса 11, например, через головки болтов 32, проходящими через отверстия частично сжатых пружин 31 и отверстия фланцевых выступов 30.

Фланцевые выступы 30 подвижной втулки 28 и фланцевые выступы 27 обоймы 23 размещены с чередованием друг с другом по периметру отверстия 14 в днище 12.

При этом в центральном отверстии 14 днища 12 со стороны внутреннего торца подвижной втулки 28 образована герметичная кольцевая камера 33 напротив сквозных отверстий 19 в штоке 15.

Все сообщающиеся полости загерметизированы. Полость 17 сообщается через отверстия 19 с полостью 33, каналом 16 - с полостью 7 стакана 6.

Кольцевая канавка 8 снаружи стакана 6 с размещенными в ней шариками 25, одновременно помещенными в отверстия 24 обоймы 23, охватываемой подвижной втулкой 28, снабженной приемной внутренней кольцевой канавкой 29, поджатой пружинами 31, образуют устройство продольной фиксации спасаемой капсулы 2.

Накопитель информации 1 через электрический соединитель 34 соединен кабелем с бортовой системой управления 35.

В условиях движения изделия по траектории полость корпуса 11 заполнена водной средой, обтекатель 3 уменьшает гидравлическое сопротивление при движении изделия в омываемом набегающем потоке. Накопитель информации 1, находясь в спасаемой капсуле 2, принимает и записывает информацию приборов телеметрии с борта изделия 13 через кабель бортовой системы управления.

Глубинное давление прижимает торец 10 стакана 6 в совокупности со спасаемой капсулой 2 и крышкой 5 к наружному кольцевому уступу 20 штока 15. Сила поджатия определяется площадью торца стакана 6 в зоне его сопряжения и уплотнения со штоком 15. Спасаемая капсула опирается упругими выступами 4 на стенки корпуса 11.

Поршневая система пневмотолкателя спасаемой капсулы 2 находится в ждущем режиме, при этом полость 7 стакана 6, полость канала 16 штока 15, полость 33 подвижной втулки 28, отверстий 19, полость 17 с зарядом 18, полость пиропатрона 22 герметизированы. Конструктивные оболочки воспринимают воздействие глубинного давления.

Шарики 25 находятся в отверстиях 24 обоймы 23, закрепленной болтами 26 через фланцевые выступы 27 на внутреннем торце днища 12. Одновременно шарики 25 находятся в наружной кольцевой канавке 8 стакана 6, удерживая его в исходном положении с упором торцом 10 в выступ 20 штока 15.

Подвижная втулка 28 глубинным давлением и упругим распорным усилием пружин 31 с упором в головки болтов 32 и выступами 30 поджимается к торцу днища 12. При этом одновременно она взаимодействует своей внутренней поверхностью с шариками 25, удерживая их в отверстиях 24 и обеспечивая зацепление с конусным торцем 9 канавки 8 стакана 6.

При аварийной ситуации по сигналу бортовой системы управления подается импульс тока на срабатывание пиропатрона 22. Тем самым приводится в действие поршневая система пневмотолкателя. В результате от импульса пиропатрона воспламеняется заряд 18, продуктами сгорания заполняется внутреннее пространство полости газогенератора 17, канала 16, полости 7 стакана 6, полости отверстий 19, полости 33 подвижной втулки 28.

По мере горения заряда 18 растет давление продуктов сгорания на кольцевую площадь подвижной втулки 28 до величины, преодолевающей усилия ее поджатия глубинным давлением и пружинами 31 через выступы 30.

С превышением выталкивающего усилия над силами сопротивления движению начинается относительное перемещение подвижной втулки 28 вдоль обоймы 23. При позиционировании внутренней канавки 29 подвижной втулки 28 напротив отверстий 24 обоймы 23 шарики 25 под действием радиальной составляющей силы занимают свое положение в канавке 29, созданной в результате усилия, выталкивающего стакан 6. Тем самым снимается блокировка устройства продольной фиксации спасаемой капсулы 2 в корпусе 11. Начинается относительное перемещение спасаемой капсулы 2 с упругими выступами 4 и соединенной с ней крышкой 5 с отрывом торца 10 стакана 6 от уступа 20 штока 15 в отверстии 14 днища 12, установленного в корпусе 11. По ходу движения спасаемой капсулы 2 с накопителем информации 1 совместно с крышкой 5 и стаканом 6 прерывается его контакт быстроразъемного электрического соединителя 34 кабеля бортовой системы управления 35.

При этом возрастающее усилие выталкивания преодолевает массовые силы инерции, глубинного давления, гидравлического сопротивления, упругие силы и трения элементов конструкции в зонах контакта стакана 6 с наружной поверхностью малого диаметра штока 15, упругих выступов 4 о поверхность корпуса 11.

Спасаемая капсула 2 после выхода из корпуса 11 находится в свободном автономном плавании на поверхности в акватории аварийного затопления изделия и доступна обнаружению службами поисковых групп.

Изобретение позволяет повысить функциональную надежность катапультирования с минимальными энергетическими затратами на выброс спасаемой капсулы с накопителем информации, удовлетворив условиям жесткого ограничении продольных габаритов и наружного диаметра корпуса, обусловленного плотностью компоновки на изделии.

Патентуемая конструкция спасаемого накопителя информации реализована на образце изделия применительно к действующему макету с катапультированием полезной нагрузки массой до 15 кг при воздействии наружного давления до 40 кг/см².