Результат интеллектуальной деятельности: Шахтное сооружение командного пункта

Изобретение относится к области подземных фортификационных сооружений и может быть использовано в качестве шахтного сооружения командного пункта.

Известно шахтное сооружение командного пункта, содержащее защитное устройство с верхним и нижним основаниями, составной ствол шахты в виде тороида с верхним и нижним основаниями, в котором размещены n секций с технологическим, проверочно-пусковым оборудованиями и техническими системами, причем верхнее основание защитного устройства соответствует поверхности грунта, нижнее основание указанного устройства соединено с верхним основанием составного ствола шахты, а нижнее основание названного ствола соединено с основанием шахты, все n секций составного ствола шахты в виде тороида имеют равные высоты и одинаковые площади собственных оснований [1]. Данное сооружение, сходственное с сооружениями шахтных пусковых установок, нашло широкое применение в фортификации [2, 3, 4], однако ему присущи и недостатки, среди которых основными являются: значительная высота ствола при большом числе секций, что влияет на защищенность объекта (пусковой установки или командного пункта) [5], сравнительно малый диаметр ствола шахты, из-за чего снижается устойчивость указанных объектов, и одинаковые объемы секций, что затрудняет размещение оборудования и систем, имеющих в составе значительное число агрегатов и устройств.

Техническим результатом изобретения является повышение защищенности шахтного сооружения за счет уменьшения высоты ствола шахты.

Требуемый технический результат достигается тем, что в шахтном сооружении командного пункта, содержащем защитное устройство с верхним и нижним основаниями, составной ствол шахты с верхним и нижним основаниями, содержащий n секций, в которых размещены: технологическое оборудование, проверочно-пусковое оборудование и технические системы, причем верхнее основание защитного устройства находится на уровне поверхности грунта, нижнее основание защитного устройства соединено с верхним основанием указанного ствола, нижнее основание названного ствола соединено с основанием шахты, при этом суммарный объем технологического, проверочно-пускового оборудования и технических систем соответствует объему составного ствола шахты, составной ствол шахты выполнен в виде прямого усеченного конуса, диаметр верхнего основания которого пропорционален диаметру шахты, а диаметр нижнего основания пропорционален углу наклона боковой поверхности указанного конуса к продольной оси сооружения (боковой поверхности тороида), при этом величина i-го угла наклона определяется по формуле α_i=10°m, где m - порядковый номер угла, отсчитываемый от осевой линии названного конуса, причем при первом угле диаметры нижних оснований всех секций изменяются по правилу d_1i=d_вк+0,25k, где d_вк - диаметр верхнего основания усеченного конуса; k - номер секции; при втором угле диаметры нижних оснований всех секций изменяются по правилу d_2i=d_вк+0,5k, а при третьем угле диаметры нижних оснований изменяются по правилу d_3i=d_вк+0,75k, объем указанного конуса и i-й секции определяется по формуле где h_i - высота секции или конуса; R_1i - радиус верхнего основания секции или конуса; R_2i - радиус нижнего основания указанной секции или конуса, при этом отношение объема n-й секции к объему первой секции где k₂ - коэффициент роста объема усеченного конуса, отношение высоты конуса с нулевым углом наклона боковой поверхности (тороида) к коэффициенту роста его объема где h₁ - высота конуса, а отношение высоты конуса к высоте тороида где k₃ - коэффициент уменьшения высоты ствола шахты.

На чертеже представлено продольное сечение конического ствола шахтного сооружения командного пункта.

Шахтное сооружение содержит защитное устройство (не показано), составной ствол шахты конической формы 1 с несколькими боковыми поверхностями 1-1, с секциями 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9, верхним основанием 10 и нижним основанием 11. Боковые поверхности 1-1 конического ствола шахты 1 образованы за счет углов Oab, Оас и Oag, расположенных слева от осевой линии kk' и углов O'a'b', О'а'с', O'a'g', расположенных справа от осевой линии kk'. Верхнее основание 2-1 секции 2 совпадает с верхним основанием конического ствола 10, а ее нижнее основание 2-2 совпадает с верхним основанием 3-1 секции 3, нижнее основание 3-2 секции 3 совпадает с верхним основанием 4-1 секции 4, нижнее основание 4-2 секции 4 совпадает с верхним основанием 5-1 секции 5, нижнее основание 5-2 секции 5 совпадает с верхним основанием 6-1 секции 6, нижнее основание 6-2 секции 6 совпадает с верхним основанием 7-1 секции 7, нижнее основание 7-2 секции 7 совпадает с верхним основанием 8-1 секции 8, нижнее основание 8-2 секции 8 совпадает с верхним основанием 9-1 секции 9, нижнее основание 9-2 секции 9 совпадает с верхним основанием 11 конического ствола шахты 1. Высота конического ствола h₁, а высоты секций 2…9 обозначены через h₂…h₉ соответственно, при этом сумма высот h₂…h₉ равна общей высоте ствола h₁, т.е.

Площади всех оснований всех секций 2…9 и оснований 10 и 11 конического ствола 1 определяются по стандартной формуле

где S_i - площадь i-го основания; D_i - диаметр i-й секции (нижнего или верхнего основания ствола).

Величины углов наклона боковой поверхности слева и справа от осевой линии kk' определяются по формуле

где m - порядковый номер угла, отсчитываемый от осевой линии составного ствола 1 вправо или влево.

При первом угле α₁=10° диаметры нижних оснований: 2-2, 3-2, 4-2, 5-2, 6-2, 7-2, 8-2 и 9-2 секций 2…9 изменяются по правилу

где d_вк - диаметр верхнего основания 10 усеченного конуса; k - номер секции.

При втором угле α₂=20° диаметры нижних оснований 2-2…9-2 секций 2…9 изменяются по правилу

а при третьем угле α₃=30° диаметры нижних оснований 2-2…9-2 секций 2…9 изменяются по правилу

Объем указанного конуса и i-й секции определяются по формуле

где h_i - высота секции или конуса; R_1i - радиус верхнего основания секции или конуса; R_2i - радиус нижнего основания указанной секции или конуса.

Объем секций 2…9 и конического ствола 1 сведены в таблицу 1 (в относительных единицах).

Для определения коэффициента роста объема ствола 1 при первом угле найдем отношения объемов секции 9 и секции 2

а для нахождения коэффициента роста объема при втором угле возьмем отношение

откуда следует, что при угле α₁=10° объем секций увеличился в полтора раза, а при угле α₂=20° он увеличился в два раза, т.е. коэффициенты k₂₁ и k₂₂ являются коэффициентами роста объема усеченного конуса.

Если взять масштаб чертежа, где высота ствола шахты равна 21 см, то можно получить значения высот конического ствола шахты при соответствующих коэффициентах роста объема усеченного конуса, т.е.

при этом

где k₃₁, k₃₂ - коэффициенты уменьшения высоты шахты при разных углах наклона боковой поверхности усеченного конуса (k₃₁ при α₁; k₃₂ при α₂). Шахтное сооружение командного пункта применяется следующим образом.

В соответствии с планом размещения командных пунктов выбираются географические координаты точки, в которой оборудуется шахта, в которую устанавливается ствол шахты 1 конической формы, при этом его нижнее основание 11 прикрепляется к основанию шахты (не показано). После монтажа конического ствола в его секции 2…9 устанавливается технологическое, проверочно-пусковое оборудование и технические системы. После укомплектования ствола на него устанавливается защитное устройство (не показано) таким образом, чтобы нижнее основание (не показано) защитного устройства закрепилось на верхнем основании 10 конического ствола 1. Далее производится ряд испытаний агрегатов и устройств, а также технических систем, и при положительных результатах испытаний конический ствол шахты вводится в строй по установленной программе.

Таким образом, увеличение угла наклона боковой поверхности прямого усеченного конуса позволяет при одной и той же величине заданного объема значительно уменьшить высоту составного ствола и шахты в целом, чем и достигается требуемый результат.

Источники информации

1. Леонтенков А.А., Васильев Г.Ю., Борисенко B.C. Не имеющий аналогов. М., Интер-весы, 2001, 192 с.

2. Чикалов Н.В., Дерюшев В.В. Пусковые установки и командные пункты ракетных комплексов. М., МО РФ, 2005, 350 с.

3. Маликов В.Г. Шахтные пусковые установки. М., Воениздат, 1975, 128 с.

4. Шахтные пусковые установки. Под ред. Ю.П. Перфильева. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 352 с.

5. Технические основы эффективности ракетных систем. Под ред. Е.Б. Волкова. М., Машиностроение, 1990, стр. 215…216.