Результат интеллектуальной деятельности: МОДУЛЬНАЯ МНОГОМЕСТНАЯ КОРАБЕЛЬНАЯ ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА ВЕРТИКАЛЬНОГО ПУСКА

Изобретение относится к военной технике, в частности к корабельным пусковым установкам (ПУ) вертикального пуска, и может быть использовано при создании образцов ракетного вооружения надводных кораблей (НК).

К пусковым установкам надводных кораблей предъявляются достаточно высокие требования по обеспечению пожаровзрывобезопасности установленных на пусковую установку снаряженных транспортно-пусковых контейнеров (ТПК) при воздействии артиллерийских осколков и пуль стрелкового вооружения. Пусковая установка должна обеспечивать такую степень защиты от поражающих факторов, которая исключала бы возможность возбуждения в ТПК взрывчатых превращений в боевых зарядах и топливах ракет, а также - воспламенение легковоспламеняющихся жидкостей. Многоместные корабельные ПУ вертикального пуска имеют компоновку, при которой основные элементы ПУ и ее боекомплект расположены под палубой корабля и защищены его корпусом и надстройками и только верхняя платформа ПУ с поворотными защитными крышками, закрывающими ячейки с ТПК, расположена на верхней палубе или надстройке корабля. В известных ПУ задача защиты от осколков и пуль решается тем, что верхний лист верхней платформы ПУ и защитные крышки ячеек ПУ выполняют из высокопрочной броневой стали расчетной толщины, которая может достигать несколько десятков миллиметров в зависимости от параметров поражающих факторов (массы и скорости осколков и пуль). По существу, защита ТПК от поражающих факторов решается путем снижения подлетной скорости поражающих элементов до ноля. Таким образом, бронирование верхней (надпалубной) части ПУ и относительно небольшие размеры верхней части ПУ позволяют снизить вероятность поражения пусковой установки и боезапаса.

Для предотвращения образования конденсата внутри ПУ и обеспечения требуемого температурно-влажностного режима броневую панель (верхний лист верхней платформы ПУ) и защитные крышки изнутри облицовывают теплоизоляционным материалом необходимой толщины и параметров.

Также одним из требований, предъявляемым к многоместным корабельным ПУ вертикального пуска, является обеспечение высокого темпа стрельбы, что предполагает, в частности, обеспечение высокой скорости открывания тяжелых защитных бронированных крышек ячеек ПУ. Увеличение скорости открывания защитной крышки приводит к возрастанию моментов инерции крышки при открывании ячейки ПУ, динамическому воздействию на элементы привода открывания и другие части ПУ при разгоне и остановке крышки, а также к увеличению мощности привода открывания и возрастанию массогабаритных показателей последнего.

Для многоместных корабельных ПУ вертикального пуска характерно направление развития, при котором от ПУ требуется обеспечение хранения, пуска, а также защиты от воздействия поражающих факторов все большего количества запускаемых объектов, пуск которых необходимо обеспечивать средствами ПУ с обеспечением все более высокого темпа стрельбы.

Известна модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска по патенту RU 44175 U1 (F41F 3/04, В63G 1/00, 2005). ПУ содержит верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на верхней палубе и фундаменте корабля, и установленные между ними цилиндрические стаканы, вдоль которых на внутренней поверхности размещены направляющие для загрузки и закрепления ТПК. На верхнем основании установлены защитные крышки с гидравлическим приводом открывания. Стаканы выполнены герметичными и снабжены системой пожаротушения, включающей датчики температуры, расположенные по длине стаканов, и патрубки системы орошения, расположенные в верхней части стакана. При возникновении нештатной ситуации срабатывают датчики температуры, сигнал от них подается на корабельную систему пожаротушения, которая включает систему орошения, соединенную с ПУ через патрубки. Таким образом обеспечивается пожаровзрывобезопасность.

Известна многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска по патенту RU 113570 U1 (F41F 3/00, 2012). Известная ПУ содержит платформу, выполненную с возможностью закрепления на палубе корабля, представляющую собой сварную металлоконструкцию, включающую четыре ячейки, снабженные крышками, с приводом открывания последних. В качестве привода открывания ячейки ПУ содержит гидромеханический привод. Последний включает исполнительный гидроцилиндр двойного действия с рычажным механизмом и гидроцилиндры-ледорубы. Для снижения теплообмена между корабельным погребом и внешней средой внутренние поверхности платформы и крышек ПУ покрыты теплоизоляцией.

Известна модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска по патенту RU 2393409 C1 (F41F 3/04, 2010). Известная ПУ содержит верхнюю платформу и нижнее основание, закрепленные соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленный между ними ферменный каркас. Ферменный каркас совместно с верхней платформой образует ячейки ПУ для установки транспортно-пусковых контейнеров, каждая из которых снабжена закрепленной на верхней платформе индивидуальной защитной крышкой ячейки с механизмом ее открывания.

Известна модульная многоместная корабельная ПУ по патенту RU 2213925 С1 (F41F 3/04, 63G 1/00, 2003). Известная корабельная ПУ включает верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленный между ними ферменный каркас, образующие ячейки для установки транспортно-пусковых контейнеров с запускаемыми объектами. Верхнее основание выполнено в виде коробчатого корпуса с перегородками, отделяющими ячейки ПУ одну от другой. Каждая ячейка ПУ снабжена закрепленной на верхнем основании защитной крышкой с приводом открывания последней.

Известна модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска по патенту RU 2382314 C1 (F41F 3/04, 2010). Известная ПУ содержит верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленную между ними ограждающую несущую конструкцию, служащие для установки ТПК различных типов. Упомянутые основания выполнены с ячейками для ТПК, каждая из которых снабжена закрепленной на верхнем основании индивидуальной защитной крышкой с приводом открывания. Верхнее и нижнее основание и ограждающая конструкция выполнены с возможностью размещения внутри их корпусов оборудования и аппаратуры ПУ. В варианте выполнения ПУ представляет собой модуль, имеющий четыре ячейки для ТПК. Подобный модуль обеспечивает возможность создания модульной стартовой системы, легко модифицируемой в зависимости от конкретных параметров корабля. В другом варианте ПУ представляет собой модуль, имеющий восемь ячеек для ТПК. Благодаря особенности выполнения ПУ в случае возникновения аварийной ситуации с боекомплектом обеспечивается возможность локализации этой ситуации в пределах замкнутого внутреннего объема ПУ, что повышает безопасность эксплуатации ПУ.

Конструкции вышеприведенных многоместных корабельных подпалубных ПУ вертикального пуска предполагают принятие конструктивных мер по обеспечению пожаровзрывобезопасности установленных на пусковую установку снаряженных транспортно-пусковых контейнеров при воздействии артиллерийских осколков и пуль стрелкового вооружения. Однако в известных устройствах решение этой задачи не раскрыто.

Также известна корабельная пусковая установка по патенту RU 2502935 С2 (F41F 3/08, 2013). Известная ПУ содержит основание, выполненное с возможностью закрепления на фундаменте корабля, опорную раму, установленную на упомянутом основании с возможностью установки на ней ТПК, и защитный броневой кожух, который установлен с возможностью защиты зон ТПК, опасных с точки зрения пожаровзрывобезопасности (например, зоны расположения боевого заряда), от пуль и осколков путем перекрывания внутреннего объема защитного кожуха. В варианте выполнения защитный броневой кожух имеет многослойную оболочку, которая включает в себя последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой из стеклоткани, высокотвердый слой из керамических элементов, опорный слой из стеклотекстолита и слой из высокопрочной стали, которые соединены высокоэластичным связующим. Защитный кожух включает две створки, которые шарнирно установлены на опорной раме с возможностью синхронного их раскрывания-закрывания посредством смонтированного на опорной раме ручного привода раскрывания-закрывания кожуха. Известное устройство позволяет, в частности, повысить надежность, безопасность и эксплуатационные характеристики ПУ при обеспечении приспособляемости к одно- и многоуровневым модулям ТПК.

Однако известная ПУ имеет специфические характеристики, которые не отвечают целевым характеристикам корабельной ПУ вертикального пуска. Устройство имеет ограниченную область использования и предназначено для оружия типа торпеды.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является модульная многоместная корабельная ПУ вертикального пуска, охарактеризованная в описании изобретения по патенту RU 2362958 C1 (F41F 3/04, 2009). Известная ПУ содержит верхнее и нижнее основания, выполненные с возможностью закрепления соответственно на палубе и фундаменте корабля, и установленный между ними ферменный каркас, образующие по меньшей мере один ряд ячеек для установки транспортно-пусковых контейнеров с запускаемыми объектами. В варианте выполнения ПУ имеет восемь ячеек, образующих в плане (т.е. на виде сверху) два ряда по четыре ячейки в каждом ряду. Верхнее основание выполнено в виде коробчатого корпуса с перегородками, отделяющими ячейки ПУ одну от другой с образованием камер. Каждая ячейка ПУ снабжена закрепленной на верхнем основании индивидуальной защитной крышкой с приводом открывания последней. Защитная крышка установлена посредством установленного по периметру крышки герметизирующего уплотнения. Внутренняя поверхность крышки облицована теплоизоляцией. Привод открывания крышки содержит рычажный механизм.

Однако в известном устройстве не раскрыто решение задачи обеспечения пожаровзрывобезопасности установленных на пусковую установку снаряженных ТПК при воздействии артиллерийских осколков и пуль стрелкового оружия. Требования по обеспечению пожаровзрывобезопасности в существенной мере определяют конструкцию защитной крышки ячейки ПУ. С другой стороны, конструкция защитной крышки, в свою очередь, диктует требования к конструкции привода открывания, более всего зависящей от массогабаритных показателей крышки. Известное же устройство не предполагает принятия конструктивных мер по снижению массы защитной крышки, которые позволили бы уменьшить ее инерционность, что существенно для обеспечения высокого темпа стрельбы.

Задачей, решаемой изобретением, является создание модульной многоместной корабельной пусковой установки вертикального пуска, которая, обеспечивая пожаровзрывобезопасность установленных на пусковую установку снаряженных ТПК при воздействии артиллерийских осколков и пуль стрелкового оружия (т.е. защиту от поражающих факторов), обеспечивала бы достаточно высокий темп стрельбы.

Эта задача решается благодаря тому, что предложена модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска, содержащая выполненное с возможностью закрепления на палубе корабля бронированное основание, которое включает в себя броневую панель и выполнено с ячейками для установки транспортно-пусковых контейнеров, причем каждая из ячеек снабжена шарнирно установленной на броневой панели защитной крышкой с приводом ее открывания. При этом защитная крышка содержит коробчатый корпус из листовой высокопрочной стали и изнутри снабжена облицовкой, которая включает последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой из теплоизоляции и слой из стеклоткани. Причем защитная крышка снабжена установленным со стороны стеклоткани защитным экраном, содержащим слой, образованный элементами из бронекерамики, которые с помощью высокоэластичного связующего зафиксированы на прилегающей подложке из стеклотекстолита. При этом защитный экран закреплен на корпусе защитной крышки посредством резьбовых элементов.

Вместе с этим защитный экран установлен с зазором относительно облицовки крышки.

В варианте выполнения защитный экран в качестве элементов из бронекерамики содержит элементы, выполненные из карбидокремниевой керамики.

В другом варианте выполнения защитный экран в качестве элементов из бронекерамики содержит элементы, выполненные из корундовой керамики.

Возможен вариант выполнения, когда выполнения защитный экран в качестве элементов из бронекерамики содержит элементы, выполненные из алюмооксидной керамики.

Также возможен вариант выполнения, когда защитный экран в качестве элементов из бронекерамики содержит элементы, выполненные из керамики на основе карбида бора.

В варианте выполнения защитный экран в качестве подложки содержит подложку из стеклотекстолита.

В другом варианте защитный экран в качестве подложки содержит подложку из алюминиево-магниевого сплава.

Кроме того, броневая панель бронированного основания изнутри последнего снабжена соответствующей облицовкой, которая включает последовательно размещенные слой теплоизоляции и слой из стеклоткани.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что оно позволяет обеспечить высокий темп стрельбы за счет обеспечения возможности снижения массы защитных крышек ячеек пусковой установки при сохранении защитных свойств крышек и, таким образом, позволяет повысить эксплуатационные характеристики ПУ.

На фиг.1 схематично показан общий вид модульной многоместной корабельной ПУ вертикального пуска (вариант выполнения), общий вид сбоку (корабль показан в разрезе); на фиг.2 - верхнее основание ПУ, когда открыта защитная крышка одной из ячеек ПУ, общий вид; на фиг.3 - защитная крышка с приводом открывания, продольный разрез в закрытом положении крышки; на фиг.4 - облицовка и защитный экран защитной крышки ячейки ПУ, поперечный разрез по А-А на фиг.3; на фиг.5 - облицовка броневой панели верхнего основания ПУ, поперечный разрез по Б-Б на фиг.3.

В варианте осуществления изобретения модульная многоместная корабельная пусковая установка вертикального пуска содержит бронированное верхнее основание 1, нижнее основание 2, выполненные с возможностью закрепления соответственно на верхней палубе 3 и фундаменте 4 корабля, и установленный между ними ферменный каркас 5, образующие ячейки «а» для транспортно-пусковых контейнеров (ТПК) 6 с запускаемыми объектами (на чертеже не показано). В варианте осуществления изобретения корабельная ПУ имеет, например, восемь ячеек, образующих в плане (т.е. на виде сверху) два ряда по четыре ячейки в каждом ряду. Возможны варианты выполнения ПУ с другим количеством ячеек. Количество ячеек определяется классом и назначением объекта-носителя. Бронированное основание 1 выполнено в виде коробчатого корпуса 7 с броневой панелью 8 и перегородками, отделяющими ячейки ПУ одну от другой с образованием камер. Каждая ячейка ПУ снабжена шарнирно установленной на броневой панели 8 индивидуальной защитной крышкой 9 с приводом 10 открывания (поворота) последней. Управление приводом 10 производится по командам корабельной системы управления стрельбой. Защитная крышка 9 установлена на броневой панели посредством установленного по периметру крышки герметизирующего уплотнения (на чертеже не показано) из упругоэластичного материала. Упомянутое уплотнение обеспечивает защиту находящегося внутри ячейки ПУ оборудования и ТПК от воздействия внешних климатических факторов (дождя, снега, избыточного давления водяного напора морской волны, давления потока газов от объекта, стартующего из соседней ячейки ПУ).

В варианте осуществления изобретения ПУ в качестве привода 10 открывания защитной крышки 9 содержит, например, гидромеханический привод. Возможен вариант, при котором ПУ в качестве привода открывания защитной крышки содержит электромеханический привод (на чертеже не показано).

Защитная крышка 9 содержит коробчатый корпус 11 из листовой высокопрочной стали и изнутри снабжена слоистой облицовкой, которая включает последовательно размещенные в направлении поражающего воздействия слой 12 из теплоизоляции и слой 13 из стеклоткани, например, марки Т-10-80 ГОСТ 19170-2001. Со стороны слоя 13 стеклоткани установлен защитный экран 14, содержащий высокотвердый слой 15 из керамических элементов (например, карбидокремниевой керамики), которые с помощью высокоэластичного связующего зафиксированы на прилегающей к высокотвердому слою 15 амортизирующей (энергопоглощающей) подложке 16, например, из стеклотекстолита. При этом подложка 16 выполняет функцию лицевого элемента защитной крышки. В варианте осуществления изобретения высокотвердый слой 15 выполнен из керамической плитки ККК-1 ТУ АДИ 533-2002 на основе самосвязанного карбида кремния. В качестве подложки (опорного слоя) 16 защитный экран 14 содержит, например, стеклотекстолит марки КАСТ ГОСТ 10292-74. При этом защитный экран 14 закреплен (установлен) на корпусе 11 защитной крышки 9 посредством резьбовых элементов, например винтов 17. В варианте выполнения между защитным экраном 14 и слоем 13 из стеклоткани (т.е. между защитным экраном и облицовкой защитной крышки) предусмотрен технологический зазор «b».

Возможен вариант выполнения подложки 16, например, из алюминиево-магниевого сплава.

Броневая панель 8 бронированного верхнего основания 1 изнутри последнего снабжена слоистой облицовкой 18, которая включает последовательно размещенные слой 19 теплоизоляции и слой 20 из стеклоткани.

Благодаря высокой прочности карбидокремниевой керамики обеспечивается возможность существенного уменьшения толщины листа коробчатого корпуса защитной крышки (например, в 3 раза). При этом в сравнении с плотностью броневой стали высокой твердости (материала броневой панели 8) плотность высокотвердого слоя 15 из карбидокремниевой керамики меньше примерно в 2,5 раза, а плотность материала подложки 16 из стеклотекстолита - примерно в 4 раза. Таким образом, благодаря особенности исполнения защитной крышки 9 достигается возможность снижения массы крышки примерно на 40%, т.е. обеспечивается существенный выигрыш по массе на единицу объема при том же уровне стойкости к воздействию поражающих факторов.

Использование модульной многоместной корабельной пусковой установки вертикального пуска осуществляется следующим образом.

Предварительно ПУ, выполненную в виде самостоятельного узла - модуля, загружают в погреб корабля. Затем нижнее и верхнее основания 2 и 1 закрепляют в заданном положении на фундаменте 4 корабля и на верхней палубе 3. При погрузке ТПК на корабль с помощью привода 10 открывают защитную крышку 9 загружаемой ячейки «а» ПУ. Транспортно-пусковой контейнер 6, предварительно доставленный к месту проведения работ, с помощью грузоподъемного средства (на чертеже не показано) опускают в проем ячейки и устанавливают на штатное место. При установке ТПК на штатное место срабатывает механизм стыковки электроразъема, и ТПК подключается к корабельной системе управления пуском (на чертеже не показано). Ячейку ПУ закрывают защитной крышкой 9. В таком виде ТПК с запускаемым объектом может находиться в ПУ корабля, не требуя обслуживания. Выгрузку ТПК из ячейки ПУ осуществляют в обратной последовательности.

В случае внешнего воздействия на защитную крышку 9, например, артиллерийских осколков и пуль стрелкового оружия происходит разрушение высокотвердого слоя 15 из керамических элементов (карбидокремниевой керамики), при этом разрушаются сами пули и осколки, теряя кинетическую энергию. Объединенный поток осколков и высокотвердого слоя распределяет давление по площади опорного слоя (подложки) 16, который обладает энергоемкостью, определяемой его прочностными и упруговязкопластическими характеристиками, достаточной для проявления способности уравновешивать работой своей деформации энергию потока обломков. Таким образом, пусковая установка обеспечивает защиту опасных с точки зрения пожаровзрывобезопасности зон ТПК от поражающих факторов в боевых условиях.

При пуске запускаемого объекта из ТПК, загруженного в ячейку ПУ, по команде от корабельной системы управления стрельбой посредством привода 10 открывают защитную крышку 9 соответствующей ячейки ПУ с обеспечением заданного темпа стрельбы. Предъявляемое к ПУ требование высокого темпа стрельбы предполагает обеспечение высокой скорости открывания защитных крышек ячеек ПУ. Высокая скорость достигается благодаря возможности снижения массы защитной крышки и уменьшения за счет этого при разгоне и торможении крышки ее инерционности и динамического воздействия как на саму крышку с узлами ее крепления, так и на элементы привода 10 открывания. Снижение нагрузок на привод 10 открывания позволяет снизить необходимые мощность и массогабаритные показатели последнего, а также энергопотребление. Таким образом, обеспечивается возможность снижения массогабаритных показателей и энергопотребления ПУ в целом. С другой стороны, при сохранении прежнего уровня энергопотребления обеспечивается возможность увеличения количества ячеек (т.е. ракетомест) ПУ.

Таким образом, благодаря особенности исполнения модульной многоместной корабельной пусковой установки вертикального пуска изобретение позволяет повысить темп стрельбы, обеспечивает надежность и безопасность при воздействии поражающих факторов и обеспечивает выигрыш по массе и энергопотреблению ПУ, что, в конечном счете, позволяет повысить эксплуатационные характеристики ПУ.