Результат интеллектуальной деятельности: ШАХТНАЯ ПУСКОВАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к ракетной технике и может найти применение при создании заглубленных шахтных пусковых установок (ШПУ) на основе строительных сооружений приповерхностных ШПУ, предназначенных для тяжелых ракет.

Известно устройство шахтной пусковой установки с минометным типом старта (Оружие России. Каталог. Том IV. Вооружение и военная техника Ракетных войск стратегического назначения. - М.: ЗАО «Военный парад», 1997. С. 122). Известное устройство содержит системы горизонтальной и вертикальной амортизации. Система вертикальной амортизации включает маятниковую трапецеидальную подвеску, содержащую охватывающую ТПК люльку, которая с помощью двух тяг, расположенных симметрично относительно продольной оси шахтного сооружения, кинематически связана с амортизаторами, которые установлены на стене верхней части шахтного сооружения. Система горизонтальной амортизации включает два пояса (яруса) амортизации, каждый из которых содержит четыре амортизирующих устройства. Амортизирующие устройства системы горизонтальной амортизации закреплены на люльке и через рычажные механизмы с тягами при помощи соответствующих переходников кинематически связаны со стеной шахтного сооружения.

Однако область использования известного устройства ограничена ШПУ с минометным типом старта.

Известно устройство пусковой системы по патенту RU 2350888 (F41F 3/042, 2009). Известная пусковая система содержит пусковую установку в виде контейнера, в котором установлена люлька, включающая соединенные между собой верхнюю, промежуточную и нижнюю диафрагмы с отверстиями, размещенные в отверстиях диафрагм транспортно-пусковые стаканы для запускаемых объектов, средства продольной амортизации люльки, средства поперечной амортизации люльки, причем последние установлены между контейнером и люлькой и включают по меньшей мере два яруса амортизации, устройство заштыривания. Средства продольной амортизации люльки содержат четыре амортизирующих устройства, шарнирно закрепленных с помощью переходников соответственно на контейнере и люльке. По отношению к общей продольной оси последних упомянутые амортизирующие устройства установлены попарно диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый ярус средств поперечной амортизации люльки содержит четыре амортизирующих устройства, которые с помощью соответствующих переходников шарнирно закреплены соответственно на контейнере и соответствующей диафрагме люльки. В каждом ярусе амортизирующие устройства по отношению к упомянутой продольной оси установлены попарно диаметрально противоположно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При пуске объектов средства амортизации люльки выключаются из работы с помощью устройства заштыривания.

Однако известное устройство предназначено для пусковых установок комплексов морского базирования, т.е. имеет ограниченную область использования.

Известна ШПУ, приведенная в описании изобретения по патенту RU 2457376 С1 (F16F 15/023, F41F 3/073, 2012). Известная ШПУ включает шахтное сооружение и устройство амортизации транспортно-пускового контейнера, которое содержит системы горизонтальной и вертикальной амортизации. Система вертикальной амортизации включает маятниковую подвеску, содержащую охватывающее амортизируемый объект (ТПК) опорное устройство (люльку), которое с помощью тяг, расположенных симметрично относительно продольной оси шахтного сооружения, кинематически связано с амортизаторами, которые установлены на стационарных основаниях (по существу - закладных частях), установленных в нише верхней части шахтного сооружения. Система вертикальной амортизации в качестве амортизаторов содержит пневмоамортизаторы. Система горизонтальной амортизации включает верхний и нижний ярусы амортизации, каждый из которых содержит четыре амортизирующих устройства, которые закреплены на стене шахтного сооружения и через рычажные механизмы с другими тягами при помощи соответствующих переходников кинематически связаны с ТПК.

Однако известное устройство предназначено для запуска ракет, предполагающих газодинамический тип старта, т.е., как и вышерассмотренные ШПУ, имеет ограниченную область использования.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков с заявляемым изобретением является шахтная пусковая установка, приведенная в описании изобретения по патенту RU 2104458 C1 (F41F 3/04, 1998). Известная ШПУ содержит шахтное сооружение, металлоконструкцию верхней части пусковой установки со съемной защитной крышей и систему амортизации ШПУ. Над защитной крышей по оси ствола шахты образован технологический канал из легкоразрушаемого материала, например пескобетона, который заполнен блоками-наполнителями из материала, аналогичного упомянутому. Выполнение технологического канала и блоков-наполнителей из легкоразрушаемого материала обеспечивает снижение нагрузок на пусковую установку при ядерном воздействии, а также обеспечивает необходимые условия для силового продавливания блоков-наполнителей посредством защитной крыши при выдвижении транспортно-пускового контейнера с ракетой из ствола шахты на дневную поверхность, где после отстрела защитной крыши осуществляют пуск ракеты.

Однако известное изобретение по патенту RU 2104458 С1, по существу, направлено на решение задачи создания способа переоборудования засыпанной грунтом ШПУ, что касается особенностей собственно ШПУ, то в патентном описании RU 2104458 С1 они приведены не достаточно полно. Кроме того, известная ШПУ не предполагает возможности использования ракет, предназначенных для подводных носителей.

Проблемой, решаемой настоящим изобретением, является обеспечение ШПУ приспособляемостью к использованию ракет, предназначенных для подводных носителей.

Указанная техническая проблема решается тем, что предложена шахтная пусковая установка, содержащая шахтное сооружение, металлоконструкцию верхней части пусковой установки, включающую барбет с разъемно установленной защитной крышей, причем над барбетом по оси шахтного ствола образован технологический канал, который заполнен блоками-наполнителями из легкоразрушаемого материала, устройство амортизации, содержащее системы горизонтальной и вертикальной амортизации. Система вертикальной амортизации включает маятниковую подвеску, содержащую люльку, охватывающую выдвижной силовой стакан, который установлен с возможностью ограниченного перемещения совместно с защитной крышей с помощью телескопического линейного газогидравлического привода подъема по направляющим люльки вдоль продольной оси шахтного ствола. Упомянутый привод включает телескопический силовой цилиндр, который шарнирно соединен с днищами соответственно выдвижного силового стакана и пусковой установки. Внутри выдвижного силового стакана установлен пусковой стакан, имитирующий стакан шахтной пусковой установки подводной лодки (подводного носителя). При этом шахтная пусковая установка снабжена устройством заштыривания люльки и содержит устройство для стыковки выдвижного силового стакана с защитной крышей и устройство для освобождения проходного сечения выдвижного силового стакана от последней после подъема выдвижного силового стакана на заданный уровень при пуске ракеты.

Вместе с этим устройство для освобождения проходного сечения выдвижного силового стакана от защитной крыши выполнено с возможностью отделения последней от выдвижного силового стакана.

Кроме того, люлька с помощью тяг, расположенных симметрично относительно продольной оси шахтного сооружения, кинематически связана с амортизаторами, которые установлены на соответствующих стационарных основаниях, установленных в верхней части шахтного сооружения, а система горизонтальной амортизации включает амортизирующие устройства, которые установлены на люльке и через рычажные механизмы кинематически связаны с закладными элементами шахтного ствола.

Технический результат использования изобретения состоит в том, что ШПУ обеспечивается приспособляемость к использованию ракет, аналогичных ракетам, находящимся в эксплуатации на подводных лодках (подводных носителях). При этом подобная ШПУ может быть создана путем переоборудования шахтного сооружения снятой с эксплуатации тяжелой ракеты, например МБР МР-УР-100. В результате такой реконструкции шахтная пусковая установка из приповерхностной превращается в заглубленную ШПУ, что позволяет повысить ее живучесть в условиях воздействия боеприпасов различного типа. При этом заглубленное расположение ШПУ позволяет повысить уровень защиты от диверсионных и экстремистских групп, а также уровень ядерной и экологической безопасности.

На чертеже показана шахтная пусковая установка, продольный разрез, ракета условно не показана.

Шахтная пусковая установка содержит шахтное сооружения 1, металлоконструкцию 2 верхней части пусковой установки, включающую барбет 3 со съемной защитной крышей 4. Над барбетом 3 по оси шахтного ствола образован технологический канал, который заполнен блоками-наполнителями 5 из легкоразрушаемого материала, например пескобетона. Благодаря возможности вскрытия технологического канала путем удаления блоков-наполнителей 5 из шахты с последующей их установкой в исходное положение обеспечивается возможность загрузки-выгрузки ракеты и технологического оборудования.

Пусковая установка включает устройство амортизации, содержащее системы горизонтальной и вертикальной амортизации. Система вертикальной амортизации включает маятниковую подвеску, содержащую люльку 6, охватывающую выдвижной силовой стакан 7, которая с помощью тяг 8, расположенных симметрично относительно продольной оси 9 шахтного сооружения, кинематически связана с амортизаторами 10, которые установлены на стационарных основаниях (по существу - закладных частях) 11 и 12, установленных в нише верхней части шахтного сооружения 1. Система вертикальной амортизации в качестве амортизаторов 10 содержит пневмоамортизаторы. Благодаря использованию пневмоамортизаторов за счет изменения давления в пневмоамортизаторах обеспечивается приспособляемость системы амортизации к амортизируемым объектам разной массы и к изменению температуры внутри шахтного сооружения. Система горизонтальной амортизации содержит верхний и нижний ярусы амортизации, каждый из которых включает амортизирующие устройства 13, которые установлены на люльке 6 и через рычажные механизмы кинематически связаны с закладными элементами 14 шахтного ствола. Устройство амортизации обеспечивает передачу на люльку 6 и, следовательно, на ракету усилий не свыше допустимых величин при внешнем воздействии на пусковую установку.

Устройство амортизации работает в двух режимах:

- в режиме штатного функционирования (т.е. в режиме амортизации люльки);

- в режиме фиксации люльки в определенном положении относительно шахтного сооружения.

Режим фиксации люльки обеспечивается благодаря устройству заштыривания люльки. В этом режиме люлька оказывается неподвижной за счет срабатывания устройств фиксации положения, которыми снабжены гидравлические демпферы систем горизонтальной и вертикальной амортизации (на чертеже не показано). При этом перекрывается перетекание рабочей жидкости из одной полости гидравлического демпфера в другую. Таким образом при пуске объектов системы амортизации люльки выключаются из работы с помощью устройства заштыривания.

Выдвижной силовой стакан 7 установлен с возможностью ограниченного перемещения совместно с защитной крышей 4 с помощью телескопического линейного газогидравлического привода 15 подъема по направляющим люльки 6 вдоль продольной оси 9 шахтного сооружения (по существу - оси шахтного ствола). Привод 15 подъема включает телескопический силовой цилиндр 16, который шарнирно соединен с силовым днищем выдвижного силового стакана 7 и днищем пусковой установки (т.е. с днищем шахтного ствола). Такое выполнение обеспечивает при проколе (продавливании) технологического канала передачу нагрузок непосредственно на шахтное сооружение 1, а также обеспечивает хода люльки 6 (совместно с выдвижным и пусковым стаканами) при внешнем воздействии в режиме амортизации. В варианте осуществления изобретения привод 15 по существу представляет собой работающий от пороховых газовых генераторов толкающий привод продавливания стакана 7 совместно с крышей 4 в легкоразрушаемый материал. Верхняя часть выдвижного силового стакана 7 снабжена устройством для стыковки выдвижного силового стакана 7 с защитной крышей 4, которое выполнено с возможностью автоматической отстыковки крыши 4 при ее сбросе со стакана 7 посредством пороховых двигателей (на чертеже не показано). Защитная крыша 4 в плане (т.е. на виде сверху) перекрывает проем барбета 3, через который проходит выдвижной силовой стакан при проколе технологического канала. Профиль верхней поверхности защитной крыши подбирается из условия оптимизации усилия прокола (продавливания) блоков-наполнителей 5, заполняющих технологический канал.

ШПУ также содержит устройство 17 для освобождения проходного сечения выдвижного силового стакана 7 от защитной крыши при пуске ракеты. В варианте осуществления изобретения устройство 17 выполнено с возможностью отделения и увода защитной крыши 4 от выдвижного силового стакана 7 с помощью пороховых двигателей, отбрасывающих крышу в сторону после расстыковки с выдвижным силовым стаканом 7.

Внутри выдвижного силового стакана 7 установлен пусковой стакан 18, имитирующий стакан шахтной пусковой установки подводной лодки (подводного носителя). Также внутри выдвижного силового стакана расположена система наддува баков ракеты (на чертеже не показано). В зависимости от принятого способа старта ШПУ в варианте выполнения пусковая установка может включать систему заполнения пускового стакана 18 водой перед стартом ракеты. Указанная система может быть размещена внутри выдвижного силового стакана под пусковым стаканом и связана с последним с помощью трубопровода.

В варианте осуществления изобретения ШПУ реализуется на базе существующего шахтного сооружения приповерхностной ШПУ, предназначенной для тяжелых ракет, путем переоборудования существующей шахтной пусковой установки. Использование готовой шахты исключает большие затраты на строительство, сокращает сроки создания пусковой установки и позволяет использовать существующую инфраструктуру, предназначенную для обращения с пусковой установкой.

ШПУ работает следующим образом.

По команде из командного пункта заштыривают системы горизонтальной и вертикальной амортизации, расстыковывают защитную крышу 4 с барбетом 3 и рассштыривают привод 15 подъема. С помощью привода 7 подъема производят подъем выдвижного силового стакана 7 совместно с размещенными в нем пусковым стаканом 18 и запускаемым объектом по направляющим люльки 6 вдоль оси 9 до стыковки верхней части выдвижного силового стакана с защитной крышей 4. После этого путем продавливания блоков-наполнителей 5 производят дальнейший подъем выдвижного силового стакана 7 уже совместно с защитной крышей 4. При этом благодаря особенности выполнения пусковой установки исключается возможность нагружения пускового стакана 18 и стенок шахтного сооружения 1, а также - элементов устройства амортизации. В результате выдвижной силовой стакан через технологический канал поднимают на заданный уровень (например, на отметку ~1,0-1,5 м выше дневной поверхности). Защитная крыша 4 автоматически отстыковывается от выдвижного силового стакана 7, после чего проходное сечение выдвижного силового стакана освобождают от защитной крыши 4 путем сброса последней с выдвижного силового стакана 7 с помощью пороховых двигателей. После подъема выдвижного силового стакана 7 с пусковым стаканом 18 производится старт ракеты. Особенности выполнения ШПУ обеспечивают возможность реализации следующих способов старта:

- старт на рулевых двигателях и на двигателе первой ступени (аналогично «мокрому» старту из пускового стакана подводной лодки);

- минометный старт ракеты с помощью порохового аккумулятора давления (ПАД) с запуском двигателя первой ступени ракеты на допустимой высоте в полете аналогичен минометному старту «тяжелой» МБР из ШПУ («сухой» старт).

В зависимости от целевой функции может быть выбран любой из указанных способов.

В первом случае после сброса защитной крыши 4 производят заполнение нижнего отсека пускового стакана 18 водой и наддув баков ракеты, после чего осуществляют старт с запуском рулевых двигателей ракеты непосредственно в пусковом стакане и двигателя первой ступени ракеты на выходе из пускового стакана. Второй способ старта в сравнении с первым существенно проще, т.к. позволяет упростить систему управления стартом и состав оборудования пускового стакана, что в конечном итоге позволяет повысить надежность и боеготовность ШПУ.

Таким образом, благодаря особенности исполнения шахтной пусковой установки изобретение обеспечивает ШПУ приспособляемость к использованию баллистических ракет, аналогичных баллистическим ракетам, находящимся в эксплуатации на подводных носителях.