Результат интеллектуальной деятельности: Система погрузки оружия в пусковую установку корабля

Изобретение относится к системам погрузки оружия на корабль, в частности, к системам погрузки ракет в транспортно-пусковых стаканах в вертикальные пусковые установки. Технический результат - повышение безопасности погрузки оружия в сложных погодных условиях, сокращение времени погрузки и обеспечение электронного документирования процесса погрузки.

Известны способы управления грузоподъемными кранами, включающие грузоподъемный кран с пультом управления и системой датчиков, по обработке сигналов, на основании которых осуществляется блокировка управляющих команд с пульта управления по фактору либо ограничения перемещения, либо перегрузок [см. Патент ПФ №2309112 «Способ управления грузоподъемным краном и устройство для его реализации, МПК: В66С 13/18].

Основными достоинствами решений-аналогов является возможность производить погрузку оружия на корабли в военно-морских базах и пунктах базирования, оснащенных обычными портальными грузоподъемными кранами с соответствующими грузоподъемностью и вылетом стрелы, а в отсутствии таковых - с помощью плавкранов. Однако недостатком решений-аналогов является повышенная опасность проведения операции погрузки оружия в вертикальную пусковую установку корабля в неблагоприятных погодных условиях, когда качка корабля даже при небольшом волнении на акватории базы и большая парусность оружия усложняют в момент опускания оружия в пусковую установку совмещение строительной оси оружия (например, ракеты комплексов типа «Калибр», или «Оникс») со строительной осью пусковой установки. Из-за того, что подача команд руководителя погрузкой, находящегося у верхней крышки пусковой установки, крановщику в кабину грузоподъемного крана осуществляется условными знаками, а их выполнение происходит с запаздыванием и возможными ошибками, обусловленными весьма редкой по времени совместной работой конкретного руководителя погрузкой и крановщика, возможны соударения оружия (транспортно-пускового стакана ракет типа «Калибр» или «Оникс») с корпусом вертикальной пусковой установки (универсальная пусковая установка серии 3С-14). Такие соударения могут привести к повреждению оружия (защемление ракеты в транспортно-пусковом стакане, разлив токсичного топлива, предпосылки к аварии с оружием, и т.п.). Сигналы датчиков предельного перемещения груза и предельной нагрузки в условиях погрузки оружия в пусковую установку не смогут предотвратить возникновение аварийных ситуаций, связанных с соударениями транспортно-пускового стакана с пусковой установкой. Вес оружия при грузоподъемных операциях с ним всегда намного меньше предельной нагрузки, и зазор между корпусами пусковой установки и оружия намного меньше предельного перемещения груза. При этом отсутствие электронного документирования процесса погрузки-выгрузки оружия не позволяет провести объективное расследование происшествия. Кроме того, в решениях-аналогах момент завершения опускания оружия в пусковую установку, как правило, определяется визуально по ослаблению натяжения тросов, соединяющих траверсу с бугелем, что вынуждает во избежание удара оружия о посадочные места пусковой установи опускать оружие в пусковую установку осторожно и очень медленно. При наличии большого количества вертикальных пусковых установок на корабле процесс погрузки оружия на корабли становится очень длительным.

Указанные недостатки могут быть частично устранены в случае погрузки оружия с использованием усовершенствованного грузоподъемного крана с системой управления, содержащей блоки контроля веса груза, перемещения крана, высоты подъема крюка, вылета стрелы, поворота платформы, датчик скорости ветра и датчик азимута [см. Патент РФ на полезную модель №43257 «Система управления большегрузным краном, МПК: В66С]. Имея объективную информацию о положении груза и скорости ветра, крановщик может с большей вероятностью обеспечить исключение повреждение оружия при его погрузке в пусковую установку. Однако недостатки, связанные с большим удалением руководителя погрузкой и крановщика, а также с отсутствием электронного документирования, данное решение не устраняет.

Наиболее близким техническим решением, частично устраняющим недостатки решений-аналогов, связанные с большим удалением руководителя погрузкой от крановщика, можно считать систему дистанционного управления грузоподъемным краном, включающую грузоподъемный кран, траверсу с бугелем и выносной пульт управления [см. Патент РФ на полезную модель №55760 «Система дистанционного управления грузоподъемными кранами (СДУ)», МПК: В66С]. Решение-прототип позволяет уменьшить риск аварии с оружием при погрузке его на корабль. Крановщик может находиться на верхней палубе корабля у передней крышки пусковой установки и предугадывать команды руководителя погрузкой. При этом бескабельная связь дистанционного пульта управления с блоком управления грузоподъемного крана (эта связь в решении-прототипе осуществлена по радиоканалу) не мешает погрузке-выгрузке оружия. Это позволяет уменьшить вероятность выполнения крановщиком ошибочных команд руководителя погрузки оружия и сократить время реагирования крановщика на команды руководителя погрузкой. Однако недостатки решений аналогов, связанные с недостаточно быстрой реакцией крановщика на угрозу столкновения оружия с корпусом пусковой установки и с ее посадочными местами, а также с отсутствием электронного документирования процесса погрузки-выгрузки оружия решением-прототипом не устраняются.

Целью заявленного изобретения является устранение отмеченных недостатков, а именно, обеспечение повышения безопасности погрузки оружия на корабль, сокращение времени ее проведения, а также возможность электронного документирования процесса погрузки оружия.

Технический результат достигается тем, что в известную систему погрузки оружия в пусковую установку корабля, включающую вертикальную пусковую установку с крышкой, грузоподъемный кран, выносной пульт управления с формирователем команды на опускание крюка крана и транспортно-пусковой стакан, дополнительно введены штепсельный разъем, гировертикаль, лазерный дальномер, отражатель и размещенные в выносном пульте управления переключатель режимов работы, два пороговых устройства, генератор импульсов, три блока И, два блока ИЛИ, блок НЕ и устройство электронного документирования, причем гировертикаль и соединенный с ней лазерный дальномер выполнены съемными и размещены на внутренней стороне нижнего торца вертикальной пусковой установки, а отражатель выполнен съемным и размещен на наружной стороне нижнего торца транспортно-пускового стакана, штепсельный разъем размещен на внутренней стороне крышки вертикальной пусковой установки, при этом выход лазерного дальномера соединен с входом устройства электронного документирования через штепсельный разъем, первое пороговое устройство, первый блок И, первый блок ИЛИ второй блок И, второй блок ИЛИ и формирователь команды на опускание крюка, выход лазерного дальномера соединен с вторым входом первого блока ИЛИ через штепсельный разъем, второе пороговое устройство и генератор импульсов, выход переключателя режимов работы соединен с входом гировертикали через штепсельный разъем, а также соединен с вторым входом первого блока И и вторым входом второго блока ИЛИ через блок НЕ и третий блок И, выход кнопки «пуск» формирователя команды на опускание крюка крана соединен с вторыми входами второго и третьего блоков И.

Идея предложенного технического решения заключается в блокировке команд на опускание транспортно-пускового стакана в вертикальную пусковую установку корабля в случаях, когда из-за порывов ветра или крена корабля транспортно-пусковой стакан отклоняется от строительной оси вертикальной пусковой установки или когда его передвижение в вертикальной пусковой установке из-за крена корабля осуществляется не вертикально. Кроме того, с целью ускорения погрузки оружия в вертикальную пусковую установку, не увеличивая вероятность его повреждения, непосредственно перед посадкой транспортно-пускового стакана на посадочные места в вертикальной пусковой установке осуществляется его пошаговое опускание.

Покажем существенность отличительных признаков.

Введение в систему погрузки оружия переключателя режимов работы, размещение его в выносном пульте управления и его связи с другими блоками системы погрузки оружия в пусковую установку корабля является новым решением. Оно обеспечивает возможность перехода на «осторожный» режим погрузки оружия только при подводе оружия к вертикальной пусковой установке и исключает создание препятствий выполнению других грузоподъемных операции.

Введение в систему погрузки оружия в пусковую установку корабля устройства документирования является новым решением. Оно обеспечивает возможность объективного анализа случаев происшествий и аварий с оружием, а также обеспечивает набор статистики для ранжирования пунктов погрузки оружия на корабли по степени опасности, обусловленной условиями погрузки оружия.

Установка гировертикали и соединенным с нею лазерного дальномера на нижнем внутреннем торце вертикальной пусковой установки, а отражателя - на наружной стороне нижнего торца транспортно-пускового стакана является новым решением. Оно обеспечивает возможность опускания транспортно-пускового стакана в вертикальную пусковую установку только при совмещения их строительных осей, а также исключения задиров транспортно-пускового стакана при его движении в отклоненной от вертикали из-за крена корабля вертикальной пусковой установки. При этом выполнение указанных новых устройств съемными обеспечивает возможность их установки только при необходимости, в частности, когда погрузка на корабль оружия осуществляется в сложных погодных условиях.

Введение в вертикальную пусковую установку штепсельного разъема и установка его на внутренней стороне ее крышки, а также связь его с выносным пультом управления является новым решением. Оно обеспечивает возможность обеспечения электропитания гировертикали и лазерного дальномера от источника питания выносного пульта управления. При этом обеспечивается исключение длительного вредного воздействия морской воды на штепсельный разъем (штепсельный разъем используется только при открытой крышке пусковой установки, после пуска ракеты из подводного положения перед повторной загрузки вертикальной пусковой установки он может быть заменен).

Введение в систему погрузки оружия в пусковую установку корабля двух пороговых устройств и генератора импульсов с их связями с другими блоками является новым решением. Оно обеспечивает возможность быстрого опускания транспортно-пускового стакана до определенного зазора между ним и посадочным местом и осторожный выбор данного зазора посредством одного или нескольких включений формирователем команды на опускание крюка крана.

Размещение дополнительно вводимых блоков системы погрузки оружия в пусковую установку корабля в выносной пульт управления (за исключением гировертикали, лазерного дальномера, отражателя и штепсельного разъема) является новым решением. Это практически не увеличивает габариты выносного пульта управления (такие блоки могут быть выполнены на монтажной плате), а также обеспечивается возможность осуществления связи между вертикальной пусковой установкой и выносным пультом управления посредством легкого гибкого кабеля.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена блок-схема предлагаемой системы погрузки оружия в пусковую установку корабля. Система погрузки оружия в пусковую установку корабля содержит. 1 - вертикальная пусковая установка, 2 - крышка пусковой установки, 3 - выносной пульт управления, 4 - кнопка «пуск» формирователя команды на опускание крюка крана, 5 - формирователь команды на опускание крюка крана, 6 - транспортно-пусковой стакан.

Блоки 1…6 содержит прототип. Дополнительно к ним в систему погрузки оружия в пусковую установку корабля дополнительно включены новые блоки и устройства, и изменены связи между ними.

7 - штепсельный разъем,

8 - гировертикаль. Известны малогабаритные гировертикали размеры и масса которых вполне соответствует вертикальной пусковой установке 1 [см. utc-aviator.com>wp-content/up loads/2013/1.pdf]. Вместе с тем, уже известны микромеханические гироскопы - своеобразные электронные чипы с кварцевой подложкой площадью в несколько мм², применение которых в гировертикалях существенно снизит их массогабаритные характеристики [см. Патент РФ №2272994 «Микромеханический гироскоп», МПК: G01C].

9 - лазерный дальномер. Подобные дальномеры используются в современной геодезической аппаратуре. Они имеют весьма незначительные массу и габариты.

10 - отражатель,

11 - блок переключения режимов,

12 и 13 - соответственно первое и второе пороговые устройства,

14 - генератор импульсов,

15, 16 и 17 - соответственно первый, второй и третий блоки И,

18 и 19 - соответственно первый и второй блоки ИЛИ,

20 - блок НЕ,

21 - блок электронного документирования.

Предлагаемая система погрузки оружия в пусковую установку корабля функционирует следующим образом.

Открывают крышку 2 вертикальной пусковой установки 1 и к расположенному на внутренней стороне крышки 2 штепсельному разъему 7 подключают линию связи выносного пульта управления 3 грузоподъемным краном. Устанавливают на блоке переключения режимов 11 режим «обычный». При этом на его выходе отсутствует сигнал, а на первом входе третьего блока И 17 сигнал присутствует, что позволяет беспрепятственно Передавать сигналы на вход формирователя команды на опускание крюка 5 с выхода его кнопки 4 через второй вход третьего блока И 17 и второй вход второго блока ИЛИ 19. Подводят оружие в транспортном стакане 6 к вертикальной пусковой установке 1 и переключают блок переключения режимов 11 в режим «опускание оружия». При этом с его выхода на первый вход третьего блока И 17 перестает поступать сигнал, что исключает возможность передачи команд на вход формирователя команды на опускание крюка 5 с выхода кнопки 4 через второй вход третьего блока И 17 и второй вход второго блока ИЛИ 19. Причем сигнал появляется также на втором входе первого блока И 15.

Сигнал в виде напряжения с выхода переключения режимов 11 поступает также через штепсельный разъем 7 на вход гировертикали 8 и соединенный с ним лазерный дальномер 9. В результате луч лазерного дальномера 9 занимает вертикальное положение. Если отражатель 10 находится на строительной оси пусковой установки 1, то на дальномер 9 поступает его отраженный луч. Удаление дальномера 9 от отражателя 10 при расположении последнего над вертикальной пусковой установкой превышает порог срабатывания первого порогового устройства 12. Поэтому сигнал с выхода лазерного дальномера 9 через первое пороговое устройства 12, первый блок И 15, первый блок ИЛИ 18 поступает на первый вход второго блока И 16. Тогда при нажатой кнопке 4 с ее выхода через второй вход второго блока И 16 и первый вход второго блока ИЛИ 19 сигнал поступает на формирователь команды на опускание крюка крана 5. Транспортно-пусковой стакан опускается в вертикальную пусковую установку 6.

Если нижний торец транспортно-пускового стакана 6 под влиянием порыва ветра или крена корабля отклонился от строительной оси пусковой установки 1, то отраженный от отражателя 10 луч не попадает в лазерный дальномер 8. Это приводит к исчезновению сигнала на входах первого 12 и второго 13 пороговых устройств. Отсутствуют сигналы на первом входе первого блока И 15, на входе генератора импульсов 14, на первом и втором входах первого блока ИЛИ 18 и на первом входе аторого блока и 16. В результате сигнал на вход формирователя команды на опускание крюка крана 5 не поступает даже при нажатой кнопке 4. Передвижение транспортно-пускового стакана 6 прекращается. Крановщик может продолжить опускание транспортно-пускового стакана 6 только тогда, когда вновь последний и вертикальная пусковая установка 1 займут вертикальное положение.

При приближении транспортно-пускового стакана 6 к посадочным местам расстояние между отражателем 10 и лазерным дальномером 9 уже не превышает порог срабатывания первого порогового устройства 12, и сигнал на первом входе первого блока И 15 исчезает. Быстрое опускание транспортно-пускового стакана 6 в вертикальную пусковую установку 1 прекращается. Но уже присутствует сигнал на входе второго порогового устройства 13, срабатывание которого происходит при значении порога, соответствующего значению порога отключения первого порогового устройства 12. Сигнал с выхода второго порогового устройства 13 поступает на вход генератора импульсов 14, который генерирует импульсы, длительностью и скважностью соответствующие минимальными значениями отрезков времени начала движения крюка после срабатывания формирователя команды на опускание крюка крана 5 и времени между последовательными включениями двигателя лебедки грузоподъемного крана. Таким способом при нажатой кнопки «пуск» 4 осуществляется медленная, осторожная посадка транспортно-пускового стакана 6 на посадочные места вертикальной пусковой установки 1. Каждое включение формирователь команды на опускание крюка крана 5 фиксируется в блоке электронного документирования 21, вход которого соединен с выходом формирователь команды на опускание крюка крана 5.

Таким образом, на основе анализа структуры и функционирования схемы предложенного технического решения можно заключить, что система погрузки оружия в вертикальную пусковую установку корабля, в которой реализовано данное решение, обладает преимуществами, отвечающими поставленной цели - обеспечение повышения безопасности погрузки оружия на корабль, сокращение времени ее проведения, а также возможность электронного документирования процесса погрузки оружия.