Кабель-щогла пускової установки ракети

Реферат: Кабель-щогла пускової установки ракети містить основу, корпус поворотної стріли, плату рознімань з пружинними штангами, поздовжні напрямні для каретки з гідравлічним циліндром, котрий має шток з вузлом кріплення і поршень з поздовжнім отвором для проходу робочого тіла, додаткові поздовжні напрямні для двох вертикальних пружинних демпферів, захисний чохол та електричні і пневматичні комунікації. Споряджена П-подібним козирком, змонтованим на задньому торці плати рознімань, кожухом, розміщеним всередині П-подібного козирка й закріпленим на каретці за допомогою трьох поздовжніх труб, і механізмом відстеження, котрий з'єднує плату рознімань з вертикальними пружинними демпферами. UA 72779 U (12) UA 72779 U UA 72779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до ракетно-космічної галузі, а саме - до наземного обладнання, і може використовуватися для забезпечення підготовки і пуску моноблочних ракет середнього класу на високоавтоматизованому стартовому комплексі. Відомою є кабель-щогла пускової установки ракети, яка містить основу, корпус поворотної стріли, плату рознімань з напрямними штирями, електричні і пневматичні комунікації та противагу (див. патент України № 7734u, МПК B64G 5/00, F41F 3/04, 2004 р.). Плата рознімань монтується за допомогою пружинних штанг на каретці, яка встановлюється у поздовжніх напрямних з можливістю переміщення за допомогою гідравлічного циліндра з вузлами кріплення і спирається через додаткові поздовжні напрямні на вертикальні пружинні демпфери, змонтовані на каретці (див. патент України № 12190u, МПК B64G 5/00, Е04Н 5/02, 2005 р.). Поздовжні напрямні монтуються на корпусі КЩ. Кабель-щогла (КЩ) забезпечує як стикування її плати рознімань з бортовою платою рознімань ракети при підготовці ракети до пуску за рахунок стискання пружинних штанг, так і відведення стріли КЩ від ракети під час пуску на безпечну відстань за допомогою противаги. Загальна величина переміщення плати рознімань вздовж стріли складає до 600 мм, а саме: - стикування плат рознімань КЩ і ракети у горизонтальному положенні під час наїзду установника з ракетою на пускову установку (ПУ) - 250 мм; - встановлення (опускання) ракети на ПУ після підйому ракети у вертикальне положення 100-200 мм; - опускання бортової плати рознімань ракети відносно стріли КЩ за рахунок деформацій корпуса ракети під час заправлення кріогенних компонентів палива від дії їх температури і ваги до 150 мм. Противага створює радіальне зусилля відведення стріли КЩ під час пуску, яке передається через напрямні штирі КЩ на напрямні втулки бортової плати ракети і створює збурюючи навантаження, які можуть призвести до зіткнення ракети з КЩ. Радіальне зусилля діє до виходу напрямних штирів КЩ із зачеплення з бортовою платою ракети, тобто до висоти 600+330=930 мм, де 330 мм - довжина напрямних штирів. Довжина напрямних штирів складається з довжини конічної частини напрямної втулки - 80 мм і довжини її циліндричної частини - 250 мм. Недоліком відомої КЩ є її низькі експлуатаційні якості, такі як: - незахищеність комунікацій, розташованих на каретці, від дії навколишнього середовища (волога, пил, сніг, вітер); - незахищеність рознімань, розташованих на передньому і задньому торцях плати; - значна величина збурюючих навантажень, які діють на ракету, що може призвести до зіткнення її з КЩ під час пуску (див. патент України № 36668u, МПК F41F 3/00, B64G 5/00, 2008 р.). Найближчою до запропонованої по технічному рішенню є вибрана як прототип кабельщогла пускової установки ракети, яка описана у патенті України № 54975u, МПК B64G 5/00, B66F 11/00, 2010 р. Вказана КЩ містить основу, корпус поворотної стріли, плату рознімань з пружинними штангами, поздовжні напрямні для каретки з гідравлічним циліндром, котрий має шток з вузлом кріплення, додаткові поздовжні напрямні для двох вертикальних пружинних демпферів, захисний чохол та електричні і пневматичні комунікації. Для обмеження переміщення плати рознімань під час пуску у поршні гідравлічного циліндра (демпфера) виконується поздовжній отвір для проходу робочого тіла, який значно обмежує швидкість пересування плати рознімань під час пуску, але дозволяє повільне її переміщення на величину 600 мм під час підготовки ракети до пуску (див. патент України № 18642u, МПК F16F 9/14, 2006 р.). На платі рознімань КЩ встановлена кришка з важільною системою її відведення. Захисний чохол захищає комунікації від дії вологи і пилу. Величина поздовжнього отвору запобігає переміщенню плати рознімань КЩ протягом 2 секунд поки плати рознімань КЩ і ракети не розстикуються, але такій отвір обмежує час стикування плат або встановлення ракети на ПУ до 30 хвилин. Під час пуску радіальне зусилля від КЩ діє до підйому ракети на висоту 330 мм. Недоліком відомої КЩ є її невисокі експлуатаційні якості, такі як: - велика тривалість підготовки ракети до пуску через значну тривалість переміщення плати рознімань КЩ, яка дорівнює 1 годині (30хв.+30 хв.); - можливість розстикування плат рознімань ракети і КЩ під час стояння ракети на ПУ, тому що під дією вітру ракета коливається з частотою 0,1-0,2 Гц, а плата рознімань не встигає відслідковувати ці коливання; - незахищеність захисного чохла від тривалої дії навколишнього середовища (сніг, вітер). 1 UA 72779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В основу корисної моделі поставлена задача створення удосконаленої конструкції кабельщогли пускової установки ракети, яка б дозволила забезпечити підвищення її експлуатаційних якостей шляхом уведення в неї нових елементів і технічних рішень, таких як: - наявність П-подібного козирка, змонтованого на задньому торці плати рознімань, кожуха, розміщеного всередині П-подібного козирка й закріпленого на каретці за допомогою трьох поздовжніх труб, і механізма відстеження, котрий з'єднує плату рознімань з вертикальними пружинними демпферами, при цьому поздовжні напрямні для каретки монтуються на внутрішній поверхні корпуса поворотної стріли, труби розміщуються у відповідних отворах з ущільненням на торці корпуса і розташовуються в площині, перпендикулярній площині повороту стріли, електричні комунікації розташовуються в середній трубі, пневматичні комунікації - в бічних трубах, додаткові напрямні монтуються на торці корпуса, вертикальні пружинні демпфери закріплюються на кожусі, а захисний чохол закріплюється на передньому торці П-подібного козирка і передньому торці кожуха, що дозволяє раціонально розмістити каретку у корпусі і забезпечити переміщення компенсаційних петель комунікацій без пошкодження; - гідравлічний циліндр споряджається додатковим штоком, розташованим в осьовому каналі штока, і зворотним клапаном, встановленим у додатковому поздовжньому отворі поршня, при цьому вузол кріплення монтується на зовнішньому кінці додаткового штока, на його вільному кінці монтується радіальний виступ для взаємодії з поздовжнім упором осьового каналу, а зворотний клапан розміщується на торці поршня, протилежного платі рознімань, що дозволяє виключити розстикування плат рознімань ракети і КЩ під час стояння ракети на ПУ завдяки наявності додаткового штока і скоротити тривалість підготовки ракети завдяки наявності додаткового поздовжнього отвору; - механізм відстеження виконується у вигляді двох важелів, котрі закріплюються шарнірно на відповідних вертикальних пружинних демпферах з утворенням паралелограма, рухомого в площині, перпендикулярній площині повороту стріли, що дозволяє простими засобами обмежити переміщення плати рознімань. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропонована кабель-щогла пускової установки ракети, яка містить основу, корпус поворотної стріли, плату рознімань з пружинними штангами, поздовжні напрямні для каретки з гідравлічним циліндром, котрий має шток з вузлом кріплення і поршень з поздовжнім отвором для проходу робочого тіла, додаткові поздовжні напрямні для двох вертикальних пружинних демпферів, захисний чохол та електричні і пневматичні комунікації, вона споряджена П-подібним козирком, змонтованим на задньому торці плати рознімань, кожухом, розміщеним всередині П-подібного козирка й закріпленим на каретці за допомогою трьох поздовжніх труб, і механізмом відстеження, котрий з'єднує плату рознімань з вертикальними пружинними демпферами, при цьому поздовжні напрямні для каретки змонтовані на внутрішній поверхні корпусу поворотної стріли, труби розміщені у відповідних отворах з ущільненням на торці корпусу і розташовані в площині, перпендикулярній площині повороту стріли, електричні комунікації розташовані в середній трубі, пневматичні комунікації - в бічних трубах, додаткові напрямні змонтовані на торці корпусу, вертикальні пружинні демпфери закріплені на кожусі, а захисний чохол закріплений на передньому торці Пподібного козирка і передньому торці кожуха. Гідравлічний циліндр споряджений додатковим штоком, розташованим в осьовому каналі штока, і зворотним клапаном, встановленим у додатковому поздовжньому отворі поршня, при цьому вузол кріплення змонтований на зовнішньому кінці додаткового штока, на його вільному кінці змонтований радіальний виступ для взаємодії з поздовжнім упором осьового каналу, а зворотний клапан розміщений на торці поршня, протилежного платі рознімань. Механізм відстеження виконаний у вигляді двох важелів, котрі закріплені шарнірно на відповідних вертикальних пружинних демпферах з утворенням паралелограма, рухомого в площині, перпендикулярній площині повороту стріли. Для пояснення конструкції кабель-щогли і її роботи додаються креслення та її детальний опис. На кресленнях зображено: - на фіг. 1 - загальний вигляд КЩ перед стикуванням з ракетою; - на фіг. 2 - загальний вигляд КЩ з ракетою на ПУ; - на фіг. 3 - виносний елемент А фіг. 1 (розміщення плати рознімань на корпусі КЩ); - на фіг. 4 - вигляд Б фіг. 3 (вигляд каретки і плати рознімань зверху); - на фіг. 5 - вигляд В фіг. 4 (вигляд каретки і плати рознімань збоку); - на фіг. 6 - розріз Г-Г фіг. 5 (поперечний розріз каретки); - на фіг. 7 - вигляд Д фіг. 4 (вигляд плати рознімань спереду); - на фіг. 8 - вигляд Е фіг. 3 (вигляд важільної системи кришки спереду); - на фіг. 9 - вигляд Ж фіг. 8 (вигляд важільної системи кришки збоку); - на фіг. 10 - загальний вигляд пружинного демпфера; 2 UA 72779 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - на фіг. 11 - загальний вигляд пружинної тяги; - на фіг. 12 - загальний вигляд гідравлічного циліндра; - на фіг. 13 - загальний вигляд запобіжного клапана циліндра; - на фіг. 14 - виносний елемент И фіг. 2 (схема переміщень каретки у корпусі). Запропонована КЩ містить основу 1, поворотну стрілу 2, опорну ферму 3, опорні ролики 4, плату рознімань 5, електричні 6 і пневматичні 7 комунікації (фіг. 1, 2, 3). У корпусі 8 КЩ змонтовані гідравлічний циліндр 9 і подвійні поздовжні напрямні 10 для каретки 11 з опорними 12 і бічними 13 роликами. На каретці 11 змонтовані три паралельних труби 14, 15, 16, на передніх торцях яких закріплений кожух 17 і які розташовані у отворах 18 з ущільненням 19 на торцевій панелі 20 корпуса 8 (фіг. 4-7). На торцевій панелі 20 змонтовані дві додаткові поздовжні напрямні 21, а також за допомогою чотирьох пружинних штанг 22 - плата рознімань 5. На кожусі 17 каретки 11 закріплені два вертикальних пружинних демпфери 23 (стояки) з опорними 24 і бічними 25 роликами. На платі рознімань 5 закріплені П-подібний козирок 26, два напрямних штиря 27, дев'ять електричних 28 і чотири пневматичних 29 рознімань, важільна система 30 з кришкою 31 і механізм відстеження. Механізм відстеження складається з двох важелів 32, котрі шарнірно закріплені на платі рознімань 5 і відповідних вертикальних пружинних демпферах 23 з утворенням паралелограма і можливістю повороту у площині, перпендикулярній площині повороту стріли 2. Електричні комунікації 6 проходять через середню трубу 15, а через кожну бічну трубу 14, 16 - по дві пневматичні комунікації 7. Захисний чохол 33 закріплений на передньому торці П-подібного козирка 26 і передньому торці кожуха 17. Гідравлічний циліндр 9 складається з корпуса 34 з вузлом кріплення у вигляді вушка 35, штока 36 з осьовим каналом 37 і поздовжнім упором 38, поршня 39 з поздовжнім 40 і додатковим поздовжнім 41 отворами, жиклера 42, зворотного клапана у вигляді підпружиненої кульки 43, додаткового штока 44 з радіальним виступом у вигляді гайки 45 і з вузлом кріплення у вигляді вушка 46 (фіг. 12), а також запобіжного клапана 47. Запобіжний клапан 47 містить корпус 48 зі штуцером 49 і каналом 50, стакан 51, сідло 52, перехідник 53 з отвором 54, опору 55, накидну гайку 56, шток 57, пружину 58, кульку 59 (фіг. 13). Важільна система 30 кришки 31 (фіг. 8, 9) складається з поворотного важеля 60, закріпленого на кронштейні 61 за допомогою осі 62, переднього кривошипа 63, закріпленого на кронштейні 61 за допомогою осі 64, двох пружинних демпферів 65, пружинної тяги 66, заднього кривошипа 67, тяги 68, двох пар роликів 69 і упора 70 (на фіг. 4-7 важільна система не зображена). Кожен пружинний демпфер 65 складається з корпуса 71, штока 72, гільзи 73, зовнішньої пружини 74, внутрішньої пружини 75, осі 76 для з'єднання з переднім кривошипом 63 (фіг. 10). Пружинна тяга 66 складається з корпуса 77, штока 78 і пружини 79 (фіг. 11). Електричні комунікації 6 утворюють петлю 80, а пневматичні комунікації 7 - петлю 81 (фіг. 14). Плата рознімань 5 КЩ взаємодіє з бортовою платою рознімань 82 ракети 83, котра лежить на верхній 84 і нижній 85 опорах стріли 86 установника 87 (фіг. 1, 2). Опорні ролики 4 поворотної стріли 2 КЩ взаємодіють з напрямними 88 установника 87 (фіг. 3). Ракета 83 встановлюється на кронштейни стояння 89 пускової установки 90. Робота запропонованої кабель-щогли здійснюється наступним чином. Для проведення пуску ракету 83 доставляють з монтажно-випробувального корпусу до ПУ 90 на стрілі 86 установника 87 і здійснюють підготовку до пуску. В процесі наїзду установника 87 на горизонтальну стрілу 2 КЩ її опорні ролики 4 заходять на напрямні 88 установника 87 (фіг. 1, 3), де здійснюється попереднє центрування КЩ. При подальшому русі установника 87 важільна система 30 відкриває кришку 31, а напрямні штирі 27 плати рознімань 5 КЩ входять у напрямні втулки бортової плати 82 ракети 83 і здійснюють остаточне центрування, при цьому поршень 39 гідравлічного циліндра 9 знаходиться у крайньому нижньому (вихідному) положенні. У процесі стикування плат рознімань 5 і 82 КЩ і ракети 83 шток 36 гідравлічного циліндра 9 переміщується вгору, робоче тіло перетікає через поздовжній 40 і додатковий поздовжній 41 отвори, віджимаючи кульку 43, в результаті чого витрачання робочого тіла збільшується і тривалість стикування складає 2-3 хвилини. Потім стріла 86 установника 87 піднімає ракету 83 і стрілу 2 КЩ у вертикальне положення. За допомогою нижньої опори 85 ракету 83 опускають на кронштейни стояння 89 ПУ 90, в результаті чого поршень 39 переміщується далі вгору, а тривалість опускання ракети 83 складає 2-3 хвилини. Під час заправлення компонентами палива корпус ракети 83 деформується протягом 30-60 хвилин, поршень 39 переміщується далі вгору і займає положення, зображене на фіг. 12. У процесі стояння на ПУ 90 ракета 83 здійснює коливання під дією вітру, а наявність додаткового штока 44 з величиною переміщення L=90 мм дозволяє пружинним штангам 22 забезпечити гарантований контакт між платами рознімань 5 і 82 ракети 3 UA 72779 U 5 10 15 20 83 і КЩ. Перед пуском установник 87 відводять від ракети 83 (фіг. 2) і на бортову плату рознімань 82 ракети 83 починає діяти радіальне зусилля величиною 1200 кг і тангенціальне зусилля величиною 400 кг від стріли 2 КЩ, крім того на бортову плату рознімань 82 діє осьова сила 4000 кг від пружинних штанг 22. У процесі пуску, під дією тяги рушійної установки, ракета 83 починає підйом. При підйомі ракети 83 на висоту 90+330=420 мм напрямні штирі 27 виходять із зачеплення з бортовою платою 82 і стріла 2 КЩ починає опускатися у горизонтальне положення, де протягом 20-30 хвилин поршень 39 переміщується вниз, а каретка 11 з платою рознімань 5 КЩ займають вихідне положення (фіг. 3). Якщо пуск не відбувся ракету 83 знімають з ПУ 90 у зворотний послідовності. У процесі переміщень плати рознімань 5 з кареткою 11 опорні 24 і бічні 25 ролики вертикальних пружинних демпферів 23 взаємодіють з додатковими поздовжніми напрямними 21, а опорні 12 і бічні 13 ролики каретки 11 - з поздовжніми напрямними 10. Запобіжний клапан 47 слугує для відведення частини робочого тіла з корпусу 34 гідравлічного циліндра 9, якщо тиск буде перевищувати допустиму величину (150 атмосфер), при цьому робоче тіло з корпусу 34 потрапляє через штуцер 49 у канал 50, віджимає кульку 59 і через отвір 54 потрапляє у стакан 51. Силу притиснення пружини 58 для кульки 59 регулюють накидною гайкою 56. На фіг. 14 зображено розміщення петель 80 і 81 комунікацій і каретки 11 перед пуском у вертикальному положенні стріли 2 КЩ, а пунктирною лінією зображено їх вихідне розміщення при горизонтальному положенні стріли 2, коли вона спирається на опорну ферму 3. Таким чином, запропонована кабель-щогла, яка має просту і надійну конструкцію, дозволяє виключити розстикування плат рознімань ракети і КЩ при підготовці до пуску і забезпечити пуск ракети без зіткнення з елементами ПУ і КЩ. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 1. Кабель-щогла пускової установки ракети, що містить основу, корпус поворотної стріли, плату рознімань з пружинними штангами, поздовжні напрямні для каретки з гідравлічним циліндром, котрий має шток з вузлом кріплення і поршень з поздовжнім отвором для проходу робочого тіла, додаткові поздовжні напрямні для двох вертикальних пружинних демпферів, захисний чохол та електричні і пневматичні комунікації, яка відрізняється тим, що вона споряджена П-подібним козирком, змонтованим на задньому торці плати рознімань, кожухом, розміщеним всередині Пподібного козирка й закріпленим на каретці за допомогою трьох поздовжніх труб, і механізмом відстеження, котрий з'єднує плату рознімань з вертикальними пружинними демпферами, при цьому поздовжні напрямні для каретки змонтовані на внутрішній поверхні корпусу поворотної стріли, труби розміщені у відповідних отворах з ущільненням на торці корпусу і розташовані в площині, перпендикулярній площині повороту стріли, електричні комунікації розташовані в середній трубі, пневматичні комунікації - в бічних трубах, додаткові напрямні змонтовані на торці корпусу, вертикальні пружинні демпфери закріплені на кожусі, а захисний чохол закріплений на передньому торці П-подібного козирка і передньому торці кожуха. 2. Кабель-щогла за п. 1, яка відрізняється тим, що гідравлічний циліндр споряджений додатковим штоком, розташованим в осьовому каналі штока, і зворотним клапаном, встановленим у додатковому поздовжньому отворі поршня, при цьому вузол кріплення змонтований на зовнішньому кінці додаткового штока, на його вільному кінці змонтований радіальний виступ для взаємодії з поздовжнім упором осьового каналу, а зворотний клапан розміщений на торці поршня, протилежного платі рознімань. 3. Кабель-щогла за п. 1, яка відрізняється тим, що механізм відстеження виконаний у вигляді двох важелів, котрі закріплені шарнірно на відповідних вертикальних пружинних демпферах з утворенням паралелограма, рухомого в площині, перпендикулярній площині повороту стріли. 4 UA 72779 U 5 UA 72779 U 6 UA 72779 U 7 UA 72779 U 8 UA 72779 U 9 UA 72779 U 10 UA 72779 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11