Кабель-щогла пускової установки ракети

Реферат: Кабель-щогла пускової установки ракети містить поворотну стрілу, каретку з кожухом і двома стояками, плату рознімань, пружинні штанги з вушками та механізм відстеження у вигляді двох шарнірних важелів, що утворюють паралелограм. Механізм відстеження виконаний з двох частин. Кожна з частин оснащена вертикальним L-подібним кронштейном, поздовжньою балкою, плоским трикутним кронштейном, фігурним кронштейном, пружинним обмежувачем, додатковим шарнірним важелем, поперечним двоплечим важелем. UA 77315 U (12) UA 77315 U UA 77315 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 поворотну стрілу, плату рознімань, пружинні штанги з вушками, електричні й пневматичні комунікації та опорний кронштейн (див. патент України №54975u, МПК B64G 5/00, F41F 3/00, 2010р.). Опорний кронштейн обмежує переміщення плати рознімань в одному напрямку - вниз. В результаті чого під час стояння ракети на пусковій установці (ПУ) без установника на шарнірні пружинні штанги довжиною ~ 1,5 м діють високі навантаження від противаги поворотної стріли кабель-щогли (КЩ). У процесі стикування плати рознімань КЩ з бортовою платою рознімань ракети і встановлення ракети на ПУ, плата рознімань КЩ здійснює великі осьові переміщення (0,6-0,8 м), в результаті чого між корпусом поворотної стріли КЩ і її платою рознімань утворюються петлі комунікацій. Після виходу плати рознімань КЩ із зачеплення з бортовою платою під час пуску ракети, поворотна стріла опускається і гальмується гідравлічним демпфером, а плата рознімань КЩ здійснює значні коливання в поздовжній вертикальній площині і в поперечній площині, тобто в напрямках вгору і вліво-вправо. Недоліком відомої КЩ є її низькі експлуатаційні якості, такі як: - велика імовірність пошкодження комунікацій КЩ через утворення неконтрольованих петель комунікацій; - велика імовірність пошкодження пружинних штанг від дії значних навантажень під час відведення поворотної стріли КЩ від ракети, що стартує; - висока трудомісткість приведення вручну плати рознімань КЩ у нейтральне положення в напрямку вліво-вправо після опускання поворотної стріли у горизонтальне положення для забезпечення стикування з бортовою платою рознімань наступної ракети. Найближчою до запропонованої по технічному рішенню є кабель-щогла пускової установки ракети, яка описана у патенті по заявці № u201202411 від 29.02.12р., МПК B64G 5/00, 2012 р. Вказана КЩ містить поворотну стрілу, каретку з кожухом і двома стояками (пружинними демпферами), плату рознімань, пружинні штанги з вушками, електричні й пневматичні комунікації та механізм відстеження у вигляді двох шарнірних важелів, що утворюють паралелограм у поперечній площині. Наявність каретки забезпечує утворення петель комунікацій потрібного радіуса всередині корпуса поворотної стріли, що виключає пошкодження комунікацій. Через те, що довжина важелів механізму відстеження значно менше довжини пружинних штанг, то переміщення плати рознімань КЩ вліво-вправо і відповідні навантаження на пружинні штанги значно зменшуються. Недоліком відомої КЩ є її невисокі експлуатаційні якості, такі як: - наявність достатньо високих навантажень на пружинні штанги; - необхідність приведення вручну плати рознімань КЩ у нейтральне положення в напрямку вліво-вправо після опускання поворотної стріли у горизонтальне положення для забезпечення стикування з бортовою платою рознімань наступної ракети; - високі вигинаючі навантаження на важелі механізму відстеження під час стояння ракети на ПУ без установника у поздовжній вертикальній площині (у напрямку вгору-вниз). 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: - механізм відстеження виконується з двох частин, розташованих симетрично відносно поздовжньої вертикальної площини, кожна з котрих оснащена вертикальним L-подібним кронштейном, шарнірно закріпленим на платі рознімань за допомогою поперечної горизонтальної осі, поздовжньою балкою, плоским трикутним кронштейном, фігурним кронштейном, пружинним обмежувачем, додатковим шарнірним важелем, поперечним двоплечим важелем, закріпленим на кожусі за допомогою поздовжньої осі, при цьому передній кінець поздовжньої балки і внутрішня вершина плоского трикутного кронштейна з'єднуються з вертикальним L-подібним кронштейном за допомогою вертикального пальця, зовнішня вершина плоского трикутного кронштейна з'єднується з вертикальним L-подібним кронштейном за допомогою поздовжнього болта, фігурний кронштейн закріплюється у середній частині поздовжньої балки за допомогою додаткового вертикального пальця, на задньому кінці поздовжньої балки монтується додатковий шарнірний важіль за допомогою додаткової поперечної горизонтальної осі, шарнірні важелі монтуються на стояку і фігурному кронштейні за допомогою двох пар допоміжних поперечних горизонтальних осей з утворенням вертикального паралелограма, нижній шарнірний важіль котрого виконується двоплечим і вільний кінець котрого за допомогою серги з'єднується з зовнішнім плечем поперечного двоплечого важеля, 1 UA 77315 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пружинний обмежувач з'єднує вушка, закріплені відповідно на передньому кінці поздовжньої балки і фігурному кронштейні, причому вільні вершини плоских трикутних кронштейнів шарнірно з'єднуються за допомогою поперечної тяги, вільні кінці додаткових шарнірних важелів шарнірно з'єднуються за допомогою поперечної стяжки, а внутрішні плечі поперечних двоплечих важелів шарнірно з'єднуються за допомогою поперечної регульованої тяги з прорізами, що дозволяє значно знизити навантаження на пружинні штанги на усіх етапах роботи КЩ на стартовому комплексі; - на кожному вертикальному L-подібному кронштейні монтується по два поздовжніх упори болтового типу для взаємодії з відповідними вушками пружинних штанг, що дозволяє забезпечити регулювання переміщень вертикальних L-подібних кронштейнів відносно поперечних горизонтальних осей; - кожна поздовжня балка розміщується між двох допоміжних поперечних горизонтальних осей, змонтованих на фігурному кронштейні, а по кінцях поперечної стяжки виконуються радіальні виступи для взаємодії з вертикальними упорами, змонтованими на суміжних поверхнях шарнірних важелів, що дозволяє забезпечити мінімальний габарит механізму відстеження по висоті. Поставлена задача вирішується таким чином, що у запропонованій кабель-щоглі пускової установки ракети, яка містить поворотну стрілу, каретку з кожухом і двома стояками, плату рознімань, пружинні штанги з вушками та механізм відстеження у вигляді двох шарнірних важелів, утворюючих паралелограм, в ній механізм відстеження виконаний з двох частин, розташованих симетрично відносно поздовжньої вертикальної площини, кожна з котрих оснащена вертикальним L-подібним кронштейном, шарнірно закріпленим на платі рознімань за допомогою поперечної горизонтальної осі, поздовжньою балкою, плоским трикутним кронштейном, фігурним кронштейном, пружинним обмежувачем, додатковим шарнірним важелем, поперечним двоплечим важелем, закріпленим на кожусі за допомогою поздовжньої осі, при цьому передній кінець поздовжньої балки і внутрішня вершина плоского трикутного кронштейна з'єднані з вертикальним L-подібним кронштейном за допомогою вертикального пальця, зовнішня вершина плоского трикутного кронштейна з'єднана з вертикальним Lподібним кронштейном за допомогою поздовжнього болта, фігурний кронштейн закріплений у середній частині поздовжньої балки за допомогою додаткового вертикального пальця, на задньому кінці поздовжньої балки змонтований додатковий шарнірний важіль за допомогою додаткової поперечної горизонтальної осі, шарнірні важелі змонтовані на стояку і фігурному кронштейні за допомогою двох пар допоміжних поперечних горизонтальних осей з утворенням вертикального паралелограма, нижній шарнірний важіль котрого виконаний двоплечим і вільний кінець котрого за допомогою серги з'єднаний з зовнішнім плечем поперечного двоплечого важеля, пружинний обмежувач з'єднує вушка, закріплені відповідно на передньому кінці поздовжньої балки і фігурному кронштейні, причому вільні вершини плоских трикутних кронштейнів шарнірно з'єднані за допомогою поперечної тяги, вільні кінці додаткових шарнірних важелів шарнірно з'єднані за допомогою поперечної стяжки, а внутрішні плечі поперечних двоплечих важелів шарнірно з'єднані за допомогою поперечної регульованої тяги з прорізами. На кожному вертикальному L-подібному кронштейні змонтовані по два поздовжніх упори болтового типу для взаємодії з відповідними вушками пружинних штанг. Кожна поздовжня балка розміщена між двох допоміжних поперечних горизонтальних осей, змонтованих на фігурному кронштейні, а по кінцях поперечної стяжки виконані радіальні виступи для взаємодії з вертикальними упорами, змонтованими на суміжних поверхнях шарнірних важелів. 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 - виносний елемент А фіг. 1 (розміщення плати рознімань на корпусі КЩ); - на фіг. 3 - вигляд Б фіг. 2 (вигляд каретки і плати рознімань зверху); - на фіг. 4 - вигляд В фіг. 3 (вигляд каретки і плати рознімань збоку); - на фіг. 5 - вигляд Г фіг. 2 (вигляд плати рознімань спереду); - на фіг. 6 - вигляд Д фіг. 5 (загальний вигляд механізму відстеження); - на фіг. 7 - розріз И-И фіг. 6 (поперечний розріз фігурного кронштейна); - на фіг. 8 - розріз К-К фіг. 6 (загальний вигляд поперечної стяжки); - на фіг. 9 - розріз Ж-Ж фіг. 6 (загальний вигляд плоского трикутного кронштейна); - на фіг. 10 - вигляд Е фіг. 4 (загальний вигляд поперечного двоплечого важеля); - на фіг. 11 - загальний вигляд пружинного обмежувача; - на фіг. 12 - загальний вигляд пружинної штанги; - на фіг. 13 - виносний елемент Л фіг. 12 (кріплення нижнього кінця стрижня). 2 UA 77315 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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, 4). У корпусі 8 КЩ змонтовані подвійні поздовжні напрямні 9 для каретки 10 з кожухом 11 (фіг. 3). На торцевій панелі корпусу 8 змонтовані дві додаткові поздовжні напрямні 12, а також за допомогою чотирьох пружинних штанг 13 з вушками 14 - плата рознімань 5. На кожусі 11 каретки 10 закріплені два стояки 15 з опорними 16 і бічними 17 роликами. На платі рознімань 5 закріплені два напрямних штирі 18, важільна система 19 з кришкою 20 і механізм відстеження. Механізм відстеження складається з двох частин, розташованих симетрично відносно поздовжньої вертикальної площини (фіг. 3, 4, 5). Кожна частина механізму містить вертикальний L-подібний кронштейн 21, шарнірно закріплений на платі рознімань 5 за допомогою кронштейна 22 і поперечної горизонтальної осі 23, поздовжню балку 24, плоский трикутний кронштейн 25, фігурний кронштейн 26, пружинний обмежувач 27, верхній 28 і нижній 29 шарнірні важелі, додатковий шарнірний важіль 30, сергу 31, поперечний двоплечий важіль 32, закріплений на кожусі 11 за допомогою поздовжньої осі 33. Передній кінець поздовжньої балки 24 і внутрішня вершина плоского трикутного кронштейна 25 кріпляться до вертикального L-подібного кронштейна 21 за допомогою вертикального пальця 34. Зовнішня вершина плоского трикутного кронштейна 25 з'єднується з кронштейном 21 за допомогою поздовжнього болта 35. Фігурний кронштейн 26 закріплюється у середній частині поздовжньої балки 24 за допомогою додаткового вертикального пальця 36 (фіг.7), а на задньому кінці поздовжньої балки 24 змонтований додатковий шарнірний важіль 30 за допомогою додаткової поперечної горизонтальної осі 37. Верхній 28 і нижній 29 шарнірні важелі змонтовані на стояку 15 і фігурному кронштейні 26 за допомогою двох пар допоміжних поперечних горизонтальних осей 38, 39 і 40, 41 з утворенням вертикального паралелограма. Нижній шарнірний важіль 29 виконується двоплечим, а його вільний кінець за допомогою серги 31 і двох горизонтальних осей 42, 43 з'єднується з зовнішнім плечем поперечного двоплечого важеля 32 (фіг. 10). Пружинний обмежувач 27 кріпиться до поздовжньої балки 24 за допомогою вушка 44, а до фігурного кронштейна 26 - за допомогою вушка 45. На кожному кронштейні 22 шарнірно закріплена пара пружинних штанг 13. На фіг. 2 механізм відстеження не зображений, а на фіг. 5 не зображена важільна система 19. Вільні вершини плоских трикутних кронштейнів 25 з'єднуються за допомогою поперечної тяги 46 з вертикальними осями 47 (фіг. 9). Вільні кінці додаткових шарнірних важелів 30 з'єднуються за допомогою поперечної стяжки 48 з вертикальними осями 49. Поздовжні осі 50 внутрішніх плеч поперечних двоплечих важелів 32 встановлені у прорізах 51 поперечної регульованої тяги 52. На кожному вертикальному L-подібному кронштейні 21 змонтовані по два поздовжніх упори 53 болтового типу для взаємодії з вушками 14 пружинних штанг 13. Кожна поздовжня балка 24 розміщена між двох допоміжних поперечних горизонтальних осей 39 і 41, змонтованих на фігурному кронштейні 26 (фіг. 6). На кінцях поперечної стяжки 48 виконуються радіальні виступи 54 для взаємодії з вертикальними упорами 55 і 56, змонтованими відповідно на верхньому 28 і нижньому 29 шарнірних важелях (фіг. 8). Пружинний обмежувач 27 складається з корпуса 57, штока 58, пружини 59 і втулки 60 (фіг. 11). Плата рознімань 5 КЩ взаємодіє з бортовою платою рознімань 61 ракети 62, котра лежить на верхній 63 і нижній 64 опорах стріли 65 установника 66 (фіг. 1). Опорні ролики 4 поворотної стріли 2 КЩ взаємодіють з напрямними 67 установника 66 (фіг. 2). Ракета 62 встановлюється на кронштейни стояння пускової установки 68. Пружинна штанга 13 складається з корпуса 69, зовнішнього 70 і внутрішнього 71 штоків, стрижня 72, гільзи 73, чотирьох внутрішніх пружин 74 з трьома кільцевими упорами 75, шести зовнішніх пружин 76 з п'ятьма кільцевими упорами 77, стакана 78, гайки 79, різьбової муфти 80 і сухаря 81 (фіг. 12, 13). Робота запропонованої кабель-щогли здійснюється наступним чином. Для проведення пуску ракету 62 укладають на верхню 63 і нижню 64 опори стріли 65 установника 66, доставляють з монтажно-випробувального корпусу до ПУ 68 на установнику 66 і здійснюють підготовку до пуску. Корпус ракети 62 у горизонтальному положенні вигинається під дією своєї ваги, і бортова плата рознімань 61 наближається до стріли 65 (див. патент України №68596u, МПК B64G 5/00, F41F 3/00, 2012р.). В процесі наїзду установника 66 на поворотну стрілу 2 КЩ її опорні ролики 4 заходять на напрямні 67 установника 66 (фіг.2), де здійснюється попереднє центрування КЩ (див. патент України №71027u, МПК B64G 5/00, F41F 3/00, 2012р.). При подальшому русі установника 66 важільна система 19 відкриває кришку 20, а напрямні штирі 18 плати рознімань 5 КЩ входять у напрямні втулки бортової плати 61 ракети 62 і здійснюють остаточне центрування. Потім стріла 3 UA 77315 U 5 10 15 20 25 30 65 установника 66 піднімає ракету 62 і стрілу 2 КЩ у вертикальне положення. За допомогою нижньої опори 64 ракету 62 опускають на кронштейни стояння ПУ 68, при цьому корпус ракети 62 випрямляється і бортова плата рознімань 61 віддаляється від стріли 65 установника 66. У процесі стояння на ПУ 68 здійснюють підготовку (перевірки) ракети 62. Після заправлення ракети 62 компонентами палива установник 66 відводять від ракети 62, в результаті чого ракета 62 коливається на ПУ 68 разом з поворотною стрілою 2 КЩ під дією вітру у двох взаємно перпендикулярних площинах - у поздовжній вертикальній площині і поперечній (див. патент України №7734u, МПК B64G 5/00, F41F 3/04, 2005р.). При підйомі ракети 62 у процесі пуску напрямні штирі 18 виходять із зачеплення з бортовою платою 61 і стріла 2 КЩ починає опускатися у горизонтальне положення (фіг. 2). Якщо пуск не відбувся ракету 62 знімають з ПУ 68 у зворотній послідовності. На усіх етапах роботи кабель-щогли її плата рознімань 5 здійснює переміщення відносно корпуса 8 у заданих межах, обумовлених: - ходом штока 58 пружинного обмежувача 27 для переміщень вправо-вліво; - довжиною прорізів 51 на поперечній регульованій тязі 52 для переміщень вгору-вниз. Переміщення плати рознімань 5 вправо-вліво передається через наступний ланцюг елементів: напрямні штирі 18, кронштейни 22, поперечні горизонтальні осі 23, вертикальні Lподібні кронштейни 21, вертикальні пальці 34, вушка 44 поздовжніх балок 24, пружинні обмежувачі 27, вушка 45 на фігурних кронштейнах 26, допоміжні поперечні горизонтальні осі 39 і 41, шарнірні важелі 28 і 29, допоміжні поперечні горизонтальні осі 38 і 40, стояки 15. Переміщення плати рознімань 5 вгору-вниз передається через наступний ланцюг елементів: напрямні штирі 18, кронштейни 22, поперечні горизонтальні осі 23, вертикальні L-подібні кронштейни 21, вертикальні пальці 34, поздовжні балки 24, додаткові вертикальні пальці 36, допоміжні поперечні горизонтальні осі 39 і 41, фігурні кронштейни 26, нижні шарнірні важелі 29, серги 31 з горизонтальними осями 42 і 43, поперечні двоплечі важелі 32, поперечні регульовані тяги 52. Розміщення кабель-щогли на пусковій установці наведено у патенті США №6.321.631, клас 89/1.8, 244/158, 2001 р., а розміщення пускової установки на космодромі наведено у патенті України №60987u, МПК B64G 5/00, 2010 р. Таким чином, запропонована кабель-щогла, яка має просту і надійну конструкцію, дозволяє виключити пошкодження пружинних штанг і забезпечити високу точність розміщення плати рознімань КЩ для автоматичного стикування з ракетою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 1. Кабель-щогла пускової установки ракети, що містить поворотну стрілу, каретку з кожухом і двома стояками, плату рознімань, пружинні штанги з вушками та механізм відстеження у вигляді двох шарнірних важелів, що утворюють паралелограм, яка відрізняється тим, що механізм відстеження виконаний з двох частин, розташованих симетрично відносно поздовжньої вертикальної площини, кожна з яких оснащена вертикальним L-подібним кронштейном, шарнірно закріпленим на платі рознімань за допомогою поперечної горизонтальної осі, поздовжньою балкою, плоским трикутним кронштейном, фігурним кронштейном, пружинним обмежувачем, додатковим шарнірним важелем, поперечним двоплечим важелем, закріпленим на кожусі за допомогою поздовжньої осі, при цьому передній кінець поздовжньої балки і внутрішня вершина плоского трикутного кронштейна з'єднані з вертикальним L-подібним кронштейном за допомогою вертикального пальця, зовнішня вершина плоского трикутного кронштейна з'єднана з вертикальним L-подібним кронштейном за допомогою поздовжнього болта, фігурний кронштейн закріплений у середній частині поздовжньої балки за допомогою додаткового вертикального пальця, на задньому кінці поздовжньої балки змонтований додатковий шарнірний важіль за допомогою додаткової поперечної горизонтальної осі, шарнірні важелі змонтовані на стояку і фігурному кронштейні за допомогою двох пар допоміжних поперечних горизонтальних осей з утворенням вертикального паралелограма, нижній шарнірний важіль котрого виконаний двоплечим і вільний кінець котрого за допомогою серги з'єднаний з зовнішнім плечем поперечного двоплечого важеля, пружинний обмежувач з'єднує вушка, закріплені відповідно на передньому кінці поздовжньої балки і фігурному кронштейні, причому вільні вершини плоских трикутних кронштейнів шарнірно з'єднані за допомогою поперечної тяги, вільні кінці додаткових шарнірних важелів шарнірно з'єднані за допомогою поперечної стяжки, а внутрішні плечі поперечних двоплечих важелів шарнірно з'єднані за допомогою поперечної регульованої тяги з прорізами. 4 UA 77315 U 5 2. Кабель-щогла за п. 1, яка відрізняється тим, що на кожному вертикальному L-подібному кронштейні змонтовані по два поздовжніх упори болтового типу для взаємодії з відповідними вушками пружинних штанг. 3. Кабель-щогла за п. 1, яка відрізняється тим, що кожна поздовжня балка розміщена між двох допоміжних поперечних горизонтальних осей, змонтованих на фігурному кронштейні, а по кінцях поперечної стяжки виконані радіальні виступи для взаємодії з вертикальними упорами, змонтованими на суміжних поверхнях шарнірних важелів. 5 UA 77315 U 6 UA 77315 U 7 UA 77315 U 8 UA 77315 U 9 UA 77315 U 10 UA 77315 U 11 UA 77315 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 12