Способ стендового испытания поршневого катапультного устройства ракеты

Способ стендового испытания поршневого катапультного устройства ракеты

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при проектировании, отработке и изготовлении катапультных устройств для запуска ракет.

При отработке ракет среднего класса (стартовая масса до 1,5 т) с контейнерным запуском из пусковой трубы с использованием поршневого катапультного устройства необходима экспериментальная проверка технических решений, в части характеристик старта ракет, на весогабаритных макетах последних, как на стадии отработки, так и (в отдельных случаях) в серийном производстве (оценка начальной скорости покидания ракетой пусковой трубы, величины перегрузок, уровня внутрибаллистических характеристик (ВБХ) в процессе катапультирования).

Существующие способы испытания катапультных устройств (КУ) ракет при запуске из пусковой трубы предусматривают их экспериментальную оценку в полигонных условиях, при вертикальных пусках. При этом отстреливаемые макеты ракеты, как правило, повреждаются при падении на грунт и не подлежат дальнейшему использованию. Пример конструкции такого типа ракет и КУ приведен в источнике - ж. "MILITARY PARADE" ("Военный парад" журнал военно-промышленного комплекса), апрель 1994 г, стр.65, и принят авторами за прототип.

Полигонные способы испытания катапультных устройств ракет характеризует сложность, низкая информативность и высокая затратность при их проведении.

Технической задачей патентуемого изобретения является разработка экономичного и более совершенного способа испытания катапультных устройств (КУ) ракет.

Указанная техническая задача решается в рамках патентуемого изобретения путем разработки стендового способа испытания КУ ракет без использования пусковой трубы и с сохранением технических возможностей для многократного целевого использования макета ракеты в последующих испытаниях, как с осуществлением испытаний на горизонтальных стендах на предприятии-изготовителе КУ и/или комплектующих к ним, так и на полигонах.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема проведения испытаний по патентуемому способу

1 - испытательный стенд (горизонтальный стапель);

2 - направляющие горизонтального стапеля (стенда);

3 - твердотопливный газогенератор (ГТ);

4 - макет ракеты;

5 - насыпная преграда;

6 - боковые стенки;

7 - деревянная перегородка;

8 - цилиндр;

9 - поршень катапультного устройства;

10 - зацеп;

11 - шток;

12 - стравливающие отверстия.

Технический результат патентуемого способа заключается в размещении поршневого катапультного устройства с твердотопливным газогенератором и весогабаритного макета (4) ракеты на испытательном (стапеля) стенде (1). При этом макет устанавливают на горизонтальных направляющих (2) стапеля, катапультное устройство, включающее: твердотопливный ГГ (3), цилиндр (8), оснащенный стравливающими отверстиями (12), поршнем (9), штоком (11) и арматуру газовой связи ГГ с цилиндром КУ размещают между или под направляющими стапеля. Для передачи усилия (разгона), развиваемого при движении поршня макету ракеты, к штоку (11) поршня жестко крепят зацеп (10), контактирующий с дном макета. При отстреле макета ракеты, за счет расширения продуктов сгорания (п.с.) ГГ в запоршневом объеме, улов последнего осуществляют в насыпной преграде (5). По завершении катапультирования макета выпуск п.с. ГГ из цилиндра осуществляют через стравливающие отверстия (12). Для обеспечения эффективности улова преграда выполняется на расстоянии не менее длины (l) макета (ракеты), высотой Н≥2h (h - высота установки макета по его оси на горизонтальных направляющих стапеля) и длиной (3...4)l. При испытании КУ тяжелых макетов ракет (m>0,5 т) в насыпной преграде на расстоянии (0,5...0,9)·L по ходу движения макета устанавливают деревянную щитовую и/или бревенчатую перегородки (7). Для снижения затрат при проведении испытаний (уменьшения массы насыпной преграды) и повышения эффективности торможения макета поперечный габарит насыпной преграды ограничивают жесткими боковыми стенками (6). Экспериментально установлено, что в качестве материала насыпной преграды можно использовать песок.

Выполнение насыпной преграды высотой Н не менее 2h обусловлено необходимостью "удержания" катапультируемого макета внутри насыпи. При высоте насыпи менее 2h возможно "выпрыгивание" макета из насыпи и "приземление" его на бетонную площадку (ограждение) испытательного стенда, сопровождающееся повреждениями.

Протяженность насыпи 3...4 длины макета ракеты, как показали эксперименты, эффективно позволяет осуществлять улов макетов массой до 0,5 т. При пусковых испытаниях макетов ракет массой более 0,5 т для исключения выхода (вылета) макета из насыпной преграды необходимы дополнительные демпфирующие устройства. В рамках патентуемого способа проверена эффективность деревянных перегородок (дощатых и бревенчатых). Наиболее целесообразно, погасив скорость тяжелых по массе (более 0,5 т) макетов в насыпной преграде, дальнейшее продвижение их ограничивать по длине 0,5...0,9 длины насыпной преграды дощатыми и/или бревенчатыми перегородками.

При этом стапель, весогабаритный макет ракеты и поршневое катапультное устройство оснащают датчиками, регистрирующими скорость схода макета с горизонтальных направляющих стапеля, величину осевой перегрузки и давление продуктов сгорания твердотопливного ГТ в подпоршневом объеме катапультного устройства.

Сущность изобретения заключается в реализации и регистрации в стендовых условиях параметров запуска ракеты (скорость выхода из пусковой трубы, величина перегрузок, уровень ВБХ) и улавливании весогабаритного макета ракеты (при испытаниях КУ) с сохранением возможности его использования в последующих испытаниях.

Пример реализации способа.

Способ практически реализован при проведении испытаний КУ ракеты со следующими характеристиками:

- габариты макета - ⊘ 150 мм, длина - 2,5 м;

- масса макета - 0,6 т;

- насыпная преграда - песок, расстояние от точки схода макета с направляющих стапеля ("среза пусковой трубы") до насыпи - 3,6 м, протяженность насыпи - 8,5 м, горизонтальная высота установки по оси макета - 0,5 м, высота насыпи - 1,0...1,2 м; промежуточная щитовая (толщина 50 мм) и бревенчатая (диаметр бревен 150...200 мм) преграды, установленные рядом, последовательно друг за другом, на расстоянии 0,6 длины насыпной преграды по ходу движения макета;

- при реализации способа фиксировались ВБХ ГГ и цилиндропоршневой группы, осевые перегрузки и скорость движения макета по направляющим стапеля.

Для отстрела макета использовался твердотопливный газогенератор, укомплектованный зарядами дымного и баллиститного твердого топлива общей массой ˜1,0 кг. Торможение макета обеспечивалось в пределах насыпной преграды. Состояние макета для последующих испытаний - удовлетворительное.

Положительный эффект изобретения - повышение информативности, снижение экономических и временных затрат при отработке КУ ракет.

1. Способ стендового испытания поршневого катапультного устройства ракеты, включающий размещение поршневого катапультного устройства с твердотопливным газогенератором и весогабаритного макета ракеты на испытательном стенде, запуск твердотопливного газогенератора, разгон и отстрел весогабаритного макета ракеты за счет расширения продуктов сгорания упомянутого газогенератора в подпоршневом объеме катапультного устройства, отличающийся тем, что весогабаритный макет ракеты устанавливают на горизонтальных направляющих стапеля, закрепленного на площадке испытательного стенда, а поршневое катапультное устройство с твердотопливным газогенератором размещают между и под направляющими стапеля, причем разгон весогабаритного макета ракеты обеспечивают при помощи контактирующего с его задним дном зацепа, жестко связанного с перемещающимся поршнем катапультного устройства, а его отстрел осуществляют непосредственно с горизонтальных направляющих стапеля, при этом для улова весогабаритного макета ракеты длиной l за пределами стапеля на расстоянии ≥l от точки схода упомянутого макета с горизонтальных направляющих стапеля выполняют насыпную преграду длиной L=(3...4)l и высотой Н≥2h, где h - высота установки макета по его оси на горизонтальных направляющих стапеля, причем в насыпной преграде на расстоянии (0,5...0,9)L по ходу движения макета устанавливают деревянные щитовую и/или бревенчатую перегородки, а поперечный габарит насыпной преграды ограничивают жесткими боковыми стенками.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве насыпной преграды используют песок.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что стапель, весогабаритный макет ракеты и поршневое катапультное устройство оснащают датчиками, регистрирующими скорость схода упомянутого макета с горизонтальных направляющих стапеля, величину осевой перегрузки макета и давление продуктов сгорания твердотопливного газогенератора в подпоршневом объеме катапультного устройства.