Устройство постановки и выборки гибкой протяженной буксируемой антенны

Устройство постановки и выборки гибкой протяженной буксируемой антенны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к гидроакустической технике и касается создания устройств постановки и выборки (УПВ) гибких протяженных буксируемых антенн (ГПБА) на подводных лодках и надводных кораблях.

ГПБА предназначена для приема гидроакустической информации, ее предварительной обработки и передачи к бортовой аппаратуре для формирования веера характеристик направленности и вторичной обработки.

Известны буксируемые судном протяженные гидроакустические антенны, представляющие собой последовательно соединенные в одну линейную систему кабель-буксир и ГПБА, содержащую акустические приемники звукового давления и электронные устройства предварительной обработки и уплотнения информации, размещенные внутри герметичной шланговой оболочки, заполненной жидким или псевдожидким (гелеобразным) заполнителем (патенты РФ №2136019 от 27.08.1999, №2229734 от 27.05.2004). ГПБА имеют протяженность, значительно превосходящую линейные размеры корабля-носителя, и с помощью кабеля буксира отстоят от корабля на расстояние, достаточное для снижения уровня собственных корабельных помех. Длина таких антенн может составлять от нескольких десятков до нескольких сотен метров.

Необходимые манипуляции, связанные с выпуском и уборкой ГПБА, осуществляются с помощью устройств постановки и выборки (УПВ) [Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника. Санкт-Петербург, «Наука», 2004 г., стр. 62]. Такие устройства предназначены для хранения, вытравливания в море для работы по прямому назначению, буксировки и сматывания ГПБА после окончания работы. Как правило, УПВ включает в себя лебедку, на барабан которой наматываются в различных случаях, зависящих от условий размещения лебедки на корабле и способов постановки ГПБА, либо кабель-буксир и ГПБА полностью, либо только кабель-буксир. В последнем случае антенну размещают в трубчатом хранилище (ангаре) для ГПБА, которое представляет собой трубу в виде протяженной цилиндрической оболочки, проложенную от лебедки вдоль корпуса корабля к его кормовой оконечности. Через трубчатое хранилище ГПБА ставится в поток. Для стабилизации движения антенны в потоке она снабжается концевым стабилизатором, корпус которого выполнен в виде полого тела вращения, состоящего из сваренных между собой тонкостенных металлических деталей в виде полусферы, цилиндра и конуса. В обоих случаях концевое тело выполняет так же роль «пробки» трубчатого хранилища. В ряде конструктивных решений лебедка и трубчатое хранилище образуют единый контур герметизации, в ряде других - лебедка и трубчатое хранилище негерметичны. [Ю.А. Корякин, С.А. Смирнов, Г.В. Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника. Санкт-Петербург, «Наука», 2004 г., стр. 62].

Для вытравливания ГПБА используется гидравлический способ, при котором в контуре герметизации лебедка - трубчатое хранилище или только в трубчатом хранилище создается давление, избыточное по отношению к внешнему гидростатическому. Это давление выталкивает из ангара концевое тело, и далее на антенне создается тяговое усилие, направленное, как и поток, к выходу из ангара.

Способ создания избыточного давления, при котором антенна на лебедке полностью размещена в герметичном ангаре, является наиболее эффективным, однако существуют проблемы размещения таких устройств, связанных с жесткой конструкцией герметичных модулей на корабельных устройствах, проблемы доступа к механизмам и обслуживания и монтажа ГПБА на носителе.

Устройство постановки-выборки по патенту РФ №2171197 от 24.01.2000. является наиболее близким аналогом по техническому решению к предлагаемому устройству.

Устройство-прототип включает в себя:

- лебедку с намотанными на нее кабель-буксиром и кабелеукладчик,

- трубчатое хранилище, в котором размещаются ГПБА и концевое тело,

- устройства герметизации трубчатого хранилища в виде вогнутой полусферы, сопрягаемой со сферической оконечностью концевого тела,

- устройство создания избыточного гидравлического давления во внутреннем объеме трубчатого хранилища.

При включении насоса и лебедки на постановку в трубчатом хранилище благодаря сальниковому уплотнению кабеля создается избыточное давление, которое выталкивает концевой стабилизатор из ангара в поток, и под действием перепада давления в ангаре и тяги лобового сопротивления стабилизатора ГПБА вытравливается в поток.

Известное устройство является эффективным только тогда, когда ГПБА полностью находится в трубчатом хранилище, а на лебедке находится только ее кабель-буксир. Существенное различие в диаметрах ГПБА (60-80 мм) и кабель-буксира (15-20 мм) и значительно большая радиальная жесткость кабеля позволяет создать на входе трубчатого хранилища эффективное сальниковое уплотнение [RU 2171197 С1, 24.01.2000] и обеспечить при включении насоса необходимое для постановки антенны тяговое усилие.

При больших апертурах ГПБА, когда ее не удается полностью разместить в трубчатом хранилище, большая часть ГПБА намотана на барабан лебедки, а меньшая находится в трубчатом хранилище. В этом случае возникают проблемы, при которых известное устройство не обеспечивает выпуск ГПБА по следующим причинам. Для ГПБА, которая представляет собой заполненный гелем или жидкостью тонкостенный эластичный шланг, внутри которого размещены акустические приемники, электронные блоки предварительной обработки информации, транзит проводов и силовые элементы, невозможно использовать сальниковое уплотнение, т.к. при протяжке антенны через такое уплотнение оболочка будет деформироваться и стягиваться относительно силовых элементов антенны в направлении, противоположном постановке, при этом возникает перетекание жидкости или геля внутри антенны в этом же направлении («эффект тюбика»), что приводит к нарушению крепления акустических и электронных блоков внутри нее и вздутию оболочки вблизи жестких перегородок в антенне при подходе к сальниковому уплотнению и, в конечном счете, - к прекращению процесса постановки и повреждению антенны. Это является существенным недостатком устройства-прототипа.

Задачей заявленного изобретения является устранение перечисленных недостатков известного технического решения, при этом техническим результатом является реализация устройства постановки-выборки протяженной ГПБА, часть которой намотана на лебедку УПВ, а часть расположена в протяженном трубчатом хранилище без ее повреждений с использованием избыточного давления в месте расположения ГПБА - на барабане лебедки и при входе ГПБА в трубчатое хранилище.

Для достижения указанного технического результата в устройство постановки и выборки (УПВ) гибкой протяженной буксируемой антенны (ГПБА), содержащее лебедку, на барабан которой намотана часть ГПБА, кабелеукладчик, трубчатое хранилище для размещения другой части ГПБА и ее оконечного стабилизатора, а также устройство создания избыточного гидравлического давления, введены новые признаки, а именно: лебедка и кабелеукладчик заключены в герметичный кожух, выполненный в виде разъемной оболочки из водонепроницаемого материала, натянутой на ажурный каркас и герметично соединенной с начальным участком трубчатого хранилища, причем устройство создания избыточного гидравлического давления герметично соединено с оболочкой из водонепроницаемого материала.

Наиболее технологичным является выполнение разъемов водонепроницаемой оболочки в виде герметичной двухслойной застежки-молнии.

Основная идея изобретения заключается в том, что на входе трубчатого хранилища создается герметичный объем (контур герметизации) путем сборки, закрепленной на ажурном каркасе оболочки из водонепроницаемой ткани,

Геометрия предложенного контура герметизации такова, что под действием внешнего гидростатического давления, например при погружении УПВ и ГПБА, заполнение забортной водой происходит центробежным насосом и создание избыточного по отношению к забортному, достаточному для выталкивания из трубчатого хранилища оконечного стабилизатора-«пробки» и стравливания ГПБА в поток. В случае надводного корабля для постановки ГПБА в герметичном контуре внутренний объем контура герметизации заполняется водой до давления, при котором происходит страгивание концевого тела в поток.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1, на котором приведена конструкция предложенного контура герметизации модуля постановки-выборки УПВ,

Предлагаемое УПВ (фиг. 1) содержит барабан лебедки 1 и кабелеукладчик 2 с намотанной на нее ГПБА 3, трубчатое хранилище 4 с устройством герметизации трубчатого хранилища 5 на дальнем по отношению к лебедке торце трубчатого хранилища, в виде шайбы с вогнутой поверхностью, сопрягаемой с поверхностью лобовой оконечности концевого тела 5, устройство 7 создания избыточного гидравлического давления Р во внутреннем объеме трубчатого хранилища, выполненного, например, в виде фланца. Внутренний объем УПВ выполнен в виде фрагментов водонепроницаемого материала 8, закрепленных на разборных стойках каркаса 9, вписанных в допустимый контур 10 корабельных конструкций, и жестко и герметично соединяемых, например, с помощью стыковочных разъемов типа герметичной двухслойной застежки-молнии 11. Такие разъемы легко расстыковываются, что обеспечивает легкий доступ к элементам УПВ.

В предлагаемом техническом решении работа УПВ для подводной лодки и надводного корабля осуществляется следующим образом: при достижении равновесного давления внутри контура герметизации, когда внутреннее давление внутри контура герметизации Р_ВН равно внешнему гидростатическому Р_ГСТ или атмосферному (для НК), устройство 7 создания избыточного гидравлического давления Р нагнетает избыточное давление, достаточное для страгивания концевого стабилизатора 5, и происходит выталкивание концевого тела в поток, при этом включается лебедка на стравливание ГПБА, происходит ее растормаживание и постановка ГПБА в поток. При необходимой вытравленной длине ГПБА и кабеля-буксира лебедка затормаживается.

Таким образом, предложенное УПВ обеспечивает создание избыточного давления на входе в трубчатое хранилище, решает задачу безопасной постановки и выборки ГПБА, часть которой намотана на лебедку УПВ, а часть расположена в трубчатом хранилище без ее повреждений или остановок и обеспечивает легкий допуск личного состава для обслуживания и регламентных работ с УПВ и ГПБА и позволяет наиболее эффективно размещать механизмы УПВ в корабельных помещениях носителя.

1. Устройство постановки и выборки (УПВ) гибкой протяженной буксируемой антенны (ГПБА), содержащее лебедку, на барабан которой намотана часть ГПБА, кабелеукладчик, трубчатое хранилище для размещения другой части ГПБА и ее оконечного стабилизатора, а также устройство создания избыточного гидравлического давления, отличающееся тем, что лебедка и кабелеукладчик заключены в герметичный кожух, выполненный в виде разъемной оболочки из водонепроницаемого материала, натянутой на ажурный каркас и герметично соединенной с начальным участком трубчатого хранилища, причем устройство создания избыточного гидравлического давления герметично соединено с оболочкой из водонепроницаемого материала.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разъемы водонепроницаемой оболочки выполнены в виде герметичной двухслойной застежки-молнии.