устройство подачи воздуха дизелям подводной лодки

Формула изобретения

1. Устройство подачи воздуха дизелям подводной лодки, содержащее опорно-направляющий аппарат, выдвижную мачту со стопором и поплавковым клапаном, гидроподъемник, отличающееся тем, что опорно-направляющий аппарат выполнен в виде фермы с направляющими стойками, установленной на фундаменте прочного корпуса, при этом выдвижная мачта в нижней ее части снабжена башмаками с возможностью их перемещения по направляющим стойкам, в днище мачты выполнено отверстие для слива из нее воды или заполнения ее водой, при этом верхняя часть фермы снабжена кронштейном, на котором закреплена труба приема воздуха, соединенная с помощью переходного патрубка с выдвижной мачтой, при этом стопор мачты снабжен гидравлическим приводом, а гидроподъемник расположен внутри выдвижной мачты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на наружной поверхности выдвижной мачты и поплавкового клапана нанесено радиопоглощающее покрытие.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к судостроению, а конкретно к оборудованию для подачи воздуха к дизелями и системе вентиляции дизельной подводной лодки /ПЛ/.

Известна система подачи воздуха к дизелям и воздухопровод системы РДП, в состав которых входит устройство подачи воздуха. Это устройство служит для подачи воздуха в отсеки только на перископной глубине ПЛ. Особенность конструкции этого устройства состоит в том, что оно имеет большую высоту и располагается в ограждении выдвижных устройств /ОВУ/ и в отсеке прочного корпуса /ПК/. В ОВУ расположены выдвижная воздушная шахта /мачта/ с установленным на ней поплавковым клапаном и верхняя часть неподвижной воздушной шахты, а нижняя часть неподвижной воздушной шахты через вварыш на ПК проходит в отсек ПЛ. Устройство через неподвижную шахту в средней ее части крепится к стулу ПК, а в верхней ее части к ОВУ (прототип, см. "Устройство подводных лодок" С.Н.Прасолов, М.Б.Амитин, стр. 274, Воениздат, 1973).

Для подъема выдвижной воздушной шахты устройство снабжено гидроподъемником, состоящим из корпуса, закрепленного на ПК, и размещенного внутри корпуса подвижного штока, верхний торец которого соединен с нижним торцом выдвижной мачты. Соединение штока с корпусом гидроподъемника уплотняется пакетом резиновых уплотнительных колец, а соединение штока с неподвижной шахтой сальником. При подъеме в корпус гидроподъемника подается рабочая жидкость от системы гидравлики. Шток выдвигается из корпуса и поднимает выдвижную мачту с поплавковым клапаном.

Выдвижная мачта перемещается в бронзовых направляющих втулках, установленных в неподвижной воздушной шахте. Опускание происходит под весом выдвижной мачты и других подвижных частей. Для предохранения от случайного опускания выдвижная мачта в крайнем верхнем положении ставится на специальный кулачковый стопор, имеющий ручной привод из отсека ПЛ.

Недостатками описанного устройства РДП является следующее:

1. Устройство обеспечивает подачу воздуха только на перископной глубине ПЛ, а в надводном положении воздух подается через щахту подачи воздуха дизелям, выполненную в виде выгородки в корпусе ОВУ, по отдельному трубопроводу с захлопкой.

2. Выдвижная воздушная шахта (мачта) выполнена в виде круглой трубы, которая имеет большое гидравлическое сопротивление, и возникающие гидродинамические перегрузки не позволяют увеличить скорость хода ПЛ более 8-10 узлов. Кроме того, круглая труба оставляет очень заметный пенный след на поверхности воды, который демаскирует ПЛ. Воздушная шахта (мачта) изготовлена из стали и подвержена коррозии и поэтому для ее предотвращения и снижения трения ее надо постоянно смазывать. Кроме того, воздушная шахта (мачта) перемещается в бронзовых втулках, что не позволяет нанести на ее наружную поверхность радиопоглощающее покрытие для защиты от обнаружения радиолокационными станциями противника, что существенно снижает скрытность ПЛ.

3. Устройство имеет большие габариты и вес и, располагаясь в ОВУ и в центральном отсеке, существенно стесняет его. Для прохода неподвижной воздушной шахты в отсек в прочном корпусе необходим вварыш больших габаритов и массы, а под корпус гидроподъемника прочный и жесткий фундамент. Крепление неподвижной шахты к корпусу ОВУ усложняет монтаж устройства и не исключает нарушения центровки в результате воздействия на устройство корпуса ОВУ.

Задачей настоящего изобретения является создание единого устройства подачи воздуха, потребляемого работающими дизелями и системой вентиляции как в надводном положении, так и на перископной глубине ПЛ, имеющего мачту (выдвижную воздушную шахту) хорошо обтекаемого профиля с обеспечением нанесения на ее наружную поверхность радиопоглощающего покрытия и полностью расположенное в ОВУ.

Поставленные задачи решаются тем, что в известном устройстве подачи воздуха, содержащим опорно-направляющий аппарат, выдвижную мачту со стопором и поплавковым клапаном, гидроподъемник опорно-направляющий аппарат выполнен в виде фермы с направляющими стойками, установленной на фундаменте прочного корпуса, при этом выдвижная мачта в нижней ее части снабжена башмаками с возможностью перемещения их по направляющим стойкам, и в днище выдвижной мачты выполнено отверстие для слива из нее воды или заполнения ее водой, при этом верхняя часть фермы снабжена кронштейном, на котором закреплена труба приема воздуха, соединенная с помощью переходного патрубка с выдвижной мачтой, при этом стопор мачты снабжен гидравлическим приводом, а гидроподъемник установлен внутри выдвижной мачты.

Кроме того, мачта такого устройства имеет хорошо обтекаемый в потоке воды профиль и на наружной поверхности мачты и поплавкового клапана имеется защитное радиолокационное покрытие. Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен общий вид устройства с поднятой мачтой.

На фиг.2 изображен общий вид устройства с опущенной мачтой.

На фиг. 3 изображен профиль поперечного сечения мачты и опорно-направляющей фермы.

Устройство подачи воздуха дизелям состоит из следующих основных узлов: выдвижной мачты 1 с поплавковым клапаном 2 на ее верхнем торце и неподвижных: опорно-направляющей фермы 3 с трубой приема воздуха 4, стопора 5 с его приводом - гидравлической машинкой 6 и гидроподъемника 7.

Мачта 1 устройства служит для подачи воздуха на перископной глубине ПЛ и представляет собой трубу с хорошо обтекаемым профилем поперечного сечения и в рассматриваемом варианте имеет форму двойного сегмента /фиг.3/. В нижней части мачты на расстоянии, составляющем примерно 1/3 ее длины, приварены по четыре башмака 8, в которых закреплены вкладыши 9 подшипников и которыми мачта скользит по направляющим стойкам фермы 3. Вкладыши 9 изготовлены из материала с низким коэффициентом трения и, не требующим его смазки. По центру мачты установлена труба 10, жестко посредством ребер соединенная с внешней оболочкой мачты, в которой размещается гидроподъемник 7. Между башмаками 8 через переходник к мачте жестко присоединен патрубок 11, соединяющий мачту с трубой приема воздуха 4. На наружную поверхность мачты и корпус поплавкового клапана с крышкой-комингсом нанесено радиопоглощающее покрытие /РПП/. Для слива воды после подъема мачты и заполнения водой при опускании в днище мачты имеется отверстие.

Опорно-направляющая ферма 3 обеспечивает перемещение мачты 1 при подъеме и опускании и воспринимает гидродинамические нагрузки от потока воды, обтекающего мачту. Ферма 3 состоит из четырех опорных стоек 12, соединенных между собой поперечными и продольными ребрами /фиг.3/. К стойкам 12 через электроизолирующую пластмассу 13 крепятся направляющие стойки 14, изготовленные из титана, по которым скользят подшипники мачты 1. Вверху на ферме имеется кронштейн, на котором закреплена труба приема воздуха 4; внизу ферма снабжена опорной плитой, через которую она крепится к фундаменту на прочном корпусе.

Труба приема воздуха 4 изготовлена из титана и служит для подачи воздуха в надводном положении ПЛ, для чего в верхней части ее имеется воздухоприемное отверстие, а внизу труба 4 оканчивается фланцем для подсоединения трубопровода подачи воздуха.

Стопор 5 кронштейном крепится к стойкам 12 и служит для удержания мачты в поднятом положении. Основной деталью стопора 5 является стопор-патрубок 15, который в опущенном положении мачты 1 занимает вертикальное положение, а после подъема мачты гидромашинкой 6 через тягу 16 поворачивается в подшипниках кронштейна в горизонтальное положение под днище мачты для ее удержания. Поскольку стопорение гидромашинки производится перевалом ее кривошипа за мертвую точку, то даже при внезапном падении давления в системе гидравлики стопор-патрубок не опустится и будет удерживать мачту в поднятом положении. Через стопор-патрубок также сливается вода из мачты после ее подъема, для чего он выполнен полым. В горизонтальном положении отверстие в стопор-патрубке совмещено с отверстием в днище мачты, а стопор-патрубок соединен с патрубком, к которому подсоединяется сливной трубопровод.

Гидромашинка 6 стандартной конструкции в крайних положениях поршней стопорится перевалом кривошипа через мертвую точку и подобрана из условия обеспечения необходимого усилия для удержания мачты.

Гидроподъемник 7 служит для подъема мачты и для уменьшения габаритов устройства /высоты/ установлен в мачте. Гидроподъемник 7 состоит из подвижного цилинра 17, прикрепленного к днищу мачты 1, и неподвижного штока 18, через опорное кольцо прикрепленного к вварышу прочного корпуса.

Устройство работает следующим образом.

В надводном положении ПЛ /фиг.2/ рабочая жидкость из гидроподъемника слита, мачта 1 с переходным патрубком 11 опущена, воздухоприемное отверстие открыто и воздух через трубу 4 поступает по трубопроводу подачи воздуха в отсек.

На перископной глубине ПЛ для подъема мачты в шток 18 гидроподъемника от системы гидравлики подается рабочая жидкость, ее давлением цилиндр 17 поднимает мачту 1 до упора патрубком 11 в крышку приемной трубы 4 и кронштейн фермы 3. Затем гидромашинкой 6 через тягу 16 стопор-патрубок 15 поворачивается в горизонтальное положение под днище мачты, снимается давление рабочей жидкости в гидроподъемнике и мачта садится на стопор-патрубок 15. После того, как ПЛ станет на глубину, при которой поплавковый клапан находится выше уровня воды, сливается вода из внутренней полости мачты 1, воздухоприемной трубы 4 и трубопровода подачи воздуха по сливным трубопроводам и устройство готово к подаче воздуха в ПЛ. При плавании ПЛ на перископной глубине небольшое количество воды, которую не успевает задержать поплавковый клапан, попадает в водоулавливающий объем между днищем мачты и патрубком 11 и сливается по сливному трубопроводу.

Для опускания мачты гидромашинкой 6 стопор-патрубок 15 поворачивается в горизонтальное положение, мачта через отверстие в днище заполняется водой и опускается до упора хвостовиком цилиндра 17 гидроподъемника в опорное кольцо штока 18 на вварыше ПК. При этом весом выдвижной мачты 1 и давлением воды дополнительно обжимаются уплотнительные кольца, чем надежно герметизируется гидроподъемник от попадания воды в гидравлическую полость и вварыш от попадания воды в отсек.

Расчет вибропрочности и модельные испытания мачты обтекаемого профиля показали, что предлагаемое устройство может быть использовано на скорости хода ПЛ до 20 узлов при волнении моря до 5 баллов.

Опорно-направляющая ферма рассмотренной конструкции позволяет использовать выдвижную мачту обтекаемого профиля с нанесенным на ее наружную поверхность и наружную поверхность поплавкового клапана радиопоглощающим покрытием, что значительно повышает скрытность ПЛ. Ферма не имеет крепления к корпусу ОВУ, а крепится только к прочному корпусу, что не только упрощает монтаж устройства на ПЛ, но и исключает нарушение центровки устройства из-за воздействия на него через крепления к корпусу ОВУ деформаций, вызванных остаточными сварочными напряжениями корпуса ОВУ, и деформаций, обусловленных обтеканием ОВУ потоком воды.

Использование поворотного стопор-патрубка с дистанционным гидравлическим приводом позволяет не только автоматизировать операции подъема и опускания мачты, но и упростить их и ускорить. Например, для опускания мачты достаточно только переложить стопор-патрубок в вертикальное положение, что существенно важно при срочном погружении ПЛ.

Устройство, имеющее выдвижную мачту с переходным патрубком и воздухоприемной трубой, обеспечивает подачу воздуха как на перископной глубине, так и в надводном положении ПЛ. Это позволяет отказаться от трубопровода надводной подачи воздуха с шахтой и захлопкой.

Установка гидроподъемника внутри мачты позволяет почти вдвое уменьшить высоту устройства и полностью расположить его в ОВУ, а в отсеке располагается только гидромашинка привода стопора. Это уменьшает стесненность центрального отсека, исключает фундамент под гидроподъемник и стул под неподвижную воздушную шахту, имеющий большие габариты и массу и трудоемкий в изготовлении и вварке в прочный корпус.