RU2696733C1

RU2696733C1 - Underwater vehicle

Info

Publication number: RU2696733C1
Application number: RU2018129509A
Authority: RU
Inventors: Константин Константинович Ким
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2019-08-05

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.

SUBSTANCE: underwater apparatus relates to marine equipment and can be used to search for sea objects and physical action on them. Underwater vehicle consists of a head part accommodating an autonomous self-guidance system, contact and noncontact fuses, a control system with a recognition unit, hydroacoustic suppression and anti-torpedo protection. There are also small-sized drifting and self-propelled devices for hydroacoustic suppression and imitation, device for bringing enemy torpedoes out of action. In the middle part of the device there is an energy source and an engine. In tail part there is propulsor, drives of steering machines and outer tail unit with rudders. In the head part the electric blast block is rigidly fixed. It is made in the form of a thick-walled pipe. Its inner cavity is filled with ion-conducting liquid. One end of pipe is tightly sealed. Said sidewalls have two symmetrical holes arranged at said tight end. Working electrodes are hermetically sealed in them. Their discharge parts are located in internal cavity of pipe. Output of the first working electrode is connected to the capacitor bank terminal. Other terminal of the capacitor bank is connected to the electrode of the controlled discharger. Other electrode of which is connected to the second working electrode. Control electrode is connected to igniter pulses generator output. Its input is connected to contact and noncontact fuses. Cone-shaped plug is fitted on tube open end with cone inside said pipe. On the side surface of the pipe there is an inlet valve.

EFFECT: technical result is increase in safety during operation.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области морской техники и может быть использовано для поиска морских объектов и физического воздействия на них.The invention relates to the field of marine engineering and can be used to search for marine objects and the physical impact on them.

Известна торпеда (Военно-морской словарь /Гл. ред. В.Н. Чернавин. - М.: Воениздат, 1989. - 511 с. С. 431), представляющая собой самодвижущийся, само- или телеуправляемый подводный снаряд, несущий боевой заряд и предназначенный для поражения кораблей и судов, а также разрушения расположенных у уреза воды гидротехнических сооружений. Конструктивно торпеда состоит из головной части, в которой размещаются заряд взрывчатого вещества, взрыватели: контактный и неконтактный, аппаратура системы управления. В средней части торпеды находятся источник энергии и двигатель, а в хвостовой части размещаются движитель, приводы рулевых машинок и наружное оперение с рулями. Самонаводящаяся торпеда имеет автономную систему самонаведения, которая обнаруживает цель, определяет ее положение относительно продольной оси торпеды, вырабатывает необходимые команды для системы управления.A torpedo is known (Naval Dictionary / Ch. Ed. V.N. Chernavin. - M .: Voenizdat, 1989. - 511 p. S. 431), which is a self-propelled, self-or remote-controlled underwater shell carrying a warhead and Designed to destroy ships and ships, as well as the destruction of hydraulic structures located near the water edge. Structurally, a torpedo consists of a warhead, in which an explosive charge is placed, fuses: contact and non-contact, control system equipment. In the middle part of the torpedo there is an energy source and an engine, and in the rear part there is a mover, steering gear drives and an external tail unit with rudders. A homing torpedo has an autonomous homing system that detects a target, determines its position relative to the longitudinal axis of the torpedo, and generates the necessary commands for the control system.

Использование боевого заряда обуславливает вероятность его непредвиденного подрыва во время хранения и транспортировки, что снижает безопасность эксплуатации.The use of combat charge determines the likelihood of its unforeseen detonation during storage and transportation, which reduces the safety of operation.

Известен подводный аппарат комплексный (RU 2640598, F42B 15/22, 10.01.2018), выбранный в качестве прототипа, состоящий из головной части, в которой размещаются автономная система самонаведения, заряд взрывчатого вещества, взрыватели контактный и неконтактный, система управления, в средней части размещены источник энергии и двигатель, в хвостовой части размещаются движитель, приводы рулевых машинок и наружное оперение с рулями. В головной части также размещены малогабаритные дрейфующие и самоходные средства гидроакустического подавления и имитации и устройства вывода торпеды или антиторпеды противника из строя, устройства для их хранения и приборы управления пуском, система управления подводным аппаратом, оснащенная блоком распознавания работающих средств обнаружения, гидроакустического подавления и противоторпедной защиты и расчета маневра по преодолению рубежа гидроакустического подавления и противоторпедной защиты. Малогабаритные дрейфующие и самоходные средства гидроакустического подавления и имитации предназначены для непосредственного воздействия на приемные гидроакустические антенны корабельных средств наблюдения и систем обнаружения антиторпед противника, искажения отраженных сигналов от подводного аппарата и создания препятствий по определению его истинного местоположения, отвлечения их на ложные направления.Known integrated underwater vehicle (RU 2640598, F42B 15/22, 01/10/2018), selected as a prototype, consisting of a warhead, which houses an autonomous homing system, explosive charge, fuses contact and non-contact, control system, in the middle part the source of energy and the engine are located, in the rear part there is a mover, steering gear drives and an external tail unit with rudders. The head part also houses small-sized drifting and self-propelled means of hydroacoustic suppression and imitation, and devices for disabling enemy torpedoes or anti-torpedoes, devices for their storage and launch control devices, an underwater vehicle control system equipped with a recognition unit for working detection, hydroacoustic suppression and anti-torpedo protection and calculating the maneuver to overcome the line of sonar suppression and anti-torpedo protection. Small-sized drifting and self-propelled means of hydroacoustic suppression and simulation are intended to directly affect the receiving hydroacoustic antennas of shipborne surveillance systems and enemy anti-torpedo detection systems, distortion of reflected signals from the underwater vehicle and create obstacles to determine its true location, distracting them to false directions.

Возможность подрыва заряда взрывчатого вещества при механическом, тепловом и электромагнитном воздействии на него обуславливает низкую безопасность эксплуатации.The possibility of undermining the explosive charge during mechanical, thermal and electromagnetic effects on it leads to low operational safety.

Задачей настоящего изобретения является повышение безопасности эксплуатации за счет использования энергетических характеристик электрического разряда в жидкости.The objective of the present invention is to increase the safety of operation by using the energy characteristics of an electric discharge in a liquid.

Технический результат достигается тем, что в подводном аппарате, состоящим из головной части, в которой размещены автономная система самонаведения, контактный и неконтактный взрыватели, система управления с блоком распознавания работающих средств обнаружения, гидроакустического подавления и противоторпедной защиты и расчета маневра по преодолению рубежа гидроакустического подавления и противоторпедной защиты, малогабаритные дрейфующие и самоходные средства гидроакустического подавления и имитации, и устройства вывода торпеды или антиторпеды противника из строя, устройства для их хранения и приборы управления пуском, средней части, в которой размещены источник энергии и двигатель, и хвостовой части, в которой размещены движитель, приводы рулевых машинок и наружное оперение с рулями, в головной части жестко закреплен электровзрывной блок, выполненный в виде толстостенной трубы, внутренняя полость которой заполнена ионопроводящей жидкостью, один конец трубы наглухо заделан, в боковых стенках у наглухо заделанного конца трубы выполнены симметрично два отверстия, в которых герметично установлены рабочие электроды, разрядные части которых находятся во внутренней полости трубы, вывод первого рабочего электрода соединен с клеммой конденсаторной батареи, другая клемма конденсаторной батареи соединена с электродом управляемого разрядника, другой электрод которого соединен с вторым рабочим электродом, а управляющий электрод соединен с выходом генератора поджигающих импульсов, вход которого соединен с контактным и неконтактным взрывателями, на открытый конец трубы одета заглушка конусной формы конусом во внутрь трубы, а на боковой поверхности трубы расположен впускной клапан.The technical result is achieved by the fact that in the underwater vehicle, which consists of a warhead, in which an autonomous homing system, contact and non-contact fuses are located, a control system with a recognition unit for working detection devices, sonar suppression and anti-torpedo protection and maneuver calculation to overcome the sonar suppression threshold and anti-torpedo protection, small-sized drifting and self-propelled means of hydroacoustic suppression and simulation, and torpedo output devices the enemy’s anti-torpedoes, storage devices and launch control devices, the middle part, in which the energy source and engine are located, and the tail part, in which the propulsion device, steering gear drives and the external tail unit with rudders are located, are electrically explosive in the head part made in the form of a thick-walled pipe, the inner cavity of which is filled with an ion-conducting liquid, one end of the pipe is tightly sealed, two holes are symmetrically made in the side walls of the tightly sealed pipe end, whose working electrodes are hermetically mounted, the discharge parts of which are located in the inner cavity of the pipe, the output of the first working electrode is connected to the terminal of the capacitor battery, the other terminal of the capacitor battery is connected to the electrode of the controlled arrester, the other electrode of which is connected to the second working electrode, and the control electrode is connected to the output an ignition pulse generator, the input of which is connected to contact and non-contact fuses, a cone-shaped plug is worn on the open end of the pipe whisker inside the tube and on the lateral surface of the tube is an inlet valve.

Схема предлагаемого устройства показана на фиг. 1. На фиг. 2 представлен общий вид электровзрывного блока. В головной части 1 подводного аппарата (фиг. 1) размещаются автономная система самонаведения 2, контактный 3 и неконтактный 4 взрыватели, система управления 5 с блоком распознавания работающих средств обнаружения гидроакустического подавления и противоторпедной защиты и расчета маневра по преодолению рубежа гидроакустического подавления и противоторпедной защиты 6, малогабаритные дрейфующие 7 и самоходные средства 8 гидроакустического подавления и имитации и устройства вывода торпеды или антиторпеды противника из строя 9, устройства для их хранения и приборы управления пуском (на чертеже не показаны). Средняя часть 10 содержит источник энергии 11 и двигатель 12. В хвостовой части 13 размещены движитель 14, приводы рулевых машинок 15 и наружное оперение с рулями 16, в головной части жестко закреплен электровзрывной блок 17, выполненный в виде толстостенной трубы 18, например, из нержавеющей стали или дюралюминия, внутренняя полость которой заполнена ионопроводящей жидкостью, например водой. Один конец 19 (фиг. 2) трубы 18 наглухо заделан, в боковых стенках у наглухо заделанного конца 19 трубы 18 выполнены симметрично два отверстия 20, в которых герметично установлены рабочие электроды 21, разрядные части 22 которых находятся во внутренней полости 23 трубы 18, вывод 24 первого рабочего электрода 21 соединен с клеммой 25 конденсаторной батареи 26, другая клемма 27 конденсаторной батареи 26 соединена с электродом 28 управляемого разрядника 29, например, тригатрона (Под ред. B.C. Комелькова. Техника больших импульсных токов и магнитных полей. М.: Атомиздат, 1970. С. 197), другой электрод 30 которого соединен выводом 31 второго рабочего электрода 21, а управляющий электрод 32 соединен с выходом 33 генератора поджигающих импульсов 34 (Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. М.: Наука, 2004. С. 255-293), вход 35 которого соединен с контактным 3 и неконтактным 4 взрывателями, на открытый конец 36 трубы 18 одета заглушка 37 конусной формы конусом 38 во внутрь трубы 18. Заглушка 37 может быть выполнена из немагнитного материала, например из алюминия или фторопласта, а конус 38 может быть выполнен из магниевого сплава. На боковой поверхности трубы 18 расположен впускной клапан 39.A diagram of the device of the invention is shown in FIG. 1. In FIG. 2 shows a general view of an electric blasting unit. In the head part 1 of the underwater vehicle (Fig. 1) there is an autonomous homing system 2, contact 3 and non-contact 4 fuses, a control system 5 with a recognition unit for working means for detecting sonar suppression and anti-torpedo protection and calculating maneuvers to overcome the line of sonar suppression and anti-torpedo protection 6 , small-sized drifting 7 and self-propelled means 8 of hydroacoustic suppression and imitation and a device for disabling an enemy torpedo or anti-torpedo 9, a device for their storage and launch control devices (not shown in the drawing). The middle part 10 contains an energy source 11 and an engine 12. In the rear part 13 there is a mover 14, steering gear drives 15 and an external tail unit with rudders 16, in the head part an electric blasting unit 17 is fixed, made in the form of a thick-walled pipe 18, for example, made of stainless steel or duralumin, the inner cavity of which is filled with an ion-conducting liquid, such as water. One end 19 (Fig. 2) of the pipe 18 is tightly sealed, in the side walls of the tightly sealed end 19 of the pipe 18 there are symmetrically two holes 20 in which the working electrodes 21 are sealed, the discharge parts 22 of which are in the inner cavity 23 of the pipe 18, the output 24 of the first working electrode 21 is connected to the terminal 25 of the capacitor bank 26, the other terminal 27 of the capacitor bank 26 is connected to the electrode 28 of a controlled spark gap 29, for example, a trigatron (Ed. BC Komelkova. Technique of high pulsed currents and magnetic fields. M .: Atomi Dates, 1970. P. 197), another electrode 30 of which is connected by the terminal 31 of the second working electrode 21, and the control electrode 32 is connected to the output 33 of the ignition pulse generator 34 (Mesyats G.A. Pulse energy and electronics. M .: Nauka, 2004 S. 255-293), the input 35 of which is connected to the contact 3 and non-contact 4 fuses, on the open end 36 of the pipe 18 is fitted with a cone-shaped plug 37 with a cone 38 inside the pipe 18. The plug 37 may be made of non-magnetic material, for example aluminum or fluoroplastic, and the cone 38 may be made of a magnesium alloy. On the side surface of the pipe 18 is an inlet valve 39.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед эксплуатацией подводного аппарата через впускной клапан 39 во внутреннюю полость 23 заливают ионопроводящую жидкость, если используется вода при температуре окружающего пространства ниже 0°С, то в нее добавляется NaCl. Производится заряд конденсаторной батареи 26 от зарядного устройства (на рис. не показано). Затем подводный аппарат выстреливается в направлении к цели и автономная система самонаведения 2 (фиг. 1) выполняет постоянный анализ окружающего акустического поля. При сближении с целью и обнаружении работы средств гидроакустического подавления, перевода средств подводного наблюдения цели в режим поиска торпед, а также при обнаружении выпущенных ею торпед или антиторпед, система управления 5 с блоком распознавания работающих средств обнаружения гидроакустического подавления и противоторпедной защиты и расчета маневра по преодолению рубежа гидроакустического подавления и противоторпедной защиты 6 рассчитывает маневр подводного аппарата по преодолению рубежа гидроакустического подавления и противоторпедной защиты. Одновременно подводный аппарат выпускает малогабаритные дрейфующие средства гидроакустического подавления 7 и самоходные средства гидроакустического подавления и имитации 8, с помощью которых создает помехи работающим средствам подводного наблюдения цели и системы самонаведения антиторпед, блокируя их и отвлекая на ложные направления. В случае приближения к подводному аппарату выпущенной целью торпеды или антиторпеды, навстречу ей с подводного аппарата выпускаются устройства 9 для осуществления физического воздействия и вывода торпеды (антиторпеды) из строя.Before operating the underwater vehicle through the inlet valve 39, an ion-conducting liquid is poured into the internal cavity 23, if water is used at an ambient temperature below 0 ° C, then NaCl is added to it. The capacitor bank 26 is charged from the charger (not shown in the figure). Then the underwater vehicle is fired towards the target and the autonomous homing system 2 (Fig. 1) performs a continuous analysis of the surrounding acoustic field. When approaching the target and detecting the operation of sonar suppression means, transferring the underwater surveillance of the target to the torpedo search mode, and also if it detects torpedoes or anti-torpedoes, the control system 5 with a recognition unit for working means of detecting sonar suppression and anti-torpedo protection and calculating maneuver to overcome the boundary of hydroacoustic suppression and anti-torpedo protection 6 calculates the maneuver of the underwater vehicle to overcome the boundary of hydroacoustic suppression and otivotorpednoy protection. At the same time, the underwater vehicle produces small-sized drifting means for sonar suppression 7 and self-propelled means for sonar suppression and simulation 8, with the help of which it interferes with the working means of underwater surveillance of the target and anti-torpedo homing system, blocking them and diverting them to false directions. In the case of approaching an underwater vehicle with a torpedo or anti-torpedo launched by a target, devices 9 are launched towards it from the underwater vehicle to effect physical damage and to disable the torpedo (anti-torpedoes).

Малогабаритные дрейфующие 7 и самоходные средства гидроакустического подавления и имитации 8 предназначены для непосредственного воздействия на приемные гидроакустические антенны корабельных средств наблюдения и систем обнаружения антиторпед противника, искажения отраженных сигналов от подводного аппарата и создания препятствий по определению его истинного местоположения, отвлечения их на ложные направления.Small-sized drifting 7 and self-propelled means of hydroacoustic suppression and simulation 8 are designed to directly affect the receiving hydroacoustic antennas of shipborne surveillance systems and enemy anti-torpedo detection systems, distorting reflected signals from the underwater vehicle and creating obstacles to determine its true location, diverting them to false directions.

В зоне действия контактного 3 (фиг. 2) или неконтактного взрывателя 4, последние срабатывают и выдают сигнал на запуск генератора поджигающих импульсов 34, который вырабатывает импульс напряжения, поступающий на управляющий электрод 32 управляемого разрядника 29, в результате чего происходит пробой управляемого разрядника 29 и между разрядными частями 22 рабочих электродов 21 появляется напряжение конденсаторной батареи 26. Промежуток между разрядными частями 22 пробивается и между ними возникает канал электрического разряда, который возбуждает ударную волну в ионопроводящей жидкости (Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности - Л., Машиностроение, 1986 г. С. 253). Ударная волна приводит к возникновению гидродинамического течения жидкости, которое воздействует на конус 38 и прорывает его. Из-за конусной формы образуется тонкая, но мощная струя, т.е. проявляется кумулятивный эффект (Лаврентьев М.А, Шабат Б.В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. М.: Наука, 1977. С. 253-256). Данная струя жидкости осуществляет разрушение цели.In the contact zone of contact 3 (Fig. 2) or non-contact fuse 4, the latter are triggered and give a signal to start the ignition pulse generator 34, which generates a voltage pulse supplied to the control electrode 32 of the controlled arrester 29, as a result of which the controlled arrester 29 breaks down and between the discharge parts 22 of the working electrodes 21 appears the voltage of the capacitor bank 26. The gap between the discharge parts 22 breaks through and between them there is an electric discharge channel, which excites t shock wave in the ion-conductive fluid (LA Yutkin electrohydraulic effect and its application in the industry - L. Machinery, 1986 S. 253). The shock wave leads to the appearance of a hydrodynamic fluid flow, which acts on the cone 38 and breaks it. Due to the conical shape, a thin but powerful jet is formed, i.e. the cumulative effect is manifested (Lavrentiev M.A., Shabat B.V. Problems of hydrodynamics and their mathematical models. M: Nauka, 1977. P. 253-256). This stream of liquid destroys the target.

Таким образом, в предлагаемом подводном аппарате не используются взрывчатые вещества, что обуславливает повышение безопасности в процессе эксплуатации. Следует отметить, что данное устройство характеризуется широким диапазоном изменения напора струи путем изменения значения напряжения заряда конденсаторной батареи без изменения конструкции устройства.Thus, the proposed underwater vehicle does not use explosives, which leads to increased safety during operation. It should be noted that this device is characterized by a wide range of changes in the pressure of the jet by changing the value of the charge voltage of the capacitor bank without changing the design of the device.

Claims

Подводный аппарат, состоящий из головной части, в которой размещены автономная система самонаведения, контактный и неконтактный взрыватели, система управления с блоком распознавания работающих средств обнаружения, гидроакустического подавления и противоторпедной защиты и расчета маневра по преодолению рубежа гидроакустического подавления и противоторпедной защиты, малогабаритные дрейфующие и самоходные средства гидроакустического подавления и имитации и устройства вывода торпеды или антиторпеды противника из строя, устройства для их хранения и приборы управления пуском, средней части, в которой размещены источник энергии и двигатель, и хвостовой части, в которой размещены движитель, приводы рулевых машинок и наружное оперение с рулями, отличающийся тем, что в головной части жестко закреплен электровзрывной блок, выполненный в виде толстостенной трубы, внутренняя полость которой заполнена ионопроводящей жидкостью, один конец трубы наглухо заделан, в боковых стенках у наглухо заделанного конца трубы выполнены симметрично два отверстия, в которых герметично установлены рабочие электроды, разрядные части которых находятся во внутренней полости трубы, вывод первого рабочего электрода соединен с клеммой конденсаторной батареи, другая клемма конденсаторной батареи соединена с электродом управляемого разрядника, другой электрод которого соединен с вторым рабочим электродом, а управляющий электрод соединен с выходом генератора поджигающих импульсов, вход которого соединен с контактным и неконтактным взрывателями, на открытый конец трубы одета заглушка конусной формы конусом вовнутрь трубы, а на боковой поверхности трубы расположен впускной клапан.The underwater vehicle, which consists of the head part, which houses an autonomous homing system, contact and non-contact fuses, a control system with a recognition unit for working detection tools, sonar suppression and anti-torpedo protection and calculation of maneuver to overcome the line of sonar suppression and anti-torpedo protection, small-sized drifting and self-propelled means of hydroacoustic suppression and imitation, and devices for disabling an enemy torpedo or anti-torpedo, devices for For their storage and start-up control devices, the middle part, in which the energy source and the engine are located, and the tail part, in which the propulsion device, steering gear drives and the external plumage with rudders are located, characterized in that the electric explosive unit is rigidly fixed in the head part in the form of a thick-walled pipe, the inner cavity of which is filled with an ion-conducting liquid, one end of the pipe is tightly sealed, two holes are symmetrically made in the side walls of the tightly sealed pipe end, in which the mouth is sealed The working electrodes, the discharge parts of which are located in the inner cavity of the pipe, are updated, the output of the first working electrode is connected to the terminal of the capacitor battery, the other terminal of the capacitor battery is connected to the electrode of the controlled spark gap, the other electrode of which is connected to the second working electrode, and the control electrode is connected to the output of the ignition generator pulses, the input of which is connected to the contact and non-contact fuses, on the open end of the pipe there is a cone-shaped plug with a cone inside the pipe, and on the side surface of the pipe is an inlet valve.