<<
>>

Принципиальные схемы катапульт

В состав катапульты входят источник энергии (пороховой газогенератор или баллон со сжатым газом), подводящие трубопроводы (в некоторых случаях они могут отсутствовать), один или

несколько силовых цилиндров, работающих совместно, ведущий ракету элемент и тормозное устройство.

Типовые схемы катапультных устройств (на примере катапультных схем старта ракет) приведены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Типовые схемы катапультных устройств

В простейшей схеме катапульты (рис. 1.1,а) используются два одноступенчатых цилиндра тянущего типа 1. Штоки 2 соединены поперечной балкой - траверсой 3. Газы из газогенератора (ГГ) или пневмобаллона подаются в цилиндры через отверстия 4. Траверса непосредственно толкает разгоняемый объект 5. Помимо простоты, к достоинствам данной схемы следует отнести то, что штоки работают на растяжение, поэтому они не могут потерять продольную устойчивость и не нуждаются в дополнительном усилении. Основной недостаток схемы в том, что рабочий ход не превышает 0,45 от длины контейнера или объекта (в противном случае катапультное устройство в исходном положении будет выступать за габариты контейнера). В альтернативной, минометной, схеме рабочий ход может достигать 0,8-0,9 от длины контейнера. Другой недостаток - подача газа от ГГ в штоковую полость. Это увеличивает тепловые потери (они происходят одновременно через внутреннюю поверхность цилиндра и наружную поверхность штока) и площади, на которые осаждается нагар пороховых газов, а также уменьшает полезную площадь поршня (хотя при малой относительной площади штока, работающего на растяжение, это не столь существенно).

В толкающей схеме (рис. 1.1,6) с одноступенчатыми цилиндрами 1 к верхней части каждого штока 2 крепятся короткие поперечные траверсы 6, которые посредством тяг 7 соединяются с нижней основной траверсой 3. Толкающая схема свободна от ряда недостатков тянущей схемы, но имеет более сложную конструкцию. Штоки работают на сжатие, поэтому, во избежание потери продольной устойчивости, их диаметр должен быть увеличен. Достоинством схемы является возможность увеличения рабочего хода цилиндров: если их начальная длина (когда цилиндр находится в сложенном состоянии) равна свободной длине контейнера, их ход может достигать 0,9 от длины контейнера. Однако обеспечить такой большой ход достаточно сложно из-за проблем с обеспечением устойчивости штока, длина которого в этом случае также соизмерима с длиной контейнера.

В катапультах могут применяться кроме одноступенчатых и многоступенчатые (телескопические) цилиндры. Они значительно сложнее по конструкции, но, в отличие от одноступенчатых, обеспечивают рабочий ход, превышающий длину контейнера. Такие схемы могут применяться в случаях, когда из-за ограничений по продольным перегрузкам схемы с одноступенчатыми цилиндрами не могут обеспечить необходимую скорость выброса разгоняемого объекта. Основную проблему, как и в предыдущем случае, представляет устойчивость сжатых штоков.

На рис. 1.1,в представлена схема катапульты с двумя двухступенчатыми телескопическими цилиндрами. Такая схема при соотношении размеров, показанном на рисунке, позволяет получить рабочий ход до 0,85-0,9 от длины контейнера. Следует отметить, что уменьшение эффективной площади поршней по мере выдвигания штоков у многоступенчатых телескопов для большинства обычных цилиндров рассматривается как существенный недостаток, так как приводит к уменьшению развиваемого усилия. Для газовой катапульты уменьшение площади можно компенсировать увеличением давления за счет подбора заряда ГГ. Однако при этом невозможно исключить ударные нагрузки при переходе со ступени на ступень.

В рассмотренных схемах катапульт используются длинные силовые цилиндры, в которых необходимо выдержать достаточно жесткие ограничения на внутренний размер цилиндра. Этих недостатков лишена скальчатая схема (рис. 1.1,г). Здесь шток (скалка) 1 (он же играет роль поршня) не взаимодействует с внутренними поверхностями цилиндра, поэтому жесткие требования к внутреннему диаметру цилиндра 2 отсутствуют. Для направления движения штока служит направляющая втулка 3. Газ поступает в цилиндры через отверстия 4. Скальчатая схема может быть только одноступенчатой и применяться только на катапультах толкающего типа. Существенным ее недостатком является то, что шток (скалка) сначала подвергается воздействию горячих газов и только потом, разогретый и покрытый нагаром, входит в направляющую втулку. Это может привести к задирам или к заклиниванию.

Обеспечить рабочий ход, близкий к длине контейнера, можно при использовании схем с полиспастом (рис. 1.1,д), в которых могут быть как тянущие, так и толкающие одноступенчатые силовые цилиндры. Схема с полиспастом позволяет использовать только один цилиндр 1. На конце штока 5 крепится поперечная траверса 8, на концы которой насаживаются подвижные блоки 7. Неподвижные блоки 6 насаживаются на ось, закрепленную на дне контейнера. С нижних блоков тросы идут к верхним блокам 9 и далее крепятся к основной траверсе 10. Полиспаст может увеличить ход траверсы по сравнению с ходом цилиндра в целое число раз. Поэтому, применяя шестикратный полиспаст и цилиндр с рабочим ходом, равным всего 0,166 от длины контейнера, можно получить рабочий ход катапульты, практически равный длине контейнера.

Основной недостаток полиспастных катапульт - упругая податливость тросов, которая может привести к колебаниям ускорения при разгоне объекта.

1.2.

<< | >>
Источник: Ю.А. Круглов. Системы катапультирования ракет / Ю.А. Круглов [и др]; Балт. гос. техн. ун-т. - СПб.,2010. -184 с.. 2010

Еще по теме Принципиальные схемы катапульт:

  1. Принципиальные схемы катапульт
  2. Пневматические системы торможения
  3. О Г Л А В Л Е Н И Е