Патент на изобретение №2273814

(54) УНИВЕРСАЛЬНАЯ ГЕНЕРИРУЮЩАЯ УСТАНОВКА ТЕПЛОВОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА НА ТАНКОВОМ ШАССИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к военной технике, в частности к машинам для проведения обработки направленным скоростным высокотемпературным газовым потоком наружных поверхностей объектов техники и вооружения, строений, дорог и др., а также для постановки маскировочных аэрозольных завес. В генерирующей установке по оси бронированного корпуса установлен арочный ложемент, на котором закреплен турбореактивный двигатель (ТРД). Баки для топлива и рабочей жидкости размещены по его бокам с образованием воздушной полости, формирующей продольное направление обдувающего воздушного потока для внешнего охлаждения ТРД. Соосно выходному отверстию теплового газового потока на переднем листе бронированного корпуса закреплен выполненный в виде насадка, охватывающего сопло, эжектор с возможностью образования разрежения в бронированном корпусе и формирования обдувающего воздушного потока. Для забора воздуха питания ТРД в бронированном корпусе установлена удлинительная труба с профилем, выполненным по форме отрезка лемнискаты в начале проточной части. Воздухозаборная часть трубы вынесена в верхнюю зону заднего листа бронированного корпуса и смещена от входных жалюзи систем питания танкового двигателя воздухом и его охлаждения на расстояние, обеспечивающее возможность работы танкового двигателя во всем установленном для него диапазоне эксплуатационных режимов. Реализация изобретения позволяет повысить эксплуатационную эффективность установки. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к военной технике, а именно к машинам для проведения специальной обработки направленным скоростным высокотемпературным газовым потоком наружных поверхностей объектов техники и вооружения, строений, дорог и др., а также для постановки маскировочных аэрозольных завес, и может быть использовано в условиях чрезвычайных ситуаций мирного времени.

Проблема оперативного обеззараживания военной техники (см., например, журнал США “Armor”, 1986 г. №1, стр.19-31 “Специальная обработка зараженной техники”) до настоящего времени является актуальной, поскольку в условиях боевого или террористического применения средств массового поражения позволяет локализовать пораженную зону, дезинфицировать, дезактивировать или дезинфицировать объекты техники, в том числе находящиеся в зоне военных действий. Кроме того, в определенных боевых условиях требуется постановка маскировочных завес, препятствующих обнаружению, опознанию и ведению огня, например, самонаводящимися средствами поражения.

Проблема обеззараживания, дезактивации и дегазации остро встает и при катастрофах техногенного характера и также требует при их ликвидации применения специальной техники, снабженной системами жизнеобеспечения в таких условиях.

По мнению заявителей в качестве базы для создания подобной специальной техники, пригодной для применения в широком спектре возникающих ситуаций, может использоваться (после решения определенных задач) высокоподвижное, способное, передвигаться в условиях завалов и препятствий и снабженное системами жизнеобеспечения шасси современного танка.

Известны устройства, применяемые для дегазации, дезактивации и дезинфекции техники и местности газовым, газокапельным или парогазовым потоками. Так, известен автономный модуль оборудования для струйной, термической и термомеханической обработки объектов по изобретению РФ №2166962, кл. A 61 L 2/06. Модуль представляет собой платформу, на которой подвижно установлен поворотный стол, имеющий возможность с помощью гидромеханического привода поворачиваться в горизонтальной плоскости. На поворотном столе на раме установлен газогенератор на основе турбореактивного двигателя (ТРД). Рама газогенератора имеет возможность отклоняться в вертикальной плоскости. Кабина оператора с органами управления и контроля за работой агрегатов модуля также установлена на поворотном столе с возможностью горизонтального поворота. Газогенератор снабжен коллектором “пара” и набором приставок, устанавливаемых на реактивном сопле. В зависимости от конструктивных особенностей приставок осуществляется изменение параметров струи газа, вытекающей из газогенератора, с возможностью формирования газового, газокапельного или парогазового потоков. Агрегаты всех обслуживающих систем (топливно-гидравлической, воздушной, электрической, подачи рабочей жидкости) работают автономно за счет использования мощности ТРД, что позволяет использовать модуль оборудования как на транспортном средстве, так и на стационарной площадке. Перечисленные свойства обеспечивают установке мобильность и многофункциональное применение.

К недостаткам указанного технического решения относится то, что установка не предназначена для использования в районе боевых действий или в непосредственной близости от него из-за отсутствия защиты экипажа, основных узлов и механизмов модуля от средств поражения, например, при постановке специальных завес в боевых условиях, а также из-за отсутствия системы жизнеобеспечении экипажа в условиях высокого загрязнения (биологического, химического или радиоактивного) местности.

Известна универсальная генерирующая установка теплового газового потока, выполненная на базовом танковом шасси, см. полезную модель №39697 заявителя по заявке №2004110185 от 05.04.2004 г., принятую за прототип. Данная универсальная генерирующая установка теплового газового потока выполнена в виде модуля, смонтированного на поворотной платформе шасси военно-гусеничной машины (далее в тексте настоящего описания рассматривается только танковое шасси). Модуль содержит бронированный корпус, в котором размещены турбореактивный двигатель (ТРД) с топливной системой, жидкостную систему для подачи рабочей жидкости в тепловой газовый поток, механизм изменения угла направления теплового газового потока и ряд других, обслуживающих ТРД, систем. Модуль установлен на танковом шасси с сохранением штатных систем шасси. Бронированный корпус модуля установлен на поворотной платформе. В нижней стенке бронированного корпуса выполнен проем для забора воздуха с целью организации внешнего охлаждающего обдува ТРД и его систем, а передняя и задняя стенки корпуса выполнены с окнами. Окно в передней стенке выполнено для выхода теплового газового потока, образованного истекающей из ТРД газовой струей и распыленной (испаренной) рабочей жидкостью, окно в задней стенке выполнено для забора воздуха, питающего ТРД. Окно в передней стенке выполняет, кроме указанного выше, функцию эжекционного устройства, понижающего давление внутри бронированного корпуса и способствующего протягиванию воздуха из проема в нижней стенке, для охлаждающего обдува ТРД. Кабина оператора в установке связана с поворотной платформой и размещена в корпусе танкового шасси. Установка снабжена системой пожаротушения, а танковое шасси имеет системы жизнеобеспечения (фильтровентиляционную установку, комплекс противорадиационной защиты), необходимые для работы в условиях поражающего загрязнения местности.

Однако известная, перспективная в целом, генерирующая установка имеет ряд недостатков, часть которых отмечена в результате экспериментального опробования. В частности, касательно настоящего изобретения:

– забор воздуха для питания ТРД производится со стороны кормы танка, там же через жалюзи в крыше моторно-трансмиссионного отделения производится забор воздуха для питания танкового двигателя и его охлаждения. В связи с этим в генерирующей установке при одновременной работе ТРД и танкового двигателя отмечено отрицательное влияние работающего ТРД на развитие мощности танкового двигателя. Причина этого явления заключается в том, что для питания ТРД (с заданной высокой энергетикой истекающей газовой струи) объем необходимого воздуха существенно выше объема воздуха, необходимого для работы танкового двигателя. Вследствие этого работающий ТРД создает над кормой танкового шасси зону разряжения, отрицательно влияющую на питание танкового двигателя воздухом и его охлаждения;

– другой недостаток заключается в том, что размещение ТРД с высокой энергетикой в броневом корпусе изолирует его от теплообмена с окружающей средой, а эжекционный эффект, возникающий при прохождении теплового газового потока через окно в передней стенке броневого модуля, недостаточно высок для забора и протягивания необходимого для охлаждения ТРД объема обдувающего потока воздуха. Как известно, самолетная установка ТРД и конструкции его крепления к планеру обеспечивают хороший внешний охлаждающий обдув ТРД, см., например, книги Шерлыгин НА, Шахвердов В.Г. “Конструкция и эксплуатация авиационных газотурбинных двигателей”, М., Машиностроение, 1969 г., стр.27-30 или Черненко Ж.С. и др. “Самолет Ан-24” М., Транспорт, 1968 г., стр.270-275. Хороший внешний охлаждающий обдув ТРД в связи с открытой его установкой достигается и в “Автономном модуле оборудования для струйной, термической и термомеханической обработки объектов”, см. описание изобретения к российскому патенту №2166962, кл. A 61 L 2/06. Подобного охлаждающего обдува при установке ТРД в бронированный модуль традиционно известным способом достичь не удается. Кроме того, изначально плотное, недостаточно систематизированное размещение оборудования в бронированном корпусе вызывает турбулентные эффекты в обдувающем воздушном потоке, снижая скорость потока и еще более ухудшая охлаждение ТРД. Следует также отметить, что применение для принудительного охлаждающего обдува, например, осевых вентиляторов требует специального отбора мощности и дополнительного увеличения объема бронированного модуля.

Не эффективным будет применение и известных конструкций для крепления ТРД, поскольку в наземных условиях эксплуатации (особенно в условиях пересеченной местности) перегрузки, передаваемые на элементы крепления ТРД, значительно превышают те, которые имеют место в авиации;

– очередной недостаток заключается в том, что в установке при изменении направления теплового газового потока затруднено точное направление теплового газового потока на цель (на требуемую зону обрабатываемой тепловым газовым потоком поверхности) и определение центра потока, что отрицательно сказывается на эффективности и оперативности обработки. Как известно из применения ТРД в авиации, для изменения вектора тяги двигателя (изменения направления истекающей из сопла газовой струи) используются поворотные сопла, см., например, кн. Попов К.Н. и др. “Сопла воздушно-реактивных двигателей с отклоняемым вектором тяги”. М., Машиностроение, 1979 г., стр.7-8, 24-26; 102-108 или кн. Павленко В.Ф. “Силовые установки с поворотом вектора тяги в полете”. М., Машиностроение, 1987 г., стр.102-105, 126-130, выполненные в виде дозвуковых или сверхзвуковых ограниченно подвижных сопел, поворотных ковшей (устройств со створками коробчатой формы) или отклоняющих пластинчатых створок. Изготовление подвижных сопел требует применения дорогостоящих авиационных технологий и не позволяет работать в расширенном (в сравнении с авиацией) спектре требуемых углов отклонений газового потока. Учитывая, что отклоняющие пластинчатые створки при изменении направления приводят к увеличению поперечного сечения газовой струи с потерей энергии, наиболее приемлемым для целей генерирующей установки представляется применение устройств со створками коробчатой формы, которые одновременно позволили бы достигнуть требуемых углов отклонений газового потока, не внося существенных изменений в его энергетику;

– в установке имеется ряд зон, не защищенных, например, от поражения стрелковым вооружением;

– кроме того, применение танкового шасси требует размещения на погоне шасси пространственно развитого бронированного корпуса (для размещения и защиты ТРД, запасов топлива и рабочей жидкости и обслуживающего ТРД оборудования), вследствие этого более инерционного, чем башня танка. В этом случае сохранение центра масс (здесь и далее имеется ввиду положение проекции центра масс на продольную ось генерирующей установки) бронированного корпуса с размещенным в нем ТРД и оборудованием как у башни танка может отрицательно сказаться на плавности хода установки, вызывая при движении перегрузки и утомление экипажа и, как следствие, снижение скоростей движения. Следует заметить, что для танка смещение центра масс башни в сторону носа танка вынуждено по причине, прежде всего, необходимости установки массивного орудия в передней части башни, а также наличия более мощной броневой защиты лобовой проекции башни. В тоже время у танка с таким смещением центра масс в сторону носа обеспечена достаточно хорошая плавность хода за счет определенного рода мероприятий, включая перераспределение нагрузок на катки, применение мощных амортизаторов и т. п., далее не рассматриваемых, как не относящихся к сути настоящего изобретения. Однако таких мероприятий оказывается недостаточно при размещении на танковом шасси отмеченного выше оборудования, комплексно более инерционного, чем танковая башня.

Тем самым недостатки известной установки теплового газового потока предопределяют ее недостаточно высокую эксплуатационную эффективность.

Задачей настоящего изобретения является создание установки теплового газового потока с повышенной эксплуатационной эффективностью.

Технический результат, достигаемый изобретением и позволяющий повысить эксплуатационную эффективность установки, заключается в обеспечении мощности танкового двигателя на штатном, характерном для танка уровне за счет улучшения условий его питания воздухом, в обеспечении требуемого внешнего охлаждающего обдува ТРД, повышении защищенности ТРД, повышении управляемости тепловым газовым потоком и точности наведения его на обрабатываемый объект и размещении модуля (бронированного корпуса с ТРД и его системами и поворотной платформой) таким образом, чтобы комплексные инерционные характеристики модуля с шасси были не хуже танковых.

Поставленная задача решается тем, что в универсальной генерирующей установке теплового газового потока на базовом танковом шасси, содержащей рабочее место оператора, турбореактивный двигатель (ТРД) с системами охлаждения, электроснабжения, питания воздухом и топливом и устройствами хранения, подачи и распыления рабочей жидкости в газовой реактивной струе, установленный над шасси в бронированном корпусе, размещенном на поворотной платформе, снабженном отверстиями для забора воздуха и выхода теплового газового потока, по оси бронированного корпуса установлен арочный ложемент, на котором закреплен ТРД, баки для топлива и рабочей жидкости размещены по его бокам с образованием воздушной полости, формирующей продольное направление обдувающего воздушного потока для внешнего охлаждения ТРД, а соосно выходному отверстию теплового газового потока на переднем листе бронированного корпуса закреплен выполненный в виде насадка, охватывающего сопло, эжектор с возможностью образования разрежения в бронированном корпусе для формирования обдувающего воздушного потока, при этом для забора воздуха питания ТРД в бронированном корпусе установлена удлинительная труба с профилем, выполненным по форме отрезка лемнискаты в начале проточной части, причем воздухозаборная часть трубы вынесена в верхнюю зону кормового листа бронированного корпуса и смещена от входных жалюзи шасси систем питания танкового двигателя воздухом и его охлаждения на расстояние, обеспечивающее возможность работы танкового двигателя во всем установленном для него диапазоне эксплуатационных режимов.

При этом ложемент установлен на осях кронштейнов бронированного корпуса по его продольной оси и выполнен в виде рамы с парными передними и задними опорами и амортизированными подпятниками, связанными с осями кронштейнов, причем в зоне передней пары опор установлен защитный от рабочих лопаток турбины ТРД экран и стяжки, связывающие ТРД с рамой, а задняя пара опор снабжена трапецеидальной рамкой с установочными втулками под цапфы ТРД, причем защитный экран и рамка выполнены арочной формы и установлены с образованием воздушного пояса вокруг ТРД.

При этом центр масс бронированного корпуса с размещенным в нем ТРД и оборудованием смещен в сторону оси вращения поворотной платформы и расположен в зоне проекции центра масс базового танкового шасси.

При этом эжектор снабжен внешней рамкой, на которой шарнирно, с возможностью отклонения газового потока от горизонтального уровня, закреплено управляемое с рабочего места оператора двустворчатое отклоняющее устройство газового потока, подвижные верхняя и нижняя створки которого связаны между собой штоком регулируемой длины, снабжены рычажно-тяговым приводом от силового гидроцилиндра и сельсин-датчиком контроля угла отклонения газового потока, связанным параллелограммно-тяговым приводом со створками.

При этом в установке соосно сельсин-датчику установлен оптический, например, лазерный целеуказатель.

При этом в кормовой части бронированного корпуса установлен делитель воздушных потоков питания ТРД и танкового двигателя, выполненный, например, в виде пластинчатой перегородки поворотного или выдвижного типа, располагаемой в рабочем положении над входными жалюзи шасси.

При этом с внешней стороны нижней створки отклоняющего устройства газового потока установлен защитный броневой экран.

При этом угол склонения теплового газового потока от уровня горизонта составляет 20…25 град., а угол возвышения – 80…85 град.

При этом в промежутках между баками с топливом и рабочей жидкостью бронированного корпуса установлены ребра жесткости, выполненные с возможностью уменьшения сопротивления движению воздушного потока, обдувающего ТРД.

Анализ отличительных признаков показал, что:

– установка в бронированном корпусе арочного ложемента с парными опорами и амортизируемыми подпятниками, на котором закреплен ТРД, обеспечивает надежное крепление ТРД, ограничивает его перегрузки от внешних эксплуатационных воздействий, в то же время не препятствуя внешнему охлаждающему обдуву его поверхности;

– закрепление на переднем листе бронированного корпуса соосно выходному отверстию теплового газового потока эжектора, выполненного в виде насадка, охватывающего сопло ТРД, обеспечивает возможность, образования разрежения в бронированном корпусе для формирования обдувающего воздушного потока;

– размещение баков для топлива и рабочей жидкости по бокам ТРД с образованием воздушной полости, формирующей продольное направление обдувающего воздушного потока для внешнего охлаждения ТРД, обеспечивает внешний равномерный охлаждающий обдув ТРД. Размещение в промежутках между баками с топливом и рабочей жидкостью бронированного корпуса ребер жесткости, например, с внешней планкой способствует уменьшению сопротивления движению воздушного потока, обдувающего ТРД;

– установка в бронированном корпусе удлинительной трубы с профилем, выполненным по форме отрезка лемнискаты в начале проточной части, для забора воздуха в ТРД и вынесение воздухозаборной части трубы в верхнюю зону заднего листа бронированного корпуса со смещением от входных жалюзи системы питания танкового двигателя воздухом обеспечивает требуемый уровень питания танкового двигателя воздухом и, тем самым, возможность работы танкового двигателя во всем, установленном для него, диапазоне эксплуатационных режимов. С этой же целью в кормовой части бронированного корпуса установлен делитель воздушных потоков питания ТРД и танкового двигателя, выполненный, например, в виде пластинчатой перегородки поворотного или выдвижного типа, располагаемой в рабочем положении над входными жалюзи шасси;

– закрепление шарнирно, с возможностью отклонения теплового газового потока от горизонтального уровня, двустворчатого, отклоняющего газовый поток устройства, управляемого с рабочего места оператора, позволяет направлять газовый поток на обрабатываемую поверхность. Цели закрепления такого устройства отвечает установка внешней рамки на эжекторе. Связь подвижных верхней и нижней створок между собой штоком регулируемой длины и установка рычажно-тягового привода от силового гидроцилиндра, связанного приводом с упомянутым штоком, позволяет изменять положение створок, а следовательно, изменить направление газового потока, обеспечивая при этом угол склонения теплового газового потока от уровня горизонта 20…25 град., а угол возвышения -80…85 град;

– смещение в сторону оси вращения поворотной платформы центра масс бронированного корпуса с размещенным в нем ТРД и оборудованием и его расположение в зоне проекции центра масс базового танкового шасси способствует обеспечению плавности хода генерирующей установки на уровне, не хуже танкового;

– введение сельсин-датчика контроля угла отклонения газового потока, связанного параллелограммно-тяговым приводом со створками, позволяет с помощью приборов осуществлять контроль за направлением газового потока, а установка соосно сельсин-датчику оптического целеуказателя, например лазерного, позволяет визуально по лазерному световому пятну наводить тепловой газовый поток на обрабатываемый объект или на обрабатываемую зону объекта;

– установка защитного броневого экрана с внешней стороны нижней створки отклоняющего устройства газового потока позволяет с высокой вероятностью обеспечить защиту ТРД от возможного попадания, например, осколков и пуль через отверстие для выхода теплового газового потока как в рабочем, так и в транспортном положении установки.

Изобретение поясняется чертежами, где показано:

– на фиг.1 – общий вид сбоку на универсальную генерирующую установку теплового газового потока на базовом танковом шасси;

– на фиг.2 – вид на генерирующую установку сверху, вид А на фиг.1;

– на фиг.3 – установка удлинительной трубы в бронированном корпусе, разрез Б-Б на фиг.2. Здесь же показан вариант шарнирной установки разделительной перегородки;

– на фиг.4 – вид на двустворчатое отклоняющее устройство теплового газового потока и его привод;

– на фиг.5 – вид (в аксонометрии) на ТРД (показан штрихпунктирной линией) и ложемент его крепления;

– на фиг.6 – элементы геометрической схемы генерирующей установки.

Универсальная генерирующая установка теплового газового потока на базовом танковом шасси (см. фиг.1, 2), далее по тексту называемая как генерирующая установка, состоит из базового танкового шасси, включающего танковый корпус 1 с местом механика-водителя 2, погоном 3, на котором в танке устанавливается башня, ходовую часть 4, моторно-трансмиссионное отделение 5 с танковым двигателем 6, жалюзи 7 над моторно-трансмиссионным отделением, служащими для забора воздуха для питания и охлаждения танкового двигателя, в качестве которого в шасси отечественных танков используются дизель или газотурбинный двигатель. Танковое шасси оборудовано системами жизнеобеспечения экипажа, включая устройства противорадиационной и химической защиты (на фиг. не показаны).

В качестве генератора теплового газового потока в генерирующей установке применен турбореактивный двигатель (ТРД) 8, например ТРД Р95Ш, установленный на ложементе 9 в бронированном корпусе 10, служащем для защиты ТРД 8 и обслуживающих его систем при использовании генерирующей установки в зоне военных действий. Бронированный корпус 10 установлен на поворотной платформе 11, а поворотная платформа, в свою очередь, установлена на погоне 3 с возможностью вращения относительно корпуса 1 шасси, благодаря чему осуществляется изменение положения ТРД по горизонту.

Бронированный корпус 10 выполнен с выходным отверстием “а” в передней стенке 12 для выхода теплового газового потока, отверстием “б” в задней стенке 13, служащим для организации забора воздуха, необходимого для работы ТРД, и окном “в” в днище 14 для забора воздуха, необходимого для охлаждающего обдува ТРД.

Для снижения отрицательного влияния работающего ТРД на питание и охлаждение танкового двигателя воздухом стенка 13 бронированного корпуса 10 максимально смещена в сторону кормы танкового шасси, а отверстие “б” вынесено в верхнюю часть стенки 13. Для подвода воздуха к ТРД 8 через отверстие “б” установлена удлинительная труба 15 (см. также фиг.3) в продолжение воздухозаборника “г” ТРД с внешним его охватом, у которой профиль “д” в начале проточной части выполнен по форме отрезка лемнискаты для получения безвихревого потока на входе в ТРД. Практически полностью исключить отрицательное влияние работающего ТРД на питание воздухом двигателя 6 и его охлаждение позволяет делитель 16 (перегородка 16), выполненный, например, в виде выдвижной пластины, располагаемой в нерабочем положении в направляющих 17 под днищем 14, а в рабочем положении между входными жалюзи 7 шасси и воздухозаборным отверстием “б” (на фиг.1 рабочее положение перегородки 16′ показано штрихпунктирной линией). В варианте исполнения, см. фиг.3, возможна шарнирная установка перегородки 16 с рабочим положением 16′. По бокам ТРД установлены баки 18 и 19 соответственно с топливом для его питания при работе и рабочей жидкостью для формирования газокапельного или парогазового потоков в истекающей струе газов. Баки 18 и 19 в зоне между окном “в” и выходным отверстием “а” расположены относительно ТРД с образованием воздушной полости “к”, формирующей продольное направление обдувающего воздушного потока для внешнего охлаждения ТРД. Поверхности отдельных баков со стороны воздушной полости выполнены плавно переходящими друг в друга, исключая образование зон повышенного сопротивления обдувающему потоку.

Для повышения эжекционного эффекта у передней стенки 12 броневого контейнера установлен соосно выходному отверстию “а” эжектор 20, выполненный в виде сужающегося на выходе коробчатого насадка. При работающем ТРД прохождение теплового газового потока через эжектор вызывает эффект подсоса воздуха из бронированного корпуса 10, в котором создается разрежение и возникает охлаждающий ТРД поток воздуха, входящий через окно “в”. Эжектор 20 закреплен на рамке 21. На этой же рамке закреплено управляемое с места оператора отклоняющее устройство 22, см. также фиг.4, изменяющее направление теплового газового потока. Отклоняющее устройство 22 выполнено двустворчатым и включает верхнюю створку 23, отклоняющую при полном или частичном перекрытии фронтальной проекции истекающего газового потока вектор его направления вниз от горизонтального уровня, и нижнюю створку 24, отклоняющую вектор его направления при перекрытии – вверх. При этом в установке достигнуты следующие углы отклонения от горизонта теплового газового потока: угол склонения =20…25°; угол возвышения =80…85°.

Верхняя 23 и нижняя 24 створки связаны с осями 25 и 25′, шарнирно установленными в проушинах 26 и 26′, закрепленных на рамке 21. С внешней стороны на осях 25 и 25′ закреплены рычаги 27 и 27′, шарнирно связанные между собой штоком 28, образуя шарнирный четырехзвенный механизм с приводом от гидроцилиндра 29, который связан с осью 25′ через рычаг 30. Длина штока 28 регулируется за счет резьбового соединения стержня 31 относительно серег 32. Управление гидроцилиндром 29 (створками 23 и 24 отклоняющего устройства 22) производится оператором с рабочего места оператора 33, расположенного внутри поворотной платформы 11. Наведение теплового газового потока на обрабатываемый объект и наблюдение за процессом обработки производится через смотровые приборы 34 из вращающейся башенки 35, установленной на крыше поворотной платформы 11. При этом передача усилия со штока 36 гидроцилиндра 29 на ось 25′ производится упомянутым рычагом 30.

Величину угла отклонения теплового газового потока относительно горизонта оператор установки может определить и по показанию индикатора (сельсин-приемника, на фиг. не показан), установленного в зоне рабочего места оператора и связанного с сельсин-датчиком 37, который, в свою очередь, связан тягами 38 параллелограммного механизма 39 с осью 25′. Благодаря этому сельсин-датчик имеет механическую возможность отслеживать положение створок 23 и 24 для передачи информации в виде электрического сигнала на сельсин-приемник. Соосно сельсин-датчику 37 установлен оптический (лазерный) целеуказатель 40, по световому пятну которого визуально осуществляется наведение теплового газового потока на обрабатываемый объект или требующую обработки зону объекта.

В качестве оптического целеуказателя может использоваться и видеокамера, связанная, например, с монитором, установленным на рабочем местом оператора. Данный вариант на фигурах не проиллюстрирован в связи с общеизвестностью.

Тепловой газовый поток, производимый установкой, представляет собой поток газов, выходящих из сопла “е” ТРД, в который, в зависимости от требуемого вида обработки, с помощью коллекторов 41 или 42, установленных на срезе сопла ТРД, подается из баков 19 под давлением рабочая жидкость. При этом коллектор 41 формирует газовый поток с паровым состоянием рабочей жидкости, а коллектор 42 – с капельным состоянием рабочей жидкости.

Воздухозаборное отверстие “б” при неработающем ТРД закрыто крышкой 43. С внешней стороны нижней створки 24 закреплен защитный броневой экран 44, перекрывающий выходное отверстие “а” (закрывающий ТРД со стороны фронтальной проекции установки) в походном и рабочем положении установки, за исключением случаев, когда обработка объектов тепловым газовым потоком ведется на углах склонения.

Ложемент 9, см. фиг.5, установлен в бронированном корпусе по его продольной оси на осях 45 кронштейнов 46 и выполнен в виде рамы 47 с идентичными парными опорами, соответственно передними опорами 48 и задними – 49. Опоры снабжены амортизированными подпятниками 50, связанными с осями 45 кронштейнов 46. Рама 47 снабжена защитным экраном 51 и стяжками 52, связывающими ТРД с рамой в зоне передних опор 48. Экран 51 изготовлен из стальной пластины, расположенной над ТРД таким образом, чтобы рабочие лопатки высокооборотной турбины ТРД находились под экраном 51, который, в случае аварийного разрушения лопаток, должен предохранять другое оборудование броневого корпуса от повреждения. Стяжки 52 выполнены и установлены так, чтобы не препятствовать движению обдувающего двигатель воздушного потока. В зоне задних опор 49 рама снабжена трапецеидальной рамкой 53, снабженной установочными втулками 54 под цапфы 55 ТРД. Защитный экран 51 и рамка 53 выполнены в виде арки и установлены, как и стяжки, с образованием воздушного пояса вокруг ТРД.

Проекция (точка O₁‘) на продольную ось Х (см. фиг.6) центра масс О₁ бронированного корпуса с размещенным в нем ТРД и оборудованием смещена в сравнении с проекцией (точка O₂‘) центра масс башни (точка O₂) в сторону кормовой части “ж” шасси (в сторону к вертикальной оси “и” вращения поворотной платформы) и расположена ближе к проекции, точка О₃‘, центра масс О₃ базового танкового шасси с образованием единого центра масс О. При таком исполнении большая инерционность бронированного корпуса (с оборудованием) компенсируется меньшим расстоянием l_БК между центром масс O₁ и единым центром масс О, относительно которого происходят колебания движущейся генерирующей установки. Тем самым для установки имеет место примерное, на уровне танкового, сохранение инерционных моментов броневого корпуса (j_БК), включая массу оборудования и поворотной платформы, относительно центра масс О установки, определяемых, на основании известной зависимости, по формуле

J_БК=M_БК×L² _БК,

где М_БК – масса броневого корпуса с оборудованием (включая массу поворотной платформы);

L_БК – расстояние (О-O₁) между единым центром масс установки и центром масс бронированного корпуса с ТРД, оборудованием и поворотной платформой.

Удлинительная труба 15 соединена с воздухозаборником “г” ТРД 8 легкосъемными соединителями 56. В промежутках между баками 18 и 19 в бронированном корпуса 10 установлены ребра 57 жесткости с планками 58, перекрывающими зазоры между баками, способствуя уменьшению сопротивления движению по полости “и” воздушного потока, обдувающего ТРД.

Створки 23 и 24 выполнены коробчатой (ковшеобразной) в поперечном сечении формы и состоят из отклоняющих пластин 59 (59′) с двумя боковинами 60 (60′), приваренными к соответствующим отклоняющим пластинам. Жесткость боковин обеспечена ребрами 61.

Работа генерирующей установки.

Принцип работы универсальной генерирующей установки теплового газового потока на базовом танковом шасси заключается в следующем. Для образования теплового газового потока включается в работу ТРД 8, используемый как газогенератор с высокой энергетикой истекающей газовой струи, в которую под давлением вносится из коллекторов 41 или 42, расположенных на срезе сопла ТРД, рабочая жидкость, вносимое количество которой и уровень распыления определяет соотношение состава газового потока.

При этом коллектор 41 распыляет рабочую жидкость, образуя газовый поток с паровым состоянием рабочей жидкости, а коллектор 42 вносит рабочую жидкость малыми струями, создающими в газовом потоке капельное состояние рабочей жидкости.

Танковое шасси позволяет выходить генерирующей установке практически в любых условиях пересеченной местности в рабочую зону, в том числе где возможны или ведутся боевые действия. Этому способствует защищенное размещение экипажа генерирующей установки в танковом корпусе 1 (механик-водитель на его рабочем месте 2) и в танковом корпусе 1 и броневой башенке 35 (оператор на его рабочем месте 33 в поворотной платформе 11) с возможностью наблюдения за местностью через танковые приборы наблюдения, например смотровые приборы 34, – оператором. Тому же способствует защищенное размещение в бронированном корпусе 10, установленном на поворотной платформе 11 с возможностью горизонтального наведения на обрабатываемый объект (обрабатываемую зону), ТРД 8. Системы, обслуживающие ТРД при его запуске и работе (гидравлическая, электрическая, питания топливом и т.п.), а также баки 18 – с топливом и 19 – с рабочей жидкостью, находящиеся внутри бронированного корпуса, также надежно защищены.

Охлаждающий обдув сопловой и турбинной части ТРД осуществляется за счет эжекционного эффекта, возникающего при прохождении газовой струи (при необходимости только тепловой обработки) или теплового газового потока через эжектор 20. Обдувающий поток воздуха забирается (всасывается) через окно “в” и, проходя в специально сформированной установкой баков 18 и 19 и планок 58 полости “к”, охватывающей корпус ТРД, охлаждает его. Особенности выполнения ложемента 9 и установки его в бронированном корпусе не препятствуют движению обдувающего ТРД воздушного потока, который беспрепятственно проходит под трапецеидальной рамкой 53, экраном 51 и под стяжками 52, сохраняя воздушный пояс вокруг ТРД по его продольной оси, обеспечивая одновременно надежное крепление ТРД в броневом корпусе.

Воздух для питания работающего ТРД забирается в верхней части бронированного модуля через отверстие “б” в удлинительную трубу 15, лемнискатный профиль “д” которой обеспечивает исключение образования вихревого движения и подачу воздуха в ТРД с минимальными гидравлическими потерями. Если обработка объектов генерирующей установкой ведется в процессе движения, то потоки воздуха, идущего в ТРД и для питания танкового, например дизельного, двигателя 6 шасси, не оказывают заметного влияния друг на друга и питание обоих двигателей обеспечивается на достаточном уровне. Если в качестве танкового двигателя используется, например, газотурбинный двигатель с высокой мощностью, порядка 1000 л.с.или более, то необходимо использовать делитель (перегородку 16), устанавливая его в рабочее положение.

При работе установки изменение вектора теплового газового потока производится упомянутым двустворчатым отклоняющим устройством 22, створки которого приводятся в действие гидроцилиндром 29. Так, на прямом ходу, соответствующем выдвижению штока 36 из гидроцилиндра 29, происходит через рычаг 30 и ось 25′ поворот рычага 27′. Нижняя створка 24 устанавливается в струю теплового газового потока, организуя коробом створки новое, смещенное вверх, направление газового потока. При этом боковины 60 исключают “размывание” газового потока. Верхняя створка 23 при повороте рычага 27′ через шток 28 поворачивается в том же направлении, освобождая место прохождению газового потока. При необходимости перемены вектора газового потока в сторону его склонения от уровня горизонта в струю теплового газового потока устанавливается обратным ходом, соответствующим заходу штока 36 в гидроцилиндр 29, верхняя створка 23.

Углы подъема и склонения через параллелограммный механизм 39 отслеживаются сельсин-датчиком 37 и отображаются на сельсин-приемнике на рабочем месте оператора. Направление теплового газового потока при обработке объектов техники или местности оператор отслеживает через приборы наблюдения по световому пятну оптического целеуказателя 40.

Тем самым, за счет вносимых изобретением усовершенствований, достигается обеспечение: мощности танкового двигателя на штатном, характерном для танка уровне, требуемого охлаждающего обдува ТРД, точности наведения теплового газового потока на обрабатываемый объект, плавности хода установки на уровне не ниже танкового, а в целом, в соответствии с поставленной задачей, обеспечивается повышение эксплуатационной эффективности генерирующей установки теплового газового потока.

Формула изобретения

1. Универсальная генерирующая установка теплового газового потока на базовом танковом шасси, содержащая турбореактивный двигатель (ТРД) с системами охлаждения, электроснабжения, питания воздухом и топливом и устройствами хранения, подачи и распыления рабочей жидкости в газовой реактивной струе ТРД, установленный над шасси в бронированном корпусе, размещенном на поворотной платформе и снабженном отверстиями для забора воздуха и выхода теплового газового потока, отличающаяся тем, что по оси бронированного корпуса установлен арочный ложемент, на котором закреплен ТРД, баки для топлива и рабочей жидкости размещены по его бокам с образованием воздушной полости, формирующей продольное направление обдувающего воздушного потока для внешнего охлаждения ТРД, а соосно с выходным отверстием теплового газового потока на переднем листе бронированного корпуса закреплен выполненный в виде насадка, охватывающего сопло, эжектор с возможностью образования разрежения в бронированном корпусе и формирования обдувающего воздушного потока, при этом для забора воздуха питания ТРД в бронированном корпусе установлена удлинительная труба с профилем, выполненным по форме отрезка лемнискаты в начале проточной части, причем воздухозаборная часть трубы вынесена в верхнюю зону заднего листа бронированного корпуса и смещена от входных жалюзи систем питания танкового двигателя воздухом и его охлаждения на расстояние, обеспечивающее возможность работы танкового двигателя во всем установленном для него диапазоне эксплуатационных режимов.

2. Универсальная генерирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что ложемент установлен на осях кронштейнов бронированного корпуса по его продольной оси и выполнен в виде рамы с парными передними и задними опорами и амортизированными подпятниками, связанными с осями кронштейнов, при этом в зоне передней пары опор установлен защитный от рабочих лопаток турбины ТРД экран и стяжки, связывающие ТРД с рамой, а задняя пара опор снабжена трапецеидальной рамкой с установочными втулками под цапфы ТРД, причем защитный экран и рамка выполнены арочной формы и установлены с образованием воздушного пояса вокруг ТРД.

3. Универсальная генерирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что центр масс бронированного корпуса с размещенным в нем ТРД и оборудованием смещен в сторону оси вращения поворотной платформы и расположен в зоне проекции центра масс базового танкового шасси.

4. Универсальная генерирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что эжектор снабжен внешней рамкой, на которой шарнирно с возможностью отклонения газового потока от горизонтального уровня закреплено управляемое с рабочего места оператора двустворчатое отклоняющее устройство газового потока, подвижные верхняя и нижняя створки которого связаны между собой штоком регулируемой длины, снабжены рычажно-тяговым приводом от силового гидроцилиндра и сельсин-датчиком контроля угла отклонения газового потока, связанным параллелограммно-тяговым приводом со створками.

5. Универсальная генерирующая установка по п. 4, отличающаяся тем, что в ней соосно с сельсином-датчиком установлен оптический, например, лазерный целеуказатель.

6. Универсальная генерирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что в кормовой части бронированного корпуса установлен делитель воздушных потоков питания ТРД и танкового двигателя, выполненный, например, в виде пластинчатой перегородки поворотного или выдвижного типа, располагаемой в рабочем положении над входными жалюзи шасси.

7. Универсальная генерирующая установка по п. 4, отличающаяся тем, что с внешней стороны нижней створки отклоняющего устройства газового потока установлен защитный броневой экран.

8. Универсальная генерирующая установка по п. 4, отличающаяся тем, что угол склонения теплового газового потока от уровня горизонта составляет 20…25 град., а угол возвышения – 80…85 град.

9. Универсальная генерирующая установка по п. 1, отличающаяся тем, что в промежутках между баками с топливом и рабочей жидкостью бронированного корпуса установлены ребра жесткости, выполненные с возможностью уменьшения сопротивления движению воздушного потока, обдувающего ТРД.

РИСУНКИ

Изменения:

Зарегистрирован переход исключительного права без заключения договора
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 18.03.2010/РП0000632
Патентообладатель: Открытое акционерное общество “Конструкторское бюро транспортного машиностроения”; Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие “Авиакон”
Прежний патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие “Конструкторское бюро транспортного машиностроения”

Номер и год публикации бюллетеня: 10-2006

Извещение опубликовано: 10.05.2010 БИ: 13/2010