Реактивный водомётный движитель торпеды

(51) 42 19/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ конструкции реактивного водомтного движителя для торпед. В состав движителя дополнительно введена проходная труба с переменным сужающимся сечением в виде двух смежных разноконусных конических поверхностей и выходной цилиндрической поверхностью, камера сгорания выполнена меньших, чем проходная труба, размеров с переменным сужающимся сечением в виде сочетания разноконусных конических и цилиндрических поверхностей, причм угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей проходной трубы увеличивается от входа к выходу, а угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей камеры сгорания уменьшается от входа к выходу, камера сгорания размещена соосно внутри проходной трубы таким образом, чтобы выходящие из камеры сгорания продукты сгорания смешивались с поступающей извне в проходную трубу забортной водой на уровне резкосужающейся удалнной от входа второй конической поверхности проходной трубы.(72) Кадыров Жаннат Нургалиевич Кочетков Андрей Викторович Шубин Анатолий Борисович(56) Самая быстрая отечественная подводная ракета ВА-111 Шквал Флот-21 век. 11.03.2012.(54) РЕАКТИВНЫЙ ВОДОМТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ТОРПЕДЫ(57) Изобретение относится к новому классу реактивных торпедных движителей, создающих увеличенную тягу торпеде и за счт этого обеспечивающих высокую скорость движению торпеде и эффективное поражение цели, даже при попытке е маневрирования. Технический результат при использовании предлагаемого изобретения состоит в разработке простой по конструкции, технологичной в изготовлении и эффективной в эксплуатации Изобретение относится к новому классу реактивных торпедных движителей, создающих увеличенную тягу торпеде и за счт этого обеспечивающих высокую скорость движению торпеде и эффективное поражение цели, даже при попытке е маневрирования. В США проводились эксперименты по созданию реактивных движителей для торпед /Подводные лодки / В.А.Платонов. - СПб. ООО Издательство Полигон, 2004.-С.215/, в которых увеличенная тяга создавалась за счт резкого скачка скорости воды на выходе из сопла. Недостатком являлось небольшая дальность хода из-за большого расхода топлива, а также наличие ряда технических проблем, связанных с обеспечением устойчивости работы реактивного двигателя под водой и курса самой ракето-торпеды. В Германии в конце Второй мировой войны создали образец реактивной торпеды с дальностью хода 1500 м при скорости движения 40 узлов. В СССР в 1977 г. создали торпеду с реактивным двигателем ВА-111 Шквал с дальностью хода 11 км и скоростью 200 узлов. Расчетное расстояние данная торпеда преодолевала за несколько минут, не оставляя шансов подводной лодке противника уйти от поражения, даже при попытке маневрирования/Подводные лодки / В.А.Платонов. - СПб. ООО Издательство Полигон, 2004.-С.215/. Конструкция реактивного движителя данной торпеды взята за прототип к предлагаемому. Известный реактивный водомтный движитель имеет в свом составе мкости энергоносителя и окислителя, камеру сгорания и связанную с курком торпеды пороховую шашку. К недостаткам известного движителя можно отнести значительную сложность конструкции,наличие в составе большого количества конструктивно сложных и нетехнологичных в изготовлении деталей, в связи с чем торпеда с таким реактивным двигателем не была принята на вооружение флотом. Технический результат при использовании предлагаемого изобретения состоит в разработке простой по конструкции, технологичной в изготовлении и эффективной в эксплуатации конструкции реактивного водомтного движителя для торпед. Указанный технический результат достигается тем, что в состав реактивного водомтного движителя торпеды, имеющего в свом составе мкости энергоносителя и окислителя, камеру сгорания и связанную с курком торпеды пиротехническую шашку дополнительно введена проходная труба с переменным сужающимся сечением в виде двух смежных разноконусных конических поверхностей и выходной цилиндрической поверхностью, камера сгорания выполнена меньших, чем проходная труба, размеров с переменным сужающимся сечением в виде сочетания разноконусных конических и цилиндрических поверхностей, причм угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей проходной трубы увеличивается от 2 входа к выходу, а угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей камеры сгорания уменьшается от входа к выходу, камера сгорания размещена соосно внутри проходной трубы таким образом, чтобы выходящие из камеры сгорания продукты сгорания смешивались с поступающей извне в проходную трубу забортной водой на уровне резкосужающейся удалнной от входа второй конической поверхности проходной трубы. Сопоставительный анализ с прототипом показывает,что заявляемый реактивный водомтный движитель торпеды отличается введением в состав дополнительной детали,конструктивным исполнением проходной трубы и камеры сгорания и их расположением друг относительно друга. Таким образом,заявляемый реактивный водомтный движитель торпеды соответствует критерию изобретения НОВИЗНА. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия. Изобретение поясняется иллюстрацией, где на фиг.1 изображена схема предлагаемого реактивного водомтного движителя торпеды. Водомтный движитель - это движитель, у которого сила, движущая объект (судно, торпеду и т.д.) создатся выталкивающий из него струей воды- реактивной тягой. То есть представляет собой работающий под водой водяной насос. Такой принцип передвижения можно наблюдать у многих морских обитателей - кальмаров, осьминогов, медуз,каракатиц, морских гребешков и многих других,передвигающихся за счт выброса вбираемой ими воды. В водомтных движителях отбрасываемая масса воды создат упор движителя, что и приводит судно в движение. При этом эффективность водомтного движителя зависит от конфигурации и формы комплектующих деталей,их взаимного расположения. В камере сгорания 1 от импульса электрического тока производится поджигание пиротехнической шашки (не показана). В качестве энергоносителя может быть использован керосин, и в качестве окислителя - перекись водорода. Компоненты топлива вступают в реакцию и производят нагревание до парообразного состояния поступающей в паронагреватель забортной воды до состояния увлажннного или перегретого пара. В состав движителя дополнительно введена проходная труба с переменным сужающимся сечением в виде двух смежных разноконусных конических поверхностей 2 и 3 и выходной цилиндрической поверхностью 4. Угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей проходной трубы увеличивается от входа к выходу(то есть угол конусности поверхности 3 больше угла конусности поверхности 2). Камера сгорания 1 выполнена меньших, чем проходная труба размеров и переменным сужающимся сечением в виде сочетания разноконусных конических 5 и 6 и цилиндрических 7 и 8 поверхностей. Угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей камеры сгорания уменьшается от входа к выходу (то есть угол конусности поверхности 6 меньше угла конусности поверхности 5). Камера сгорания размещена соосно внутри проходной трубы таким образом, чтобы выходящие из камеры сгорания продукты сгорания 9 смешивались с поступающей извне в проходную трубу забортной водой 10 на уровне резкосужающейся удалнной от входа второй конической поверхности 3 проходной трубы (на фиг.1 поз. 11 - компоненты топлива, поз. 12 водомтная струя). Таким образом, конструкция водомтного движителя представляет собой экструдер рабочего тела, где рабочее тело (пар) посредством давления в нм самом поступает в рабочее пространство проходной криволинейной трубы переменного сечения, а на второй вход экструдера под напором от движения торпеды поступает забортная вода. Отверстие сопла рабочего тела имеет критическое сечение для смеси рабочего тела и забортной воды. Вследствие экструдирования в смеси по теории смешения многофазных сред возникает сверхзвуковое состояние при относительно малой собственной скорости. Экструдирование приводит к созданию паровоздушной смеси(типа эмульсионной), которая далее направляется по криволинейной трубе к участку торможения(конический участок 3) до перехода через границу скорости звука. При этом давление в смеси после прохода границы скорости звука становится больше давления в рабочем теле и заборной воды. Использование конусного участка торможения(конический участок 3) позволит обеспечить приспособление границы перехода от сверхзвуковой скорости смеси к дозвуковой в режиме приспособления к существующим условиям и снизить требования к точности расчта характеристик водомтного движителя торпеды. Установлено, что граница торможения (граница скорости звука в смеси) являются физическим объектом, который не позволяет оказывать влияния забортного давления на глубине погружения торпеды до 400 м. На скорости 40 узлов дополнительное приращение давления забортной воды, поступающей в полость перемешивания достигает 2,1 атм, на скорости 38 узлов - 1,9 атм. Расчтное давление забортной воды на глубине 400 м составляет 40 атм. Давление рабочего тела 3,5 атм. Для указанных показателей приращения давления смеси после прохождения границы скорости звука составит от 5,0 до 6,5 атм. Образованная от сгорания топлива в камере сгорания парогазовая смесь, проходя камеру сгорания и критическое сечение попадает в расширенную часть, где скорость уже не критическая, за счт чего возникает скачок давления. Выходящая из движителя под большим давлением и высокой скоростью водомтная струя создат необходимую тягу торпеде. В результате применения данного изобретения существенно упростится конструкция двигательнодвижительной группы торпеды при обеспечении высокой скорости движения торпеды на глубине до 400 м (при экструдировании (перемешивании) достигнут эффект обратного клапана за счт создания эффекта сверхзвук-до звук в зоне сужения трубы). При этом эксрудирование(перемешивание) дат приращение давления на выходе независимо от давления поступающей на вход забортной воды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Реактивный водомтный движитель торпеды,имеющий в свом составе мкости энергоносителя и окислителя, камеру сгорания и связанную с курком торпеды пиротехническую шашку, отличающийся тем, что в состав движителя дополнительно введена проходная труба с переменным сужающимся сечением в виде двух смежных разноконусных конических поверхностей и выходной цилиндрической поверхностью, камера сгорания выполнена меньших, чем проходная труба размеров с переменным сужающимся сечением в виде сочетания разноконусных конических и цилиндрических поверхностей, причм угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей проходной трубы увеличивается от входа к выходу, а угол конусности смежных сужающихся конических поверхностей камеры сгорания уменьшается от входа к выходу, камера сгорания размещена соосно внутри проходной трубы таким образом, чтобы выходящие из камеры сгорания продукты сгорания смешивались с поступающей извне в проходную трубу забортной водой на уровне резкосужающейся удалнной от входа второй конической поверхности проходной трубы.