Устройство и принцип работы торпедных аппаратов в моделях


ресурсы погружение редуктор ТА торпеды электроника переводы галерея качать декали книги



Введение:
  Идея написать эту статью пришла неожиданно. Как то раз, я наткнулся на форум - "подводная лодка для рыбалки". Там было много разных идей и теорий, как выследить и поймать рыбу с помощью RC-подлодки и самонаводящихся торпед, но ни йоты практики, а так как тема сама по себе очень интересная, я стал собирать информацию по этой теме. Конечно же мы не будем опускаться до ловли рыб с помощью RC-подлодки, поскольку. Опросив рыбаков - выяснил, что в наших водоемах это совершенно утопическая идея.
Итак, начнем,

Принцип работы и задача торпедных аппаратов:
Задачи торпедного аппарата - это безопасное хранение тореды во время похода судна, выстреливание торпеды, и удобная и быстрая их перезарядка. По своему принципу работы, торпедные аппарты делятся на пневматические и гидравлические. Рассмотрим современные типы торпедных аппаратов и принцип их работы.
Пневматические:
Принцип работы торпедного аппарата можно почитать здесь. Могу добавить только про беспузырную стрельбу.
При выходе торпеды вместе с ней из торпедного аппарата вырывается воздушный пузырь, что демаскирует место подводной лодки, поэтому был разработан Торпедный аппарат беспузырной торедной стрельбой.
Принцип действия системы беспузырной торпедной стрельбы заключался в том, что после того как торпеда приобретала необходимую скорость движения в аппарате (по прохождении двух третьей длины трубы), автоматически открывался выпускной клапан и производился перепуск воздуха из торпедного аппарата внутрь прочного корпуса подводной лодки. При этом давление в трубе аппарата падало ниже заботного, и забортная вода заполняла освободившиеся от воздуха пространство. После заполнения трубы торпедного аппарата часть воды поступала через выпускной клапан в специальную торпедо-заместительную цистерну в количестве, компенсирующем отрицательную плавучесть выстрелянной торпеды. Закрывания выпускного клапана происходило автоматически в тот момент, когда в торпедо-заместительную цистерну поступало необходимое количество забортной воды.
Схема пневматического торпедного аппарата с системой беспузырной торпедной стрельбы:


1 - розмах открывания передней крышки; 2 - предохранительный клапан; 3 - невозвратный клапан; 4 - боевой баллон; 5 - горловина установки хода торпеды; 6 - курковой зацеп; 7 - горловина над впускным и запирающим клапанами торпеды; 8 - задняя труба; 9 - передняя труба; 10 - торпеда; 11 - привод открывания передней крышки и волнорезного щита; 12 - труба системы осушения и вентиляции; 13 - передняя крышка; 14 - волнорезный щит; 15 - волнорезный щит в "утопленном" (боевом) положении; 16 - ординарный клапан

Пневмогидравлические:
На больших глубинах, более 60 метров, применение пневматических торпедных аппаратов, стреляющих сжатым воздухом, становится проблематичным. Они требуют большего расхода воздуха и становятся очень тяжелыми. В этом случае применяют пневмогидравлические торпедные аппараты, где выталкивающая торпеду сила создается импульсным пневмогидравлическим насосом, т.е. вместо воздуха, торпеду выдавливает вода.

Схема пневмогидравлического торпедного аппарата:

1 - система воздуха высокого давления; 2 - стрельбовый баллон; 3 -клапан затопления и осушения аппарата; 4 - цистерна кольцевого зазора; 5 - клапан продувания и вентиляции цистерны; 6 - торпедный аппарат; 7 - вентиляция и продувания трубы торпедного аппарата; 8 - клапан для входа воды в торпедный аппарат; 9 - водяной цилиндр пневмогидравлического толкателя; 10 - забортный клапан; 11 - воздушный цилиндр пневмогидравлического толкателя; 12 - стрельбовый клапан

Технические проблемы для моделей:

Как уже описывалось выше, что при выстреле торпеды, отрицательная плавучесть лодки уменьшается на массу выстрелянной торпеды и соответственно лодка получает дифферент и положительную плавучесть на нос. Некоторые лодки после торпедного залпа вообще выбрасывает на поверхность. Поэтому модель необходимо дифферентовать, с помощью, носовой балластной цистерны или передних рулей погружения. Если повторять конструкцию оригинальных торпедных аппаратов с торпедо-заместительными балластными цистернами, то это очень сильно усложнит кострукцию модели, из-за большего количества мелких и точных механических деталей и достаточно сложной электроники для управления ими.
Чтобы, избежать изготовление торпедо-заместительных балластных цистерн, следует расчитать и изготовить торпеду так, чтобы вес торпеды соответствовал весу воды объема самой торпеды. Таким образом торпедный аппарат исполняет роль торпедозаместительной балластной цистерны после выстрела торпеды.

Способы выстреливания торпед:

В природе я нашел несколько типов торпедных аппаратов с разными способами выстреливания торпед. На практике видел только механический, а на фотографиях, воздушный.

1. Воздушный:

Принцип этого типа такой же, как и у настоящего торпедного аппарата. Торпеды выстреливаются под давлением сжатого воздуха.
Принцип работы:
При подаче команды "пуск торпеды", SERVO№2 открывает крышку торпедного аппарата. Крышка торпедного аппарата необходима, чтобы удерживать торпеду в торпедном аппарате при различных движениях лодки во время похода. После этого SERVO№1 открывает клапан баллона и сжатый воздух входит в торпедный аппарат, и под давлением воздуха торпеда выстреливается. При выстреле, в момент, когда торпеда выходит из торпедного аппарата срабатывает микровыключатель, который включает мотор торпеды.

Плюсы:
- Если использовать разветвляющуюся воздушную магистраль в комплекте с несколькими SERVO и клапанами, то можно использовать один баллон для выстреливания всех торпед, при этом уменьшается масса лодки.
Вместо баллонов можно использовать стационарный или многоразовый воздушные резервуары, например, баллон с сжатым воздухом для прочистки CD-приводов или использовать стационарные воздушные миникомпрессоры.
Минусы:
- Если использовать баллон, его необходимо предварительно протыкать, а это значит, что требуется использовать очень хорошие уплотнения, чтобы не падало давление в баллоне во время похода лодки.
- Изготовление или покупка высокоточных воздушных клапанов.
- Диаметр торпеды должен достаточно точно быть подогнан под диаметр трубы торпедного аппарата, чтобы воздух из баллона не просачивался между стенками торпеды и торпедного аппарата.
- Смазывать торпеду густой смазкой перед ее зарядкой в торпедный аппарат.

2. Механический:

Это cамый простой способ в изготовлении и настройке.
Зацеп сдерживает торпеду и пружину одновременно, поэтому здесь используется только одно SERVO на торпеду. Поскольку труба торпедного аппарата имеет перфорированные стенки, что бы при выстреле торпеды отсутствовал эффект гидроамортизатора, так как торпеды с торпедными трубами находятся постоянно в воде.
Принцип действия:
После команды "Пуск Торпеды" зацеп снимается с торпеды и пружина выдавливает торпеду наружу.


Плюсы:
- Использование одного SERVO на одну торпеду.
- Диаметр трубы необязательно точно подгонять под диаметр торпеды.
- Нет необходимости изготавливать передние крышки специально для каждой торпедной трубы.
Минусы:
- Внешний вид торпеды не соответствует дествительности из-за канавки для зацепа.
- Необходимость использовать прочные оси к винтам в торпеде, т.к. на них постоянно действует сила пружины.
- Сжатие пружин при зараядке торпеды.
- Проволку пружины необходимо герметизировать или изготавливать ее из нержавеющей стали.
- Перфорированную трубу изготавливать из нержавеющего материала, (медь, латунь, пластик).

3. Воздушно-механический:

Такие виды выстреливания торпед довольно часто встречается в модельных конструкциях.
Принцип действия:
В исходном состаянии SERVO№2 закрыто. После подаче команды "пуск торпеды", SERVO№1 снимает зацеп с пружины, пружина своим бойком бьет по горловине баллона через отверстие, в трубе торпедного аппарата. При этом торпеда удерживаеться передней крышкой. Через некоторое время, когда увеличилось давление в торпедном аппарате, SERVO№2 открывает крышку торпедного аппарата и торпеда под давлением воздуха, выстреливает.
Зацеп для крышки, как и сама торпеда, должен быть очень прочным, чтобы сдержать торпеду во время протыкания баллона.
Баллоны с сжатым воздухом, используются от газовых пистолетов или от сифонов.


Плюсы:
- Торпеды обходятся без винтов и моторов, что упрощает их конструкцию, но при этом торпеды становятся неуправляемыми.
Минусы:
- Сильно искажается внешний вид задней части торпеды, из-за отсутствия винтов.
- Каждый раз, при перезарядке торпед, необходимо прикладывать не мало усилий для сжатия пружин, т.к. для протыкания баллона требуется ударное усилие в 10 - 15 кг.
- Проволку пружины необходимо герметизировать или изготавливать пружину из нержавеющей стали.
- Диаметр торпеды должен точно быть подогнан под диаметр трубы торпедного аппарата, чтобы воздух из баллона не просачивался между стенками торпеды и торпедного аппарата.
- Смазывать торпеду густой смазкой перед ее зарядкой в торпедный аппарат.
- Необходимо использовать направляющие для пружины, внутренний или внешние, чтобы пружина попадала бойком точно в горловину баллона.
- Баллоны должны содержать достаточно воздуха, не только для выстреливания, но и для дальнейшего хода торпеды к цели.

4. Электрический:

Это самый дорогостоящий и самый сложный в изготовлении способ, но очень прост и удобен в использовании.
Принцип действия:
При подаче команды "пуск торпеды", SERVO заранее открывает крышку торпедного аппарата, далее включается двигатель и с помощью редуктора выдвигается поршень вместе с топедой. Останавливается двигатель, когда шток дойдет до конечной точки и выключит концевик.
Если применять редуктор с малым коэффициетном передачи, то торпеда будет выстреливаться достаточно быстро.
Так же, как и в остальных случаях, крышка торпедного аппарата необходима, чтобы удерживать торпеду при различных движений лодки во время похода.
Концевики на редукторе предохраняют его от заклинивания, а так же служат для получения информации: вышла торпеда или нет.

Плюсы:
- Вместо торпедной трубы можно использовать 4 или 3 направляющих стержня с прорезями для поршня, для облегчения веса торпедного аппарата.
- Сильно упращена перезарядка торпед; не требуется ни сжимать пружины, ни прокалывать баллоны.
Минусы:
- Очень сложен в изготовлении и настройке: много зависимых друг от друга механических элементов, установка концевиков, не стандартный редуктор.
- На каждую торпедную трубу необходимо изготавливать свой редуктор, что сильно повышает стоимость торпедных аппаратов.
- Надежно герметизацировать сальник для штока, чтобы защитить редуктор от влаги.
- Габаритный размер торпедного аппарата (его длина) очень велика.
Можно уменьшить количество редукторов до двух; один использовать для выстреливания торпед, а второй будет подавать первый редуктор к трубам торпедных аппаратов по очереди. Система очнь похожа на систему револьвера. Эту систему достаточно сложно изготовить точно и особенно герметично, если трубы торпедного аппарата в лодке располагаются не по окружности, как в револьвере.
Заключение.

В этой статье я попытался собрать все воедино разрозненную информацию по системам торпедных аппаратов для моделей. Надеюсь, что кто то соберет какую то конструкцию из описанных выше, покажет обществу и поделится ньюансами и деталями появлявшимися во время сборки конструкции.
Желаю Вам удачи в этом интересном труде. Если у вас возникнут какие-либо вопросы по содержанию или оформлению этой статьи, Вы можете задать их мне по e-mail – я постараюсь ответить каждому.

Использованные материалы:

А.В. Платонов "Подводные лодки"
ВИКИПЕДИЯ - Торпедный аппарат
Вооружение подводных лодок
KM.RU Торпедные аппараты

Арсений
18.04.2006г.

на главнуюв начало