Описание конструкций и работы КД

Развитие конструкций отечественных кассетных держателей прослеживается, начиная с опытного наружного кассетного держателя КД-2А, для подвески АПИ весом до 100 кг. На КД могло подвешиваться до четырех АПИ, как показано на рис. 4.3.

 

 

Рис. 4.3. Схема подвески АПИ на кассетный держатель КД-2А

 

КД (рис. 4.4) состоит из передней (1) и задней (2) вертикальных балок, на которые опираются корпуса АПИ, и верхнего замка (3) для подвески КД в защёлки свободной подвески на ЛА. Передняя и задняя вертикальные балки соединены между собой сверху замком (3), в середине - перемычкой (4) и внизу – стяжной трубой (5). Управление сбрасыванием осуществлялось с использованием пиротехнического привода в виде пиропистолета.

Сбрасывание АПИ осуществлялось следующим образом: при выстреле из нижнего пиропистолета поршень последнего толкает рычаг (6) и поворачивает его вместе с рычагом замка, который входит в выступ (7) на конце рычага (6); замок при этом открывается. Точно так же, стреляя по очереди из каждого пиропистолета, производится сбрасывание и с других замков. Движение рычага (6) и, следовательно, открытие замка возможно только при открытом положении предохранителя, то есть тогда, когда задняя половина штыря (8) верхнего замка имеет возможность двигаться назад при повороте рычага (9). Поворот рычага (9) происходит от нажатия на широкую часть упора (10) трубчатой тяги (11) при движении её вверх. Движение тяги (11) происходит от вращения рычага (12), соединённого с рычагом (6) тягой (13).

Рис. 4.4. Кассетный держатель КД-2А:

1 – передняя вертикальная балка; 2 – задняя вертикальная балка; 3 – верхний замок; 4 – перемычка; 5 – стяжная труба; 6, 9, 12, 14, 16 – рычаг; 7 – выступ; 8, 15 – штырь; 10 – упор; 11, 13, 17 – тяга; 18 – накладка; 19 – скоба

При выстреле из нижнего пиропистолета тяга (11), приподнимаясь вверх (при открытом предохранителе), скользит овальным отверстием по валику рычага (14), не двигая его. При выстреле из верхнего пиропистолета и при повороте рычага (14) поворачивается также рычаг (12) и, следовательно, сбрасываются сразу два АПИ, лежащие на одной стороне КД (это предусмотрено на случай отказа пиропатрона нижнего пиропистолета). Если необходимо сбросить сразу четыре АПИ, то это можно осуществить выстрелом из обоих верхних пиропистолетов (не стреляя из нижних). Подъём КД-2А на ЛА производился за скобу (19). Громоздкость механического управления и слабая связь рамы КД являются большими его недостатками.

На рис. 4.5 показан замок для наружного кассетного держателя КД-2А для подвески АПИ весом до 100 кг.

 

Рис. 4.5. Замок для наружного кассетного держателя КД-2А:

1 – рычаг; 2 – прижим; 3 - гайка

В 1928-1929 гг. для оснащения самолётов ТБ-1 и ТБ-3 был разработан кассетный держатель Дер-9 для подвески АПИ 32-82 кг, который устанавливался внутри фюзеляжа. Этот КД выполнялся в нескольких вариантах по длине, что определялось высотой бомбоотсека в месте монтажа КД. Дер-9 не был установкой бомбардировочного вооружения в современном понимании. Завод-изготовитель этого КД поставлял самолётостроительным заводам ''россыпью'' стойки из стальных труб, которые крепились самостоятельно на элементах фюзеляжа в бомбоотсеке, замки, устройства для управления сбрасыванием АПИ и т. д., собственно КД формировался непосредственно на самолёте.

АПИ подвешивались на замки Дер-9 в горизонтальном положении эшелонированно по высоте. Подъём их осуществлялся лебёдкой. Существовали 3-замковые, 5-замковые и 7-замковые КД. На рис. 4.6 показан общий вид 5-замкового Дер-9.

 

Рис. 4.6. Кассетный держатель Дер-9:

1 – труба; 2 – крючки; 3 – замок; 4 – ось; 5, 8, 11, 12 – тяги; 6 – собачка; 7 – тяга от сбрасывателя; 9 – ушко; 10 – рычаг; 13 – тяга предохранителя

Дер-9 представляет собой две вертикальные трубы (1), с внутренней стороны которых закреплены внутренние крючки (2) для подвески замков (3) (показаны на рис. 4.7). Для предохранения от соскакивания замков на крючках имеются сектора, которые отжимаются ушком замка при подвеске, после чего возвращаются пружиной на прежнее место. Принцип действия этих защёлок подобен принципу действия карабина. Для управления сбрасыванием и предохранителем на передней вертикальной трубе помещается коробка управления. На оси (4) свободно сидит трубка с кулачками, расположенными под соответствующими рычагами тяг (5). Ось (4) и конец кулачковой трубки выходят из щеки коробки управления в сторону расположения АПИ. На конце оси (4) помещается рычаг с собачкой (6), а на конце кулачковой трубки – храповик. С задней стороны коробки на оси (4) сидит рычаг, к которому подводится тяга (7) от сбрасывателя. При движении тяги (7) поворачивается ось (4), и собачка рычага (6), упираясь в храповик, поворачивает его вместе с кулачковой трубкой; один из кулачков, толкая расположенный над ним рычаг, тянет первую тягу (5), а вместе с ней и тягу (8) нижнего замка. В ушке (9) находится конец рычага замка, который поворачивается при движении тяги (8), открывает механизм замка и сбрасывает АПИ. После возвращения ручки сбрасывателя в первоначальное положение тяга (7), под действием пружин оси (4), приходит также в первоначальное положение, труба же с кулачками остаётся в повёрнутом положении, удерживаемая стопорной собачкой храповика. При втором движении тяги (7) другой кулачок трубы давит на рычаг второй тяги (5) и, двигая эту тягу, открывает следующий замок – второй снизу. Движение тяги (7) производится до тех пор, пока не упадёт верхнее АПИ. Для предохранения замка (3) от случайного открытия в коробке управления помещается рычаг (10), соединяющийся с тягой (11) и с тягой предохранителя (13). Тяга (11) соединяет тяги (12), идущие от каждого замка. Если тяга (11) натянута тягой предохранителя (13), то выступ тяги (12) повернул рычаг предохранителя замка. Предохранитель замка заходит за выступ в тяге, соединяющей два крючка замка, и делает открытие замка невозможным. Открытие замка может быть осуществлено только после освобождения тяги (13). Ход тяги сбрасывания (7) равен 30 мм. Угол поворота оси (4) за один ход тяги (7) равен 40°.

 

 

Рис. 4.7. Замок для кассетного держателя Дер-9:

1 – обойма; 2 – ушки; 3 – крючки; 4 – тяга; 5, 6 – рычаги

Кроме механического управления, на КД Дер-9 возможна установка пиротехнического управления, для чего на заднюю трубу КД (рис. 4.8) устанавливалась труба (1) с вваренными в неё корпусами пиропистолетов. Концы поршней (2) пиропистолетов соединяются с концами тяг управления КД (3). При выстреле поршень пиропистолета толкает тягу (3), ушко которой двигает рычаг замка и замок открывается.

Рис. 4.8. Установка пиротехнического управления на держатель Дер-9:

1 – труба; 2 – поршень пиропистолета; 3 – тяга управления держателем

 

Масса КД с замками: 3-замкового – 15 кг, 5 -замкового – 24,7 кг и 7 -замкового – 35,8 кг.

Ввиду громоздкости и сложности управления, а также больших сбрасывающих усилий на новых самолётах КД применения не нашёл.

Замок для кассетного держателя Дер-9 для АПИ калибром до 100 кг (см. рис. 4.7) состоит из обоймы (1) с ушками (2) (для подвески на крючки КД) и механизма замка. Выступающие из обоймы концы переходных рычагов соединены между собой тягой (4) и при движении рычага (5) в сторону, указанную стрелкой А, одновременно освобождают оба крючка (3). Рычаг (6) служит для предохранения от случайного сбрасывания. При движении рычага (6) в сторону стрелки предохранитель закрыт. При снятии замка с предохранителя рычаг (6) под действием собственной пружины поворачивается и освобождает тягу (4).

Масса замка Дер-9 равна 1,9 кг.

Недостатком этого замка является соединение его с КД и громоздкость управления.

В середине 30-х годов для оборудования бомбоотсека самолёта ИЛ-4 был создан кассетный держатель Дер-21, который также мог устанавливаться внутри фюзеляжа на самолётах типа ТБ. КД могли быть на различное число АПИ в зависимости от места установки и грузоподъёмности самолёта. На рис. 4.9 показан КД, рассчитанный на подвеску пяти АПИ массой до 100 кг.

КД выполнен в виде рамы, состоящей из двух вертикальных балок – передней (1) и задней (2), связанных между собой перемычками (3). С внутренней стороны балок расположены стальные направляющие желоба (4) под ролик замка (5) (рис. 4.10), идущие по всей длине балок. Для удобства ввода замка в КД нижняя часть жёлоба (6) оканчивается расширением.

Чтобы не царапать профили балки (особенно дюралевые), одна сторона жёлоба отогнута и прикрывает профиль балки в местах скольжения АПИ по балкам. Замок (5) своими концами опирается на защёлки (7), в вырезах которых он имеет возможность вращаться вокруг своей оси.

На передней балке (1) с наружной стороны, параллельно профилю балки, установлена труба управления КД (8) (труба сбрасывания). На трубе сбрасывания расположены кулачки (9) против каждого из штырей (10), которые, в свою очередь, находятся против штырей замков. На задней балке с наружной стороны, параллельно профилю балки, проходит П-образная тяга предохранителя (11) с замочными вырезами.

 

Рис. 4.9. Кассетный держатель Дер-21:

1 – передняя балка; 2 – задняя балка; 3 – перемычки; 4 – направляющие желоба; 5 –замок; 6 – жёлоб; 7 – защёлки; 8 – труба управления; 9 – кулачки; 10 – штырь; 11 – предохранитель; 12 – поворотный механизм; 13 – ролик; 14 – направляющая

При повороте трубы управления (8) на один ход, то есть на угол 45°, нижний кулачок (9) толкает штырь (10), который, продвигая штырь замка, открывает замок. Перед поворотом трубы управления предохранитель открывается, то есть тяга предохранителя ставится широким отверстием против головки штыря предохранителя (на задней балке) и головка штыря имеет возможность пройти через это отверстие. После первого поворота трубы управления на 45° второй кулачок приблизится к своему штырю и при втором повороте трубы произведёт то же действие, что и первый, и т. д. Поворот трубы управления производится с помощью поворотного механизма (12). Ролик на перемычке (13) служит для подъёма АПИ в кассету. Задняя съёмная направляющая (14) применяется только при подвеске в кассету 50 кг АПИ и других ей подобных, имеющих большую конусность. Без дополнительной направляющей (14) эти АПИ висят с большим перекосом.

Рис. 4.10 Замок кассетного держателя Дер-21:

1 –обойма; 2 – механизм замка; 3 – ухват передний; 4 – ухват задний; 5 – штырь управления; 6 – возвратная пружина; 7 – ушки; 8 – опорный рычаг

 

Вращение трубы сбрасывания (8) можно производить и от электросбрасывателя, если эту трубу соединить с электромеханическим приводом сбрасывания посредством зубчатой передачи.

Кроме механического управления, КД Дер-21 были приспособлены и под пиротехническое управление, для чего на переднюю балку КД устанавливалась труба с вваренными в неё против каждого замка корпусами пиропистолетов (рис. 4.11) и кронштейном с рычагами для пироблокировки. При выстреле из нижнего пиропистолета поршень его давит на конец рычага (1), который, в свою очередь, опираясь на специальный башмачок (2) на штыре сбрасывания, продвигает этот штырь и открывает замок. Второй конец рычага (1) двигается в прорези тяги (3), а третий конец заскакивает за выступ рычага (4) и удерживает штырь сбрасывания в отжатом состоянии. В случае отказа патрона первого (нижнего) пиропистолета стреляют из второго, поршень которого, двигая рычаг (1) второго механизма, вместе с ним потащит и тягу (3), связанную с рычагом (1) нижнего механизма. Оба замка, таким образом, открываются одновременно. При выстреле из третьего пиропистолета открываются три замка и т. д. Необходимо учесть, что на открытие более трёх замков силы пиропистолета может не хватить.

 

Рис. 4.11. Схема механической пироблокировки

кассетного держателя Дер-21:

1 – рычаг; 2 – башмачок; 3 – тяга; 4 – выступ рычага

 

Впоследствии механическая пироблокировка была заменена на этих КД блокировкой электрической (рис. 4.12). От электросбрасывателя подводится прямой провод только к нижнему пиропистолету (1), все же остальные пиропистолеты соединяются с ним через коробки (2), и включение этих пиропистолетов может произойти лишь тогда, когда произведён выстрел из нижележащего пиропистолета. При выстреле из нижнего пиропистолета поршень его, нажав на штырь замка и продвинув вместе с ним штырь предохранителя, протолкнёт штырёк (3) коробки и замкнёт контакт, соединив провод (4) следующего над ним пиропистолета со сбрасывателем. Выстрел из второго пиропистолета включает третий пиропистолет и т. д. Если по каким-либо причинам один из пиропистолетов отказал и не смог продвинуть штырь замка (т. е. не сбросил АПИ), а, следовательно, не включил следующий пиропистолет, то дальнейшее сбрасывание АПИ невозможно до тех пор, пока не будет сброшено зависшее АПИ. Это осуществляется механическим сбрасывателем от кулачка (9) (см.рис. 4.9). После сбрасывания этого АПИ можно перейти опять на работу электросбрасывателем.

Рис. 4.12. Схема электрической блокировки кассетного держателя Дер-21:

1 – нижний пиропистолет; 2 – коробки; 3 – штырёк; 4 – провод; 5 – кулачок

На рис. 4.10 показан замок кассетного держателя Дер-21 для подвески АПИ весом 25-100 кг. Замок состоит из обоймы (1), внутри которой помещается механизм (2), ухватов – переднего (3) и заднего (4), штыря управления (5) с возвратной пружиной (6) и ушков (7) для подъёма замка в КД вместе с АПИ. При давлении штыря сбрасывания КД на штырь замка (5), как указано стрелкой Р, штырь замка, преодолевая усилие возвратной пружины (6), поворачивает опорный рычаг (8) и открывает замок. Ход штыря замка равняется 13 мм, открытие же его происходит при ходе 8 мм. Сила Р, необходимая для открывания замка при подвешенном АПИ калибра 100 кг, не превышает 2 кг.

Основным материалом для их изготовления были алюминиевые сплавы; передняя и задняя балки были связаны поперечинами и алюминиевым листом.

При разработке кассетных держателей большое внимание было уделено обоснованию сечения профиля передней и задней балок КД. В результате исследований лучшими были признаны профили, установочные размеры и конфигурация которых соответствовала показанным на рис. 4.13. Изготовлялись профили из алюминиевого сплава прессованием.

Рис. 4.13. Установочные размеры (в миллиметрах) и конфигурация профилей для кассетных держателей 2,3,4 и 6-й групп

 

Позже был создан КД, рассчитанный на подвеску четырех АПИ калибра 100 кг, или четырёх АПИ калибра 250 кг, или трех АПИ калибра 500 кг. на 1, 2, 3, 4, и 5-ю подвесные станции.

Если АПИ на какую-либо станцию не подвешивается, то замок

этой станции снимается с КД и привод не взводится.

Для того чтобы в ПБД станций подвески, расположенных выше, импульс от ЭСБР поступал без нарушения заданного интервала, на каждой станции подвески устанавливается специальный блокировочный контакт (блокировочная коробка) БК-48, который шунтирует невзведённый ПБД станции и обеспечивает непрерывность сбрасывания серии АПИ.

В настоящее время кассетные держатели получили широкое распространение. Они используются на самолётах-бомбардировщиках дальней авиации, противолодочных самолётах и вертолётах и некоторых типах военно-транспортных самолётов.

На КД подвешивается большая номенклатура АПИ: авиационные бомбы, противолодочные мины, торпеды, радиогидроакустические буи и т. д.

КД имеют разные массы, габаритные размеры, количество подвешиваемых станций и тип электрических соединителей. Замки унифицированы по весовым группам КД.

Большая номенклатура КД вызвана различием решаемых задач носителями, а также большим разнообразием АПИ.

КД просты в эксплуатации, не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала, имеют лёгкосъёмные замки и сами лёгкосъёмные. Однако существует сложность технологического изготовления. Конструкция КД клёпаная, что объясняется сложностью конфигурации несвариваемых материалов (дюралюминий).

Все КД, за некоторым исключением, конструктивно выполнены в виде двух вертикальных дюралюминиевых балок П - образного сечения, соединённых между собой поперечинами. В силовом отношении они представляют жёсткую раму. На балках КД (передней и задней) крепятся защёлки, на которые подвешиваются замки для закрепления АПИ.

Для управления открытием замков на балках КД устанавливаются механизмы ПБД, механизмы управления взведением взрывателей боеприпасов – механизм взрыв-невзрыв (МВН).

Сзади КД закрывается листом из алюминиевого сплава. На этом листе, напротив каждого замка, устанавливается блокировочная коробка (БК).

Замок, защёлки, ПБД, МВН и БК составляют станцию подвески КД. В верхней части КД смонтирован узел подъёма АПИ.

КД, как правило, устанавливаются внутри бомбоотсеков самолётов и вертолётов.

Внутрифюзеляжное размещение имеет ряд преимуществ:

1. Установки и АПИ защищены от влияния внешней воздушной среды.

2. Воздушный поток воздействует на установки и АПИ только при открытии створок бомбоотсека.

3. В отсеке возможно создание кондиционированной среды.

4. Сравнительно малое влияние на ЛТХ носителя.

Недостатки внутрифюзеляжного размещения:

1. Поскольку внутреннее размещение требует специальных отсеков, это приводит к увеличению лобового сопротивления носителя.

2. Ограничения по выбору способа отделения подвешиваемых АПИ.

 

В качестве примера рассмотрим конструкции кассетных держателей 3 и 1 весовых групп - КД3-840 и КД1-1627.

 

КАССЕТНЫЙ ДЕРЖАТЕЛЬ КД3-840

Назначение

Кассетный держатель КД3-840 предназначен для внутренней подвески на ЛА, подвески, транспортирования и сбрасывания АПИ массой до 500 кг, а также для подвески и применения кассетного держателя КД1-1040.

 

Технические данные

Подвеска КД на ЛА и АПИ на КД осуществляется комплектом средств обслуживания ЛА. КД и замки легкосъемны, надежны, просты по конструкции, безопасны и удобны при техническом обслуживании, не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала и работоспособны при эксплуатации в режимах, соответствующих режимам ЛА. Управление сбрасыванием АПИ с КД осуществляется по двум автономным системам управления – тактической и аварийной. Тактическая система управления рассчитана на питание от бортовых источников ЛА постоянным напряжением 27 В, аварийная система управления от аварийных источников питания ЛА – постоянным напряжением не менее 18В.

Габаритные размеры КД 764х282х2270 мм.

Масса КД (без замков и съемных элементов) не более 75 кг.

 

Устройство

Кассетный держатель КД3-840 (рис. 4.14) представляет собой жесткую металлическую раму, которая состоит из двух вертикальных силовых балок, представляющих собой прессованные дюралевые профили, окантованные накладками из листовой стали и соединенные дюралевыми поперечинами и листом. На раме смонтировано восемь типовых станций для подвески замков с изделиями. Каждая станция подвески состоит из двух групп защелок (передней и задней) для крепления в них замка, привода (2), механизма МВН-48М (7) и блокировочной коробки БК-48МВ (4).

 

Рис. 4.14. Кассетный держатель КД3-840:

1,11 – узел крепления КД; 2 – привод; 3 – балка; 4 – блокировочная коробка БК-48МВ; 5 – узел подъема; 6 – ручка управления защелками; 7, 9 – механизм МВН-48М; 8 – поперечина; 10 – узел подвески; 12 – шпилька; 13, 16, 18, 29 – пружина; 14 – валик; 15, 21, 23 – тяга; 17 – собачка; 19, 24 – рычаг; 20, 25 – ось; 22 – муфта; 26 – обойма; 27 – фиксатор; 28 – ручка; «а» – выемка; «б» – выступ; «в» – выступ; «г» – выступ; «д» – выступ

КД на ЛА крепится быстросъемными шпильками за два узла.

Каждая группа защелок на каждой станции подвески имеет механическую сигнализацию (рис. 4.15) об открытом и закрытом положении защелок. При открытом положении защелок сигнальный штырь (1) выступает за плоскость балки, при закрытом – не выступает.

Управление открыванием и закрыванием защелок осуществляется механизмами управления защелками, управляющими раздельно передней и задней группами защелок.

Управление сбрасыванием АПИ с КД осуществляется двумя системами управления – тактической и аварийной. При монтаже (демонтаже) на ЛА кассетный держатель КД3-840 поднимается (опускается) с помощью подъемных средств, входящих в систему подъема АПИ ЛА.

Поверхности КД окрашены эмалью ХВ-16 серо-голубого цвета, эксплуатационные надписи и знаки – эмалью ХВ-130 красного цвета. Конструкция кассетного держателя обеспечивает доступ к отдельным узлам и механизмам без демонтажа других каких-либо его элементов.

Механизм защелок

Механизм защелок предназначен для удержания замка с подвешенным изделием на станции. Механизм защелок КД состоит из четырех механизмов защелок станций. Механизм защелок станции представляет собой два аналогичных механизма, смонтированных на передней и задней балке, каждый из которых состоит из защелки «собачки» (17) (см. рис. 4.14.), установленной в пазу защелки на одной оси с нею и соединенной с защелкой пружиной (16), и упора, в прорези которого установлена пружина (18), удерживающая его в положении, соответствующем изображенному на рис. 4.12. Собачка (17) верхним плечом опирается на выступ «д» упора, а нижним плечом через валик (14) опирается на тягу (15) механизма управления защелками и удерживается в положении, изображенном на рис. 4.12, пружиной (13), закрепленной одним концом за валик (14), а другим – за штифт, установленный на балке. Механизм имеет два положения: закрытое и открытое. В закрытом положении он удерживает замок от перемещений. При этом цапфа замка от перемещения вниз удерживается защелкой, в выемке «а» которой она расположена, а от перемещения вверх – упором. При закрытом положении защелок производится загрузка станций КД. Замок подводится к механизму со стороны защелки, утапливает ее своей цапфой за рейку. Защелка поворачивает собачку, которая своим выступом утапливает упор за рейку, в результате чего цапфа замка беспрепятственно проходит станцию, после чего под действием пружин (13), (16), (18) защелка, собачка и упор возвращаются в исходное положение. Замок может быть далее приведен к следующим станциям или установлен на данной. Для установки на данную станцию замок, после того как он прошел станцию на 6 мм, возвращается и его цапфа фиксируется от дальнейшего перемещения вниз на выемке «а» защелки, при этом упор, возвращаясь в исходное положение, препятствует своим выступом перемещению цапфы вверх.

Разгрузка кассетного держателя производится при открытом положении защелок, в которое он переводится при перемещении тяги (15) вниз (при КД, установленном на ЛА), тяга через валик вращает собачку (17), которая своим плечом утапливает упор за рейку и через пружину (16) вращает защелку, утапливая ее за рейку, если на станции нет замка. Если при переводе механизма защелок в открытое положение на станции зафиксирован замок, то защелка остается в закрытом положении и для ее перевода в открытое положение необходимо приподнять замок на 6-8 мм, после чего цапфа замка освободит защелку, которая утапливается за рейку, освобождая желоб кассетного держателя для перемещения цапфы замка. При открытом положении замка упор своим выступом воздействует на ролик механизма сигнализации защелок.