ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 1997 года по МПК A01G15/00 F42B15/00 

Изобретение относится к средствам активного воздействия на атмосферные явления, а именно, к реактивным снарядам, (ракетам), предназначенным для предотвращения градобитий, регулирования грозовой деятельности, стимулирования или уменьшения выпадения осадков путем доставки активного реагента непосредственно в зону воздействия на атмосферные явления.

Объект изобретения представляет собой гидрометеорологический реактивный снаряд и сможет найти широкое применение при проведении активных воздействий на атмосферные гидрометеорологические процессы, в частности, при борьбе с градоопасными метеообразованиями.

Из известных к настоящему времени ряда способов борьбы с градовыми процессами наиболее широкое распространение получили способы, основанные на создании в облаке, путем внесения в него активного реагента, искусственных зародышей града, конкурирующих с естественными за переохлажденную капельно-жидкую воду в облаке или на стимулировании коагуляционных процессов в теплой части облака с последующей кристаллизацией крупных облачных капель.

В настоящее время созданы различные средства активного воздействия на атмосферные гидрометеорологические процессы, среди которых наиболее эффективными оказались способы доставки активного реагента непосредственно в зону воздействия на атмосферные явления ракетами (реактивными снарядами).

Для реализации указанных способов борьбы с градоопасными метеообразованиями применялись, в частности, ракета "Облако-М" (см. например, "Наставление по ракетно-артиллерийскому обеспечению активных воздействий на гидрометеорологические процессы", Л. Гидрометеоиздат, 1988, стр. 160), принятая за аналог. Указанная ракета предназначена для борьбы с градом и состоит из головного дистанционного взрывателя, головной части с шашкой активного дыма, реактивного двигателя на твердом ракетном топливе, парашютного отсека с размещенной в нем парашютной системой спасения и донного дистанционного механизма. Достаточно большой эффективный радиус действия (до 8000 м), большая масса транспортируемого реагента выдвигали ракету "Облако-М" в ряд высокоэффективных средств засева градовых облаков. Безопасность применения обеспечивалась снижением отработавшей ракеты на парашюте со скоростью, не превышающей 5 8 м/с. В то же время, применение ракеты "Облако-M" требует дополнительных трудозатрат, связанных с необходимостью проведения поиска и эвакуации отработавших ракет, а применение ее в густонаселенной местности практически невозможно, что и является недостатками аналога. Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка противоградовой ракеты с трассовым способом введения реагента, имеющей сравнительно большие радиус действия и высоту подъема, работающей преимущественно в ситуациях, когда величина затрат, связанных с проведением противоградовых работ, не является решающим фактором, а сами работы ведутся на безлюдной территории. Общими признаками с предлагаемым авторами гидрометеорологическим реактивным снарядом является наличие в составе ракеты-аналога головной части с шашкой активного дыма (генератора активного реагента) и реактивного двигателя на твердом ракетном топливе.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемому техническому эффекту к заявляемому объекту является противоградовая ракета "Алазань 2M" (М.Т. Абшаев, Б.А. Клигер "Методические указания по применению противоградового комплекса "Алазань" для активных воздействий на гидрометерологические процессы", Л. Гидрометеоиздат", 1989, стр. 8), принятая авторами за прототип. Она содержит головную часть с активным реагентом, систему самоликвидации с шашкой взрывчатого вещества (разрывной заряд), двигатель, стабилизатор и электрокапсульную втулку. Головная часть (генератор активного реагента) состоит из корпуса, выполненного из пресс-материала, головного дистанционного взрывателя, шашки активного дыма и устройства для инициирования разрывного заряда из взрывчатого вещества. Двигатель ракеты состоит из двух последовательно расположенных и сообщающихся между собой бумажно-бакелитовых камер, в каждой из которых размещены пороховой заряд и стабилизирующая его горение пиротехническая шашка.

Ракета, принятая за прототип, функционирует следующим образом. При запуске ракеты с пусковой установки задействуется электрокапсульная втулка и воспламеняет пороховой заряд, истечение продуктов сгорания которого из двигателя создает реактивную тягу, при достижении которой величины 50 55 кг ракета начинает движение. При движении ракеты по направляющей от электроимпульса, подаваемого на устройство для инициирования разрывного заряда, начинает работать система самоликвидации ракеты. Под действием набегающего потока воздуха происходит взведение дистанционного взрывателя, который срабатывает на седьмой секунде полета ракеты и воспламеняет шашку активного дыма. В результате горения шашки активного дыма на траектории полета ракеты по нормали к ее продольной оси выделяется аэрозоль активного реагента. После окончания работы двигателя ракета продолжает полет по инерции, во время которого аэрозоль активного реагента продолжает выделяться на трассе движения ракеты до момента срабатывания шашки взрывчатого вещества разрывного заряда системы самоликвидации, которая подрывает корпус ракеты и дробит его на безопасные осколки.

Однако, противоградовая ракета "Алазань-2M" тоже имеет недостатки. Так, достигнутая в ракетах "Алазань" вероятность их безопасного применения для населения (0,9995) оставляет возможность нанесения повреждений людям и хозяйственным постройкам, находящимся на защищаемой территории, как падающими корпусами ракет с зарядом взрывчатого вещества, остающимся при отказе системы самоликвидации, так и отдельными фрагментами разрушенных ракет, поскольку их размеры и масса не лимитируются и могут варьировать в зависимости от величин действующих на ракету факторов. При достигнутом странами СНГ среднегодовом расходе более 187500 противоградовых ракет это может составить свыше 94 несчастных случаев в год, что является существенным недостатком. Кроме того, имеются многочисленные факты использования этих ракет с зарядом взрывчатого вещества не по своему прямому назначению в локальных конфликтах.

Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка противоградовой ракеты с эффективным радиусом действия около 8 км, решающей задачу по противоградовой защите с минимальными на сегодняшний день трудозатратами и удовлетворительной степенью безопасности применения для населения.

Общими признаками с предлагаемым противоградовым реактивным снарядом являются наличие в нем двигателя и генератора активного реагента.

В отличие от прототипа предлагаемый противоградовый реактивный снаряд дополнительно снабжен пилонами, а его двигатель и генератор активного реагента выполнены в виде забронированных по наружной поверхности шашек твердого реактивного топлива, при этом наружная поверхность снаряда образована наружными поверхностями бронировок шашек твердого реактивного топлива и пилонов, которыми шашки твердого ракетного топлива объединены между собой, причем каждый пилон выполнен из нескольких стержней, составленных, преимущественно, из состыкованных между собой отрезков, при этом один из стержней каждого пилона снабжен механизмом натяжения, упором для которого служит другой стержень.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом. Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является создание гидрометеорологического реактивного наряда, обеспечивающего максимально возможную безопасность применения при сохранении затрат на противоградовую защиту на достигнутом уровне.

Наличие в комплексе новых узлов, а также новое конструктивное выполнение его некоторых узлов и их взаимное расположение, наличие и форма выполнения связей между ними, позволяют, в частности:
выполнение двигателя и генератора активного реагента в виде забронированных по наружной поверхности шашек твердого ракетного топлива и объединение их в снаряд пилонами, которыми гидрометеорологический реактивный снаряд снабжен дополнительно, исключить из конструкции реактивного снаряда корпусные детали двигателя и головной части, тем самым исключить из состава снаряда необходимый для их разрушения разрывной заряд взрывчатого вещества;
выполнение каждого пилона из нескольких стержней, составленных, преимущественно, из состыкованных между собой отрезков, и снабжение одного из стержней каждого пилона механизмом натяжения, упором для которого служит другой стержень, расстыковать пилоны на безопасные, с заранее определенными размерами и массой, фрагменты без применения разрывного заряда после окончания выделения активного реагента;
образование наружной поверхности снаряда наружными поверхностями пилонов и бронировок шашек твердого ракетного топлива обеспечить заданные аэробаллистические характеристики снаряда при исключении из его конструкции корпусных деталей двигателя и головной части.

Сущность изобретения заключается в том, что гидрометеорологический реактивный снаряд, включающий двигатель и генератор активного реагента, в отличие от прототипа, согласно изобретению дополнительно снабжен пилонами, а его двигатель и генератор активного реагента выполнены в виде забронированных по наружной поверхности шашек твердого ракетного топлива соответственно, при этом наружная поверхность снаряда образована наружными поверхностями бронировок шашек твердого ракетного топлива и пилонов, которыми шашки твердого ракетного топлива объединены между собой, причем каждый пилон выполнен из нескольких стержней, составленных, преимущественно, из состыкованных между собой отрезков, при этом один из стержней каждого пилона снабжен механизмом натяжения, упором для которого служит другой стержень.

На фиг. 1 изображен общий вид гидрометеорологического реактивного снаряда, на фиг. 2 продольное сечение его пилона.

Гидрометеорологический реактивный снаряд состоит из двигателя 1, генератора активного реагента 2 и трех пилонов 3. Двигатель 1 и генератор активного реагента 2 выполнены в виде забронированных по наружной поверхности шашек 4 и 5 (соответственно) твердого ракетного топлива, горящего при низких рабочих давлениях. Шашки 4 и 5 объединены между собой пилонами 3. Наружная поверхность 6 снаряда образована наружными поверхностями пилонов 3 и бронировок шашек твердого ракетного топлива 4 и 5. Каждый пилон 3 выполнен из двух стержней 7 и 8, составленных из состыкованных между собой отрезков 9 и 10 соответственно, с размерами и массами, определенными условием обеспечения их безопасности для населения, при этом стержень 7 каждого пилона 3 снабжен механизмом натяжения, состоящим, например, из стопора 11, кольца 12 и гаек 13, упором для которого служит стержень 8.

Описанный гидрометеорологический реактивный снаряд работает следующим образом.

При сборке снаряда из отрезков 9 и 10 собирают стержни 7 и 8 пилонов 3, которые равномерно по диаметру размещают на наружной поверхности 6 последовательно расположенных шашек 4 и 5, и закрепляют передние концы стержней 7 перед генератором активного реагента 2 стопорами 11, а задние концы связывают кольцом 12, которое гайками 13 подтягивают до упора в стержень 8, обеспечивая натяжение стержня 7 и сжатие стержня 8. Получаемая при этом конструкция обладает достаточными характеристиками прочности и жесткости, обеспечивающими заданные аэробаллистические характеристики снаряда.

После зажжения шашки 4 двигателя 1 истечение продуктов сгорания твердого ракетного топлива создает реактивную тягу, под действием которой реактивный снаряд начинает движение. По истечении времени, определяемым полетным заданием, зажигается шашка 5 генератора активного реагента 2, в результате горения которой на трассе движения реактивного снаряда выделяется аэрозоль активного реагента. После выгорания твердого ракетного топлива шашек 4 и 5, под действием внутреннего остаточного давления их продуктов сгорания и аэродинамических нагрузок от набегающего потока происходит обрушение оставшейся бронировки на небольшие, догорающие в атмосфере, остатки, - двигатель 1 и генератор активного реагента 2, соответственно, перестают существовать. Сброс внутреннего давления в генераторе активного реагента 2 освобождает стопор 11 в каждом пилоне 3, что, в свою очередь, снимает натяжение стержня 7 и приводит к потере устойчивости пилона 3 с расчленением его стержней 7 и 8 на безопасные отрезки 9 и 10.

Выполнение гидрометеорологического реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволяет исключить из его конструкции заряд взрывчатого вещества и, тем самым, совместно с предварительно, в процессе производства, заданными размерами и массами фрагментов снаряда, остающихся после прекращения его работы, обеспечить практически стопроцентную вероятность его безопасного применения для населения (p_б 0,9₁₀657) при проведении, в частности, противоградовых работ. Кроме того, реактивный снаряд без взрывчатого вещества перестает вызывать интерес у участников локальных конфликтов.

Указанный положительный эффект подтвержден проведением работ по "Методике расчета безопасного применения противоградовых изделий" со снарядом, выполненным в соответствии с изобретением (отчет уч. N 12 74), преимущества комплекса с предлагаемым снарядом подтверждены "Решением совещания по сравнительной оценке технических характеристик существующих и вновь создаваемых средств активного воздействия на гидрометеорологические процессы, определению перспектив и приоритетов в создании новых противоградовых комплексов" (исх. Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды от 17.03.95 70 13).

В настоящее время в соответствии с изобретением завершено выполнение стадии технического предложения, запланированы разработка рабочей конструкторской документации и серийное производство противоградового ракетного комплекса с предлагаемым гидрометеорологическим реактивным снарядом.

Использование: гидрометеорология, а именно для воздействия на атмосферные явления, в частности для предотвращения градобитий, регулирования грозовой деятельности, стимулирования или уменьшения выпадения осадков путем доставки активного реагента непосредственно в зону воздействия. Сущность изобретения: гидрометеорологический реактивный снаряд включает двигатель и генератор активного реагента. Снаряд снабжен пилонами, а его двигатель и генератор активного реагента выполнены в виде забронированных по наружной поверхности шашек твердого ракетного топлива соответственно. Наружная поверхность снаряда образована наружными поверхностями бронировок шашек твердого ракетного топлива и пилонов. Пилонами шашки твердого ракетного топлива объединены между собой. Каждый пилон выполнен из нескольких стержней, составленных, преимущественно, из состыкованных между собой отрезков. Один из стержней каждого пилона снабжен механизмом натяжения, упором для которого служит другой стержень. 2 ил.

Гидрометеорологический реактивный снаряд, содержащий двигатель и генератор активного реагента, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен пилонами, а двигатель и генератор активного реагента выполнены в виде забронированных по наружной поверхности шашек твердого ракетного топлива соответственно, при этом наружная поверхность снаряда образована наружными поверхностями шашек твердого ракетного топлива и пилонов, которыми шашки твердого ракетного топлива объединены между собой, причем каждый пилон выполнен из нескольких стержней, составленных преимущественно из состыкованных между собой отрезков, при этом один из стержней каждого пилона снабжен механизмом натяжения, упором для которого служит другой стержень.