РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД С РАСКРЫВАЮЩИМСЯ ОПЕРЕНИЕМ Российский патент 1997 года по МПК F02K9/34 F42B10/14 

Изобретение относится к области ракетостроения и может быть использовано при проектировании реактивных снарядов (РС) с раскрывающимся оперением, запускаемых из трубчатых направляющих реактивных систем залпового огня (РСЗО).

Основными недостатками является их относительно низкая кучность стрельбы по сравнению с артиллерийскими. Поэтому задача повышения кучности боя является важнейшей задачей, стоящей перед разработчиками РС для РСЗО.

Как известно, одним из основных факторов, определяющих рассеивание РС по дальности, является разброс коэффициента формы. Интенсивные работы, проведенные с целью повышения качества обработки внешней поверхности снарядов, качества сборки его узлов, выбор оптимальной аэродинамической формы позволили существенно снизить разброс коэффициента формы, однако величина его по-прежнему остается значительной. Это в первую очередь связано с разбросом амплитуды колебаний снарядов на траектории. Специальные пуски РС, оснащенных радиотелеметрической аппаратурой, показали наличие двух максимумов амплитуды колебаний снаряда на траектории. Первый из них соответствует началу активного участка траектории (АУТ), и причины его хорошо изучены во внешней баллистике РС. Он не оказывает существенного влияния на кучность стрельбы РС по дальности. Второй соответствует началу пассивного участка траектории (ПУТ) и может существенно увеличить разброс коэффициента формы. Устранение этого второго максимума, т.е. локальной неустойчивости, является в настоящее время актуальным.

Известны различные конструкции снарядов, например, реактивный снаряд с расходящимся в стороны хвостовым оперением [1] реактивный снаряд с раскрывающимся стабилизатором [2] принятые за аналог.

В конструкции этих снарядов, содержащих боевую часть, двигатель, используется либо жесткое оперение, исключающее запуск снаряда из трубчатой направляющей, либо раскрывающееся. Однако конструкции этих типов раскрывающегося оперения отличаются большой сложностью. Современные РС РСЗО, выпускаемые из трубчатых направляющих, имеют удлинение корпуса, как правило, 15-25 калибров. Для стабилизации таких снарядов широкое применение находит раскрывающееся оперение с дугообразными лопастями [3 -прототип] что обусловлено применением пакета трубчатых направляющих.

Однако в указанном прототипе задача обеспечения жесткой фиксации раскрывающегося оперения в рабочем положении и уменьшения амплитуды колебания лопасти под воздействием знакопеременных нагрузок решена не полностью. Люфт оперения и ненадежная фиксация лопастей в раскрытом положении, не исключающая выход лопасти из фиксирующего паза обтекателя, приводит к значительному увеличению деформации раскрывающегося оперения РС по сравнению с жестко скрепленным с корпусом оперением, являются причиной повторной "раскачки" РС (локальной неустойчивости). Таким образом, описанная конструкция снаряда с раскрывающимся оперением не позволяет исключить возникновение локальной неустойчивости снарядов, вследствие чего они имеют повышенное рассеивание по дальности.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и повышение кучности боя снаряда по дальности.

Указанная цель достигается за счет того, что предложенный РС, включающий боевую часть, двигатель, стабилизатор со складывающимися вокруг корпуса лопастями, фиксируемыми при раскрытии в пазах обтекателя, имеет пазы обтекателя, выполненные с расширением во входной части до 1,2-1,5 толщины ушка лопасти, при этом одна из взаимодействующих с ушком лопасти торцевых поверхностей пазов параллельна оси лопасти, а другая расположена под углом 6-9^o к ней.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый РС отличается от прототипа тем, что в нем пазы обтекателя дополнительно выполнены с расширением во входной части до 1,2-1,5 толщины ушка лопасти, при этом одна из взаимодействующих с ушком лопасти торцевых поверхностей пазов параллельна оси лопасти, а другая расположена под углом 6-9^o к ней.

Поэтому данное техническое решение отвечает критерию "новизна".

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы обнаружили, что заявленное техническое решение "реактивный снаряд с раскрывающимся оперением" для специалиста явным образом не следует из известного на сегодня существующего уровня техники, поэтому можно сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "изобретательский уровень".

Вышеуказанная сущность заявленного снаряда поясняется фигурами, где изображены: на фиг. 1 общий вид РС; на фиг. 2 отдельно стабилизатор.

Заявляемый РС содержит боевую часть 1, двигатель 2, стабилизатор 3 со складывающимися вокруг корпуса лопастями 4. Представленный отдельно на фиг. 2 стабилизатор включает обтекатель 5, оси 6, ушки 7, лопасти 4 и фиксирующие пазы 8, а на осях 6 установлены пружины 9.

В предлагаемой конструкции каждый фиксирующий паз 8 выполнен с расширением во входной части шириной до (1,2-1,5)h, где h толщина ушка 7 лопасти 4, входящего в этот фиксирующий паз 8. При этом одна из торцевых поверхностей (C) фиксирующих пазов 8, взаимодействующая с лопастью, выполнена параллельной оси 6 лопасти 4, а другая расположена под углом α 6 - 9^o к ней (этой оси 6).

Работа предложенной конструкции происходит следующим образом. При движении снаряда по трубчатой направляющей лопасти 4 находятся в уложенном вокруг корпуса положении. При выходе стабилизатора 3 из направляющей начинается раскрытие лопастей 4 под действием пружин 9, работающих на кручение. В процессе раскрытия каждое ушко 7 лопастей 4 ударяется о торцевую поверхность (C) фиксирующего паза 3 и под действием сил реакции лопасти 4 начинает движение в обратном направлении.

За промежуток времени, когда ушки 7 находится против фиксирующих пазов 8 обтекателя 5, под действием пружин 9, работающих на сжатие, происходит вхождение и заклинивание лопастей 4 в фиксирующих пазах 8 обтекателя 5.

При этом предлагаемое соотношение между шириной входной части фиксирующего паза 8 и толщиной h ушка 7 лопасти 4, равное (1,2-1,5)h, определяет величину указанного промежутка времени и обеспечивает надежную фиксацию лопастей 4 в раскрытом положении.

Во время полета снаряда на его лопасти 4 действуют знакопеременные аэродинамические подъемные силы, стремящиеся "вытеснить" лопасть 4 из фиксирующего паза 8. Этому препятствуют силы трения между лопастями 4 и торцевыми поверхностями фиксирующих пазов 8.

Предлагаемая величина угла a между торцевыми поверхностями фиксирующих пазов 8 (a 6-9^o) обеспечивает как заклинивание лопастей 4 при их раскрытии, так и исключает возможность их расфиксации и закрытия под действием аэродинамической подъемной силы.

Минимальная величина относительной ширины входной части фиксирующего паза 8 определялась по результатам лабораторных испытаний, при проведении которых с помощью скоростной киносъемки регистрировался процесс раскрытия и фиксации лопастей 4. Испытания показали, что для надежной фиксации лопастей 4 необходимо их захождение в фиксирующий паз 8 (за время нахождения лопастей 4 против фиксирующих пазов 8) не менее чем на 2-3 мм, что выполняется при ширине его входной части, равной не менее 1,2h. Увеличение входной части свыше 1,5h приводит к увеличению люфта лопастей 4, увеличению амплитуды колебаний снаряда и снижение кучности стрельбы по дальности. Летные испытания показали, что РС с относительной шириной входной части фиксирующих пазов 8, равной (1,2-1,5)h, улучшают кучность стрельбы по дальности в 1,5-2,5 раза по сравнению с кучностью стрельбы по дальности РС с относительной шириной входной части фиксирующих пазов 8, равной (1,6-1,8)h.

Стрельбы также показали, что увеличение угла a с (6-9^o) до (10-12^o) приводит к увеличению деформаций лопастей стабилизатора вследствие расфиксации в полете и ухудшению кучности по дальности в 2,5 раза.

Уменьшение угла a ниже 6^o приводит к увеличению длины фиксирующих пазов 7, при которой обеспечивается заклинивание лопастей 4, а следовательно, и к увеличению лобового сопротивления снаряда и потере дальности до 20%
Одну из торцевых поверхностей (C) каждого фиксирующего паза 8, контактирующего первой с ушком 7 лопасти 4 в момент ее раскрытия, целесообразно выполнять параллельно оси 6 лопасти 4. В противном случае сила реакции со стороны фиксирующего паза 8, действующая на лопасть 4 в момент соударения ушка 7 с обтекателем 5, будет препятствовать вхождению лопастей 4 в эти фиксирующие пазы 8.

По предлагаемому изобретению в настоящее время изготовлены и успешно испытаны РС калибра 300 мм.

Таким образом, предлагаемый РС с раскрывающимся оперением является промышленно применимым, так как он очень удобен для использования, особенно при запуске из трубчатых направляющих реактивных систем залпового огня.

Учитывая перспективность предложенного снаряда, организация решила запатентовать его в ряде зарубежных стран.

Использование: в области ракетостроения и, в частности, при проектировании реактивных снарядов, запускаемых из трубчатых направляющих реактивных систем залпового огня. Сущность изобретения: в снаряде выполнены пазы обтекателя с расширением во входной части до 1,2 - 1,5 толщины ушка лопасти, при этом одна из взаимодействующих с ушком лопастей торцевых поверхностей пазов параллельна оси лопасти, а другая расположена под углом 6-9^o к ней. 2 ил.

Реактивный снаряд с раскрывающимся оперением, содержащий боевую часть, двигатель, стабилизатор со складывающимися вокруг корпуса лопастями, фиксируемыми при раскрытии в пазах обтекателя, отличающийся тем, что в нем пазы обтекателя выполнены с расширением во входной части до 1,2 1,5 толщины ушка лопасти, при этом одна из взаимодействующих с ушком лопасти торцевых поверхностей пазов параллельна оси лопасти, а другая расположена под углом 6 9^o к ней.