УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД Российский патент 1997 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области управляемых снарядов, и может быть использовано в конструкциях ракет выполненных по аэродинамической схеме "утка".

Известен управляемый снаряд Ред Ай, принятый за аналог [1]
Снаряд [1] состоит из рулей, реактивного двигателя, боевой части, крыльев. Недостатком такой конструкции является недостаточная высокая эффективность аэродинамических органов управления. Конструкция рулей имеет консоли прямоугольной формы в плане большого удлинения, несущие способности которых ограничены из-за нелинейного характера управляющей силы по углам атаки и углам отклонения рулей.

Известен управляемый реактивный снаряд 9М117, принятый за прототип [2]
Управляемый снаряд [2] состоит из блока рулевого привода с рулями, реактивного двигателя, аппаратурного отсека, блока стабилизаторов.

Недостатком такой конструкции является недостаточно высокая эффективность управления из-за не эффективной конструкции рулей. Несущие способности рулей большого удлинения ограничены из-за нелинейного характера зависимости управляющей силы и момента рулей от углов атаки и углов отклонения рулей. Большие шарнирные моменты на рулях не позволяют повысить располагаемую перегрузку при увеличении площади рулей.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности управления снаряда за счет повышения эффективности аэродинамических рулей.

В данном техническом предложении повышение эффективности управления снаряда достигается за счет уменьшения шарнирных нагрузок на руле и повышение располагаемой перегрузки за счет повышения эффективности руля до больших углов атаки.

Это достигается тем, что аэродинамические органы управления выполнены в виде двух пластин, консольно установленных в одной плоскости на корпусе снаряда. Причем одна из них жестко закреплена на корпусе, а вторая, установленная на оси вслед за первой с зазором подвижная пластина руль. По передней кромке консоли руля выполнен скос под углом 25.35^o на расстоянии 0,30.0,35 размаха консоли руля от корневой хорды. При этом, отношение размаха консоли руля и неподвижной пластины выполнено 1:[0,30.0,35] отношение корневых хорд выполнено 1:[0,30.1,0] отношение величины зазора между пластинами составляет 0,01.0,1 длины хорды руля, а битрацевидный профиль руля по передней и задней кромке выполнен с углом 10.15^o.

По сравнению с прототипом, при наличии общих конструктивных признаков и свойств, управляемый снаряд с предложенной конструкцией позволяет повысить эффективности управления, уменьшить габаритно-массовые характеристики рулевого привода.

На фиг. 1, 2 представлен управляемый снаряд, предлагаемой конструкции, на фиг. 3 график зависимости подъемной силы руля (Cyp) от эффективного угла атаки [α_эф] на фиг. 4, 5 графики зависимости разбежки центра давления руля ΔXd от эффективного угла атаки и геометрических соотношений руля и дополнительной пластины.

Управляемый снаряд [фиг. 1] состоит из блока рулевого привода 1, руля 2, дополнительной пластины 3, боевой части 4, маршевого двигателя 5, аппаратурного отсека 6, стабилизаторов 7.

На фиг. 3: 1 кривая зависимости для руля прототипа, 2 кривая зависимости для руля с пластиной, с углом скоса 30 по передней кромке руля.

На фиг. 4: 1 кривая зависимости разбежки центра давления руля прямоугольной формы в плане, 2 кривая зависимости для руля треугольной формы в плане, 3 кривая зависимости для руля прототипа, 4 кривая зависимости для предлагаемой конструкции руля с неподвижной дополнительной пластиной.

На фиг. 5: 1 кривая зависимости разбежки центра давления руля от геометрических соотношений руля и пластины.

Обозначения, приведенные на фиг. 1, 2, 3, характеризуют геометрические параметры руля и дополнительной пластины:
Lр, Lп размах руля и пластины, Lп/Lр, L'р размах корневой части передней кромки консоли руля, L'р/Lр, Bр, Bп корневая хорда руля и пластины, Bп/Bр, ΔXd изменение разбежки (расстояние между центром давления и осью вращения руля) центра давления руля от угла a_эфф, Xd/Bр, χ угол стреловидности по передней и задней кромке. a_эф эффективный угол атаки, α_эф = Kaα + σp где α угол атаки снаряда, sp угол отклонения руля, Kа - коэффициент интерференции корпуса на руль.

В полете управляемый снаряд при повороте руля на угол σp отклоняется относительно центра масс на угол атаки α_сн. При этом, руль находится под углом lch и σp т.е. α_эфф. Дополнительная пластина, установленная перед рулем на корпусе, создает плавное без срыва обтекание консоли руля до больших углов атаки α_эфф 25 30^o, значительно превышающие те углы α_эфф 13.18^o, на которых начинается срыв потока на руле без дополнительной пластины.

Проведенные аэродинамические продувки и летные испытания позволили выбрать оптимальные углы: 25.35^o по передней кромке руля, оптимальные соотношения размаха руля и корневой части передней кромки руля - 1:[0,30.0,35] размах руля и пластины 1:[0,30.0,35] хорд руля и пластины 1:[0,3.1,0]
Данная конструкция руля с дополнительными пластинами, установленными впереди на корпусе, при оптимальных соотношениях геометрических размеров руля и пластины увеличивает располагаемую перегрузку на 30.50% и уменьшает шарнирные нагрузки в 2.3 раза.

Применение в конструкциях противотанковых снарядах данного технического предложения позволило повысить эффективность управления, уменьшить габаритно-массовые характеристики рулевого привода.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Источники информации
1. Управляемый снаряд Ред Ай (Land-Based Air Defence, Seventh Edition, 1994 1995, с. 46 48).

2. Управляемый реактивный снаряд 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, ЗУБК10.00.00.000 Т О. М. Воениздат, 1987, с. 10.12.

Использование: изобретение относится к оборонной технике. Существо: на управляемом снаряде, выполненном по аэродинамической схеме "утка" аэродинамические органы управления, выполнены в виде двух пластин, консольно установленных в одной плоскости на корпусе снаряда. Причем одна из них жестко закреплена на корпусе, а вторая установлена на оси вслед за первой с зазором (подвижная пластина - руль). По передней кромке консоли руля выполнен скос под углом 25 - 35^o на расстоянии 0,30 - 0,35 размаха консоли руля от корневой хорды. Причем наибольшая эффективность управления снаряда достигается путем оптимального выбора соотношений геометрических размеров руля и пластины. Все это позволяет существенно уменьшить шарнирные моменты рулей, увеличить управляющую силу рулей, что, в свою очередь, позволяет повысить располагаемую перегрузку снаряда в полете, в также уменьшить габаритно-массовые характеристики рулевого привода. Таким образом, данное техническое предложение повышает эффективность управления снарядом, уменьшает габаритно-массовые характеристики рулевого привода. 5 ил.

Управляемый снаряд, содержащий блок рулевого привода с аэродинамическими органами управления, отличающийся тем, что аэродинамические органы управления выполнены в виде двух пластин, консольно установленных в одной плоскости на корпусе снаряда, причем одна из них жестко закреплена на корпусе, а вторая, установленная на оси, подвижная пластина-руль, по передней кромке консоли которой выполнен скос под углом 25 35^o на расстоянии 0,30 0,36 размаха консоли руля от корневой хорды, при этом соотношение размаха консоли руля и пластины составляет 1: 0,30 0,35, соотношение корневой хорды консоли руля и пластины 1: 0,30 1,0, соотношение величины зазора между пластинами составляет 0,01 0,1 длины корневой хорды руля, а битрапециевидный профиль руля по передней и задней кромкам выполнен с углом раствора и схода 10 - 15^o.