НЕУПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД, ЗАПУСКАЕМЫЙ ИЗ ТРУБЧАТОЙ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ Российский патент 1998 года по МПК F42B10/14 

Изобретение относится к области ракетной техники, а более конкретно к неуправляемым реактивным снарядам (НРС), запускаемым из трубчатой направляющей, и может найти широкое применение при разработке новых образцов неуправляемых снарядов.

Как известно, при запуске НРС из пусковых установок (ПУ) на электровоспламенитель двигателя НРС подается импульс электрического тока через контактные устройства пусковой установки и самого снаряда.

Как правило, контактное устройство как НРС, так и ПУ представляет собой один или несколько контактов, размещенных соответственно на снаряде и пусковой установке. К контактам НРС подключены проводники от электровоспламенителя, а к контактам ПУ - проводники от наземной аппаратуры пуска.

Следует отметить, что контакт НРС обычно представляет собой жесткую пластину, изготовленную из высоколегированной нержавеющей стали (для исключения его коррозии) и изолированную от корпуса снаряда.

Контакт на пусковой установке представляет собой достаточно сложную конструкцию и содержит силовой корпус, защищающий собственно контакт от эксплуатационных и климатических факторов, подпружиненный контакт (для компенсации технологических разбросов в изготовлении НРС и ПУ), электрический проводник, соединяющий контакт с аппаратурой пуска, и узел крепления корпуса к направляющей. Таким образом, для размещения контакта на ПУ требуется достаточно много места.

В основном, используются схемы передачи электрического импульса на электровоспламенитель:
- однопроводная, в которой используется один изолированный от корпуса снаряда и "массы" ПУ контакт на НРС и ПУ, в качестве второго контакта используется металлический корпус снаряда, соединяемый с "массой" ПУ, а второй проводник от электровоспламенителя подсоединяется к корпусу снаряда;
- двухпроводная, в которой используются два контакта на НРС и ПУ, изолированные от корпуса снаряда и "массы" ПУ.

Однопроводная схема чувствительна к токам наведения, создаваемым источниками электромагнитного излучения (радиолокаторы, разряды молний и т.п.), и зарядам статического электричества, накапливаемым на обслуживающем персонале и пусковой установке. Это может проводить к несанкционированным пускам снарядов, для предотвращения которых требуется принимать специальные меры.

Двухпроводная схема, несмотря на некоторое усложнение конструкции, менее чувствительна к вышеперечисленным факторам и в последнее время получает все большее распространение.

Для обеспечения безотказного запуска НРС расположение контактов на снаряде и пусковой установке должно быть привязано друг к другу.

Это обеспечивается жесткой привязкой углового и линейного расположения контактов снаряда относительно какой-либо его поверхности; относительно этой же поверхности задается и расположение контактов на пусковой установке.

Известны НРС, в которых в качестве базовой поверхности используется ведущий штифт, с помощью которого осуществляется первоначальная закрутка снаряда 6 направляющей и его стопорение в пусковой установке [1].

Он содержит взрыватель, головную часть, реактивный двигатель с зарядом твердого топлива, сопловой блок, контактный сектор, установленный на переднем дне двигателя, ведущий штифт и жесткий стабилизатор. Запуск снаряда производится из ферменной направляющей, при этом используется однопроводная схема запуска.

Расположение контактного сектора в известном НРС жестко привязано к расположению ведущего штифта, а расположение ответного контакта ПУ привязано к замковому устройству установки (в которое входит и фиксируется ведущий штифт), препятствующий выпадению снаряда при подъеме направляющих установки для стрельбы.

Размещение контактного сектора на переднем дне двигателя (ориентировочно половина длины снаряда), и следовательно, и такое же расположение электровоспламенителя является оптимальным с точки зрения организации процесса воспламенения заряда твердого топлива, но вызывает необходимость размещения ответного контакта ПУ в середине ферменной направляющей, при этом контакт ПУ подвергается воздействию газов работающего двигателя при движении снаряда по направляющей. Это вызывает повышенный износ контакта и необходимость достаточно частой его замены, что требует практически полной разборки пакета направляющих.

Кроме того, расположение контактного сектора на ориентировочно половине длины снаряда не позволяет использовать данное техническое решение в других снарядах, запускаемых из трубчатых направляющих. Это связано с недостатком места для размещения контактов в середине пакета трубчатых направляющих, имеющих высокую плотность размещения на ПУ.

Таким образом, вышеотмеченные ограничения являются существенными недостатками рассмотренной конструкции снаряда.

Задачей данного технического решения являлась разработка неуправляемого реактивного снаряда, обеспечивающего автоматическую стыковку контактов при заряжении и безотказный запуск снаряда только из ферменных направляющих, но не обеспечивающего долговечность контакта ПУ, удобство его замены и использования его для снарядов, запускаемых из трубчатых направляющих.

Общими признаками с предлагаемым авторами реактивным снарядом являются взрыватель, головная часть, реактивный двигатель с зарядом твердого топлива, сопловой блок, ведущий штифт, контактный сектор и стабилизатор.

Оптимальной конструкцией НРС, удовлетворяющего требования по долговечности контакта РУ, удобству его замены и допускающего его запуск из трубчатой направляющей являлась бы конструкция снаряда, в котором его контакт был бы вынесен на задний торец и располагался бы выше диаметра выходного сечения сопла, что позволило бы расположить ответный контакт пусковой установки также на срезе трубчатой направляющей (или даже за ее срезом, если снаряд выходит за ее срез) и вывести его из зоны непосредственного действия газов работающего двигателя.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому эффекту является неуправляемый реактивный снаряд 9М22У [2], принятый авторами за прототип. Он запускается из трубчатой направляющей и содержит взрыватель, головную часть, двигатель с зарядом твердого топлива, сопловой блок с раскрывающимся стабилизатором, ведущий штифт, кольцо стабилизатора и контактную крышку с контактным сектором.

Контактная крышка перекрывает выходное сечение сопла и закреплена с помощью резьбы на выходной части соплового блока. Контактный сектор расположен на боковой (цилиндрической) части контактной крышки, а ее диаметр больше диаметра выходного сечения сопла.

Таким образом, ответный контакт ПУ расположен за срезом направляющей и выведен из зоны действия газов работающего двигателя, что обеспечивает его долговечность, надежность и простоту замены при необходимости.

Для запуска снаряда использована однопроводная схема: один проводник от электровоспламенителя подключен к контактному сектору, в качестве второго проводника используется металлический корпус снаряда и "масса" пусковой установки, а к корпусу снаряда подключен второй проводник от электровоспламенителя.

Угловое и линейное расположение контактного сектора связано с расположением ведущего штифта, а расположение контакта ПУ связано с замковым устройством установки.

Недостатками известного снаряда являются:
- использование резьбы для закрепления контактной крышки на сопловом блоке значительно усложняет установку необходимого углового расположения контактного сектора относительно ведущего штифта, что связано в технологическими разбросами в нарезании резьбы (количество витков резьбы колеблется в пределах допуска на ее длину) и неопределенностью в положении заходного витка (заходной виток может находиться в любом месте окружности) и делает невозможным переустановку крышки в иное положение при необходимости, например для стрельбы из пусковых установок с иным расположением контакта;
- наличие на контактной крышке только одного контактного сектора вызывает необходимость использования только однопроводной схемы запуска и не допускает использования снарядов для их запуска из пусковых установок с иной схемой запуска, например двухпроводной.

Все это приводит к тому, что снаряд может запускаться только с конкретной пусковой установки и не может использоваться при изменении расположения контактов на пусковой установке или введения более прогрессивной двухпроводной схемы запуска при модернизации или создании новых установок.

Таким образом, задачей данного технического решения (прототипа) являлась разработка снаряда, контактное устройство которого является простым по конструкции, но обеспечивает запуск снаряда только из одних конкретных трубчатых пусковых установок и только с однопроводной схемой запуска, т.е. не обладает универсальностью его использования.

При заряжении НРС в направляющую ведущий штифт попадает в замковое устройство ПУ, при этом происходит автоматическое соединение контактного сектора снаряда и контакта установки, а также соединение корпуса снаряда с "массой" пусковой установки.

При подаче электрического импульса от наземной аппаратуры пуска на контакт ПУ, а затем через проводник, подключенный к сектору, на электровоспламенитель двигателя снаряда (в качестве второго проводника используется корпус снаряда и "масса" пусковой установки) электровоспламенитель срабатывает и поджигает воспламенитель. При срабатывании последнего воспламеняется заряд твердого топлива. При достижении определенного давления сбрасывается контактная крышка и снаряд начинает движение по направляющей. Кольцо стабилизатора, удерживающее стабилизатор от раскрытия, сбрасывается со снаряда задним торцом направляющей. При выходе снаряда из направляющей раскрывается стабилизатор и НРС начинает движение по траектории.

Общими признаками с предлагаемыми авторами реактивным снарядом являются наличие взрывателя, головной части, двигателя, включающего заряд твердого топлива, и сопловой блок с раскрывающимся стабилизатором, размещенной на выходной части соплового блока контактной крышки с контактным сектором, ведущего штифта и кольца стабилизатора.

В отличие от прототипа предлагаемый авторами реактивный снаряд дополнительно снабжен кольцом, а выходная часть его соплового блока - цилиндрическим участком, при этом кольцо размещено на цилиндрическом участке и зафиксировано на нем, контактная крышка закреплена на кольце, а цилиндрический участок снабжен буртиком, взаимодействующим с торцом кольца, причем контактная крышка дополнительно снабжена съемным токопроводящим элементом и вторым контактом, который закреплен в контактной крышке, например, диаметрально противоположно контактному сектору и выполнен в виде Г-образной пластины, контактирующей через съемный токопроводящий элемент с кольцом.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемыми техническими результатами.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого технического решения является создание конструкции неуправляемого реактивного снаряда, запускаемого из трубчатой направляющей и допускающего его пуск из пусковых установок с различным расположением контакта и схемами запуска, т.е. обладающего универсальностью его использования.

Введение в состав снаряда кольца и выполнение выходной части его соплового блока с цилиндрическим участком, на котором размещено кольцо и закрепление контактной крышки на кольце позволяет обеспечить переустановку последней в любое угловое положение (в пределах 360^o), что обеспечивает возможность запуска снаряда из различных пусковых установок.

Фиксация кольца на цилиндрическом участке выходной части соплового блока исключает возможность его поворота и связанной с ним контактной крышки в процессе эксплуатации (транспортирование, заряжание и т.д.).

Буртик на цилиндрическом участке выходной части соплового блока предотвращает сбрасывание кольца при срыве контактной крышки в момент выхода двигателя на режим.

Наличие съемного токопроводящего элемента и второго контакта, закрепленного в контактной крышке и выполненного в виде Г-образной пластины, контактирующей через съемный токопроводящий элемент с кольцом, позволяет использовать его в качестве второго контактного сектора при стрельбе из пусковых установок с двухпроводной схемой запуска (токопроводящий элемент снят) или в качестве токопроводящего элемента, соединяющего корпус снаряда с электровоспламенителем (токопроводящий элемент поставлен) при стрельбе из пусковых установок с однопроводной схемой запуска.

Сущность изобретения заключается в том, что неуправляемый реактивный снаряд, запускаемый из трубчатой направляющей, содержащий взрыватель, головную часть, двигатель, включающий заряд твердого топлива, сопловой блок с раскрывающимся стабилизатором, размещенную на выходной части соплового блока контактную крышку с контактным сектором, ведущий штифт и кольцо стабилизатора, в отличие от прототипа согласно изобретению дополнительно снабжен кольцом, а выходная часть его соплового блока - цилиндрическим участком, при этом кольцо размещено на цилиндрическом участке и зафиксировано на нем, контактная крышка закреплена на кольце, а цилиндрический участок выходной части соплового блока снабжен упором, взаимодействующим с торцом кольца, причем контактная крышка дополнительно снабжена съемным токопроводящим элементом и вторым контактом, который закреплен в контактной крышке, например, диаметрально противоположно контактному сектору и выполнен в виде Г-образной пластины, контактирующей через съемный токопроводящий элемент с кольцом.

На фиг. 1 изображен общий вид снаряда; на фиг. 2 - продольный разрез выходной части соплового блока в увеличенном масштабе; на фиг. 3 - вид по стрелке А на контактную крышку.

Реактивный снаряд (фиг. 1) содержит взрыватель 1, головную часть 2, двигатель 3 с зарядом твердого топлива 4, сопловой блок 5, раскрывающийся стабилизатор 6, ведущий штифт 7, контактную крышку 8 с контактным сектором 9 (фиг. 3) и кольцо стабилизатора 10.

Выходная часть соплового блока 5 (фиг. 2) выполнена с цилиндрическим участком 11 (фиг. 2), на котором свободно размещено кольцо 12, а контактная крышка 8 закреплена, например, с помощью резьбы на кольце 12. Торец кольца 12 упирается в буртик 13, выполненный на цилиндрическом участке 11. От поворота кольцо зафиксировано стопорным винтом 14. Контактная крышка 8 (фиг. 1) снабжена вторым контактом 15 (фиг. 2, 3), выполненным в виде Г-образной пластины, которая расположена, например, диаметрально противоположно контактному сектору 9 (фиг. 3). С помощью винта 16 (фиг. 2) второй контакт соединен с кольцом 12. К контактному сектору 9 и контакту 15 с помощью винтов 17, 18 подсоединены проводники 19, 20, идущие к электровоспламенителю.

Угловое и линейное расположение контактного сектора связано с расположением ведущего штифта:
- размер "а" (фиг. 1), например, 256 мм;
- угол α (фиг. 3), например, 41...43^o.

При сборке снаряда контактная крышка 8 (фиг. 1, 2) устанавливается на кольцо 12, затем разворачивается на требуемый угол, например 41^o (фиг. 3), после чего кольцо подтягивается (при неподвижной крышке) до упора его торца в буртик 13 им фиксируется от поворота винтом 14.

Если снаряд предназначен для стрельбы из пусковой установки с однопроводной схемой запуска, то во второй контакт 15 вворачивает винт 16 до упора его в кольцо 12 (фиг. 2). Тем самым проводник 20 подключается к корпусу снаряда.

Для стрельбы из пусковой установки с двухпроводной схемой запуска винт 16 не вворачивается, при этом контакт 15 (фиг. 2) оказывается изолированным от корпуса снаряда и используется по прямому назначению.

Неуправляемый реактивный снаряд функционирует следующим образом. При заряжении снаряда (в ПУ с двухпроводной схемой запуска) ведущий штифт 7 (фиг. 1) попадает в замковое устройство ПУ и фиксируется в нем, при этом контактный сектор 9 (фиг. 2, 3), второй контакт 15 автоматически соединяются с ответными контактами пусковой установки за счет привязки углового (угол α , например, 41^o) и линейного (размер "а", например, 256 мм), расположения контактного сектора 9 и второго контакта 15 относительно ведущего штифта 7, а ответных контактов ПУ - относительно замкового устройства установки.

При заряжении снаряда (в ПУ с однопроводной схемой запуска), за счет связи контакта 15 с резьбовым кольцом 12 через винт 16, проводник 20 (фиг. 2) автоматически подключается к "массе" пусковой установки.

При подаче электрического импульса на контакты ПУ (рассматривается двухпроводная схема запуска) он передается на контактный сектор 9 и контакт 15 (фиг. 2), а затем по проводникам 19, 20, закрепленным с помощью винтов 17, 18 на контактном секторе и втором контакте 15, на электровоспламенитель двигателя 3 (фиг. 1), который срабатывает и поджигает воспламенитель, а последний воспламеняет заряд твердого топлива 4. При однопроводной схеме запуска электрический импульс подается только на контактный сектор 9, и далее на проводник 19, а второй проводник 20 через контакт 15, винт 16 и резьбовое кольцо 12 соединяется с корпусом снаряда и "массой" пусковой установки. Дальнейшее функционирование цепей запуска и электровоспламенителя аналогично рассмотренному выше.

При достижении определенного давления в двигателе сбрасывается контактная крышка 8 (фиг. 1), а буртик 13 предохраняет кольцо 12 от сброса вместе с контактной крышкой 8 (фиг. 1, 2). Снаряд начинает движение по направляющей, кольцо стабилизатора 10 (фиг. 1), удерживающее стабилизатор 6 от раскрытия, сбрасывается задним торцом направляющей. При выходе из направляющей раскрывается стабилизатор и НРС начинает движение по траектории.

По предлагаемому изобретению была разработана конструкторская документация (черт. инв. N И-2428, И-2430, И-2431), по которой в настоящее время изготовлены макетные образцы снарядов.

Контрольная сборка показала, что контактная крышка снаряда свободно устанавливается в любое положение для ориентирования контактного сектора относительно ведущего штифта; фиксирование кольца полностью исключает возможность несанкционированного поворота крышки; наличие съемного токопроводящего элемента (винта) обеспечивает надежное соединение второго контакта с корпусом снаряда, а при отсутствии этого винта обеспечивается надежная изоляция второго контакта от корпуса НРС.

По результатам контрольной сборки конструкция НРС признана перспективной и в настоящее время ведется изготовление опытной партии НРС с контактными устройствами для приемочных испытаний. В дальнейшем планируется серийное изготовление снарядов с перспективой их применения в ПУ как с однопроводной, так и с двухпроводной схемой запуска и поставок на экспорт.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к неуправляемым реактивным снарядам, предназначенным для запуска из трубчатой направляющей. Снаряд содержит взрыватель, головную часть, двигатель на твердом топливе, сопловый блок с раскрывающимися стабилизаторами и контактной крышкой с контактным сектором, ведущий штифт и кольцо стабилизатора. Выходная часть соплового блока выполнена с цилиндрическим участком и упорным буртиком. На цилиндрическом участке дополнительно установлено и зафиксировано упертое в буртик кольцо. На кольце закреплена контактная крышка с дополнительным съемным токопроводящим элементом и вторым контактом в виде Г-образной пластины, контактирующей через съемный токопроводящий элемент с кольцом. Конструкция снаряда обеспечивает его пуск из пусковых установок с различными расположением пускового контакта и схемами запуска. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Неуправляемый реактивный снаряд, запускаемый из трубчатой направляющей, содержащий взрыватель, головную часть, двигатель с зарядом твердого топлива, сопловый блок с раскрывающимися стабилизаторами, размещенную на выходной части соплового блока контактную крышку с контактным сектором, ведущий штифт и кольцо стабилизатора, отличающийся тем, что выходная часть соплового блока выполнена с цилиндрическим участком и упорным буртиком, на цилиндрическом участке дополнительно установлено и зафиксировано упертое в буртик кольцо, на котором закреплена контактная крышка, снабженная дополнительным съемным токопроводящим элементом и вторым закрепленным на ней контактом, выполненным в виде Г-образной пластины, контактирующей через съемный токопроводящий элемент с кольцом. 2. Снаряд по п.1, отличающийся тем, что второй контакт закреплен на крышке диаметрально противоположно контактному сектору.