УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД Российский патент 1998 года по МПК F42B15/00 F42B10/00 

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к средствам борьбы с танками и другими малоразмерными целями, к управляемым снарядам, вращающимся на траектории.

В случае стрельбы управляемым снарядом по цели на близком расстоянии или при столкновении снаряда с преградой непосредственно после старта управляемого снаряда возможно поражение собственного расчета стреляющего комплекса осколками взорвавшегося снаряда.

Для преодоления указанного недостатка и обеспечения безопасности расчета взрыватель, как правило, снабжается предохранительным устройством, задерживающим взведение на заранее определенное время.

Известен управляемы снаряд (ПТУР) "Хот" [1], содержащий на борту аппаратуру управления, источник питания, боевую часть с пьезоэлектрическим взрывателем и предохранительным устройством, предназначенным для предотвращения взрыва ПТУРС на расстоянии не менее 30-50 м от пусковой установки.

Недостатками известного снаряда являются повышенная опасность в эксплуатации вследствие применения пьезоэлектрического взрывателя, в котором источником тока для подрыва боевой части служит пьезогенератор, срабатывающий от механического удара, и большой разброс дальности срабатывания предохранительного устройства.

Известен управляемый снаряд 9М117 [2], содержащий боевую часть с электрическим взрывателем (предохранительно-исполнительным механизмом), электрическую цепь питания взрывателя от внешнего источника тока, бортовую аппаратуру и источник тока (бортовой источник питания). Цепь питания электрического взрывателя включается контактами замыкателя, замыкающимися непосредственно при пуске снаряда. До пуска напряжение на бортовом источнике питания отсутствует, что обеспечивает безопасность снаряда в эксплуатации. Для обеспечения безопасности расчета при пуске снаряда взрыватель снабжен пиротехническим предохранительным устройством, задерживающим его взведение после старта на заранее определенное время.

Недостатком такого решения является то, что вследствие неточности срабатывания пиротехнического замыкателя и, главным образом, из-за разброса начальной скорости снаряда вследствие температурных условий и разброса скорости горения ракетного топлива на различных партиях изготовления зарядов значения минимальной и максимальной дистанции взведения отличаются в два раза и более.

Прототипом изобретения является вращающаяся ракета [3], которая имеет крылья для вращения в полете, боевую часть с взрывателем, аппаратуру управления с гироскопом, источник электропитания.

Недостаток прототипа в том, что на исполнительное устройство сигнал от гироскопа подается при достижении ракетой заданной скорости вращения, что также приводит к большому разбросу срабатывания исполнительного устройства по дальности.

Проблема состоит в том, что при выборе минимальной дистанции взведения взрывателя боевой части по условиям обеспечения безопасности расчета получаем примерно в два раза большую дистанцию гарантированного взведения взрывателя, что приводит к увеличению минимального расстояния до атакуемой цели. То есть сужается диапазон дальностей, в котором возможно поражение цели - ухудшается одна из важнейших характеристик управляемого снаряда.

Целью изобретения является обеспечение безопасности расчета комплекса, стреляющего управляемым снарядом, при попадании снаряда в цель на близком расстоянии от пусковой установки и повышение эффективности управляемого снаряда за счет сокращения ближней дальности поражения цели.

Данная задача решается тем, что в управляемом снаряде гироскоп снабжен импульсным датчиком угла крена, взрыватель выполнен электрическим, в цепь подключения взрывателя к источнику тока установлен ключ, например тиристор, и счетчик числа оборотов снаряда, выполненный в виде счетчика электрических импульсов, например двоичный счетчик на триггерах [4], причем выход счетчика соединен с управляющим входом ключа, а вход счетчика соединен с выходом импульсного датчика угла крена гироскопа. Вращение снаряда вокруг продольной оси происходит за счет разворота лопастей стабилизатора по углу атаки.

Положительный эффект обеспечивается тем, что включение цепи взрывателя, следовательно его взведение, происходит при достижении снарядом заранее определенного числа оборотов вокруг оси продольной оси (по крену), отсчитываемого от момента старта. При этом изменение поступательной скорости снаряда автоматически компенсируется соответствующим изменением скорости вращения снаряда по крену и число оборотов снаряда вокруг его продольной оси от момента старта оказывается напрямую связанным с путем, пройденным снарядом на траектории, при этом исключаются погрешности, связанные с температурными условиями стрельбы и разбросом скорости горения на различных партиях зарядов. Установка числа оборотов, при котором счетчик выдает сигнал на включение ключа, определяет установку дальности подачи напряжения питания на взрыватель, т.е. определяет дальность взведения боевой части.

На фиг. 1-3 изображен предлагаемый управляемый снаряд.

Управляемый снаряд содержит (фиг. 1) боевую часть 1 с электрическим взрывателем 2, цепь питания взрывателя, бортовую аппаратуру 3 с гироскопом 4, источник тока 5 и головные контакты 6. На фиг. 2 показана схема электрической цепи питания взрывателя 2 боевой части. Взрыватель боевой части по цепи питания соединен с источником тока 5, а по исполнительной цепи соединен с головными контактами 6 снаряда, замыкающимися при встрече снаряда с целью. В разрыв цепи питания взрывателя установлен ключ 7, управляющий вход "a" которого подключен к выходу "б" счетчика импульсов 8, вход "в" ключа подключен к источнику тока, а выход "г" ключа соединен с взрывателем. Вход "д" счетчика импульсов соединен с выходом "е" импульсного датчика угла крена гироскопа 4. С целью упрощения управляемого снаряда и повышения его надежности вместо ключа и счетчика может быть установлен сдвиговый регистр 9 (фиг. 3), при этом вход "ж" сдвигового регистра подключается к источнику питания взрывателей боевой части, его выход "и" - к взрывателю, а счетный вход "к" (вход синхронизации) подключается к выходу "е" импульсного датчика угла крена гироскопа 4. Конструктивно элементы цепи включения взрывателя входят в состав бортовой аппаратуры управляемого снаряда.

Управляемый снаряд работает следующим образом.

До выстрела цепь питания взрывателя 2 боевой части 1 разомкнута ключом 7, что исключает ее срабатывание и обеспечивает безопасность расчета в обращении со снарядом. До начала вращения снаряда сигнал на выходе "е" импульсного датчика угла крена гироскопа 4 отсутствует. При выстреле снаряд под действием тяги реактивного двигателя начинает движение по траектории. Одновременно с ростом поступательной скорости пропорционально увеличивается частота вращения снаряда по крену. Импульсы с датчика угла крена гироскопа 4 поступают на вход "д" счетчика импульсов 8 и при достижении заданного числа импульсов, соответствующих заданному числу оборотов снаряда вокруг его продольной оси от момента старта и определяющих дальность взведения боевой части, счетчик на выходе "б" выдает сигнал, открывающий ключ 7, который замыкает цепь питания взрывателя боевой части. Боевая часть готова к взрыву. При встрече снаряда с целью исполнительная цепь взрывателя замыкается головными контактами и происходит подрыв боевой части.

В отличие от схемы фиг. 2 на схеме фиг. 3 импульсы датчика угла крена гироскопа 4 поступают на вход синхронизации "к" сдвигового регистра 9, а напряжение источника питания, поданное на вход "ж" сдвигового регистра, появляется на его выходе "и" с задержкой на заданное число импульсов, т.е. также происходит подсчет числа оборотов управляемого снаряда вокруг его продольной оси и определяется момент совпадения дальности полета управляемого снаряда с заданной дальностью взведения боевой части.

При изменении поступательной скорости движения снаряда на траектории, например вследствие падения тяги реактивного двигателя из-за снижения температуры заряда, пропорционально изменяется частота вращения снаряда по крену, но число оборотов снаряда вокруг продольной оси (соответственно число импульсов с выхода датчика угла крена гироскопа) на заданную дальность остается неизменным. Таким образом, момент подачи напряжения на взрыватель (снятие предохранения) оказывается точно связанным с дальностью полета снаряда.

Практически при всех разбросах скорости полета снаряда из-за изменения температуры заряда реактивного двигателя, разброса скорости горения на различных партиях зарядов и в силу других причин удается обеспечить точность взведения взрывателя боевой части по дальности до 10% и сократить минимальное расстояние до атакуемой цели до предела, обеспечивающего безопасность расчета от осколков при подрыве снаряда на цели.

Источники информации
1. Журнал "Зарубежное военное обозрение", 1975, N 3, с. 46.

2. Выстрел ЗУБК10 с управляемым снарядом 9М117. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. -М.: Военное издательство, 1987.

3. Патент Великобритании N 1188651, кл. F 42 B 15/00, 1970.

4. Тули М. Справочное пособие по цифровой электронике. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

Изобретение относится к средствам борьбы с танками и другими малоразмерными целями. Снаряд снабжен крыльями для вращения в полете и оснащен боевой частью с электрическим взрывателем. Аппарат управления полетом имеет гироскоп с импульсным датчиком угла крена и счетчиком электрических импульсов с управляющим ключом. Взрыватель соединен с источником электропитания через управляющий ключ. Аппаратура управления обеспечивает точность взведения взрывателя по дальности до 10%, что позволяет сократить расстояние до атакуемой цели до предела, обеспечивающего безопасность расчета от осколков при подрыве снаряда. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Управляемый снаряд, содержащий крылья для вращения в полете, боевую часть с взрывателем, аппаратуру управления с гороскопом, источник электропитания, отличающийся тем, что взрыватель выполнен электрическим, в цепи электропитания взрывателя установлены соединенный с источником электропитания ключ и счетчик оборотов вращения снаряда вокруг продольной оси, выполненный в виде счетчика электрических импульсов, гироскоп снабжен импульсным датчиком угла крена, выход которого соединен с входом счетчика электрических импульсов, при этом выход счетчика электрических импульсов подключен к управляющему входу ключа, а выход ключа соединен с взрывателем. 2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что ключ и счетчик электрических импульсов выполнены в виде сдвигового регистра, вход которого подключен к источнику электропитания, выход - к взрывателю, а вход синхронизации - к выходу импульсного датчика угла крена гироскопа.