СВЕРХЗВУКОВАЯ УПРАВЛЯЕМАЯ РАКЕТА Российский патент 1998 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при выборе характерных размеров аэродинамических органов управления и стабилизации, веса головной части ракеты.

Известна ракета [1], состоящая из головной части, цилиндрического корпуса, рулей, крыльев.

Недостатком такого устройства является то, что при использовании его в качестве управляемой сверхзвуковой ракеты возникают трудности в определении характерных размеров рулей крыльев, а также весовых характеристик головной части и ракеты. Неоптимально выбранные размеры рулей и крыльев при заданных весовых характеристиках головной части и ракеты приводят к неэффективному применению ракеты при стрельбе по той или иной цели, особенно при стрельбе по подвижной цели.

За наиболее близкий аналог (прототип) изобретения принята сверхзвуковая управляемая ракета ЗРК "Кроталь" [2].

В отличие от ЗРК "Чепарэл" в ЗРК "Кроталь" увеличена максимальная скорость, увеличен вес головной части при сравнительно равных весах ракет.

Однако с преимуществом [2] по сравнению с [1] имеются и недостатки:
недостаточная развиваемая перегрузка, что усугубляет ее применение при стрельбе по целям, имеющими значительную скорость (больше 300 м/с).

Целью изобретения является повышение развиваемой перегрузки ракеты за счет оптимального выбора аэродинамических органов управления рулей и стабилизации крыльев, массы головной части и массы ракеты.

Указанная цель достигается тем, что в сверхзвуковой управляемой ракете, состоящей из головной части, цилиндрического корпуса, рулей, крыльев, рули и крылья выполнены с площадями по соотношению:

где S_p - площадь руля;
S_кр - площадь крыла;
G_p - вес ракеты (без топлива);
G_r - вес головной части.

Выбранные оптимальным образом из соотношения (1) характеристики аэродинамических органов ракеты рулей, крыльев обеспечивают эффективное управление ракеты на цель и аэродинамическую стабилизацию ее в полете.

Соотношение (1) вытекает из следующего выражения:

где n₁ - перегрузка ракеты, вызванная рулями;
n₂ - перегрузка ракеты, вызванная крыльями;
Cpу

Для аэродинамической устойчивой ракеты из выражения (2), (3) получим следующее соотношение:

где

По результатам теоретических и экспериментальных исследований величина равна 0,11 - 0,14, то есть окончательное выражение для оптимального выбора характеристик аэродинамических органов ракеты рулей, крыльев будет иметь вид:

В соответствии с (1) для ракеты "Кроталь", приведенной в [2], получим следующие величины:
S_кр = 0,152 м²
S_p = 0,0208 м²
G_r = 20 кг
G_p = 58 кг (без топлива)
= (0,11- 0,14)20/58 = 0,0379-0,0482, при известных S_кр и S_p, получим

По полученным величинам 0,137 и 0,0379 - 0,0482 не достигается равенство левой и правой части, а значит и несоответствие ракеты "Кроталь" выбранной цели изобретения.

На чертеже представлена схема управляемой сверхзвуковой ракеты.

Головная часть ракеты 1 соединена с цилиндрическим корпусом 2. На цилиндрическом корпусе 2 расположены рули 3 и крылья 4.

Устройство работает следующим образом.

После выгорания топлива управляемая сверхзвуковая ракета под действием кинетической энергии с помощью аэродинамических органов управления 3 и стабилизации крыльев 4 продолжает устойчивый управляемый полет по направлению к цели.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известным прототипом управляемой сверхзвуковой ракеты, следующие преимущества:
увеличение развиваемой перегрузки за счет оптимального выбора площадей аэродинамических органов управления - рулей и стабилизации - крыльев.

Источники информации
1. Зенитные ракетные и ракетно-пушечные комплексы капиталистических стран. /Под ред. акад. Федосова Е.А. Научно-информационный центр, 1986, с. 65.

2. Там же, с.56.

Использование: ракетная техника. Сущность изобретения: сверхзвуковая управляемая ракета, рули и крылья которой выполнены с площадями по соотношению: S_p/S_кр= (0,11-0,14)G_г/G_p, где S_р - площадь руля; S_кр - площадь крыла; G_p - масса ракеты (без топлива); G_г - масса головной части. Изобретение обеспечивает увеличение развиваемой перегрузки за счет оптимального выбора площадей аэродинамических органов управления-рулей и стабилизации крыльев. 1 ил.

Сверхзвуковая управляемая ракета, содержащая головную часть, цилиндрический корпус, рули и крылья, отличающаяся тем, что в ней рули и крылья выполнены с площадями по соотношению
,
где S_р - площадь руля;
S_кр - площадь крыла;
G_р - масса ракеты (без топлива);
G_г - масса головной части.