РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 1998 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к реактивным снарядам.

Известен реактивный снаряд M-13 [1], содержащий твердотопливный реактивный двигатель с сопловым устройством (сопловым блоком), состоящим из одного центрального сопла. Стабилизация снаряда на траектории во время полета обеспечивается хвостовым оперением.

Недостатком данного снаряда является небольшая точность стрельбы из-за его слабой устойчивости во время полета. Следовательно, эффективность применения этого снаряда незначительна.

Также известны реактивные снаряды [2], стабилизируемые в полете вращением, придаваемым им реактивным двигателем, сопловое устройство (сопловой блок) которого содержит несколько сопл, смещенных относительно оси снаряда и наклоненных к ней, т.е. имеющих боковую составляющую силы тяги, в частности тангенциальную.

Недостатком таких реактивных снарядов является не только усложнение конструкции (часть сопл выполнена под углом к оси снаряда), но и сложность изготовления как самих сопл, так и их базировка в снаряде. При этом увеличивается количество параметров, отклонения по которым влияют на точность стрельбы. Дополнительным параметром, влияющим на точность стрельбы, в данной конструкции является точность выполнения угла наклона сопл. Обеспечить "жесткую" точность по всем параметрам, влияющим на точность стрельбы, в данном случае, по выполнению геометрических параметров сопл, их базировке и углу наклона довольно сложно не только из-за разброса по допускам на изготовление, но и из-за сложности самого процесса изготовления, т.к. и режущий инструмент (сверла, развертки и т.д.), и сборочные приспособления по установке в реактивный снаряд соплового устройства (соплового блока) должны работать под углом к обрабатываемой поверхности, что значительно снижает точность изготовления, а нередко и делает невозможным изготовление с требуемой точностью. Особенно это сложно в небольших реактивных снарядах, т.к. в них требуется повышенная точность. Все это снижает точность стрельбы, а значит и эффективность. При этом сложность конструкции и изготовления снижает надежность, что также ухудшает эффективность. В управляемых снарядах снижение точности стрельбы может быть компенсировано усложнением аппаратуры управления, способной уменьшить отрицательные последствия из-за недостаточной точности изготовления, но при этом снижается надежность, возрастают габаритно-весовые характеристики как реактивного снаряда, так и всего комплекса в целом, ухудшается его транспортабельность и уязвимость от огня противника на поле боя, что в конечном итоге также снижает эффективность. Сохранение габаритно-весовых характеристик на том же уровне за счет уменьшения объема и веса, выделяемых на боевую часть и реактивный двигатель, приводит к снижению поражающего действия снаряда (из-за снижения боевой части) или уменьшению средней скорости полета или дальности стрельбы (за счет снижения мощности реактивного двигателя или времени его работы соответственно). Это также не способствует повышению эффективности. В неуправляемых реактивных снарядах снижение точности стрельбы компенсируется увеличением количества выстреливаемых снарядов, необходимых для уничтожения конкретной цели, что увеличивает время на эту операцию и повышает вероятность поражения расчета и всего комплекса с реактивным снарядом от огня противника. Эффективность не повышается.

Задачей изобретения является повышение эффективности за счет повышения точности стрельбы.

Поставленная задача решается тем, что в реактивном снаряде, содержащем реактивный двигатель с сопловым блоком, при этом часть сопл, смещенных относительно оси снаряда, имеют боковую составляющую силы тяги, корпус соплового блока выполнен преимущественно монолитным с расположением сопл в его теле, причем оси сопл с боковой составляющей расположены параллельно оси соплового блока, а с задней стороны в корпусе соплового блока выполнены выемки, полости которых пересекаются с выходной задней частью сопл со стороны их боковой составляющей силы тяги, при этом полости выемок с задней стороны в корпусе соплового блока могут быть выполнены в виде цилиндров, оси которых параллельны оси соплового блока, а сам корпус соплового блока выполнен из алюминиевого сплава.

Положительный эффект обеспечивается повышением надежности путем упрощения конструкции и технологии изготовления.

На фиг. 1 изображен предлагаемый снаряд; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Реактивный снаряд 1 содержит реактивный двигатель 2 с сопловым блоком 3. В приведенном на чертеже случае сопловой блок содержит шесть сопл 4, но их может быть и больше, и меньше, в зависимости от необходимости. Часть сопл 5, смещенных относительно оси 6 снаряда, имеют боковую составляющую силы тяги. Боковую составляющую силы тяги могут иметь и все сопла, также в зависимости от необходимости. Цифрами 7, 8 и 9 обозначены корпус реактивного двигателя, пороховой заряд и запальное устройство соответственно. Сопловой блок выполнен преимущественно монолитным с расположением сопл с боковой составляющей силы тяги в его теле 10. Оси 11 этих сопл расположены параллельно оси 12 соплового блока, а с задней стороны в корпусе соплового блока выполнены выемки 13, полости 14 которых пересекаются с выходной задней частью 15 сопл со стороны направления их боковой составляющей силы тяги. Полости выемок с задней стороны в корпусе соплового блока могут быть выполнены в виде цилиндров 16, оси 17 которых параллельны оси соплового блока. Сопловой блок может быть выполнен из алюминиевого сплава. Его установка в реактивном двигателе может быть осуществлена, например, как приведено на чертеже, по резьбе или радиальными винтами, проходящими через корпус реактивного двигателя в тело соплового блока, а также сваркой (при выполнении корпусов двигателя и соплового блока из одного и того же металла). Для завинчивания соплового блока в корпус двигателя (если он устанавливается по резьбе) в его корпусе выполнены выемки 18 под ключ.

Предлагаемый реактивный снаряд работает следующим образом.

Снаряд устанавливают на пусковую установку. Производят поджиг порохового заряда двигателя и снаряд выстреливается в сторону цели. Пороховые газы, проходя через сопла, в связи с тем, что в корпусе соплового блока, с задней его стороны выполнены выемки, полости которых пересекаются с выходной задней частью сопл со стороны необходимого направления боковой составляющей силы тяги, частично отклоняются в эту сторону, обеспечивая этим стабильное наличие расчетной величины этой боковой составляющей, имеющей обычно тангенциальную направленность относительно снаряда и обеспечивающей его раскрутку, чем и обеспечивается устойчивость реактивного снаряда на траектории во время полета.

Выполнение корпуса соплового блока преимущественно монолитным с расположением сопл в его теле, расположение осей сопл с боковой составляющей параллельно оси соплового блока, а также выполнение с задней стороны в корпусе соплового блока выемок, полости которых пересекаются с выходной задней частью сопл со стороны направления их боковой составляющей силы тяги, позволяет значительно упростить конструкцию и технологию изготовления, т.к. сопловой блок в этом случае имеет простую форму и оси сопл, расположенных в его теле, несмотря на то, что часть из них имеет боковую составляющую силы тяги, выполнены параллельно оси соплового блока, что значительно упрощает процесс изготовления. Режущий инструмент (сверла, развертки, фрезы и т.д.) врезается в корпус соплового блока под прямым углом и соответственно не испытывает несимметричности нагрузки в процессе работы. Это значительно упрощает базировку сопл и повышает ее точность, а также точность изготовления их внутренней конфигурации. Размерная цепочка на расположение и геометрическую конфигурацию сопл относительно реактивного двигателя в этом случае имеет минимальную протяженность и затрагивает фактически только сопловой блок, что также повышает точность, т.к. уменьшается возможный разброс по размерам на изготовление. Выполнение с задней стороны в корпусе соплового блока выемок, полости которых пересекаются с выходной задней частью сопл со стороны направления их боковой составляющей силы тяги, особенно при выполнении полости этих выемок в виде цилиндров, оси которых параллельны оси соплового блока, также не вызывает особых трудностей, т.к. режущий инструмент при этих операциях также работает в оптимальных условиях, под прямым углом к обрабатываемой поверхности, обеспечивая минимальный разброс по геометрическим параметрам. Даже, если в критическую часть сопл потребуется установка вкладышей из жаропрочного материала (при работе реактивного двигателя более 2 - 3 с), то и тогда размерная цепочка увеличится незначительно и соответственно ненамного возрастет возможный разброс по допускам. Все это повышает точность изготовления, а значит уменьшается возможный разброс параметров газовых струй, истекающих из реактивного двигателя во время его работы. Благодаря этому обеспечиваются наилучшие, без больших отклонений от оптимальных, условия раскрутки реактивного снаряда на траектории во время полета, повышая точность стрельбы. Эффективность подымается. Целесообразно выполнять корпус соплового блока из алюминиевого сплава, что позволяет без увеличения веса выполнять сопловой блок по толщине достаточным для расположения в его теле "полноценных" сопл (с входной их частью, критическим сечением и выходной частью). Корпус соплового блока в этом случае будет иметь форму толстостенного круга, в теле которого располагаются сопла. При выполнении корпуса соплового блока из стали ее толщина, необходимая для обеспечения прочности, будет иметь незначительную величину, недостаточную для размещения в теле корпуса соплового блока "полноценных" сопл. Для этого потребуются местные утолщения на корпусе соплового блока, что усложняет его конструкцию. К тому же, если эти утолщения будут расположены с внутренней стороны корпуса соплового блока, потребуется выполнять их специальной конфигурации с определенной точностью, т.к. в противном случае возможно внесение асимметричности в поток газов, идущих из зоны горения порохового заряда реактивного двигателя к соплам, что приведет к непредсказуемой асимметричности газового потока, истекающего из сопл со всеми отрицательными последствиями, в частности к разбалансировке полета реактивного снаряда, т. е., в конечном итоге, к понижению точности стрельбы. Эффективность упадает. Также, как отмечалось выше, усложнение конструкции и процесса изготовления понижает надежность. Это тоже не способствует повышению эффективности.

Предложенное техническое решение может быть использовано в реактивных снарядах (в управляемых или в не управляемых), имеющих как одну ступень, так и несколько, а также в реактивных снарядах, в которых задняя ступень состоит из несколько реактивных двигателей, расположенных вокруг предыдущей ступени или же собранных в пакет, но по каким-либо соображениям двигатели задней ступени устанавливаются под углом к передней и необходимо обеспечить направление тяги двигателей задней ступени параллельное оси передней. В последнем случае это достигается отклонением силы тяги всех сопл по каждому реактивному двигателю задней ступени в сторону оси снаряда (передней ступени) и обеспечение ее параллельность этой оси. При этом во всех вариантах не все сопла могут иметь боковую составляющую силы тяги.

Предложенное техническое решение позволяет поднять эффективность за счет повышения точности стрельбы, обеспечиваемой повышением надежности путем упрощения конструкции и технологии изготовления.

Изобретение относится к оборонной технике, в частности к реактивным снарядам. Задачей изобретения является повышение эффективности за счет повышения точности стрельбы. Поставленная задача решается тем, что в реактивном снаряде, содержащем реактивный двигатель с сопловым блоком, хотя бы часть сопл смещена относительно оси снаряда и имеет боковую составляющую силы тяги. Корпус соплового блока выполнен преимущественно монолитным с расположением сопл в его теле. Оси сопл с боковой составляющей расположены параллельно оси соплового блока, а с задней стороны в корпусе соплового блока выполнены выемки, полости которых пересекаются с выходной задней частью сопл со стороны их боковой составляющей силы тяги. Полости выемок с задней стороны в корпусе соплового блока могут быть выполнены в виде цилиндров, оси которых параллельны оси соплового блока. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Реактивный снаряд, содержащий реактивный двигатель с сопловым блоком, в котором хотя бы часть сопл смещена относительно оси снаряда с возможностью создания боковой составляющей силы тяги, отличающийся тем, что сопла расположены в теле корпуса соплового блока, при этом оси сопл с боковой составляющей силы тяги расположены параллельно оси соплового блока, а с задней стороны в теле корпуса соплового блока выполнены выемки, полости которых пересекаются с выходной задней частью сопл со стороны направления их боковой составляющей силы тяги. 2. Снаряд по п. 1, отличающийся тем, что полости выемок в теле корпуса соплового блока выполнены в виде цилиндров, оси которых параллельны оси соплового блока. 3. Снаряд по п. 1 или 2, отличающийся тем, что корпус соплового блока выполнен монолитным.