БИКАЛИБЕРНАЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ РАКЕТА Российский патент 1999 года по МПК G01W1/08 

Предлагаемое изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в многоступенчатых ракетах, применяемых при зондировании и исследовании атмосферы.

При исследовании земной атмосферы используется бикалиберная ракета [1], состоящая из стартовой ступени, переходного конуса, двигателя. Недостатком этой ракеты являются большие опасные зоны падения двигателя.

Известны ракеты [2], состоящие из маршевой ступени, переходного конуса, реактивного двигателя, которые используются для исследования атмосферы.

Недостатком такого устройства является то, что при использовании его в качестве метеорологической ракеты для исследования атмосферы возникает проблема в опасных зонах падения реактивного двигателя. Дело в том, что переходной конус, пристыкованный к реактивному двигателю, имеет неоптимальную длину. Неоптимальная длина переходного конуса приводит к устойчивому полету отделившегося реактивного двигателя, а значит, к увеличению опасной зоны падения его.

Целью настоящего изобретения является уменьшение зоны падения отработавших реактивных двигателей за счет оптимального выбора длины переходного конуса.

Указанная цель достигается тем, что в бикалиберной метеорологической ракете, состоящей из маршевой ступени, переходного конуса, стартового двигателя, переходной конус выполнен длиной, определенной из соотношения
l_k = (1,6 - 2,3) (D-d),
где l_k - длина переходного конуса;
D - диаметр стартового двигателя;
d - диаметр маршевой ступени.

Выбранная таким образом длина переходного конуса делает реактивный двигатель неустойчивым, что значительно уменьшает опасные зоны его падения. Неустойчивость реактивного двигателя получается в связи с тем, что переходной конус имеет подъемную силу, в несколько раз превышающую подъемную силу стабилизаторов. Поэтому опрокидывающий момент, возникающий от действия подъемной силы переходного конуса, и приводит к неустойчивому полету реактивного двигателя.

Полученная неустойчивость полета реактивного двигателя приводит к уменьшению зоны падения.

Для 4 метеорологических ракет, представленных в [1], длина переходного конуса равна:
I - 141,7 мм; II - 141,7 мм; III - 251,1 мм; IV - 129,6 мм, где I, II, III, IV - номера метеорологических ракет (слева-направо). По представленному соотношению длина переходного конуса для двух диапазонов равна:
1,6 (D-d) - 2,3 (D-d)
I -71,3 - 102,5
II- 97,2 - 137,7
III- 349,9 - 502,2
IV -168,5 - 242,2
Из рассмотрения длин переходных конусов, определенных по соотношению и измеренных на известных ракетах I, II, III, IV, видно, что длины переходных конусов не входят в диапазон длин переходных конусов, определенных по соотношению.

Это приводит к устойчивому полету реактивного двигателя известных ракет, а значит, к увеличенным опасным зонам падения.

На чертеже представлена схема бикалиберной метеорологической ракеты.

Маршевая ступень 1 через переходной конус 2 соединена с реактивным двигателем 3 и блоком стабилизаторов 4. Причем переходной конус 2 соединен с реактивным двигателем 3.

Устройство работает следующим образом: после выгорания топлива в реактивном двигателе 3 реактивный двигатель 3 вместе с переходным конусом 2 под действием аэродинамического сопротивления, ввиду разности калибров маршевой ступени и реактивного двигателя, отделяется от маршевой ступени. Последний, отделившись, совершает неустойчивый полет до падения его на землю.

Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с существующими метеорологическими ракетами следующее преимущество: уменьшение зон падения отработавших реактивных двигателей.

Источник информации
1. Исследовательские и метеорологические ракеты мира. -Л.: Гидрометеоиздат, 1979, с. 124, рис. 67.

2. Там же, с. 206, рис. 127.

Бикалиберная метеорологическая ракета может использоваться для зондирования и исследования атмосферы. Ракета состоит из маршевой ступени, переходного конуса и стартового двигателя. Длина переходного конуса определяется из соотношения l_k = (1,6 - 2,3) (D - d), где l_k - длина переходного конуса, D - диаметр стартового двигателя, d - диаметр маршевой ступени. Уменьшена зона падения отработавшего реактивного двигателя за счет оптимального выбора длины переходного конуса. 1 ил.

Бикалиберная метеорологическая ракета, состоящая из маршевой ступени, переходного конуса, стартового двигателя, отличающаяся тем, что в ней переходной конус выполнен длиной, определенной из соотношения
l_к=(1,6^oC2,3) (D - d),
где l_к - длина переходного конуса;
D - диаметр стартового двигателя;
d - диаметр маршевой ступени.