АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ СТАБИЛИЗАТОР РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА ЗАЛПОВОГО ОГНЯ Российский патент 1999 года по МПК F42B10/18 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к реактивным снарядам систем залпового огня.

Объект изобретения представляет собой аэродинамический стабилизатор к реактивному снаряду системы залпового огня повышенной эффективности.

Для успешной борьбы со многими площадными и крупноразмерными наземными целями широко применяются реактивные системы залпового огня. В состав их входят реактивные снаряды различного назначения. Стабилизация таких снарядов на всей или большей части траектории осуществляется с помощью аэродинамических стабилизаторов. Так известны реактивные снаряды М8 и М13, обеспечивающие поражение площадных и крупноразмерных целей (смотри, например, Куров В.Д., Должанский Ю.М. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов. - М.: Оборонгиз 1961, с. 11), принятые за аналоги. В их конструкции используются стабилизаторы, содержащие прочно скрепленные с корпусом (обтекателем) лопасти.

Задачей данного технического решения являлось обеспечение устойчивого полета реактивных снарядов. Однако наличие прочно скрепленного (нераскрывающегося) оперения не позволяет разместить на пусковой установке большое количество снарядов, что снижает эффективность применения системы.

Общими признаками с предлагаемой авторами конструкцией аэродинамического стабилизатора реактивного снаряда залпового огня является наличие в составе аналогов стабилизатора, содержащего обтекатель и лопасти.

Опыт проектирования и эксплуатации реактивных систем залпового огня показал, что наиболее рациональным компоновочным решением является размещение реактивных снарядов перед пуском и запуск их из трубчатых направляющих. В этом случае на одной транспортной единице (боевой машине) удается разместить наибольшее количество реактивных снарядов. Запуск реактивного снаряда из трубчатой направляющей требует применение на нем стабилизатора с подвижными лопастями. Лопасти такого стабилизатора находятся в сложенном положении перед запуском и в процессе движения по направляющей, а после выхода из направляющей раскрываются.

В последнее время одним из основных путей повышения боевой эффективности стало использование разделяющихся на траектории реактивных снарядов большого удлинения (см. , например, Гогин В., Федосеев А. Перспективы развития реактивных систем залпового огня. - "Зарубежное военное обозрение", N 1, 1995 г. или Анисимов В. Боеприпасы с высокоточными боевыми элементами. - "Зарубежное военное обозрение" N 11, 1994 г.), обеспечивающее поражение живой силы, небронированной и бронированной техники при вертикальном подходе боеприпаса к цели. В этих реактивных снарядах благодаря вертикализации траектории доставки боевой части к цели достигается многократное повышение боевой эффективности по сравнению с традиционными снарядами с характерной для них баллистической траекторией.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к изобретению является стабилизатор разделяющегося на траектории реактивного снаряда системы залпового огня "Смерч" (журнал "Military Parade", М. , АО "Милитэри Перейд", May-june 1994, p. 22-27/120-121/), принятый авторами за прототип. Он содержит обтекатель, в котором на осях закреплены складывающиеся лопасти. Раскрытие лопастей производится под действием специальных пружин, размещенных на осях и работающих на кручение. Эти стабилизаторы нашли применение в реактивных снарядах (в первую очередь залпового огня) последних поколений.

Стабилизатор, принятый за прототип, функционирует следующим образом. Перед запуском реактивного снаряда лопасти стабилизатора находятся в сложенном состоянии. После запуска в течение некоторого времени, пока снаряд движется по направляющей, лопасти стабилизатора продолжают находиться в сложенном состоянии. После схода с направляющей лопасти под действием пружин, работающих на кручение, поворачиваются на осях и раскрываются, обеспечивая устойчивое движение снаряда по траектории. В заданной точке траектории производится принудительное нарушение механической связи между боевой частью и реактивным двигателем. Далее боевая часть и двигатель движутся независимо друг от друга. Так как обтекатель с лопастями расположены на реактивном двигателе, он после отделения боевой части сохраняет устойчивый полет. В результате этого возникает возможность пересечения траектории реактивного двигателя с траекторией тормозящейся боевой части, что может привести к их соударению, сопровождающемуся потерей работоспособности боевой части.

Задачей данного технического решения (прототипа) являлось размещение на боевой машине наибольшего количества реактивных снарядов залпового огня при обеспечении их устойчивого полета.

Общими признаками с предлагаемым аэродинамическим стабилизатором реактивного снаряда залпового огня является наличие в стабилизаторе - прототипе обтекателя и осей, на которых размещены пружины и складывающиеся лопасти.

В отличие от прототипа в отбекателе предлагаемого аэродинамического стабилизатора реактивного снаряда залпового огня выполнены Г-образные пазы, один из участков которых ориентирован в аксиальном направлении, а другой - в сторону, обратную направлению вращения снарядов, образуя между собой тупой угол, причем обтекатель с внутренней стороны и лопасти со стороны боевой части снабжены упорами, между которыми размещены пружины, выполненные в виде пружин сжатия.

Это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существующих признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.

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

Задачей предлагаемого изобретения является создание аэродинамического стабилизатора для разделяющегося на траектории реактивного снаряда залпового огня, обеспечивающего повышение (по сравнению с прототипом) боевой эффективности и надежности функционирования за счет исключения возможности соударения реактивного двигателя и боевой части после их разделения.

Указанный технический результат достигается тем, что в аэродинамическом стабилизаторе, содержащем обтекатель и оси, на которых размещены пружины и складывающиеся лопасти, согласно изобретению в обтекателе выполнены Г-образные пазы, один из участков которых ориентирован в аксиальном направлении, а другой - в сторону, обратную направлению вращения снаряда, образуя между собой тупой угол, причем отбекатель с внутренней стороны и лопасти со стороны боевой части снабжены упорами, между которыми размещены пружины, выполненные в виде пружин сжатия.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между деталями аэродинамического стабилизатора, позволяют, в частности, за счет выполнения:
- в обтекателе Г-образных пазов, один из участков которых ориентирован в аксиальном направлении, а другой - в сторону, обратную направлению вращения снаряда, образуя между собой тупой угол - обеспечить закрытие лопастей стабилизатора в момент отделения боевой части, а также раскрытие и фиксацию их после прекращения действия отрицательного ускорения;
- в обтекателе с внутренней стороны и на лопастях со стороны боевой части упоров, между которыми размещены пружины в виде пружин сжатия - обеспечить возможность перемещения лопастей в осевом направлении под действием осевого ускорения, сообщаемого двигателю при отделении от него боевой части, а также после прекращения действия этого ускорения.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.1).

Аэродинамический стабилизатор состоит из обтекателя 1, осей 2, пружин 3 и лопастей 4. Лопасти 4 со стороны боевой части 5 снабжены упорными поверхностями 6, а обтекатель 1 с внутренней стороны - упорными поверхностями 7. Кроме того, в обтекателе 1 выполнены Г-образные пазы 8. На фиг. 2 показаны пазы в увеличенном масштабе. Буквами "а", "б", "в" обозначены различные участки паза. Угол aльфа >90^o. Пунктиром показано направление движения лопасти 4 под действием отрицательной осевой перегрузки при разделении.

Благодаря такому конструктивному исполнению стабилизатора обеспечивается создание с момента отделения боевой части 5 локального неустойчивого полета реактивного двигателя 9 за счет складывания лопастей 4 на время действия отрицательной осевой перегрузки. Это вызывает появление больших углов атаки у реактивного двигателя 9 и резкое отключение направления его полета от первоначальной траектории. Для того, чтобы реактивный двигатель 9 продолжал устойчивый полет в измененном направлении и, тем самым, избежал бы соударения с боевой частью 5 после действия отрицательного ускорения, лопасти 4 вновь раскрываются. В противном случае, то есть при сохранении неустойчивого полета реактивного двигателя со сложенными лопастями, происходит его резкое торможение, затягивающее время полета до земли в 2 - 3 раза по отношению к устойчивому полету, что создает возможность его соударения с другими снарядами залпа.

Предлагаемый аэродинамический стабилизатор работает следующим образом.

После запуска, когда снаряд движется по направляющей пусковой трубе, лопасти 4 находятся в сложенном положении. После выхода из направляющей под действием центробежных сил и усилий пружин 3, взаимодействующих с упорами 6 и 7, находящиеся в пазах 8 части лопастей 4 скользят вдоль участков "в" пазов. Благодаря этому происходит раскрытие лопастей 4 и перемещение их в крайнее правое положение вдоль участка "а". В этом положении лопасти 4 фиксируются, обеспечивая стабилизированное движение реактивного снаряда вплоть до разделения. В момент разделения на двигатель 9 и размещенный на нем стабилизатор действует отрицательное ускорение, в результате чего возникают осевые инерционные силы, преодолевающие усилие пружин 3, и лопасти 4 перемещаются вперед вдоль оси снаряда по участку паза "а". Дойдя до участка "б", под действием составляющей усилия реакции со стороны участка "б", направленного в радиальном направлении, лопасти 4 складываются. С этого момента реактивный двигатель 9 теряет устойчивость, происходит нарастание угла атаки и изменяется направление его полета. После прекращения действия расталкивающего импульса, когда инерционные силы становятся меньше усилия пружин 3, благодаря тупому углу α между участками "а" и "в" паза 8 под действием пружин 3 и реакций участков "в" пазов лопасти 4 скользят по пазам 8 и возвращаются назад в первоначальное положение, где и фиксируются. Реактивный двигатель 9 вновь обретает устойчивость и движется в измененном направлении, не пересекающемся с траекторией движения отделившейся боевой части 5. Благодаря этому и исключается возможность соударения разделившихся частей.

Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями образцов реактивных снарядов залпового огня, оснащенных аэродинамическими стабилизаторами, выполненными в соответствии с предлагаемым изобретением.

В настоящее время ведется разработка рабочей конструкционной документации, запланированы изготовление и испытания опытных образцов, намечено серийное производство системы.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к аэродинамическим стабилизаторам, и может быть использовано при разработке реактивных снарядов систем залпового огня с отделяющимися боевыми частями. В обтекателе аэродинамического стабилизатора выполнены Г-образные пазы, один из участков которых ориентирован в аксиальном направлении, а другой - в сторону, обратную направлению вращения снаряда, образуя между собой тупой угол. Обтекатель с внутренней стороны и лопасти со стороны боевой части снаряда снабжены упорами, между которыми размещены пружины, выполненные в виде пружин сжатия. Изобретение позволяет создать стабилизирующее устройство, обеспечивающее повышение эффективности и надежности боевого применения за счет исключения возможности соударения реактивного двигателя и боевой части после их разделения. 2 ил.

Аэродинамический стабилизатор реактивного снаряда залпового огня, содержащий обтекатель и оси с размещенными на них пружинами и складывающимися лопастями, отличающийся тем, что в обтекателе выполнены Г-образные пазы, один из участков которых ориентирован в аксиальном направлении, а другой - в сторону, обратную направлению вращения снаряда, образуя между собой тупой угол, причем обтекатель с внутренней стороны и лопасти со стороны боевой части снабжены упорами, между которыми размещены пружины, выполненные в виде пружин сжатия.