УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД Российский патент 1999 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области управляемых снарядов, и может быть использовано в конструкциях ракет, выполненных по аэродинамической схеме "утка", с одноканальной системой управления.

Известен управляемый снаряд Ред Ай ("Land-Based Air Defence", Seventh Edition, 1994 - 1955, стр. 46 - 48), принятый за аналог [1].

Снаряд [1] состоит из рулей в одной плоскости, дестабилизаторов в другой плоскости, реактивного двигателя, боевой части, крыльев. Недостатком такой конструкции является недостаточная высокая эффективность аэродинамических органов управления. Конструкция рулей имеет консоли прямоугольной формы в плане большого удлинения, несущие способности которых ограничены из-за нелинейного характера управляющей силы по углам атаки и углам отклонения рулей. Симметрия по аэродинамическим характеристикам планера по двум плоскостям обеспечивается установкой дестабилизаторов, что усложняет конструкцию снаряда.

Известен управляемый снаряд "Стрела-2" комплекса 9К32 (SA-7A) (Российское ракетное оружие 1943 - 1993 г. Справочник. Издание 2, исправленное и дополненное. Санкт-Петербург. "Пика" 1993 г.), приятный за прототип [2].

Управляемый снаряд [2] состоит из головного отсека 1, рулей в одной плоскости 2, рулевого отсека 3, боевой части 4 двигательной установки 5, стабилизатора 6, крыльев 7.

Недостатком такой конструкции управляемого снаряда, выполненного по схеме "утка", является то, что расположение рулей в одной плоскости создает несимметрию аэродинамических характеристик по каналам управления. Для симметрии (осреднение по каналам) аэродинамических характеристик снарядов с одноканальной системой управления необходимо задавать большую (20 - 25 об. /с) угловую скорость вращения по крену. При этом усложняется рулевой привод (из-за быстродействия), усложняется конструкция снаряда. Кроме того, относительное положение несущих поверхностей крыльев и рулей по схеме "плюс, (+)" не позволяет, из-за небольшой величины коэффициента скоса потока от рулей на консолях стабилизатора на углах атаки 3 - 8^o (фиг.3), повысить эффективность управления.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности управления снаряда за счет симметрирования аэродинамических характеристик в курсовой и тангажной плоскостях управления, а также за счет повышения управляющего момента.

В предлагаемой конструкции управляемого снаряда, выполненного по аэродинамической схеме "утка", с одноканальной системой управления, содержащего рули в одной плоскости, разгонно-маршевый двигатель, стабилизатор с расположением неподвижных несущих поверхностей по иксообразной схеме во взаимно перпендикулярных плоскостях, повышение эффективности достигается тем, что консоли стабилизатора выполнены под углом 30 - 40^o к плоскости консолей рулей. Консоли рулей выполнены в плоскости, проходящей через продольную ось корпуса снаряда симметрично между консолями стабилизатора, при этом соотношение площадей консоли стабилизатора и руля выполнено как 1 : (0,10 - 0,20).

Данное техническое предложение позволяет получить симметрию планера снаряда с рулями в одной плоскости по основным аэродинамическим характеристикам за счет выполнения несущих поверхностей (консолей) стабилизатора под углом 30 - 40^o к плоскости консолей рулей, при соотношении площадей консоли стабилизатора и руля как 1 : (0,10 - 0,20). Кроме того, такая конструкция позволяет за счет увеличения коэффициента скоса потока на летных углах атаки 3 - 8^o (фиг.3) повысить эффективность управления снаряда без увеличения габаритно-массовых характеристик рулей и рулевого привода.

По сравнению с прототипом, при наличии общих конструктивных признаков и свойств, управляемый снаряд с предложенной конструкцией позволяет: обеспечить симметрию по основным аэродинамическим характеристикам без введения дополнительных элементов (дестабилизаторов) в конструкцию снаряда и без увеличения угловой скорости вращения по крену, повысить эффективность управления без увеличения площади рулей.

На фиг. 1,2 представлен управляемый снаряд предлагаемой конструкции; на фиг. 3 - график зависимости коэффициента скоса потока от рулей на стабилизатор от углом атаки снаряда, K_ε = f(a), для прототипа и для предлагаемой конструкции.

Управляемый снаряд (фиг. 1,2) состоит из рулей 1, рулевого привода 2, боевой части 3, маршевого двигателя с двумя боковыми соплами 4, стабилизатора с четырьмя консолями 5.

На фиг.3 : 1 - кривая зависимости K_ε = f[a] для прототипа, консоли рулей и стабилизатора выполнены в одной плоскости, т.е. по схеме минус-плюс (-+)], 2,3 - кривые зависимости K_ε = f(a) для предлагаемой конструкции, где консоли рулей выполнены относительно стабилизаторов по схеме "минус-икс" (-Х), 2 - с углом f = 30^o, 3 - с углом f = 40^o.

В полете на снаряде, выполненном по схеме "утка", управляющий момент создается при отклонении рулей (Mzp) на угол (бр). Кроме того, на консолях стабилизатора от скоса потока рулей создается дополнительная подъемная сила (Cy_ε), значение которой составляет 30 - 40% от подъемной силы рулей (Сур). Управляющий момент от скоса потока определяется по зависимости: Mz_ε = Cy_εΔX_ст, где ΔX - расстояние от точки приложения силы Cy_ε до центра тяжести снаряда. Суммарное значение управляющего момента определяется соотношением: Mz_y = Mzp+Mz_ε.
Из приведенных данных (фиг.3) следует, что максимальное значение коэффициента скоса потока от рулей на консоли стабилизатора в диапазоне углов атаки 3 - 8^o (летные углы атаки управляемых противотанковых снарядов) достигается при иксобразной схеме (-х) расположения несущих поверхностей стабилизатора относительно рулей при угле f = 30 - 40^o. При этом, значение подъемной силы от скоса потока в 1,5 - 2,0 раза превышает значения для прототипа. Для малогабаритных противотанковых снарядов с предложенной конструкцией значение управляющего момента от скоса потока) повышается на 30 - 40%, что приводит к повышению располагаемой перегрузки управляемого снаряда на 15 - 20%.

Симметрия динамических характеристик снаряда (стабилизирующего момента, углоd атаки) в курсовой и тангажной плоскостях достигается путем выполнения консолей стабилизатора под углом f = 30 - 40^o к плоскости консоли руля, при оптимальных соотношениях площадей консолей руля и стабилизатора как 1 : (0,10 ... 0,20).

Проведение аэродинамические продувки и летные испытания снаряда (типа ПТУРС 9М133, комплекса "Корнет"), с одноканальной системой управления позволили выбрать оптимальные углы f = 30 - 40^o и соотношения площадей консоли стабилизатора и консоли руля как 1 : (0,10 - 0,20).

Применение в конструкциях противотанковых малогабаритных снарядах данного технического предложения позволило повысить эффективность управления без увеличения габаритно-массовых характеристик рулей и рулевого привода, упростить конструкцию снаряда.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Источники
1. Управляемый снаряд Ред Ай ("Land - Based Air Defence", Seventh Edition, 1994-1995, стр. 46-48).

2. Управляемый снаряд "Стрела-2" комплекса 9К32 (SA-74). (Российское ракетное оружие 1943-1993г. Справочник. Издание второе исправленное и дополненное. Санкт-Петербург. "Пика", 1993).

Изобретение относится к ракетному вооружению. Управляемый снаряд, выполненный по аэродинамической схеме "утка", с одноканальной системой управления, содержит консоли стабилизатора, расположенные под углом 30 - 40^o к плоскости консолей рулей. Консоли рулей установлены в плоскости, проходящей через продольную ось снаряда симметрично между консолями стабилизатора. Площадки консолей стабилизатора и рулей выполнены в соотношении 1 : (0,10 - 0,20). Изобретение позволяет повысить эффективность управления снарядом и упростить его конструкцию. 3 ил.

Управляемый снаряд, выполненный по аэродинамической схеме "утка", с одноканальной системой управления, содержащий рули в одной плоскости, стабилизатор с расположением неподвижных несущих поверхностей по иксообразной схеме во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем, что в нем консоли несущих поверхностей стабилизатора в поперечной плоскости выполнены под углом 30 - 40^o относительно плоскости консолей рулей, при этом соотношение площадей консолей стабилизатора и рулей выполнено как 1 : (0,10 - 0,20).