ГАЗОРЕАКТИВНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА Российский патент 2000 года по МПК F42B10/60 B64C15/00 

Изобретение относится к военной технике, а именно системам управления реактивных снарядов, и может быть использовано при разработке реактивных снарядов реактивных систем залпового огня.

Как известно, в настоящее время проводятся работы по повышению эффективности стрельбы реактивными снарядами, в том числе в направлении повышения кучности и точности стрельбы за счет применения различных систем управления, размещаемых на борту реактивной снаряда.

Известны системы управления, в которых для управления применяются газореактивные системы, использующие сжатый газ в качестве рабочего тела (см., например, книгу Беляев Н.М., Уваров Е.И. "Расчет и проектирование реактивных систем управления космических летательных аппаратов", М., Машиностроение, 1974 г., стр.46-50, рис. 2.6-2.8). Такие системы содержат источник рабочего тела (аккумулятор давления), исполнительные органы и устройства автоматики. Рабочим телом в этих системах является сжатый газ, поэтому одним из их недостатков являются низкие удельные энергетические характеристики.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось управление объектами малыми управляющими усилиями, без предъявления требований к габаритным характеристикам системы управления.

Общими признаками с предлагаемой авторами газореактивной системой управления являются наличие источника рабочего тела (аккумулятора давления), исполнительных органов и устройств автоматики.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является система управления (см. книгу "Струйная автоматика в системах управления" под ред. В. В. Орлова, -М.: Машиностроение, 1975 г. , стр. 335 - 336, рис. 146), принятая авторами за прототип. Она содержит корпус, твердотопливный аккумулятор давления, газораспределитель, сопла, соединенные между собой каналами, и устройства автоматики.

Такая конструкция системы управления позволяет обеспечить требуемые управляющие усилия в условиях ограничения габаритов системы управления.

Однако при увеличении энергетических характеристик аккумулятора давления, в целом ряде случаев в нем возбуждается вибрационное горение, сопровождающееся механическими вибрациями и появлением знакопеременных нагрузок, что часто приводит к отказам в работе устройств автоматики и нарушению целостности конструкции.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата, при использовании известной системы управления, принятой за прототип, относится то, что в ней формирование управляющих усилий обеспечивается при низких энергетических характеристиках аккумулятора давления вследствие применения имевшихся относительно низкоэнергетических твердых ракетных топлив.

Таким образом, задачей данного технического решения-прототипа являлось обеспечение требуемых управляющих усилий при ограниченных габаритах системы управления и относительно низких энергетических характеристиках аккумулятора давления.

Общими признаками с предлагаемой авторами газореактивной системой управления является наличие корпуса, твердотопливного аккумулятора давления, газораспределителя, сопл и устройств автоматики.

В отличие от прототипа, в предлагаемой авторами газореактивной системе управления аккумулятор давления закреплен консольно с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, при этом масса аккумулятора давления составляет 0,15 - 0,30 суммарной массы газореактивной системы управления.

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

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

Задачей предлагаемого изобретения является повышение величины создаваемого газореактивной системой управления управляющего усилия в условиях ограниченных габаритов системы управления путем увеличения энергетических характеристик аккумулятора давления за счет использования современных высокоэнергетических твердых топлив при обеспечении стабильности работы газореактивной системы управления реактивного снаряда.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известной газореактивной системе управления, содержащей корпус, твердотопливный аккумулятор давления, газораспределитель, сопла и устройства автоматики, особенность заключается в том, что аккумулятор давления закреплен консольно с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, при этом масса аккумулятора давления составляет 0,15 - 0,30 суммарной массы газореактивной системы управления.

Новая совокупность конструктивных элементов, выражающаяся во взаимном расположении узлов, наличии и форме выполнения связей, а также соотношения параметров узлов позволяют, за счет:
- закрепления аккумулятора давления консольно с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса - сообщить аккумулятору давления дополнительную степень свободы относительно газореактивной системы управления, обеспечив аккумулятору давления возможность совершать колебания независимо от корпуса, газораспределителя, сопл и устройств автоматики газореактивной системы управления и тем самым исключить передачу колебаний аккумулятора при возникновении в нем вибрационного горения на устройства автоматики;
- выполнения аккумулятора давления с массой, составляющей 0,15 - 0,30 суммарной массы газореактивной системы управления - обеспечить требуемую амплитуду колебаний аккумулятора давления. В случае выполнения аккумулятора давления с массой, превышающей 0,3 суммарной массы газореактивной системы управления, радиальные колебания аккумулятора давления приводят к ударам аккумулятора давления по корпусу газореактивной системы управления, приводящим к нарушению работы устройств автоматики и (или) к разрушению конструкции реактивного снаряда, а уменьшение массы аккумулятора давления ниже 0,15 суммарной массы газореактивной системы управления нецелесообразно из-за связанного с этим ухудшения качества конструкции (отношения массы конструкции к массе размещенного в ней топлива).

Сущность изобретения заключается в том, что в газореактивной системе управления, содержащей корпус, твердотопливный аккумулятор давления, газораспределитель, сопла и устройства автоматики, в отличие от прототипа, аккумулятор давления закреплен консольно с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса газореактивной системы управления, при этом масса аккумулятора давления составляет 0,15 - 0,30 суммарной массы газореактивной системы управления.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид газореактивной системы управления, а на фиг. 2 приведена величина амплитуды радиальных колебаний в зависимости от массы аккумулятора давления.

Предлагаемая газореактивная система управления состоит из корпуса 1, аккумулятора давления 2 на твердом ракетном топливе, газораспределителя 3, сопл 4, устройств автоматики 5. Аккумулятор давления 2 закреплен с зазором А между его наружной поверхностью В и внутренней поверхностью С корпуса 1 газореактивной системы управления.

Описанная газореактивная система управления работает следующим образом.

При горении твердого ракетного топлива в аккумуляторе давления 2 продукты его сгорания, являющиеся рабочим телом газореактивной системы управления, поступают к газораспределителю 3. По командам устройств автоматики 5 газораспределитель 3 подает управляющее давление к соплу 4. При возникновении вибрационного горения аккумулятор 2 начинает совершать колебание (преимущественно радиальные) в зазоре А между его наружной поверхностью В и внутренней поверхностью С корпуса 1 независимо от корпуса 1 и устройств автоматики 5 газореактивной системы управления, исключая передачу на них механических вибраций и знакопеременных нагрузок.

Выполнение системы управления в соответствии с изобретением позволило обеспечить стабильность работы газореактивной системы управления реактивного снаряда, повысить величину создаваемого управляющего усилия в условиях ограниченных габаритах системы управления путем сообщения аккумулятору давления дополнительной степени свободы относительно газореактивной системы управления и обеспечения аккумулятору давления возможности совершать радиальные колебания независимо от корпуса и устройств автоматики газореактивной системы управления.

Указанный положительный эффект подтвержден лабораторными и стендовыми испытаниями опытных образцов газореактивной системы управления, выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время намечено серийное производство газореактивной системы управления по конструкторской документации, разработаной в соответствии с изобретением.

Изобретение относится к области реактивных артиллерийских боеприпасов. Газореактивная система управления реактивного снаряда содержит корпус, твердотопливный аккумулятор давления, газораспределитель, сопла и устройства автоматики. Аккумулятор давления закреплен консольно с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, а масса аккумулятора составляет 0,15 - 0,30 суммарной массы всей газореактивной системы управления. Изобретение повышает стабильность в работе системы управления и кучность стрельбы реактивной системы залпового огня. 2 ил.

Газореактивная система управления реактивного снаряда, содержащая корпус, твердотопливный аккумулятор давления, газораспределитель, сопла и устройства автоматики, отличающаяся тем, что аккумулятор давления закреплен консольно с зазором между его наружной поверхностью и внутренней поверхностью корпуса, при этом масса аккумулятора давления составляет 0,15 - 0,30 суммарной массы газореактивной системы управления.