УПРАВЛЯЕМЫЙ СНАРЯД Российский патент 2001 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к оборонной технике, а точнее к управляемым реактивным снарядам (УPC) и управляемым ракетам (УР).

Известно, что в настоящее время во всех армиях мира необычайно возрос спрос на высокоточное оружие, что обусловлено необходимостью обеспечения условий ведения военных действий с поражением малоразмерных целей на больших расстояниях, но с минимальным ущербом для мирного населения. Таким требованиям удовлетворяют УРС и УР нового поколения с использованием активного, полуактивного и пассивного самонаведения.

Известно, что УРС и УР с самонаведением большую часть времени летят по баллистической траектории, и только на конечном ее участке включается головка самонаведения (ГСН) и система управления, происходит захват цели и дальнейшее наведение на нее УРС или УР. Поэтому для стрельбы на разные дистанции в такого рода оружии используется аппаратура управления, оснащенная программными устройствами с введением перед выстрелом циклограммы работы конкретно для каждой дистанции - это требует наличия специальных установочных устройств, часовых механизмов отсчета времени полета, начиная с запуска УРС или УР и т.п.

Такое оружие значительно дороже УРС и УР старого поколения (80 - 90 г.г. ), поэтому, как и у нас в стране, так и за рубежом, ведется интенсивная работа по снижению трудоемкости его изготовления - и это стало одной из главнейших задач при проектировании УРС и УР нового поколения. Так в известном снаряде 3ОФ39 (см. "152-мм выстрел 3ВОФ64 (3ВОФ93) с осколочно-фугасным снарядом 3ОФ39...". Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3ВОФ64.00.00.000 ТО (3ВОФ93.00.00.000 ТО), Москва, Военное издательство, 1990 г. ), содержащем снарядный отсек (ОС) - рис.5 техописания, отсек управления (ОУ) - рис.4, с носовым блоком - рис.16 и автопилотным блоком (БА) - рис. 21, в который входит блок питания и преобразования (БПП) - рис.26, с электронной аппаратурой, термоэлектробатареями и инерциальный гироскоп, формирование импульса для включения батарей и инерциального гироскопа через заданное после пуска снаряда время выполняет программное устройство взведения (УВП) - рис. 17: после запуска часового механизма 4 в определенное, заранее установленное время срабатывает накольный механизм 2, который через капсюль-воспламенитель поджигает заряд, газы от которого приводят в действие импульсный магнитоэлектрический генератор 12, при размыкании магнитной цепи которого (движении якоря) в его обмотке наводится ток, достаточный для поджига электровоспламенителей батарей и запуска гироскопа. Установка режима работы (в зависимости от дальности стрельбы) производится при помощи 2-х позиционных переключателей с углом поворота на 90^o, установленных в БПП на его торце со стороны ОС и установочного механизма УВП.

Представленная выше конструкция снаряда 3ОФ39, хотя и обеспечивает введение перед выстрелом заданной программы работы снаряда, в то же время трудоемкость устройств, позволяющих решить эту задачу, составляет почти 10% трудоемкости всего снаряда, они занимают большие габариты и, обладая значительной массой, снижают тем самым общую эффективную массу снаряда. Кроме того, ввиду наличия сложных, взаимосвязанных между собой механизмов, чувствительных к попаданию в них влаги и пыли, надежность снаряда при работе на предельных температурах значительно снижается.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных выше недостатков управляемого снаряда, а именно - упрощение его конструкции, снижение трудоемкости изготовления при одновременном повышении надежности.

Для решения этой задачи в управляемом снаряде, содержащем корпус, аппаратуру управления, таймер, блок установок, магнитоэлектрический генератор и термоэлектробатарею запуска гироскопа, таймер выполнен электронным в составе аппаратуры управления и электрически соединен через блок установок с термоэлектробатареей запуска гироскопа, запальные цепи которой соединены с жестко установленным в корпусе снаряда параллельно его продольной оси магнитоэлектрическим генератором, якорь которого выполнен в виде инерционного груза, ориентированного в сторону, противоположную полету снаряда, при этом сзади якоря образована полость, свободная для его перемещения. Длина свободного хода якоря не менее 1/5 его диаметра.

На фиг. 1 представлен общий вид управляемого снаряда, на фиг. 2 и 3 - его элементы в увеличенном виде.

Управляемый снаряд имеет корпус 1, в котором установлена аппаратура управления 2 с таймером 3, связанным через блок установок 4 с термоэлектробатареей запуска гироскопа 5.

Поджиг запальных цепей батареи производится от магнитоэлектрического генератора 6, якорь 7 которого выполнен в виде инерционного груза. Магнитоэлектрический генератор жестко установлен в корпусе снаряда параллельно его продольной оси, с ориентацией якоря в сторону, противоположную полету снаряда.

Сзади якоря генератора имеется свободная полость 8, обеспечивающая возможность свободного (без торможения) перемещения якоря при срабатывании магнитоэлектрического генератора от стартовой перегрузки. Экспериментальные исследования показали, что максимальное значение электрического импульса, получаемого при этом, достигается при длине свободного хода (L) якоря в полости, не менее 1/5 его диаметра (D).

Предложенная конструкция управляемого снаряда по сравнению с прототипом (снарядом 3ОФ39) имеет ряд существенных преимуществ:
1. Введение в аппаратуру управления таймера и запуска его и гироскопа от отдельной батареи, включаемой во время старта снаряда от импульса магнитоэлектрического генератора инерционного действия, позволяет значительно снизить трудоемкость изготовления всего снаряда за счет аннулирования такого сложного и трудоемкого элемента, каким является УВП.

2. Отсутствие сложных взаимосвязанных между собой механизмов, чувствительных к попаданию в них влаги и пыли, делает предлагаемый снаряд более надежным в условиях работы на предельных рабочих температурах (особенно на низких - до -60^oC).

3. Использование простого магнитоэлектрического генератора инерционного действия, в непосредственной близости от источника потребления - термоэлектробатареи, а также оптимальный выбор величины хода якоря, позволяют обеспечить стабильность и максимальную величину импульса магнитоэлектрического генератора при старте снаряда во всем интервале температур (±60^oC), что в конечном счете гарантирует высокую надежность снаряда.

Функционирование предложенного управляемого снаряда начинается при старте. Якорь 7 магнитоэлектрического генератора 6 под действием стартового ускорения перемещается в свободной полости 8, разрывая магнитную цепь. В обмотке генератора наводится импульсный ток, который через запальные цепи термоэлектробатареи 5 поджигает ее электровоспламенитель, который инициирует состав, находящийся внутри батареи - она выходит на рабочий режим и через блок установок 4 включает таймер 3. По истечении заданного блоком установок времени таймер подает импульс для включения исполнительных органов снаряда. Производится наведение снаряда на цель.

Сравнительный анализ трудоемкостей изготовления предложенной конструкции управляемого снаряда по сравнению с эквивалентной ему конструкцией снаряда 3ОФ39 показал снижение трудоемкости изготовления на 8% по всему снаряду в целом. Испытания опытных образцов предложенного управляемого снаряда показали его высокую надежность в условиях всего диапазона рабочих температур (±60^oC).

Более рациональная конструкция предлагаемого снаряда позволила более эффективно использовать его объем и увеличить эффективную массу снаряда, в частности его БЧ.

Размещение и конструкция установки магнитоэлектрического генератора инерционного действия, наряду со снижением трудоемкости изготовления по сравнению со снарядом 3ОФ39, обеспечили высокую стабильность его характеристик, а выбранное соотношение хода якоря к его диаметру показало его оптимальность, что подтверждено экспериментально.

Предложенная конструкция управляемого снаряда в ближайшее время будет внедрена на нескольких разработках высокоточного оружия.

Источники информации
1. "152-мм выстрел 3ВОФ64 (3ВОФ93) с осколочно-фугасным снарядом 3ОФ39 и зарядом N1 (уменьшенным переменным зарядом). Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3ВОФ64.00.00.000 ТО (3ВОФ93.00.00.000 ТО)", Москва, Военное издательство, 1990 г.

Изобретение относится к реактивным артиллерийским боеприпасам. Управляемый снаряд содержит корпус, аппаратуру управления, таймер, блок установок, магнитоэлектрический генератор и термоэлектробатарею запуска гироскопа. Таймер выполнен электронным в составе аппаратуры управления и электрически соединен через блок установок с термоэлектробатареей запуска гироскопа. Запальные цепи батареи соединены с жестко установленным в корпусе снаряда параллельно его продольной оси магнитоэлектрическим генератором, якорь которого выполнен в виде инерционного груза, ориентированного в сторону, противоположную полету снаряда. Сзади якоря образована полость для его перемещения. Длина свободного хода якоря не менее 1/5 его диаметра. Изобретение позволяет упростить конструкцию снаряда, снизить трудоемкость его изготовления и повысить надежность эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Управляемый снаряд, содержащий корпус, аппаратуру управления, таймер, блок установок, магнитоэлектрический генератор и термоэлектробатарею запуска гироскопа, отличающийся тем, что таймер выполнен электронным в составе аппаратуры управления и электрически соединен через блок установок с термоэлектробатареей запуска гироскопа, запальные цепи которой соединены с жестко установленным в корпусе снаряда параллельно его продольной оси магнитоэлектрическим генератором, якорь которого выполнен в виде инерционного груза, ориентированного в сторону, противоположную полету снаряда, при этом сзади якоря образована полость, свободная для его перемещения. 2. Управляемый снаряд по п.1, отличающийся тем, что длина свободного хода якоря не менее 1/5 его диаметра.