ЗЕНИТНАЯ УПРАВЛЯЕМАЯ РАКЕТА Российский патент 2001 года по МПК F42B15/10 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано как в больших, так и в малогабаритных ракетах, запускаемых из транспортно-пусковых контейнеров.

Известна зенитная управляемая ракета [1] комплекса "Тунгуска" - твердотопливная, бикалиберная двухступенчатая с отделяемым стартовым двигателем - выполнена по схеме "утка". Маршевая ступень имеет стержневую боевую часть большого удлинения, аппаратуру управления и блок непрерывного светового излучения - трассер.

Недостатками данной ракеты являются низкая помехозащищенность оптической линии связи ракеты с наземным оптическим пеленгатором, большие габаритные размеры трассера.

Известна зенитная управляемая ракета [2] комплекса "Тунгуска-М1", которая размещена в транспортно-пусковом контейнере, выполнена по бикалиберной схеме и состоит из маршевой ступени и отделяемой механизмом разделения стартовой ступени. Маршевая ступень состоит из боевого снаряжения, включающего осколочно-стержневую боевую часть, контактный и неконтактный взрыватели с головным обтекателем, и функциональных блоков, содержащих рулевой привод, гироскопический координатор, электронную аппаратуру, высокочастотный блок и блок светового излучателя в виде импульсного источника света - лампы-фары, с полуавтоматической, радиокомандной оптической линией связи с системой управления.

Однако и данная зенитная управляемая ракета при всех своих достоинствах имеет ряд недостатков:
1. Использование лампы-фары с отражателем не исключает влияние на наземный оптический пеленгатор мерцающих световых помех и флуктуационного фона от засветки солнцем.

2. Лампа-фара имеет широкий спектр излучения от инфракрасного до ультрафиолетового, при этом в пеленгаторе наземной аппаратуры чувствительный элемент, в связи с его относительной узкополосностью, принимает лишь часть энергии, что снижает энергетическое КПД оптической линии связи при значительном энергопотреблении на борту ракеты от источника питания.

3. Лампа-фара требует применения высоковольтного импульсного источника напряжения зажигания, отражателя большого диаметра, что приводит к существенным габаритам блока излучателя, а следовательно, к увеличению габаритов маршевой ступени.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных выше недостатков, а именно: повышение помехозащищенности оптической линии связи от мерцающих помех и флуктуационного фона от засветки солнцем, повышение энергетического КПД оптической линии связи, уменьшение энергопотребления оптического излучателя при уменьшении его габаритов.

Указанная задача достигается тем, что в зенитной управляемой ракете, состоящей из отделяемой стартовой ступени и маршевой ступени с аппаратурой управления с блоком светового излучателя, установленного в задней части маршевой ступени, в блоке светового излучателя в качестве светового элемента установлен импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, который выполнен в виде сплошного цилиндрического теплоаккумулирующего корпуса герметично закрытого крышкой со стеклянным выходным окном, внутри которого на кольцевой поверхности изолятора-теплоотвода равномерно по окружности, в различных плоскостях и под углом друг к другу установлены излучающие кристаллические лазерные диодные блоки.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что данная конструкция зенитной управляемой ракеты позволяет повысить помехозащищенность оптической линии связи при установке в наземном оптическом пеленгаторе оптического фильтра с полосой пропускания, равной ширине спектра светового излучателя за счет монохроматического излучения лазерного излучателя в области инфракрасного излучения, повысить КПД оптической линии связи за счет концентрации большого количества энергии в узкой спектральной плотности, снизить энергопотребление, уменьшить габариты за счет микроминиатюризации блока светового излучателя.

На предлагаемых чертежах (фиг. 1) приведена предлагаемая конструкция зенитной управляемой ракеты, где:
1 - стартовая ступень;
2 - маршевая ступень с аппаратурой управления (фиг. 2);
3 - задняя часть маршевой ступени;
4 - блок светового излучателя;
5 - импульсный лазерный полупроводниковый излучатель (фиг. 3 и 4);
6 - корпус излучателя;
7 - крышка со стеклянным выходным окном;
8 - кольцевая поверхность изолятора - теплоотвода;
9 - кристаллические лазерные диодные блоки.

Устройство импульсного лазерного полупроводникового излучателя заключается в следующем: импульсный лазерный полупроводниковый излучатель 5 имеет массивный медный теплоаккумулирующий корпус 6, внутри которого на кольцевой поверхности изолятора - теплоотвода 8 установлены равномерно по окружности, в различных плоскостях и под углом друг к другу кристаллические лазерные диодные блоки 9, которые соединены между собой в параллельные цепочки по два последовательно включенных блока в каждой цепочке и герметично под давлением закрыты в среде инертного газа "аргона" крышкой 7 со стеклянным выходным окном.

Поскольку импульсный лазерный полупроводниковый излучатель размещается в блоке излучения, т.е. в малом ограниченном объеме воздуха и отсутствии вынужденной конвекции и эффективных теплоотводов за пределы этого объема, теплоаккумулирующий корпус в виде сплошного медного цилиндра обеспечивает необходимый отвод тепла от лазерных кристаллов и гарантирует непрерывную работу излучателя с максимальной световой мощностью, обеспечивая все полетное время ракеты.

Излучающие кристаллические лазерные диодные блоки установлены равномерно по окружности в различных плоскостях и под углом друг к другу, для обеспечения равномерного заполнения излучением пространственного конуса, формирующего диаграмму направленности и излучения.

Последовательность сборки и работа зенитной управляемой ракеты заключается в следующем: сначала собирают стартовую ступень 1, состоящую из двигателя с зарядом твердого топлива и установленным стабилизатором, затем собирают маршевую ступень 2, состоящую из боевого снаряжения и аппаратуры управления с блоком светового излучателя 4 с импульсным лазерным полупроводниковым излучателем 5, который устанавливается в задней части 3 маршевой ступени 2, излучателем в сторону, противоположную движению ракеты. Собранные маршевую и стартовую ступени объединяют между собой посредством механизма разделения.

При полете зенитной управляемой ракеты на стартовом участке полета до момента окончания работы двигателя стартовой ступени световой поток от факела стартового двигателя попадает в непрерывный канал оптического пеленгатора, совмещенного с оптическим прицелом зенитной системой управления. При отделении стартового двигателя включается блок излучения с импульсным лазерным полупроводниковым излучателем, от которого импульсный сигнал лазера поступает в импульсный канал пеленгатора ракеты, съюстированный с непрерывным каналом пеленгации, и преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный отклонению ракеты от линии визирования цели. Электрический сигнал поступает в цифровую вычислительную систему, вырабатывающую команды управления, которые шифруются и через станцию сопровождения цели в виде кодовых посылок передаются на борт ракеты.

Одновременно с командами управления станция сопровождения цели передает кодовую посылку на запуск лазерного излучателя. Бортовая аппаратура дешифрует эти кодовые посылки и вырабатывает команды управления рулевым приводом и запускает лазерный излучатель. Ракета выводится на линию визирования и удерживается на ней с высокой точностью.

Применение лазерного излучателя, позволяющего концентрировать большое количество энергии в узкой спектральной полосе при высоких КПД, обеспечивает абсолютную помехозащищенность оптической линии связи, дает возможность с большой вероятностью поражать цели, оснащенные любым видом оптических помех.

Источники информации
1. Журнал Военно-промышленного комплекса "Военный парад", ноябрь-декабрь 1994 г., статья "Зенитный пушечно-ракетный комплекс "Тунгуска", с. 139-141 - аналог.

2. Журнал Военно-промышленного комплекса "Военный парад", май-июнь 1999 г. , статья "Тунгуска" становится эффективней", с. 86 - 88, и март-апрель 1999 г. , статья "Зенитный пушечно-ракетный комплекс "Тунгуска-М1", с. 20 - прототип.

Изобретение относится к ракетной технике. Зенитная управляемая ракета состоит из отделяемой стартовой ступени и маршевой ступени с аппаратурой радиокомандного управления и блоком светового излучателя в задней части ступени. В блоке светового излучателя в качестве светового элемента установлен импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, выполненный в виде сплошного цилиндрического теплоаккумулирующего корпуса, герметично закрытого крышкой со стеклянным выходным окном. Внутри корпуса на кольцевой поверхности изолятора-теплоотвода равномерно по окружности в различных плоскостях и под углом друг к другу установлены излучающие кристаллические диодные блоки. Изобретение позволяет повысить помехозащищенность оптической линии связи, уменьшить энергопотребление и габариты оптического излучателя. 4 ил.

Зенитная управляемая ракета, состоящая из отделяемой стартовой ступени и маршевой ступени с аппаратурой радиокомандного управления и блоком светового излучателя, установленного в задней части ступени, отличающаяся тем, что в блоке светового излучателя в качестве светового элемента установлен импульсный лазерный полупроводниковый излучатель, который выполнен в виде сплошного цилиндрического теплоаккумулирующего корпуса, герметично закрытого крышкой со стеклянным выходным окном, внутри которого на кольцевой поверхности изолятора-теплоотвода равномерно по окружности в различных плоскостях и под углом друг к другу установлены излучающие кристаллические лазерные диодные блоки.