РАКЕТА Российский патент 2001 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к ракетам реактивных систем залпового огня (РСЗО).

К основным направлениям развития ракет РСЗО относится повышение точности и кучности стрельбы во всем диапазоне дальности.

Известна ракета М-210Ф, содержащая головную часть, двигатель, включающий корпус, переднее дно, заряд с большой толщиной горящего свода со временем горения 2-3 секунды, закрепленный в диафрагмах, сопло и блок стабилизаторов (см. , например, Боевая машина 9П138. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, часть 3. - М.: Воениздат, 1986, стр. 10), принятая за аналог. Задачей данного технического решения являлось достижение высокой точности стрельбы, в основном при стрельбе на промежуточную и максимальную дальность. Однако применение ракет подобной конструктивной схемы для стрельбы на малые дальности неэффективно, в частности из-за низких точностных характеристик стрельбы, обусловленных большим временем горения заряда.

Общими признаками с предлагаемой ракетой является наличие в составе ракеты-аналога головной части, двигателя и блока стабилизаторов.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату к заявленному изобретению является ракета М-13 (см. А.А. Шишков и др. Рабочие процессы в РДТТ. - М.: Машиностроение, 1982, с. 10), принятая за прототип.

Она содержит головную часть, двигатель, включающий корпус, переднее дно, многошашечный заряд с малым временем горения, диафрагмы и блок стабилизаторов.

Ракета, принятая за прототип, функционирует следующим образом. После зажжения заряда и набора уровня тяги величины, превышающей усилие стопора, ракета сходит с направляющей. После окончания активного участка ракета продолжает движение до цели. Однако ракетам подобной конструктивной схемы присущ ряд недостатков, основным из которых является недостаточно высокие точностные характеристики стрельбы ракетами с двигателями, имеющими заряды большого относительного удлинения из высокоэнергетических топлив. Низкие значения параметров технического рассеивания обусловлены развитием автоколебаний газового потока в каналах двигателя, содержащего заряды большого относительного удлинения и наложением их, при высоких скоростях полета, на колебания механической системы, включающей головную часть, двигатель и стабилизаторы. В результате этого нарушается геометрическая форма ракеты и ее положение в пространстве.

Задачей известного технического решения (прототипа) являлось повышение точности и кучности стрельбы при ограниченной длине направляющих без учета возможности модернизации ракеты в направлении применения зарядов из высокоэнергетических топлив больших относительных удлинений.

Общими признаками с предлагаемой ракетой является наличие головной части, блока стабилизаторов и ракетного двигателя на твердом топливе с передним дном, диафрагмами и многошашечным зарядом.

В отличие от прототипа в предлагаемой ракете в двигателе со стороны, обращенной к головной части, размещен свободный объем, образованный передней диафрагмой и передним дном двигателя, причем расстояние от переднего дна до передней диафрагмы выбрано в пределах (0,05 - 0,25)L, а передняя диафрагма выполнена в виде закрепленной между передним дном и корпусом плоской пластины с отверстиями толщиной (0,01 - 0,015)D, где L - длина заряда, D - внутренний диаметр корпуса двигателя в месте установки передней диафрагмы.

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

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

Задачей предлагаемого изобретения является повышение кучности и точности стрельбы.

Указанный технический результат достигается тем, что в ракете, содержащей головную часть, блок стабилизаторов и ракетный двигатель на твердом топливе с передним дном, корпусом, диафрагмами и многошашечным зарядом, в двигателе со стороны, обращенной к головной части, размещен свободный объем, образованный передней диафрагмой и передним дном двигателя, причем расстояние от переднего дна до передней диафрагмы выбрано в пределах (0,05 - 0,25)L, а передняя диафрагма выполнена в виде закрепленной между передним дном и корпусом плоской пластины с отверстиями толщиной (0,01 - 0,015)D, где L - длина заряда, D - внутренний диаметр корпуса двигателя в месте установки передней диафрагмы.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между узлами ракеты позволяет, в частности, за счет выполнения:
- в двигателе со стороны, обращенной к головной части, свободного объема, образованного передней диафрагмой и передним дном, с расстоянием от переднего дна до передней диафрагмы в пределах от (0,05 - 0,25)L обеспечить эффективное гашение акустических колебаний в случае применения многошашечных зарядов большого относительного удлинения из высокоэнергетических топлив за счет акустической "перенастройки" полости камеры, исключить тем самым возможность наложения акустических колебаний в двигателе на колебания механической системы, включающей головную часть, двигатель и стабилизаторы, чем достигается сохранение формы ракеты и малые значения углов атаки, а, следовательно, и высокие точностные характеристики стрельбы. При уменьшении расстояния от переднего дна до передней диафрагмы менее 0,05L эффект демпфирования колебаний ослабляется, следствием чего является ухудшение точностных характеристик стрельбы. При увеличении указанного расстояния свыше 0,25L эффект демпфирования колебаний возрастает незначительно, при одновременном уменьшении коэффициента объемного заполнения двигателя топливом и, соответственно, дальности стрельбы ракетами;
- передней диафрагмы в виде плоской пластины с отверстиями толщиной (0,01-0,015)D, закрепленной между передним дном и корпусом, дополнительно усилить эффект демпфирования акустических колебаний газового потока за счет наложения на них колебаний передней диафрагмы, возбуждаемых колебаниями газового потока, что нарушает условия возникновения упорядоченных акустических колебаний, снижает возможность наложения их на колебания ракеты как механической системы и улучшает, в конечном счете, характеристики точности и кучности стрельбы. При уменьшении толщины диафрагмы менее 0,01D за счет интенсивного прогрева диафрагмы резко изменяются ее частотные характеристики в процессе горения заряда, что существенно снижает эффект демпфирования колебаний в конце работы двигателя. При увеличении толщины диафрагмы свыше 0,015D не удается обеспечить эффективное демпфирование колебаний из-за резкого отличия частотных характеристик диафрагмы от частот акустических колебаний газового потока.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид предложенной ракеты с частичным вырезом двигателя.

Предлагаемая ракета содержит головную часть 1, переднее дно двигателя 2, переднюю диафрагму 3, корпус двигателя 4, многошашечный заряд 5, заднюю диафрагму 6 и блок стабилизаторов 7.

В корпусе двигателя 4, соединяющем головную часть 1 и блок стабилизаторов 7, между диафрагмами 3 и 6 размещен заряд 5. В двигателе 4 со стороны, обращенной к головной части 1, размещен свободный объем. Он ограничен передней диафрагмой 3 и передним дном 2, причем расстояние от переднего дна 2 до передней диафрагмы 3 выбрано в пределах (0,05 - 0,25)L, передняя диафрагма 3 выполнена в виде плоской пластины с отверстиями толщиной (0,01 - 0,015)D и закреплена между передним дном 2 и корпусом двигателя 4, где L - длина заряда, D - внутренний диаметр корпуса двигателя 4 в месте установки передней диафрагмы 3.

Предложенное выполнение ракеты позволило на 40-50 процентов улучшить характеристики точности и технического рассеивания ракет.

Функционирование предложенной ракеты происходит следующим образом. После зажжения заряда 5 ракета сходит с направляющей. При движении ракеты на активном участке траектории, возникающие акустические колебания газового потока в каналах заряда 5 эффективно гасятся при прохождении через диафрагму 3 и в свободном объеме между диафрагмой 3 и передним дном 2. Отсутствие влияния акустических колебаний газового потока в двигателе на функционирование ракеты как механической системы обеспечивает расчетный режим движения по траектории, результатом чего являются высокие значения точности и кучности стрельбы ракет.

Полученный положительный эффект подтвержден в ходе летных испытаний ракет предложенной конструкции.

Изобретение относится к области реактивных систем залпового огня. Ракета содержит головную часть, блок стабилизаторов и двигатель на твердом топливе. В двигателе между передними дном и диафрагмой образована полость. Диафрагма выполнена в виде пластины с отверстиями толщиной (0,01 - 0,015) D и закреплена между передним дном и корпусом двигателя на расстоянии (0,05 - 0,25) L от переднего дна, где D - внутренний диаметр корпуса двигателя в месте установки передней диафрагмы, а L - длина многошашечного заряда. Изобретение позволяет повысить кучность и точность стрельбы. 1 ил.

Ракета, содержащая головную часть, блок стабилизаторов и ракетный двигатель на твердом топливе с передним дном, корпусом, диафрагмами и многошашечным зарядом, отличающаяся тем, что в двигателе со стороны, обращенной к головной части, между передними дном и диафрагмой образована полость, при этом передняя диафрагма выполнена в виде плоской пластины с отверстиями толщиной (0,01 - 0,015)D и закреплена между передним дном и корпусом на расстоянии (0,05 - 0,25)L от переднего дна, где D - внутренний диаметр корпуса двигателя в месте установки передней диафрагмы, L - длина многошашечного заряда.