СОПЛОВОЙ БЛОК РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА Российский патент 2002 года по МПК F42B10/00 

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

Повышение эффективности стрельбы реактивными снарядами реактивных систем залпового огня, являющееся одним из основных направлений совершенствования систем вооружения, может обеспечиваться, в том числе, за счет повышения кучности и точности стрельбы.

Известен реактивный снаряд по патенту США кл. 244 - 3.26, (F 42 B 15/10), 4024998, заявл. 07.03.56, 570190, опубл. 24,05,77, снабженный скользящим блоком стабилизации. Лопасти блока стабилизации наклонены под некоторым углом к оси реактивного снаряда и обеспечивают его закрутку, а сам блок выполнен с возможностью продольного перемещения вдоль оси реактивного снаряда при изменении направления набегающего потока.

Таким образом, задачей данного технического решения являлась стабилизация реактивных снарядов на траектории их полета при изменении направления набегающего потока.

Общими признаками с предлагаемым сопловым блоком реактивного снаряда является наличие лопастей, наклоненных под углом к оси реактивного снаряда.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому техническому результату к заявляемому изобретению является сопловой блок реактивного снаряда по патенту Франции кл. F 42 b 13/00, F 02 k 9/00, 2102882, заявл. 27.09.70, опубл. 07.04.72, принятый за прототип. Он содержит входной конус, выходной раструб и размещенный между ними обтекатель с лопастями аэродинамического стабилизатора, обеспечивающий устойчивость (стабилизацию) реактивных снарядов на траектории их полета.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного соплового блока реактивного снаряда, принятого за прототип, относится то, что в нем доминирующими возмущающими факторами, влияющими на характеристики кучности и точности стрельбы в снаряде с указанным блоком, остаются эксцентриситет реактивной силы, создаваемой двигательной установкой, и отклонения в полете углов установки лопастей стабилизатора от номинального значения.

Таким образом, задачей данного технического решения - прототипа являлась обеспечение устойчивости (стабилизацию) реактивных снарядов на траектории их полета.

Общими признаками прототипа с предлагаемым сопловым блоком реактивного снаряда, являются наличие входного конуса с проточкой и уступом, выходного раструба и установленного на проточке входного конуса обтекателя с лопастями.

В отличие от прототипа, в предлагаемом сопловом блоке реактивного снаряда выходной раструб снабжен силовым шпангоутом с резьбой, на котором смонтирована резьбовая втулка с проточкой и упором, при этом задняя оконечность обтекателя размещена на проточке резьбовой втулки, а обтекатель поджат между уступом входного конуса и упором резьбовой втулки, причем проточки входного конуса и резьбовой втулки выполнены длиной не более 0,05 их диаметра, а уступ и силовой шпангоут удалены от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, составляющие 0,4 - 0,6 длины обтекателя.

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 улучшение характеристик кучности стрельбы снарядами за счет уменьшения эксцентриситета реактивной силы, создаваемой двигательной установкой, и одновременно отклонений в полете углов установки лопастей стабилизатора от номинального значения.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном сопловом блоке реактивного снаряда, содержащем входной конус с проточкой и уступом, выходной раструб и установленный на проточке входного конуса обтекатель с лопастями, особенность заключается в том, что выходной раструб снабжен силовым шпангоутом с резьбой, на котором смонтирована резьбовая втулка с проточкой и упором, при этом задняя оконечность обтекателя размещена на проточке резьбовой втулки, а обтекатель поджат между уступом входного конуса и упором резьбовой втулки, причем проточки входного конуса и резьбовой втулки выполнены длиной не более 0,05 их диаметра, а уступ и силовой шпангоут удалены от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, составляющие 0,4 - 0,6 длины обтекателя.

Новая совокупность конструктивных элементов, выражающаяся в наличии деталей, новых по сравнению с прототипом и находящихся во взаимосвязи с другими узлами объекта изобретения, в форме выполнения этой детали, во взаимном расположении узлов и наличии связей между ними, а также в соотношении их размеров позволяют, за счет:
- снабжения выходного раструба силовым шпангоутом с резьбой, на котором смонтирована резьбовая втулка с проточкой и упором, и размещения задней оконечности обтекателя на проточке резьбовой втулки с поджатием обтекателя между уступом входного конуса и упором резьбовой втулки - исключить возможность отклонений углов установки лопастей от номинального значения под действием возникающих в полете аэродинамических нагрузок за счет создания жесткой силовой конструкции (фермы) в системе "входной конус - обтекатель с лопастями - выходной раструб";
- выполнения проточек входного конуса и резьбовой втулки длиной не более 0,05 их диаметра - обеспечить возможность создания жесткой системы "входной конус - обтекатель с лопастями - выходной раструб" за счет их взаимных разворотов в пределах зазоров между соответствующими оконечностями обтекателя и проточками. В случае выполнения проточек длиной, превышающей 0,05 их диаметра, возможность создания жесткой системы "входной конус - обтекатель с лопастями - выходной раструб" может быть реализована только в зоне пластических деформаций сопрягаемых элементов конструкции, что недопустимо;
- удаления уступа и силового шпангоута от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, составляющие 0,4 - 0,6 длины обтекателя;
- обеспечить минимальную величину эксцентриситета реактивной силы за счет максимального совмещения продольных осей входного конуса и выходного раструба при минимальных зазорах между соответствующими оконечностями обтекателя и проточками входного конуса и резьбовой втулки. В случае удаления уступа или силового шпангоута от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, меньшие 0,4 или превышающие 0,6 длины обтекателя, максимальное совмещение продольных осей входного конуса и выходного раструба может быть достигнуто также только в зоне пластических деформаций сопрягаемых элементов конструкции, что недопустимо, а при сохранении условий работы конструкции в зоне зазоров между соответствующими оконечностями обтекателя и проточками входного конуса и резьбовой втулки отмечается резкий рост эксцентриситета реактивной силы.

Сущность изобретения заключается в том, что в сопловом блоке реактивного снаряда, содержащем входной конус с проточкой и уступом, выходной раструб и установленный на проточке входного конуса обтекатель с лопастями, в отличие от прототипа, выходной раструб снабжен силовым шпангоутом с резьбой, на котором смонтирована резьбовая втулка с проточкой и упором, при этом задняя оконечность обтекателя размещена на проточке резьбовой втулки, а обтекатель поджат между уступом входного конуса и упором резьбовой втулки, причем проточки входного конуса и резьбовой втулки выполнены длиной не более 0,05 их диаметра, а уступ и силовой шпангоут удалены от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, составляющие 0,4 - 0,6 длины обтекателя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором на фиг.1 изображен продольный разрез соплового блока ракетного двигателя реактивного снаряда; на фиг.2 - график зависимости эксцентриситета (е) реактивной силы соплового блока от удаления (х) уступа и силового шпангоута от стыка входного конуса выходного раструба, отнесенного к длине (L) обтекателя.

Предлагаемый сопловой блок реактивного снаряда состоит из входного конуса 1 и выходного раструба 2. На входном конусе 1 выполнены уступ 3 и проточка 4, на которой размещен своей передней оконечностью обтекатель 5 с косопоставленными лопастями 6 аэродинамического стабилизатора. Входной конус 1 снабжен силовым шпангоутом 7 с резьбой 8. На силовом шпангоуте 7 путем свинчивания по резьбе 8 смонтирована резьбовая втулка 9 с упором 10 и проточкой 11, на которой размещен обтекатель 5 своей задней оконечностью, при этом обтекатель 5 поджат между уступом 3 входного конуса 1 и упором 10 резьбовой втулки 9. Проточка 4 входного конуса 1 и проточка 11 резьбовой втулки 9 выполнены длиной не более 0,05 их диаметра, а уступ 3 и силовой шпангоут 7 удалены от стыка входного конуса 1 и выходного раструба 2 на расстояния, составляющие 0,4 - 0,6 длины обтекателя 5.

Описанный сопловой блок реактивного снаряда работает следующим образом.

При истечении продуктов сгорания из соплового блока создается реактивная сила, под действием которой осуществляется движение реактивного снаряда по траектории полета, в ходе которого за счет взаимодействия набегающего воздушного потока с лопастями 6 возникает подъемная сила, создающая аэродинамический стабилизирующий момент, обеспечивающий устойчивость снаряда. Поскольку зазоры между передним торцем обтекателя 5 и уступом 3 входного конуса 1, а также задним торцем обтекателя 5 и упором 11 резьбовой втулки 9 выбраны при сборке соплового блока реактивного снаряда осевым перемещением резьбовой втулки 9 при ее вращении по резьбе 8 силового шпангоута 7 выходного раструба 2, погрешности установки обтекателя 5 и лопастей 6 уменьшаются за счет осреднения взаимных смещений соответствующих поверхностей, вызванных погрешностями изготовления. Соответственно уменьшаются отклонения углов установки лопастей стабилизатора от номинального значения. Одновременно при осевом перемещении резьбовой втулки 9 происходит разворот входного конуса 1 и выходного раструба 2 относительно друг друга, в процессе которого совмещаются их продольные оси, уменьшая эксцентриситет реактивной силы. Кроме того, в системе "входной конус 1 - обтекатель 5 с лопастями 6 - выходной раструб 2" образуется жесткое защемление, исключающее возможность появления дополнительного эксцентриситета реактивной силы при прогреве соплового блока (из - за разностенностей оболочек входного конуса 1 и выходного раструба 2), а также уменьшить изменения углов установки лопастей 6 под воздействием аэродинамических сил в ходе полета.

Выполнение соплового блока реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволило значительно уменьшить эксцентриситет реактивной силы, создаваемой двигательной установкой, а также отклонения в полете углов установки лопастей аэродинамического стабилизатора от номинального значения, и тем самым, улучшить на 20 - 30% характеристики кучности стрельбы.

Указанный положительный эффект подтвержден огневыми стендовыми испытаниями опытных образцов ракетного двигателя, а также летно-конструкторскими испытаниями реактивных снарядов, оснащенных сопловым блоком, выполненными в соответствии с изобретением.

В настоящее время намечено серийное производство соплового блока реактивного снаряда по конструкторской документации, разработанной в соответствии с изобретением.

Изобретение относится к сопловым блокам реактивных снарядов и может быть использовано при разработке реактивных снарядов реактивных систем залпового огня. Сопловой блок реактивного снаряда содержит входной конус с проточкой и уступом, выходной раструб и установленный на проточке входного конуса обтекатель с лопастями. Выходной раструб снабжен силовым шпангоутом с резьбой, на котором смонтирована резьбовая втулка с проточкой и упором. При этом задняя оконечность обтекателя размещена на проточке резьбовой втулки, а обтекатель поджат между уступом входного конуса и упором резьбовой втулки. Проточки входного конуса и резьбовой втулки выполнены длиной не более 0,05 их диаметра, а уступ и силовой шпангоут удалены от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, составляющие 0,4-0,6 длины обтекателя. Выполнение соплового блока реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволило уменьшить эксцентриситет реактивной силы, создаваемой двигательной установкой, а также отклонения в полете углов установки лопастей аэродинамического стабилизатора от номинального значения. 2 ил.

Сопловой блок реактивного снаряда, содержащий входной конус с проточкой и уступом, выходной раструб и установленный на проточке входного конуса обтекатель с лопастями, отличающийся тем, что выходной раструб снабжен силовым шпангоутом с резьбой, на котором смонтирована резьбовая втулка с проточкой и упором, при этом задняя оконечность обтекателя размещена на проточке резьбовой втулки, а обтекатель поджат между уступом входного конуса и упором резьбовой втулки, причем проточки входного конуса и резьбовой втулки выполнены длиной не более 0,05 их диаметра, а уступ и силовой шпангоут удалены от стыка входного конуса и выходного раструба на расстояния, составляющие 0,4-0,6 длины обтекателя.