ХВОСТОВОЙ БЛОК ВРАЩАЮЩЕГОСЯ РЕАКТИВНОГО СНАРЯДА Российский патент 2002 года по МПК F42B10/16 

Изобретение относится к области ракетной техники и может найти применение при проектировании неуправляемых реактивных снарядов реактивных систем залпового огня.

Для обеспечения устойчивого полета реактивного снаряда на траектории на его хвостовом блоке размещаются стабилизаторы, которые выполняются в виде раскрывающихся на траектории лопастей.

Известна конструкция снаряда, в которой используются складывающиеся лопасти (см. "Ракета со складывающимися стабилизаторами", патент ФРГ 1950638, Р. Ж. "Вооружение", 13, 1968, с.31). Хвостовой блок указанной ракеты представляет собой сопло, вокруг которого на осях закреплены раскрывающиеся в полете стабилизаторы. Такой хвостовой блок имеет в служебном обращении наружный диаметр, не превышающий калибр ракеты, что позволяет компактно разместить на пусковой установке большее количество ракет.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось уменьшение габаритных размеров хвостового блока и соответственно ракеты в служебном обращении.

Общими признаками с предлагаемым авторами хвостовым блоком является сопло с закрепленными вокруг него на оcях стабилизаторами.

Однако приведенная конструкция хвостового блока имеет недостатки, состоящие в том, что для получения требуемой точности стрельбы реактивного снаряда ему на всей траектории полета придается вращательное движение относительно продольной оси. Вращение обеспечивает осреднение аэродинамических возмущений реактивного снаряда и эксцентриситета реактивной тяги и тем самым повышает точностные характеристики стрельбы. Вращательное движения создается при взаимодействии набегающего потока воздуха с лопастями хвостового блока, установленными под углом к его продольной оси.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является хвостовой блок реактивного снаряда РСЗО "Град", имеющий в своей конструкции сопло, обтекатель и размещенный на обтекателе стабилизатор с раскрывающимися лопастями, принятый авторами за прототип (см. книгу "Боевая машина 9П138. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. Часть III. Боеприпасы 9П138 Т02. Кн. 1".- М.: Воениздат, 1985, с. 12-13, рис.4).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, при использовании известного хвостового блока, принятого за прототип, относится то, что он не обеспечивает высоких точностных характеристик стрельбы реактивным снарядом при повышении скорости его полета до 2,5-3 М.

Как показали испытания, при увеличении скорости полета реактивного снаряда в конце активного участка траектории до указанной выше величины значительно возрастают знакопеременные аэродинамические нагрузки на детали лопастного стабилизатора, которые воздействуют на детали сопла, вызывая его угловые отклонения от продольной оси. Эти отклонения вызывают появление нерасчетного эксцентриситета тяги двигателя реактивного снаряда и, следовательно, увеличенное рассеивание их траектории полета. Указанный недостаток является существенным, поскольку вызывает необходимость повышения прочностных характеристик деталей сопла за счет увеличения их массы, утяжеления конструкции блока и его удорожания.

Таким образом, задачей данного технического решения являлось повышение точностных характеристик стрельбы реактивного снаряда при скоростях полета, не превышающих 2,5-3 М, за счет придания вращательного движения относительно продольной оси.

Общими признаками с предлагаемым авторами хвостовым блоком является наличие соплового блока, выполненного в виде сборки двух деталей - входного конуса и раструба и закрепленного на нем обтекателя с раскрывающимся лопастным стабилизатором.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами хвостовом блоке, передняя часть обтекателя свободно оперта на входной конус сопла, а задняя часть сцентрирована на раструбе сопла посредством упругих консолей размещенных в направляющей канавке, опорные поверхности канавки выполнены конгруэнтно опорным поверхностям консолей, причем количество консолей кратно количеству лопастей, которые установлены в обтекателе с зазором не более 0,003 наружного диаметра 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 защиты, во всех случаях достаточны.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение эксцентриситета реактивной тяги, возникающего под действием аэродинамических нагрузок на элементы конструкции хвостового блока при скоростях полета более 2,5-3 М.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном хвостовом блоке, содержащем сопло в виде входного конуса и раструба, обтекатель и размещенный на обтекателе стабилизатор с раскрывающимися лопастями, передняя часть обтекателя свободно оперта на входной конус сопла, а задняя часть сцентрирована на раструбе сопла посредством упругих консолей, размещенных в направляющей канавке, опорные поверхности канавки выполнены конгруэнтно опорным поверхностям консолей, причем количество консолей кратно количеству лопастей, опоры которых установлены в обтекателе с зазором не более 0,003 наружного диаметра обтекателя.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между деталями заявляемого хвостового блока позволяют, в частности, за счет выполнения:
- передней части обтекателя, свободно опертой на входной конус сопла, а задней части, сцентрированной на раструбе сопла посредством упругих консолей, размещенных в направляющей канавке, - исключить возникновение углового отклонения сопла под действием аэродинамических нагрузок при сверхзвуковых скоростях полета реактивного снаряда;
- опорных поверхностей канавки конгруэнтно опорным поверхностям консолей - исключить продольные динамические нагрузки обтекателя на сопловой блок вследствие возникновения повышенного люфта в продольном направлении;
количества консолей, кратного количеству лопастей, - исключить возникновение асимметрии нагрузок, действующих на стабилизатор;
- установки опор лопастей в обтекателе с зазором не более 0,003 наружного диаметра обтекателя - исключить раскачку реактивного снаряда на траектории при перемещении стабилизатора относительно продольной оси блока под действием аэродинамических нагрузок, при величине зазора более 0,003 наблюдается возникновение низкочастотных колебаний лопастей, приводящее к повышенным изгибным колебаниям снаряда и неустойчивому полету.

Сущность изобретения заключается в том, что хвостовой блок вращающегося реактивного снаряда, содержащий сопло в виде входного конуса и раструба, обтекатель и размещенный на обтекателе стабилизатор с раскрывающимися лопастями, в отличие от прототипа согласно изобретению передняя часть обтекателя свободно оперта на входной конус сопла, а задняя часть сцентрирована на раструбе сопла посредством упругих консолей, размещенных в направляющей канавке, опорные поверхности канавки выполнены конгруэнтно опорным поверхностям консолей, причем количество консолей кратно количеству лопастей, опоры которых установлены в обтекателе с зазором не более 0,003 наружного диаметра обтекателя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен хвостовой блок с лопастями в раскрытом положении с частичным вырезом в конструкции, на фиг.2 показано дополнительное сечение блока плоскостью А-А, на котором представлено размещение упругих консолей в направляющей канавке, на фиг.3 - дополнительное сечение блока плоскостью Б-Б, на котором представлено расположение зазора между обтекателем и опорами лопасти.

Предлагаемый хвостовой блок содержит сопло 1, включающее входной конус 2 и раструб 3, на сопле 1 размещен лопастной стабилизатор 4, состоящий из обтекателя 5, лопастей 6, осей 7, пружин кручения - сжатия 8; лопасти закреплены на обтекателе на двух опорах 9. Обтекатель сцентрирован на поверхности сопла 1 посредством упругих консолей 10, которые размещены в направляющей канавке 11 на раструбе 3; опоры 9 лопастей 6 установлены в обтекателе с зазором t.

Вышеописанное устройство работает следующим образом.

При движении вращающегося реактивного снаряда на траектории его стабилизация обеспечивается при помощи лопастного стабилизатора 4, закрепленного на сопле 1. При отклонении продольной оси реактивного снаряда от направления вектора скорости создается подъемная сила, которая действует знакопеременно на лопасти 6 и передается на обтекатель 5. Под действием этой силы происходит упругая деформация консолей 10, а также пружин 8, взаимодействующих с лопастями 6, расположенными в положении "на закрытие" и которые имеют возможность перемещения в пределах зазора t, ограничение перемещения обтекателя относительно входного конуса 2 и раструба 3 обеспечивается размещением упругих консолей 10 в направляющей канавке 11. Пружина 8 компенсирует аэродинамические нагрузки при перемещении лопасти в пределах зазора t.

Выполнение хвостового блока в соответствии с изобретением приводит к снижению эксцентриситета реактивной тяги, возникающего под действием аэродинамических нагрузок на элементы конструкции хвостового блока при скоростях полета более 2,5-3 М, и повышает точностные характеристики стрельбы вращающимися реактивными снарядами на 10-20%, а также повышает коэффициент массового совершенства конструкции на 5-10%.

Изобретение может быть использовано при разработке различных вращающихся боеприпасов, в том числе реактивных снарядов систем залпового огня.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов хвостовых блоков выполненных в соответствии с изобретением.

В настоящее время разработана конструкторская документация, проведены испытания, намечено серийное производство.

Изобретение относится к военной технике, а именно к хвостовым блокам вращающихся реактивных снарядов. Хвостовой блок содержит сопло в виде входного конуса и раструба, обтекатель и размещенный на обтекателе стабилизатор с раскрывающимися лопастями, передняя часть обтекателя свободно оперта на входной конус сопла, а задняя часть сцентрирована на раструбе сопла посредством упругих консолей, размещенных в направляющей канавке, опорные поверхности канавки выполнены конгруэнтно опорным поверхностям консолей, причем количество консолей кратно количеству лопастей, опоры которых установлены в обтекателе с зазором не более 0,003 наружного диаметра обтекателя. Изобретение позволяет создавать боеприпасы с уменьшенным эксцентриситетом реактивной тяги при скоростях полета более 2,5-3 М и повысить точностные характеристики стрельбы реактивными снарядами на 10-20%. 3 ил.

Хвостовой блок вращающегося реактивного снаряда, содержащий сопло в виде входного конуса и раструба, обтекатель и размещенный на обтекателе стабилизатор с раскрывающимися лопастями, отличающийся тем, что передняя часть обтекателя свободно оперта на входной конус сопла, а задняя часть сцентрирована на раструбе сопла посредством упругих консолей, размещенных в направляющей канавке, опорные поверхности канавки выполнены конгруэнтно опорным поверхностям консолей, причем количество консолей кратно количеству лопастей, опоры которых установлены в обтекателе с зазором не более 0,003 наружного диаметра обтекателя.