ПРОТИВОТАНКОВАЯ УПРАВЛЯЕМАЯ РАКЕТА В КОНТЕЙНЕРЕ Российский патент 2002 года по МПК F42B15/00 F41F3/42 

Изобретение относится к области вооружения, в частности к области управляемых ракет, и может быть использовано в конструкциях ракет, запускаемых из пусковых контейнеров с малыми начальными скоростями.

Известная противотанковая управляемая ракета 9М111М комплекса "Фактория" [Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М.: Воениздат 1983 г.] принята за аналог [1].

Известная противотанковая управляемая ракета 9М113 комплекса "Конкурс" [Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М.: Воениздат 1974 г.] принята за прототип [2].

Противотанковая управляемая ракета (ПТУР) состоит из управляемой ракеты и контейнера.

Недостатком конструкции аналога и прототипа является то, что в момент пуска - при выходе из контейнера управляемая ракета получает большие возмущения, что приводит к отклонениям ее от заданной траектории полета на начальном участке. А это снижает вероятность встреливания ракеты в поле зрения прибора наведения, вероятность попадания в цель. Большие возмущения, полученные ракетой при выходе из контейнера, объясняются динамической неуравновешенностью основных, воздействующих на ракету в контейнере факторов - накатного и откатного импульсов (накатный - от сил трения при движении ракеты по контейнеру, откатный - от сил трения газов стартового двигателя по внутренней поверхности контейнера).

Начальные возмущения, получаемые ракетой при выходе из контейнера, возникают из-за разницы накатного и откатного импульсов, действующих в системе "контейнер-ракета". Откатный импульс обусловлен трением газов стартового двигателя по внутренней поверхности контейнера:

Накатный импульс обусловлен трением опор ракеты по внутренней поверхности контейнера:

В идеале J_отката= J_наката, тогда система "контейнер-ракета" остается в покое, однако, в реальной конструкции из-за влияния многих факторов, в основном конструктивных, достичь равенства импульсов наката и отката не всегда удается, а следовательно, J_отката ≠ J_наката. Как правило, импульс наката превышает импульс отката, в результате чего контейнер совершает колебательные движения и ракета, находящаяся на выходе контейнера, получает начальные возмущения по тангажу и курсу и в момент включения разгонного двигателя имеет большой угол атаки, что и приводит в худшем случае к потере ракеты вследствие выхода ракеты из поля зрения прибора наведения, в лучшем - к низкой вероятности попадания в цель.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности встреливания ракеты в поле зрения прибора наведения, повышение вероятности попадания в цель путем уменьшения отклонений ракеты относительно заданной (оптимальной) траектории полета на начальном участке за счет уменьшения начальных возмущений, получаемых ракетой при выходе из контейнера.

Это достигается тем, что в противотанковой управляемой ракете в контейнере, состоящей из стартового двигателя, направляющих опор и транспортно-пускового контейнера с цилиндрической пусковой трубой, имеющей в торцах утолщения со стороны наружного диаметра трубы, новым является выполнение пусковой трубы по внутреннему диаметру пусковой трубы в области переднего торца кольцевой проточки длиной 0,05-0,10 длины трубы и глубиной 0,02-0,03 внутреннего диаметра пусковой трубы.

Достичь динамической уравновешенности можно изменением импульса наката и обеспечением его равенства импульсу отката, обусловленному трением газов по внутренней поверхности контейнера. Изменения импульса наката можно добиться изменением времени действия сил трения опор ракеты по внутренней поверхности контейнера за счет изменения пути, проходимого опорами по внутренней поверхности контейнера, выполнив в районе переднего фланца кольцевую проточку.

Переход от меньшего диаметра к большему должен быть плавным. Появление проточки вызовет некоторое увеличение откатного импульса за счет увеличения площади, на которую действуют газы стартового двигателя, однако, варьируя длиной проточки, увеличение откатного импульса можно скомпенсировать. Экспериментально определено, что оптимальной является проточка длиной от торца 0,05-0,10 длины пусковой трубы и глубиной 0,02-0,03 внутреннего диаметра контейнера.

По сравнению с прототипом при наличии общих конструктивных признаков и свойств новое техническое решение позволяет повысить вероятность встреливания ракеты в поле зрения прибора наведения за счет уменьшения начальных возмущений, полученных от воздействия контейнера путем уравновешивания откатного и накатного импульсов.

Иллюстрации, поясняющие принцип предлагаемого технического решения, приведены на фиг.1-5.

На фиг. 1 приведена схема конструкции управляемой ракеты в контейнере, конструкция предложенного технического решения.

Противотанковая управляемая ракета состоит из управляемой ракеты 1 и транспортно-пускового контейнера 2.

Управляемая ракета 1 состоит из складывающихся рулей 3 и стабилизаторов 4, направляющих опор 5, стартового двигателя 6.

Транспортно-пусковой контейнер 2 содержит пусковую цилиндрическую трубу 7 с переменным профилем по внутреннему диаметру (кольцевая проточка 8 в области переднего фланца), переднюю и заднюю крышки 9, фланцы 10.

Ракету, помещенную в контейнере, от боковых перемещений удерживают направляющие опоры, от продольных - передняя и задняя крышки.

На фиг. 2 приведена схема движения управляемой ракеты по контейнеру.

После включения стартового двигателя 6 ракета направляющими опорами 5 движется по контейнеру 2. Трение опор по внутренней поверхности контейнера создает накатный импульс. Газы 11 стартового двигателя взаимодействуют с внутренней поверхностью контейнера и создают откатный импульс.

На фиг. 3 приведена схема движения управляемой ракеты на неуправляемом участке полета.

Ракета 1 на неуправляемом участке траектории полета 15 после выхода из контейнера 2, закрепленного на переносной пусковой установке 12 с прибором наведения 13, выходит на линию визирования 14, направленную на цель 16.

При динамической уравновешенности откатного и накатного импульсов ракета движется по заданной (номинальной) траектории 15. При динамической неуравновешенности откатного и накатного импульсов возникают возмущения, приводящие к боковым отклонениям ракеты, к движению ракеты по возмущенной траектории 15'' или 15'.

На фиг. 4 приведены значения силы трения газов F_{тр.газа} (поз. 3, 4) стартового двигателя и силы трения направляющих опор F_{тр.опор} ракеты о стенки контейнера в зависимости от времени движения t_дв ракеты по контейнеру.

На фиг. 4 (а) поз. 1, 2 приведены значения сил трения опор ракеты при движении по контейнеру. Начальные значения силы трения приведены для управляемых ракет, запускаемых из пластмассовых пусковых труб (например, для управляемой ракеты 9М131 комплекса "Метис" начальные значения силы трения составляют 250-400 Н).

На фиг. 4 (б) поз. 3, 4 приведены значения силы трения газов стартового двигателя для различных значений шероховатости внутренней поверхности контейнера (для пластмассовых труб от 2-5 мк до 30-50 мк) в зависимости от времени работы стартового двигателя. При начальных скоростях полета 50-70 м/с (V_cp=25-35 м/с) время движения ракеты по контейнеру составляет 0,02-0,04 с.

На фиг. 5 приведены значения угловой скорости колебания ракеты в плоскости тангажа при выходе из контейнера в зависимости от длины проточки, отнесенной к длине контейнера

и значение вероятности Р встреливания ракеты в поле зрения прибора наведения в зависимости от начальных возмущений
Угловая скорость фиг. 5 (а), которую ракета имеет после выхода, формируется в основном после выхода последнего ряда направляющих опор. Для управляемых ракет, запускаемых из контейнеров, закрепленных на переносных пусковых установках (типа треноги), значение угловой скорости достигает 0,5-0,7 1/с. Такие возмущения приводят к большим отклонениям ракеты от заданной траектории на неуправляемом участке полета, снижают вероятность встреливания в поле зрения прибора наведения.

Предложенное техническое решение позволяет уменьшить возмущения при выходе ракеты из контейнера в 2-3 раза.

По результатам летных испытаний малогабаритных управляемых ракет, запускаемых с помощью стартового двигателя из пусковых контейнеров, в передней части, в области фланца которых по внутреннему диаметру выполнена кольцевая проточка длиной 50 мм (при длине контейнера 960 мм) установлено, что начальные возмущения по угловой скорости колебания ракеты в плоскости тангажа уменьшились с 0,5-0,7 1/с до 0,15-0,25 1/с (фиг. 5а), при этом вероятность встреливания ракеты повысилась до 0,85-0,95 (фиг.5б).

Применение данного технического решения на управляемых ракетах противотанкового ракетного комплекса "Метис-М1" позволяет:
- уменьшить рассеивание ракеты на начальном - неуправляемом участке полета на 40-50%;
- повысить вероятность встреливания в поле зрения прибора наведения до 0,9;
- уменьшить поле зрения аппаратуры управления с 6 до 3^o;
- обеспечить заданную эффективность поражения цели.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

Источники информации
1. ПТУРС 9М111М. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М.: Военное издательство, 1983 г.

2. ПТУРС 9М113. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, М.: Военное издательство, 1974 г.

Изобретение относится к области артиллерийского вооружения. Противотанковая управляемая ракета в контейнере содержит управляемую ракету со стартовым двигателем и направляющими опорами, а также транспортно-пусковой контейнер с цилиндрической пусковой трубой. Со стороны наружного диаметра на торцах трубы выполнены кольцевые утолщения, а по внутреннему диаметру в области переднего торца трубы выполнена кольцевая проточка. Длина кольцевой проточки составляет 0,05-0,10 длины пусковой трубы, а глубина - 0,02-0,03 внутреннего диаметра пусковой трубы контейнера. Изобретение позволяет уменьшить возмущения ракеты при выходе из контейнера и боковые отклонения относительно заданной траектории. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Противотанковая управляемая ракета в контейнере, состоящая из управляемой ракеты со стартовым двигателем, с направляющими опорами и транспортно-пускового контейнера с цилиндрической пусковой трубой, имеющей в торцах кольцевые утолщения со стороны наружного диаметра, отличающаяся тем, что в контейнере по внутреннему диаметру пусковой трубы в области переднего торца выполнена кольцевая проточка. 2. Противотанковая управляемая ракета в контейнере по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевая проточка выполнена длиной 0,05-0,10 длины пусковой трубы и глубиной 0,02-0,03 внутреннего диаметра пусковой трубы контейнера.