РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ ЗЕНИТНАЯ РАКЕТА Российский патент 2002 года по МПК F42B15/00 

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в зенитных комплексах с радиокомандной системой управления.

Известна радиоуправляемая зенитная ракета комплекса "Кроталь", содержащая маршевую ступень с неотделяемым стартовым двигателем со стабилизаторами и антенными устройствами на них, при этом маршевая ступень содержит неконтактный взрыватель, преобразователь, блок управления по тангажу и рысканью, механизм взведения взрывателя, автопилот, боеголовку, передатчик, приемник радиокоманд и механизм управления [1].

Данная конструкция радиоуправляемой зенитной ракеты при всех своих достоинствах имеет ряд существенных недостатков, а именно:
- невозможность отделения стартового двигателя после окончания его работы, что существенно ухудшает баллистические характеристики ракеты, ограничивающие ее применение на гиперзвуковых скоростях;
- высокий уровень приема сигнала боковых и задних лепестков диаграммы направленности антенны в связи с отсутствием специальных мер подавления боковых лепестков, из-за небольших габаритов антенного устройства, расположенного на стабилизаторе.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение надежного управления ракетой на гиперзвуковых скоростях в условиях воздействия на канал управления корпуса стартового двигателя и его факела, а также в условиях радиопомех на маршевом участке траектории полета ракеты.

Указанная задача достигается тем, что в радиоуправляемой зенитной ракете, содержащей стартовый двигатель, маршевую ступень с функциональными блоками и приемником радиокоманд с антенным устройством и источником питания, стартовый двигатель выполнен отделяемым, а антенное устройство - в виде трех ветвей, одна из которых установлена внутри кормовой части маршевой ступени с выходом на задний торец и соединена с одним из входов приемника радиокоманд, две другие ветви антенного устройства диаметрально противоположно установлены в наружных приливах обтекателя, расположенного между маршевой ступенью и двигателем и закрывающего переднюю часть стартового двигателя, и соединены фидерными системами одинаковой длины с другим входом приемника радиокоманд посредством последовательно соединенных микрополозкового тройника и переключательного СВЧ-диода, при этом источник питания приемника радиокоманд соединен с переключательным СВЧ-диодом проводником, механически связанным с отделяемым стартовым двигателем.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что данная конструкция радиоуправляемой зенитной ракеты обеспечивает устойчивый прием радиокоманд управления на стартовом участке полета ракеты в условиях влияния корпуса двигателя и факела сопла двумя антеннами, установленными диаметрально противоположно на наружной части обтекателя, что обеспечивает распространение радиоволн вдоль продольной оси ракеты за счет одинаковой длины фидерных систем и микрополозкового тройника. Радиоволны с наземной станции сопровождения поступают на вход приемника радиокоманд ракеты в фазе, что обеспечивается их сложение, а при повороте оси ракеты относительно линии распространения радиоволн происходит затенение одной из антенн и уверенный прием радиосигналов второй антенной.

На предлагаемых фиг. 1, 2 приведена конструкция радиоуправляемой зенитной ракеты, где:
1 - отделяемый стартовый двигатель;
2 - маршевая ступень;
3 - приемник радиокоманд;
4 - антенное устройство;
5 - кормовая часть маршевой ступени;
6 - задний торец маршевой ступени;
7 - обтекатель;
8 - фидерная система одинаковой длины;
9 - микрополозковый тройник;
10 - переключательный СВЧ-диод;
11 - проводник;
12 - вход приемника радиокоманд;
13 - ветви антенного устройства;
14 - передняя часть двигателя;
15 - диаметральные приливы обтекателя;
16 - другой вход приемника радиокоманд;
17 - источник питания (батарея).

Устройство и принцип работы радиоуправляемой зенитной ракеты заключается в следующем:
радиоуправляемая ракета состоит из маршевой ступени 2 и отделяющегося стартового двигателя 1, соединенных между собой посредством механизма разделения ступеней и установленным обтекателем 7, закрывающим механизм разделения и переднюю часть 14 стартового двигателя 1. В маршевой ступени 2 помимо боевой части и функциональных блоков в кормовой части 5 установлены бортовой приемник радиокоманд 3 с двумя входами 12, 16 и антенное устройство 4, при этом антенное устройство 4 состоит из трех ветвей 13 (трех антенн), две из которых установлены в диаметральных приливах 15 обтекателя 7, а третья ветвь внутри кормовой части 5 маршевой ступени 2 с выходом на задний торец 6 и соединена с первым входом 12 аппаратуры управления 3. При этом две другие ветви 13 антенного устройства 4 соединены фидерными системами 8 одинаковой длины с другим входом 16 приемника радиокоманд 3 посредством последовательно соединенных микрополозкового тройника 9 и переключательного СВЧ-диода 10.

При этом источник питания 17 приемника радиокоманд 3 соединен с переключательным СВЧ-диодом 10 проводником 11, механически связанным с отделяемым стартовым двигателем 1.

При нажатии кнопки "Пуск" в ракете включается источник питания 17 (батарея), установленная в приемнике радиокоманд маршевой ступени ракеты, которая в течение одной секунды выходит на режим, при этом происходит запитывание (включение) приемника радиокоманд, рулевого привода, гироскопа и переключательного СВЧ-диода, который обеспечивает нулевое сопротивление двух антеннофидерных систем. Ракета на стартовом участке полета, принимая радиосигналы с наземной станции наведения, управляется при помощи двух ветвей антенного устройства, расположенного в приливах обтекателя, установленного на ракете.

При расположении продольной оси ракеты вдоль линии распространения радиоволн за счет фидерных систем одинаковой длины и микрополозкового тройника с последовательно подключенным переключательным СВЧ-диодом радиоволны поступают на вход приемника радиокоманд в фазе, что обеспечивает их сложение, т. е. усиление сигнала. При маневрах ракеты, т.е. при поворотах продольной оси ракеты относительно линии распространения радиоволн, происходит затенение одной из ветвей антенного устройства корпусом ракетного двигателя, но уверенный прием радиосигналов осуществляется второй ветвью антенного устройства.

При условии расположения продольной оси ракеты вдоль линии распространения радиоволн с фидерными устройствами разной длины радиоволны поступают на вход приемника радиокоманд в противофазе, компенсируя друг друга, что приведет к потере управления ракетой. Для обеспечения трансляции радиосигнала от микрополозкового тройника до входа приемника радиокоманд установлен переключательный СВЧ-диод, на который подается отпирающее напряжение с приемника радиокоманд через электрическую цепь в виде проводника, механически связанного с отделяемым стартовым двигателем, при этом сопротивление переключательного диода по высокой частоте минимально.

При полном сгорании порохового заряда стартовый двигатель отделяется от маршевой ступени вместе с антенным устройством, установленном на обтекателе, при этом разрывается электрическая цепь в виде проводника, механически связанная со стартовым двигателем, снимается напряжение с переключательного СВЧ-диода. Сопротивление переключательного СВЧ-диода при этом становится по высокой частоте бесконечно большим, что предотвращает влияние оставшейся части фидерных систем двух оборвавшихся ветвей на прием сигналов антенной, установленной внутри кормовой части маршевой ступени, которая продолжает управляемый полет до поражения цели.

Расположение антенного устройства внутри кормовой части маршевой ступени с выходом на задний торец исключает кинетический нагрев и разрушение антенны, при этом улучшаются аэродинамические характеристики маршевой ступени ракеты, кроме того, уменьшаются задние и боковые лепестки диаграммы направленности антенны за счет дополнительной ее экранировки корпусом маршевой ступени, что улучшает помехозащищенность канала связи наземной аппаратуры управления с маршевой ступенью ракеты.

Источники информации
1. Журнал "Soldat und Technik", 1970, 10, s. 562-563, Bild 5 - прототип.

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано в зенитных комплексах с радиокомандной системой управления. Технический результат - обеспечение надежного управления ракетой на гиперзвуковых скоростях в условиях воздействия на канал управления корпуса стартового двигателя и его факела, а также в условиях радиопомех на маршевом участке траектории полета ракеты. Указанная задача достигается тем, что в радиоуправляемой зенитной ракете, содержащей стартовый двигатель, маршевую ступень с функциональными блоками и приемником радиокоманд с антенным устройством и источником питания, стартовый двигатель выполнен отделяемым, а антенное устройство - в виде трех ветвей. Одна из ветвей установлена внутри кормовой части маршевой ступени с выходом на задний торец и соединена с одним из входов приемника радиокоманд. Две другие ветви антенного устройства диаметрально противоположно установлены в наружных приливах обтекателя, расположенного между маршевой ступенью и двигателем и закрывающего переднюю часть стартового двигателя, и соединены фидерными системами одинаковой длины с другим входом приемника радиокоманд посредством последовательно соединенных микрополозкового тройника и переключательного СВЧ-диода. Источник питания приемника радиокоманд соединен с переключательным СВЧ-диодом проводником, механически соединенным с отделяемым стартовым двигателем. 2 ил.

Радиоуправляемая зенитная ракета, содержащая стартовый двигатель, маршевую ступень с функциональными блоками и приемником радиокоманд с антенным устройством и источником питания, отличающаяся тем, что стартовый двигатель выполнен отделяемым, а антенное устройство - в виде трех ветвей, одна из которых установлена внутри кормовой части маршевой ступени с выходом на задний торец и соединена с одним из входов приемника радиокоманд, две другие ветви антенного устройства диаметрально противоположно установлены в наружных приливах обтекателя, расположенного между маршевой ступенью и двигателем и закрывающего переднюю часть стартового двигателя, и соединены фидерными системами одинаковой длины с другим входом приемника радиокоманд посредством последовательно соединенных микрополозкового тройника и переключательного СВЧ-диода, при этом источник питания приемника радиокоманд соединен с переключательным СВЧ-диодом проводником, механически соединенным с отделяемым стартовым двигателем.