ПАРАШЮТ ДЛЯ САМОПРИЦЕЛИВАЮЩЕГОСЯ БОЕПРИПАСА Российский патент 2003 года по МПК F42B15/10 

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к парашютам для самоприцеливающихся боеприпасов реактивных снарядов (РС).

Для повышения точности поражения разработаны и совершенствуются само прицеливающиеся боеприпасы (СПБ), осуществляющие поиск цели на конечном участке полета. При торможении и стабилизации СПБ широко используются парашюты. На участке поиска СПБ обычно расположен под определенным углом к вертикали и совершает вращение вокруг продольной оси. Датчик цели совершает обзор местности, и форма площади обзора представляет собой сходящуюся спираль.

Известны парашюты с различной формой купола: круглые, квадратные, крестообразные и др. (см.: Н.А. Лобанов. Основы расчета и конструирования парашютов. М. : Машиностроение, 1965 г., с.70-77, 97, 134, 135). Каждый парашют содержит купол с входным отверстием, стропы. Парашюты с круглым тканевым куполом, приведенные на с. 72-74, не вращаются при снижении боеприпаса. Недостатком таких парашютов является их неустойчивое снижение в воздухе (с раскачиванием), что недопустимо для СПБ.

Общими признаками с предлагаемой конструкцией парашюта для СПБ является наличие в их составе купола с входным отверстием, строп. Известны парашюты с вращающимися куполами (см. Н.А. Лобанов. Основы расчета и конструирования парашютов. М.: Машиностроение, 1965 г., с.76-77). На фиг.3.20 источника приведен парашют, содержащий купол круглой формы с входным отверстием, стропы. На куполе перпендикулярно стропам с наружной стороны смонтированы тангенциальные сопла. Вращение парашюта обеспечивается струями воздуха, вытекающими через отверстия в куполе и соплах. Недостатком парашюта является наличие дополнительных надстроек в виде сопел, значительные нагрузки на купол в момент ввода (в 2...3 раза превышающие статические при той же скорости потока).

Из зарубежных СПБ, где применяются парашюты, широко известны, например, боеприпас SMArt (Германия), боеприпас SADARM (США), приведенные в журналах "Зарубежное военное обозрение", 11, 1994 г.; "ARMADA", 1998 г., 6, с.32, "ARMADA", 1999 г., 3, с.22-30; "GLOBAL DEFENCE REVIEW", 1998 г.; "GLOBAL DEFENCE REVIEW", 1999 г.

В боеприпасе SADARM ("GLOBAL REVIEW", 1998 г.) используется парашют, содержащий 4 купола, основные стропы, соединительные звенья, благодаря которым купола не расходятся. Парашютная система является вращающейся. Крепление многокупольного парашюта к корпусу СПБ осуществлено посредством узла крепления, расположенного под заданным углом к его продольной оси. Благодаря вращению датчик СПБ осуществляет поиск цели по спиралеобразной траектории. Недостатком многокупольного парашюта является ограничение угловой скорости вращения из-за его скручивания, а следовательно, ограничение площади обзора СПБ. Кроме того, производственные отклонения длин строп, а также их деформация при вводе в поток делают нестабильной угловую скорость вращения СПБ, а следовательно, высока вероятность промаха датчика обзора мимо цели.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является парашют, используемый в СПБ SМAtr, принятый за прототип.

У СПБ SMArt ("ARMADA", 1998 г., 6, с.34) парашют содержит вращающийся купол с входным отверстием, основные стропы, узел крепления строп, соединенный с корпусом СПБ под определенным углом к его продольной оси. Купол парашюта выполнен из единого полотна, а для уменьшения вращения боеприпаса в начальный момент времени при вылете из артиллерийского ствола на его корпусе установлены 3 раскрывающиеся дугообразные лопасти. Недостатком СПБ является то, что дугообразные лопасти существенно увеличивают демпфирующий момент крена, и при скорости снижения, характерной для конечного этапа функционирования СПБ, величина угловой скорости вращения элемента ограничена, что может привести к пропуску цели.

Общими признаками с предлагаемым парашютом является наличие в парашюте-прототипе вращающегося купола с входным отверстием, основных строп, узла крепления парашюта к корпусу боеприпаса.

В отличие от прототипа в предлагаемом парашюте для самоприцеливающегося боеприпаса купол выполнен с радиально расположенными секциями, верхние части которых размещены между собой на расстоянии не более 0,15 их ширины и образуют полюсное отверстие, к кромкам которого закреплены полюсные стропы, соединенные с центральной стропой, а нижние части секций размещены на расстоянии 0,1...0,3 их ширины, при этом боковые кромки секций, обращенные в направлении вращения парашюта, соединены с основными стропами, и их длина составляет 0,8...1,0 длины противоположных боковых кромок, диаметр полюсного отверстия выбран в пределах 0,15...0,35 диаметра входного отверстия, длина основных строп выполнена не менее 0,6 диаметра входного отверстия, длина центральной стропы составляет 0,9...1,2 длины основных строп, а секции соединены между собой 2...4 концентрическими каркасными лентами, причем нижние части основных строп расположены от центра узла крепления на расстоянии не менее 0,15 калибра боеприпаса, а между основными стропами на расстоянии 0,1. . . 0,2 их длины от узла крепления смонтировано распорное кольцо диаметром 0,1...0,2 диаметра входного отверстия купола.

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 создание конструкции парашюта для самоприцеливающегося боеприпаса, позволяющего повысить его эффективность и обеспечить исключение промаха во время поиска цели путем увеличения угловой скорости вращения парашюта и СПБ.

Указанный технический результат достигается тем, что в парашюте для самоприцеливающегося боеприпаса, содержащем вращающийся купол с входным отверстием, основные стропы и узел крепления строп к корпусу боеприпаса, согласно изобретению купол выполнен с радиально расположенными секциями, верхние части которых размещены между собой на расстоянии не более 0,15 их ширины и образуют полюсное отверстие, к кромкам которого закреплены полюсные стропы, соединенные с центральной стропой, а нижние части секций размещены на расстоянии 0,1...0,3 их ширины, при этом боковые кромки секций, обращенные в направлении вращения парашюта, соединены с основными стропами и их длина составляет 0,8...1,0 длины противоположных боковых кромок, диаметр полюсного отверстия выбран в пределах 0,15...0,35 диаметра входного отверстия, длина основных строп выполнена не менее 0,6 диаметра входного отверстия, длина центральной стропы составляет 0,9...1,2 длины основных строп, а секции соединены между собой 2...4 концентрическими каркасными лентами, причем нижние части основных строп расположены от центра узла крепления на расстоянии не менее 0,15 калибра боеприпаса, а между основными стропами на расстоянии 0,1...0,2 их длины от узла крепления смонтировано распорное кольцо диаметром 0,1...0,2 диаметра входного отверстия купола.

Новая совокупность конструктивных элементов, а также наличие связей между параметрами заявляемого парашюта позволили, в частности, за счет выполнения:
- купола с радиально расположенными секциями, верхние части которых размещены между собой на расстоянии не более 0,15 их ширины и образуют полюсное отверстие, к кромкам которого закреплены полюсные стропы, соединенные с центральной стропой, а нижние части секций размещены на расстоянии 0,1... 0,3 их ширины, при этом боковые кромки секций, обращенные в направлении вращения парашюта, соединены с основными стропами, и их длина составляет 0,8... 1,0 длины противоположных боковых кромок - использовать всю аэродинамическую поверхность секций купола на создание вращающего момента, благодаря чему происходит увеличение угловой скорости вращения парашюта в 2 раза по сравнению с прототипом;
- диаметра полюсного отверстия в пределах 0,15...0,35 диаметра входного отверстия, длины основных строп не менее 0,6 диаметра входного отверстия и длины центральной стропы, равной 0,9...1,2 длины основных строп, а секций купола, соединенных между собой 2...4 концентрическими каркасными лентами - обеспечить заданную форму купола, хорошую его наполняемость и устойчивость в потоке, требуемые значения коэффициента сопротивления парашюта, определяющего скорость снижения СПБ, увеличить угловую скорость вращения парашюта путем обеспечения появления на каждой секции аэродинамической силы, создающей вращающий момент, в результате чего увеличивается соотношение между скоростью вращения и скоростью снижения СПБ по сравнению с прототипом;
- расположения нижних частей основных строп от центра узла крепления на расстоянии не менее 0,15 калибра боеприпаса - обеспечить передачу вращающего момента, создающегося каждой секцией купола, на СПБ, ликвидировать скручивание строп и купола;
- распорного кольца диаметром 0,1...0,2 диаметра входного отверстия купола между основными стропами на расстоянии 0,1...0,2 их длины от узла крепления - обеспечить также передачу вращающего момента купола парашюта на СПБ без скручивания строп, увеличить на 15% коэффициент сопротивления парашюта, не изменяя при этом его угловой скорости вращения, увеличить соотношение между скоростью вращения и скоростью снижения, увеличить площадь обзора местности, что повышает надежность функционирования парашюта, эффективность применения СПБ и РС.

Увеличение расстояния между верхними частями секций свыше 0,15 их ширины и нижними частями секций свыше 0,3 их ширины приводит к увеличению конструктивной воздухопроницаемости купола, а следовательно, к росту скорости снижения парашюта и СПБ. Одновременно с этим уменьшается угловая скорость вращения парашюта и СПБ за счет снижения вращающей силы секции из-за уменьшения ее площади. В результате этого уменьшается соотношение между угловой скоростью вращения и скоростью снижения, уменьшается площадь обзора местности датчиком СПБ, увеличивается вероятность промаха по цели.

Выполнение расстояния между нижними частями секций меньше 0,10 их ширины приводит к уменьшению вращающей силы каждой секции и угловой скорости вращения парашюта. Кроме того, уменьшается скорость снижения парашюта и СПБ за счет увеличения коэффициента сопротивления купола.

Выполнение диаметра полюсного отверстия свыше 0,35 диаметра входного отверстия купола приводит к снижению коэффициента сопротивления парашюта ниже требуемой величины, увеличению скорости снижения СПБ. Угловая скорость вращения при этом уменьшается за счет уменьшения площади секций. Кроме того, увеличивается время раскрытия парашюта. Указанные факторы приводят к снижению эффективности СПБ.

При диаметре полюсного отверстия менее 0,15 диаметра входного отверстия купола происходит увеличение коэффициента сопротивления парашюта, уменьшение скорости снижения и скорости вращения СПБ, появляется раскачка купола и СПБ, форма площади обзора местности резко отличается от расчетной, увеличивается вероятность промаха по цели.

Выполнение длины боковых кромок секций, соединенных с основными стропами, менее 0,8 длины противоположных боковых кромок приводит к уменьшению угловой скорости парашюта из-за увеличения конструктивной воздухопроницаемости, уменьшению коэффициента сопротивления парашюта, в результате чего уменьшается соотношение между скоростью вращения и скоростью снижения парашюта и СПБ. Это приводит к уменьшению площади обзора местности, снижению эффективности применения СПБ.

Увеличение длины боковых кромок секций, соединенных с основными стропами, больше 1,0 длины противоположных боковых кромок приводит к уменьшению угла закрутки секции, образующегося при наполнении купола, а следовательно, к уменьшению угловой скорости вращения парашюта и СПБ, в результате чего площадь обзора цели уменьшается.

Выполнение длины основных строп менее 0,6 диаметра входного отверстия приводит к ухудшению выполняемости купола, стягиванию кромок входного отверстия, уменьшению коэффициента сопротивления парашюта, увеличению скорости снижения СПБ, раскачке парашюта и СПБ. Увеличение длины основных строп свыше 0,6 диаметра входного отверстия приводит к незначительному увеличению коэффициента сопротивления, повышению устойчивости купола в потолке.

Наличие центральной стропы в пределах, указанных в формуле изобретения, приводит к улучшению наполняемости купола. При ее длине менее 0,9 длины основных строп происходит увеличение нагрузок на центральную стропу и купол, увеличению веса парашюта.

При длине центральной стропы свыше 1,2 длины основных строп купол вытягивается, его входное отверстие сужается, в результате чего уменьшаются вращающие силы на секциях купола и угловая скорость его вращения. Так увеличение отношения длин на 0,1 приводит к уменьшению соотношения угловой скорости и скорости снижения на 12%. Скорость снижения парашюта и СПБ при этом возрастает за счет уменьшения коэффициента сопротивления парашюта. В результате этого увеличивается вероятность промаха цели, уменьшается площадь обзора местности, снижается боевая эффективность СПБ и РС.

Расположение нижних частей основных строп от центра узла их крепления на расстоянии менее 0,15 калибра боеприпаса приводит к уменьшению плеча вращающего момента парашюта, что приводит к скручиванию строп.

Наличие распорного кольца между основными стропами позволяет улучшить условия передачи вращающего момента парашюта корпусу СПБ, исключив при этом скру чивание строп и купола. Увеличение расстояния от узла крепления строп до распорного кольца свыше 0,2 длины основных строп при неизменности его диаметра, а также выполнение диаметра распорного кольца менее 0,1 диаметра входного отверстия купола приводят к стягиванию входного отверстия купола, уменьшению коэффициента его сопротивления, ухудшению условий обтекания, уменьшению угловой скорости вращения парашюта и увеличению скорости снижения парашюта и СПБ. В результате уменьшения соотношения между угловой скоростью вращения и скоростью снижения уменьшается площадь обзора и увеличивается вероятность промаха, снижается боевая эффективность СПБ.

Выполнение расстояния до распорного кольца менее 0,1 длины основных строп приводит к увеличению вероятности скручивания основных строп, увеличению реакции в стропах между распорным кольцом и узлом крепления. Также растет реакция в стропах между точками крепления и распорным кольцом при увеличении его диаметра свыше 0,2 диаметра входного отверстия купола парашюта.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1 и 2). На фиг.1 представлена схема парашюта для самоприцеливающегося боеприпаса, на фиг.2 показана развертка купола в раскрое на плоскость. Парашют состоит из купола 1 с полюсным отверстием 2, основных строп 3, центральной стропы 4, строп 5 полюсного отверстия, узла крепления 6 строп к корпусу боеприпаса. Купол 1 выполнен с радиально расположенными секциями 7, верхние части А которых между собой на расстоянии К не более 0,15 их ширины b₁, и образуют полюсное отверстие 2, к кромкам которого закреплены полюсные стропы 5, соединенные с центральной стропой 4. Нижние части В секций 7 размещены на расстоянии С, равном 0,1...0,3 ширины b₂ секции. Длина боковой кромки Д секции 7, обращенной в направлении вращения парашюта, составляет 0,8...1,0 длины противоположной боковой кромки Е. Диаметр d_по полюсного отверстия 2 выбран в пределах 0,15.. . 0,35 диаметра D_вх входного отверстия. Секции 7 соединены между собой 2...4 концентрическими каркасными лентами 8.

Основные стропы 3 длиной не менее 0,6 диаметра D_вх входного отверстия купола 1 соединены с боковыми кромками Д, длина центральной стропы 4 составляет 0,9...1,2 длины основных строп 3. Нижние части основных строп 3 расположены от центра узла крепления 6 на расстоянии 1 не менее 0,15 калибра боеприпаса (d). Между основными стропами 3 на расстоянии l_к, равном 0,1... 0,2 их длины от узла крепления 6, дополнительно смонтировано распорное кольцо 9 диаметром d_к, равным 0,1...0,2 диаметра входного отверстия D_вх купола 1.

Описанное устройство работает следующим образом. В заданной точке траектории полета РС отделяют головную часть (ОГЧ) от реактивного двигателя. После отделения в начальный момент времени ОГЧ за счет начальных возмущений при разделении совершает нестабилизированный полет, и происходит ее торможение. Затем из нее выбрасывают СПБ с уложенным внутри него парашютом. На заданной высоте траектории полета в набегающий поток воздуха вводят вращающийся парашют. Происходит вытягивание строп 3,4,5 и наполнение купола 1. Стабилизирующий момент парашюта парирует начальные угловые возмущения СПБ и обеспечивает ему устойчивый полет. Одновременно с этим происходит вращение парашюта, который приводит во вращение СПБ. Распорное кольцо 9 между основными стропами 3, расположение нижних частей основных строп 3 от центра узла крепления 6 на расстоянии 1 не менее 0,15 калибра боеприпаса улучшают условия передачи вращающего момента парашюта корпусу СПБ, исключая при этом скручивание строп 3 и купола 1. Парашют снижается вместе с СПБ с заданной скоростью и вращает его с угловой скоростью в 2 раза большей, чем у прототипа. Далее датчик СПБ совершает обзор местности в поиске цели и, увидев ее, дает команду на ее поражение.

Выполнение парашюта в соответствии с изобретением приводит к повышению его эффективности, увеличивает в 2 раза по сравнению с прототипом угловую скорость вращения парашюта и СПБ, увеличивается вероятность поражения цели за счет исключения промаха во время ее поиска.

В настоящее время разработана конструкторская документация на предлагаемый парашют для самоприцеливающегося боеприпаса, проведены государственные испытания, намечено серийное производство.

Изобретение относится к области ракетного вооружения. В парашюте для самоприцеливающегося боеприпаса купол выполнен с радиально расположенными секциями, верхние части которых размещены между собой на расстоянии не более 0,15 их ширины и образуют полюсное отверстие, к кромкам которого прикреплены полюсные стропы, соединенные с центральной стропой. Нижние части секций размещены на расстоянии 0,1...0,3 их ширины, при этом боковые кромки секций, обращенные в направлении вращения парашюта, соединены с основными стропами и их длина составляет 0,8...1,0 длины противоположных боковых кромок. Диаметр полюсного отверстия выбран в пределах 0,15...0,35 диаметра входного отверстия. Длина основных строп выполнена не менее 0,6 диаметра входного отверстия, а длина центральной стропы составляет 0,9...1,2 длины основных строп. Секции соединены между собой 2...4 концентрическими каркасными лентами. Нижние части основных строп расположены от центра узла крепления на расстоянии не менее 0,15 калибра боеприпаса, а между основными стропами на расстоянии 0,1...0,2 их длины от узла крепления смонтировано распорное кольцо диаметром 0,1. . . 0,2 диаметра входного отверстия купола. Изобретение повышает эффективность самоприцеливающегося боеприпаса за счет исключения промаха при поиске цели путем увеличения скорости вращения парашюта с боеприпасом. 2 ил.

Парашют для самоприцеливающегося боеприпаса, содержащий вращающийся купол с входным отверстием, основные стропы и узел крепления строп к корпусу боеприпаса, отличающийся тем, что купол выполнен с радиально расположенными секциями, верхние части которых размещены между собой на расстоянии не более 0,15 их ширины и образуют полюсное отверстие, к кромкам которого прикреплены полюсные стропы, соединенные с центральной стропой, а нижние части секций размещены на расстоянии 0,1. . . 0,3 их ширины, при этом боковые кромки секций, обращенные в направлении вращения парашюта, соединены с основными стропами и их длина составляет 0,8. . . 1,0 длины противоположных боковых кромок, диаметр полюсного отверстия выбран в пределах 0,15. . . 0,35 диаметра входного отверстия, длина основных строп выполнена не менее 0,6 диаметра входного отверстия, длина центральной стропы составляет 0,9. . . 1,2 длины основных строп, а секции соединены между собой 2. . . 4 концентрическими каркасными лентами, причем нижние части основных строп расположены от центра узла крепления на расстоянии не менее 0,15 калибра боеприпаса, а между основными стропами на расстоянии 0,1. . . 0,2 их длины от узла крепления смонтировано распорное кольцо диаметром 0,1. . . 0,2 диаметра входного отверстия купола.