РЕАКТИВНЫЙ СНАРЯД Российский патент 2004 года по МПК F42B15/10 

Предлагаемое изобретение относится к военной технике, а именно к боеприпасам, и может найти широкое применение в области ракетной техники, в частности при разработке реактивных снарядов систем залпового огня.

Как известно, в настоящее время проводятся работы по повышению дальности стрельбы, в том числе за счет применения в ракетных двигателях высокоэнергетических твердых топлив, и эффективности поражения целей за счет повышения точности стрельбы, что требует оснащения их чувствительными элементами и сложной аппаратурой, которые должны надежно функционировать в условиях боевого применения.

Известны ракетные снаряды М8 и М13, обеспечивающие поражение площадных целей (см., например, В.Д.Куров, Ю.М.Должанский. Основы проектирования пороховых ракетных снарядов, М., ОБОРОНГИЗ, 1961, стр. 11, фиг.1.7), принятые авторами за аналоги. Они содержат реактивный двигатель на твердом ракетном топливе, аэродинамический стабилизатор и головную часть. Такие реактивные снаряды имеют достаточно простую конструкцию, их не сложно обслуживать, ими можно наносить массированные удары по площадным целям.

В то же время достигнутые для этих снарядов характеристики кучности стрельбы (величина отклонения точек падения снарядов залпа от центра их группирования) не обеспечивают достаточно эффективного поражения целей.

Таким образом, задачей данного технического решения являлась разработка конструкции реактивных снарядов, обеспечивающих поражение площадных целей.

Общими признаками с предлагаемым авторами реактивным снарядом является наличие в составе реактивных снарядов - аналогов ракетного двигателя, боевой (головной) части и аэродинамического стабилизатора.

В настоящее время для повышения дальности стрельбы реактивными снарядами применяют реактивные двигатели с высокоэнергетическими смесевыми ракетными твердыми топливами, а для повышения кучности стрельбы - различные системы управления, в частности газодинамические системы угловой стабилизации снаряда, позволяющие в значительной степени парировать действующие на снаряд начальные и ветровые возмущения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является реактивный снаряд, содержащий головную часть с газодинамической системой угловой стабилизации, ракетный двигатель, аэродинамический стабилизатор и центрирующие утолщения (патент РФ №2071027 (опубл. 27.12.96), принятый авторами за прототип.

Реактивный снаряд, принятый за прототип, функционирует следующим образом.

При старте снаряда команды на запуск подаются на ракетный двигатель и газодинамической системе угловой стабилизации. Направление движения реактивного снаряда задается взаимодействием центрирующих утолщений с внутренней поверхностью направляющей. Во время движения реактивного снаряда по направляющей на него действуют начальные, а после выхода из направляющей и ветровые возмущения, под воздействием которых реактивный снаряд отклоняется от заданного направления движения. Газодинамическая система угловой стабилизации, размещенная в головной части реактивного снаряда, определяет величину и направление отклонения и создает корректирующее усилие, величина которого пропорциональна величине отклонения, а направление действия противоположно направлению отклонения.

Переменные как по величине, так и по направлению корректирующие усилия являются источником широкого спектра колебаний, свободно передающихся по корпусу к камере сгорания ракетного двигателя. В некоторых случаях под действием этих колебаний колебания генерируются в столбе продуктов сгорания, что приводит к нарушениям нормальной работы двигателя, вплоть до его разрушения. Генерируемые в двигателе, в том числе высокочастотные продольной моды, в свою очередь, передаются к головной части и к газодинамической системе стабилизации, приводят к появлению знакопеременных нагрузок, нарушающих работу чувствительных элементов системы стабилизации и других узлов головной части.

Таким образом, задачей технического решения (прототипа) являлась разработка конструкции реактивного снаряда с системой управления, обеспечивающей стрельбу при использовании в ракетных двигателях низкоэнергетических твердых топлив.

Общими признаками с предлагаемым авторами реактивным снарядом являются наличие головной и ракетной частей, аэродинамического стабилизатора и центрирующих утолщений.

В отличие от прототипа в предлагаемом авторами реактивном снаряде за головной частью, на расстоянии не более калибра образован кольцевой шпангоут, на наружной и внутренней сторонах которого выполнены не менее одной пары кольцевых проточек, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута, при этом отношение диаметра наружных проточек к диаметру внутренних составляет 0,95-1,05, расстояние между ними выбрано в пределах 0,75-1,25 толщины шпангоута, отношение ширины наружных проточек к ширине внутренних составляет 0,45-0,85, причем внутренние проточки заполнены эластичным материалом.

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 создание реактивного снаряда с повышенной надежностью функционирования при использовании в ракетном двигателе высокоэнергетических твердых топлив и улучшенными (по сравнению с прототипом) характеристиками кучности стрельбы

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном реактивном снаряде, содержащем головную и ракетную части, аэродинамический стабилизатор и центрирующие утолщения, особенность заключается в том, что за головной частью, на расстоянии не более калибра образован кольцевой шпангоут, на наружной и внутренней сторонах которого выполнены не менее одной пары кольцевых проточек, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута, при этом отношение диаметра наружных проточек к диаметру внутренних составляет 0,95-1,05, расстояние между ними выбрано в пределах 0,75-1,25 толщины шпангоута, отношение ширины наружных проточек к ширине внутренних составляет 0,45-0,85, причем внутренние проточки заполнены эластичным материалом.

Новая совокупность конструктивных элементов, выражающаяся в наличии узла, нового в сравнении с прототипом, выполнении узла, взаимном расположение и соотношения размеров, позволяет, в частности, за счет

- образования за головной частью, на расстоянии не более калибра кольцевого шпангоута, на наружной и внутренней сторонах которого выполнены не менее одной пары кольцевых проточек, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута, и заполнения внутренних проточек эластичным материалом - обеспечить гашение колебаний, создаваемых работой узлов, устройств и аппаратуры в головной части, и высокочастотных колебаний, генерируемых в ракетной части;

- выполнения отношения диаметра наружных проточек к диаметру внутренних 0,95-1,05, расстояния между ними в пределах 0,75-1,25 толщины шпангоута, отношения ширины наружных проточек к ширине внутренних 0,45-0,85 уменьшить передачу колебаний по конструкционному материалу корпуса головной и ракетной частей. В случае выполнения проточек с отношением диаметра наружной проточки к диаметру внутренней проточки свыше 1,05, с расстоянием между проточками свыше 1,25 толщины шпангоута и отношением ширины наружных проточек к ширине внутренних большим 0,85 наблюдается прохождение частот некоторой части спектра колебаний. Выполнение проточек с отношением диаметра наружной проточки к диаметру внутренней проточки меньшим 0,95 и с расстоянием между проточками меньшим 0,75 толщины шпангоута и отношением ширины наружных проточек к ширине внутренних меньшим 0,45 нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему росту эффективности гашения колебаний при увеличении размеров кольцевого шпангоута для обеспечения прочности.

Сущность изобретения заключается в том, в реактивом снаряде, содержащем головную и ракетную части, аэродинамический стабилизатор и центрирующие утолщения, в отличие от прототипа, согласно изобретению, за головной частью, на расстоянии не более калибра образован кольцевой шпангоут, на наружной и внутренней сторонах которого выполнены не менее одной пары кольцевых проточек, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута, при этом отношение диаметра наружных проточек к диаметру внутренних составляет 0,95-1,05, расстояние между ними выбрано в пределах 0,75-1,25 толщины шпангоута, отношение ширины наружных проточек к ширине внутренних составляет 0,45-0,85, причем внутренние проточки заполнены эластичным материалом.

На фиг.1 изображен общий вид реактивного снаряда; на фиг.2 - выносной элемент - "С" (увеличено); на фиг.3 - график зависимости амплитуды "А" колебаний от геометрических параметров проточек.

Реактивный снаряд состоит из головной части 1 и ракетной части 2, аэродинамического стабилизатора 3, переднего 4 и заднего 5 центрирующих утолщений. За головной частью 1, на расстоянии не более калибра "Ф" снаряда образован кольцевой шпангоут 6, на наружной 7 и внутренней 8 сторонах которого выполнены пары кольцевых проточек 9 и 10, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута 6. Отношение диаметра "d" наружных проточек 9 к диаметру "D" внутренних проточек 10 составляет 0,95-1,05, расстояние "L" между проточками 9 и 10 выбрано в пределах 0,75-1,25 толщины "В" шпангоута 6, отношение ширины "h" наружных проточек 9 к ширине "H" внутренних проточек 10 составляет 0,45-0,85. Внутренние проточки 10 заполнены эластичным материалом 11.

Описанный реактивный снаряд работает следующим образом.

При старте снаряда команды на запуск подаются на ракетную часть 2 и аппаратуру головной части 1. Направление движения реактивного снаряда задается взаимодействием центрирующих утолщений 4 и 5 с внутренней поверхностью направляющей. При работе ракетной части 2 в столбе заполняющих ее продуктов сгорания высокоэнергетического твердого топлива генерируются колебания, в том числе высокочастотные продольной моды, передающиеся по ее корпусу. Проходя через границы сред, сформированными проточками 9 и 10 на кольцевом шпангоуте 6, колебания значительно уменьшаются как по амплитуде, так и по спектру частот и не приводят к нарушениям в работе узлов, устройств и аппаратуры головной части 1.

Выполнение реактивного снаряда в соответствии с изобретением позволило за счет уменьшения колебаний повысить надежность функционирования снаряда при использовании в ракетном двигателе высокоэнергетических твердых топлив и улучшить (по сравнению с прототипом) характеристики кучности стрельбы и, следовательно, эффективность поражения целей.

Указанный положительный эффект подтвержден летно-конструкторскими испытаниями опытных образцов реактивного снаряда, выполненного в соответствии с изобретением.

Изобретение относится к военной технике, а точнее к боеприпасам, и может найти применение при разработке реактивных снарядов систем залпового огня. Снаряд содержит головную и ракетную части, аэродинамический стабилизатор и центрирующие утолщения. За головной частью, на расстоянии не более калибра образован кольцевой шпангоут, на наружной и внутренней сторонах которого выполнены не менее одной пары кольцевых проточек, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута. Отношение диаметра наружных проточек к диаметру внутренних составляет 0,95-1,05. Расстояние между проточками выбрано в пределах 0,75-1,25 толщины шпангоута. Отношение ширины наружных проточек к ширине внутренних составляет 0,45-0,85. Внутренние проточки заполнены эластичным материалом. Таким выполнением снаряда достигается гашение колебаний, создаваемых работой его узлов, устройств и аппаратуры в головной части. 3 ил.

Реактивный снаряд, содержащий головную и ракетную части, аэродинамический стабилизатор и центрирующие утолщения, отличающийся тем, что за головной частью на расстоянии не более калибра, образован кольцевой шпангоут, на наружной и внутренней сторонах которого выполнены не менее одной пары кольцевых проточек, последовательно расположенных одна за другой с противоположных сторон шпангоута, при этом отношение диаметра наружных проточек к диаметру внутренних составляет 0,95-1,05, расстояние между ними выбрано в пределах 0,75-1,25 толщины шпангоута, отношение ширины наружных проточек к ширине внутренних составляет 0,45-0,85, причем внутренние проточки заполнены эластичным материалом.